振通在无线视频监控系统中的应用

在当今科技飞速发展的今天，采用高科技安防通信手段预防和制止可能的各种事件发生，成为保护各单位和职工群众的生命财产安全，保证辖区和单位内部各部门的正常运转的有力措施，向“科技要安全”成为共识。　
　　计算机网络通讯技术、图像压缩处理技术以及无线传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的通讯和图像/语音处理技术，通过建设灵活的网络来传输数字图像和控制图像，为实现本地和远程图像监控及联网报警系统提供了高效可行而且价格低廉的解决方案。
　　在银行、通讯、电力、冶金、油田，以及大型综合办公楼宇、住宅小区等重点部门和单位、场所，联网监控报警系统的建立，对预防和制止犯罪、维护社会经济的稳定起到了重要作用，同时，安防技术和网络设备的科技手段的采用和网络设计水平的提升，又使这些部门和单位成为先进生产力和管理水平的代表。　　
　　1 设计依据
　　1.1 行业标准和规范
　　本安全防范系统设计完全符合中华人民共和国公安部有关条例和规范，包括：　
　　 安全防范工程程序与要求GA/T75-94；　　
　　 安全防范系统通用图形符号GA/T74-94；　　
　　 安全防范工程费用概预算编制办法GA/70-94；　　 电子设备安装工程费用定额HYD41-01-1999；
　　 风险等级和防护级别的规定GA/T38-92；
　　 民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94；
　 防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90；
　　 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92；
　　 中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82；
　　 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范CECS72.95；
　　 系统接地的形式及安全技术要求GB14050-93；
　　1.2用户实际需求及分析
　　以某公司的实际要求和我方人员对拟定监控工程工程现场情况的实时监视，需实现对11个监控点、即11个的现场图象实施监控和对讲通话，并在公司保卫处建立集中监控中心，实施有效监控和指挥调度。11个监视点分布在距离拟建监控中心500M到5KM的区域，与监控中心之间距离较远。
　　监控中心需要设立大屏幕系统和图象录象系统实现对实时现场图象的监视和保存，并与11个监控点间建立指挥和联络所需要的对讲系统。
　　根据上述需求，我们认为以下措施将是本工程所需要采取的关键技术：
　　本项目的业务承载通讯网络建设不适宜采用有线传输方式，应该采用无线影音传输系统，网络拓扑结构采用多套点对多点的无线网络系统构建。
　　监控图象采用高等级的压缩视频技术，采用背向投影的方式实现灵活的多画面大屏幕显示。
　　采用硬盘录象的方式根据需要保存规定时间的各监控点图象。
　　利用现有电话线或压缩编码设备辅助的语音通道建立对讲指挥系统。
　　2.指导思想
　　为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本监控系统工程设计中，我们将坚持长远规划分步实施的原则，将系统建设成为一种具有高起点，易于扩充、升级和管理，易于使用和维护的监控系统。
　　在本方案中，我公司主要遵循以下设计原则，作为此次工程项目的指导思想：
　　2.1实用性及可靠性原则
　　在本次远程监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。
　　在系统的设计和实施工程中，应该充分考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。在本项目中，我们所设计采用的设备无论是集成的外购产品，还是自行开发设计的产品都经过严格的选择与测试。外购产品全部为国内外具有良好声誉、良好产品质量及售后服务信誉的名牌产品。自行开发设计生产的产品及软件全部都是经过实际测试与使用的产品，并经过严格的器件筛选及老化实验，充分保证了设备及系统的可靠性。
　　2.2先进性、成熟性与可扩展性原则
　　在满足实用性原则的基础上，并结合该公司的实际情况，我们选用先进的设备、优化的结构、综合布线方式及多媒体控制技术，力争将系统的技术水平定位在一个高层次上，以适应新世纪现代生产管理发展的需要。
　　系统建设适应行业发展，充分考虑该公司的特点，在整体设计、设备配置、通信方式、管理方式、维护方式等方面具有一定的先进性，采用国际标准的同时又是成熟的技术。
　　系统具有良好的可扩展性，充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。
　　2.3开放性和标准化原则
　　系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。充分利用不同网络的优势，将它们有机地结合起来，为信息交换和设备互操作创造有利条件。
　　系统结构设计及布线材料符合ISO/IEC11801综合布线标准及CECS：72/97《国家建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。网络系统硬件设备选型、施工、安装符合相应国际或国家标准。
　　2.4经济性原则
　　在完成系统建设目标的基础上，力争用最少的投资，取得最大的效益。在网络设计、设备选型上，采用高性能价格比的方案和设备，不仅使资金的投入、产出比达到最大值，而且要降低整个系统的运行成本，以较低的人员与资金投入来维持系统的正常运行。
　　2.5可维护性、可管理性原则
　　网络设计和设备选型应具备实施安装方便、配置方便等特点，尽可能采用先进的、直观的管理手段，能够合理配置、均衡和调整网络资源，监控网络运行状态，控制网络运行。
　　我们设计的监控系统除要有很好的可靠性外还应有一定的故障自检和系统恢复能力。工程施工前提供详细设计图纸；施工结束后，将提供给用户所有安装及施工图纸、技术资料，便于用户维护和使用。
　　2.6灵活性原则
　　我们所提供的系统设计方案具有较强的灵活性，由于我们采用了标准化的布线方式及设备，便于系统扩容和设备的更新，如可方便地将传感器侦测、报警联动录像等功能接入本系统。
　　3.系统构成及运行原理
　　3.1系统构成
　　本安全防范系统由电视监控系统，监控中心大屏幕图象监控子系统、语音对讲子系统组成。
　　在上述子系统中电视监控系统是安防系统的最重要组成部分。一般由前端设备、传输网络设备、终端设备（含硬盘图象录象设备）三大部分组成。
　　前端设备：由安装在各监控区域的摄像机、镜头、防护罩、支架、云台以及报警传感器等组成，主要负责图像和数据的采集及信号处理；
　　传输网络设备：包括局部同轴电缆和信号线缆，图象压缩编码设备，它们与远距离点对多点无线网络传输系统一起负责将音、视频信号传输到监控中心机房的主控设备（主控服务器）。
　　终端设备：完成对前端音、视频信号的压缩处理、监控中心通过终端设备完成图像切换、云镜操作等所有功能项的控制，硬盘录象设备保存规定时间段的监控图象，并可以配合监控点的报警传感器的报警信号有选择地保留报警时的图象信息。。
　　监控中心大屏幕图象监控子系统：根据主控设备（主控服务器）的控制完成对监控图象的实时大屏幕显示，可以选择显示单幅、多幅以及全体图象。
　　语音对讲系统：通过已有互备份压缩语音线路和电话线路实现语音对讲和指挥调度，监控中心语音对讲控制器配合远端对讲用户单元完成对讲的单呼、组呼功能，对讲备份功能作用在于当无线通道出现中断时仍可以实现语音指挥调度。
　　3.2核心系统——电视监控系统的运行原理
　　基本运行原理为：前端设备将采集到的各种图像、声音和报警信号转化为模拟电信号通过相应的视频、音频线缆传送到位于个各监控点的图象压缩编码设备上，该设备将所有前述信号转化成网络数据接入到同处的无线网络终端（无线网桥）上，通过信号覆盖整个钢厂的无线传输网络传输到监控中心，在中心由终端设备完成存储、控制、切换等功能，并通过显示器、投影屏幕等显示设备，实时监控图像。
　　传统的监控方式（模拟方式）是采用分散控制，即监控系统和报警等系统作为子系统各成一体，并且各子系统内部的各个组成部分之间也是相互独立进行操作和控制，这样极不利于人员的操作和管理，而且这个系统不是基于计算机平台，无法实现远程联网功能。当前，我们利用先进的计算机多媒体技术和视频压缩技术推出高性能的数字化监控模式，通过数字型终端设备建立一个全新的信息数据控制平台（主控服务器）上，将各子系统以及各子系统内各个部分的硬件、功能全部集中在该控制平台上，即同一台数字终端上，只需通过鼠标点击，便可进行综合管理，这样不仅能够简化了系统结构，而且极大提升了系统功能和运作效率，同时使各种控制变得更加直观、快捷、人性化，便于使用推广，且节省资金。
　　4.系统具体设计和建设目标
　　出于长远规划的考虑，依据国家相关行业规定和规范的要求，结合本工程项目的实际需要，设计、建设的项目内容为以下几点：
　　 前端设备的布设；　　
　　 传输系统；　　
　　 主控系统；　　
　　 大屏幕显示、语音对讲两个辅助子系统；　　
　　通过以上四个项目的建立，构成一个现代化的安全技术防范系统工程。该工程运用现代科学技术手段，在科学的管理下，达到防范严密，常备不懈，无懈可击，严阵以待，发挥全天候的防范效果。为此，这四个项目的具体要求分述如下：
4.1前端设备的布设
前端设备在整个监控系统中起着重要的作用，其中摄像机是最主要的前端设备，发挥着三个方面的重要功能：图像复核功能（主要结合报警系统实现）、监控功能、视频报警功能。摄像机主要安装在11个监控点的室内、室外“重要监视区”及要害部位。这些摄像机通过对现场的实时监视，能及时发现险情、不法行为和治安问题，能使问题解决在萌芽状态。为此，重点监视目标、重点监视地段（小范围），宜采用固定摄像机；较大范围的监视区，如厂大门口广场、停产场以及大厅等，宜选用带云台和变焦镜头的摄像机；另外，重要部位安装的摄像机应在终端控制主机上进行视频移动报警功能的设置，当有非法移动时系统能够自动报警、启动录像，以便及时发现警情并作为日后取证之用。
4.2传输系统
传输系统承担视频图像信号、报警信号和控制信号、以及备份语音对讲信号的传送。原则上可根据传输距离的远近选择同轴电缆、光纤等传输方式。传输距离远，宜选用光纤或微波传输；距离近宜选用同轴电缆传输。此外，还要考虑实际的环境情况、气候情况，以及施工的可行性等。
该项目中，由于每个摄像机信号的传输距离较远，布线工程难度和投入量大，因此根据实际情况出发采用微波传输———即无线网络传输方式。
根据该公司的实际情况，本工程采用工作在5.8GHz频段的点对多点无线网桥设备构建三个一点对4点的无线传输网络，根据需要将来在系统增加监控点时可以增加1~3套一点对4点的无线传输网络以实现系统扩容，多个点对多点系统构成的整个无线传输网络，中心设在监控中心，远端点与监控点相同。其全覆盖和良好的扩容能力可以为钢厂其他地点未来实现同一系统下的图象监控提供条件。
4.3主控系统
该项目是围绕主控服务器，即智能化数字硬盘录像监控系统（以下简称数字硬盘录像系统）作为主控系统来进行设计的。数字硬盘录像系统是指以计算机硬盘为图像录像媒体，集成画面分割、切换、云镜控制、录像检索、网络传输及报警联动等多功能为一体的，高度智能化的监控系统。它以DVR（DigitalVideoRecorder）为基础，在其中增加了前端设备的控制功能、报警信息处理功能，以及计算机网络传输功能等，从而构成完善的数字化监控报警系统。其中图像记录部分采用数字视频压缩技术，利用硬盘录像，使图像的纪录、重放、检索、管理等更加灵活便捷，因而日益成为监控系统发展的主导趋势。
相对于传统模拟监控系统，具有多种特点和优势：
功能高度集成，大大节省了系统空间的占用，简化了系统设备，更加方便了系统的保养和维护；操作更加简单、直观，界面更加友好、人性化；实现了网络远程监控和系统联网；画质更清晰；超大的纪录容量，方便快捷的检索、更利于保存；安全性更高，具有严密的输入安全措施和防伪水印，杜绝录像资料被篡改。
我们建议选择MPEG-4的编解码设备。
5 系统功能
为了便于用户对系统功能的理解，下面从用户对该系统的两种使用环境下分别具体阐述系统的各种智能监控功能。
5.1 中心监控室具有的功能：
主控室是整个系统的信号控制及信息交换中心，具有最全面的系统功能，简单表述为以下几点。更详细的功能介绍，请参看“设备选用”中的数字硬盘录像主机的选用。
可实时显示任意一路或多路监控点的影音信息，进行实时监测。
可对任一路摄像机的显示效果、录像速度进行设置，以达到最佳效果。
可对某一路或某几路重要监控点的图像进行多种模式的存储录像。
重要录像资料可以备份和播放。
可对录像资料进行多种智能检索和回放。
可任意控制前端云台和摄像机镜头，选取最佳角度和距离监测现场情况。
具备强大的联网传输功能，可将各路监控信号远传广域网，实现网络监控。
报警后地点位置可立即弹出显示报警方位；
实现视频报警联动录像，即报警后可自动启动录像同时启动声光报警信号；
在主控室安装大屏幕投影墙，增强显示效果；
通过在数字智能型控制主机上的设置，可将监控信号上传到internet网，实现远程监控。
详细功能请参见设备选型中数字硬盘录像主机的功能介绍。
5.2 其他网络分控端具有的功能：
其他网络分控端设备主要指单位领导或系统管理人员所在位置安装的分控计算机。作为网络分控端必需具备三个条件才能够实现分控管理的功能。包括：分控端的分控计算机必须与中心数字主控设备联网；在分控计算机上安装专用分控软件并运行；享有最高管理员的授权和密码。具体功能有：
通过网络可以随时观看所有监控点的视频图像。
通过网络和分控软件可远程控制各监控点的云台和镜头，摆脱地域限制。
可登陆到监控主机，任意查看以前录像资料。
可对前端摄像机的色彩、对比度、饱和度等进行调整。
6 系统技术指标
设备平均无故障时间MTBF大于或等于20000小时；
计算机平均无故障时间MTBF大于20000小时；
投影设备及主控监视器符合UL认证标准和FCC的高等级限制规定；
摄像机符合UL1409安全标准和FCC的A等级辐射标准；
探测器符合UL认证标准并通过中国公安部标准检测；
监视图像质量按“五级损伤标准”评定不低于3级；
复合视频信号幅度lvp-p±3dB；
彩色电视水平清晰度>380TVL；
信噪比≥37dB；
灰度≥8级；
7 器材设备的选用
为了保证系统工程的先进性、可靠性、实用性，系统所需要的器材设备，应根据设计任务书的总体规划要求，在认真进行现场勘察对系统工程有了较为深入了解的基础上，选用名牌优质、符合国家标准并经国家质量认证、性能价格比合理的产品，达到设备性能优良、质量可靠、价格合理。
通过对目前国内技术先进的主流保安监控产品的调研，综合其性能价格比、返修率，结合安全防范工程的要求等诸多因素的对比，择优选用IDS®全套专业监控器材设备，其主要原因和优势在于：
具有多年专业器材生产经销背景和行业经验，对国内外监控产品技术性能、用户需求和监控领域的发展趋势有充分确定的了解和把握；
产品品种多样，型号齐全，涉及整套监控系统中的各个部分，其技术水平均已达到和超过国内国外先进水平，引导监控产品新趋势；
具有实力雄厚的技术、设计队伍，不仅全面了解所有产品的性能特点，为客户提供专业、准确的产品技术服务，而且有力保证了整个系统在器材选型上的合理性、科学性、兼容性、稳定性和可靠性，为以后系统升级、改造做好了最充分的基础；
整套系统的采购体现了节省采购成本和费用的原则，从而降低了系统整体预算，为用户节约成本，实现了花最少的钱做最多、最好的事，或花一样的钱做更多、更好的事；
从器材到工程的一体化服务，又保证了工程施工质量和系统调试安装，减少各种不稳定因素导致的系统无法正常运行和使用，使安全防范系统真正安全化；
在售后和质保上，大大降低了周转的时间和延误的时间，并且提高了故障检测、排查、维修的时间，最方便、快捷的为客户提供优质的服务。
无论器材生产资质，还是工程施工资质全部通过国家公安部等相关机构的各项审批，是国家认可的合法单位，因此在法律形式上最大保证了用户利益。