王語嫣校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設工程設計

1、畢業(yè)設計（報告）課題:校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設工程設計學生:王語嫣 系部:物聯(lián)網(wǎng)學院 班級:物聯(lián)網(wǎng)1504班 學號:2015270202指導教師:王松柏 裝訂交卷日期:20171020 畢業(yè)設計（報告）成績評定記錄表指導教師評語（包含學生在畢業(yè)實習期間的表現(xiàn)）:成績（平時成績）: 指導教師簽名：年 月 日評閱教師評語：成績（評閱成績）: 評閱教師簽名：年 月 日答辯情況記錄:答辯成績:答辯委員會主任(或答辯教師小組組長)簽名:年 月 日總評成績:注：1.此表適用于參加畢業(yè)答辯學生的畢業(yè)設計（報告）成績評定；2.平時成績占20%、卷面評閱成績占50%、答辯成績占30%，在上面的評分表中，可分別按20

2、分、50分、30分來量化評分，三項相加所得總分即為總評成績，總評成績請轉(zhuǎn)換為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五等級計分。教務處制校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設工程設計專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)學生：王語嫣 指導教師：王松柏摘要隨著計算機、網(wǎng)絡以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對監(jiān)控系統(tǒng)的需求層次不斷提高，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。從上世紀80年代中期的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始，到90年代后期的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，直到現(xiàn)在的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，正在全面向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、集成化的方向發(fā)展。尤其是目前的4G網(wǎng)絡技術(shù)已能夠滿足用戶通過移動網(wǎng)絡進行視頻監(jiān)控多方面的需求，使得隨時監(jiān)控、異地監(jiān)控，遠程操控，一體化網(wǎng)

3、絡視頻監(jiān)控業(yè)務形成巨大的發(fā)展?jié)摿?。因此，更加智能且一體化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一直是研究和開發(fā)的熱點。本文從經(jīng)濟、社會發(fā)展的需求出發(fā)，分析了創(chuàng)建平安校園監(jiān)控系統(tǒng)的建設背景、建設必要性，回顧了視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程以及國內(nèi)外視頻監(jiān)控業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀，對其中關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，提出了平安校園建設的基本原則、關(guān)鍵問題、建設要點，接著對寬視界產(chǎn)品的定義、整體架構(gòu)、主要功能、優(yōu)勢特點進行了介紹，最后以郯城平安校園建設為例，給出了視頻監(jiān)控技術(shù)在平安校園建設方案中的良好應用。【關(guān)鍵詞】：視頻監(jiān)控 安全防范 智能化 平安校園目錄第一章 緒論11.1 論文背景11.2 論文研究內(nèi)容11.3 設計思路和原則11.3.1 設計思

4、路21.3.2 設計原則2第二章 工程建設方案32.1 現(xiàn)狀簡述32.2 需求分析32.3 監(jiān)控點位置42.4 組網(wǎng)方案42.5 監(jiān)控系統(tǒng)功能5第三章 系統(tǒng)實施方案73.1設備采購及配置73.2布線要求73.3安裝細則及施工注意事項73.3設備配置方案93.4配置計算93.4.1存儲空間93.4.2傳輸帶寬103.5 IP地址配置10第四章 總結(jié)11參考文獻12致謝13第一章 緒論1.1 論文背景目前，隨著我國教育業(yè)的快速發(fā)展，以及實現(xiàn)現(xiàn)代化教育的迫切需求，教育改革勢在必行。實現(xiàn)現(xiàn)代化教育，首先要解決的問題是如何保證在校學生有一個安全健康的學習環(huán)境，而近期發(fā)生在全國各地的校園詐騙、盜竊以及交通

5、事故等安全隱患已經(jīng)引起教育部和公安部門的高度重視，隨之出臺了一系列關(guān)于加強校園安全防范建設性的文件1。為了做到讓學校管理者對校園透明性管理，讓教育部門能夠?qū)W校環(huán)境進行掌控，校園視頻監(jiān)控應運而生。經(jīng)過實地勘察，重慶電子工程職業(yè)學校地處市郊，一期建設完成的食堂、學生宿舍、圖書館、教學樓、辦公樓等樓體在設計上均采用了開放式設計，樓體的出入口以及樓體邊界較為開闊，且其周邊環(huán)境尚未完全建設完善，邊界過往人員復雜、車流繁多，使得教師和學生安全以及學校公有財產(chǎn)安全保衛(wèi)任務的建設顯得日漸繁重。因此建設一個有效、穩(wěn)定和智能化的安防系統(tǒng)具有重要意義。近年來，校園監(jiān)控得到了各類學校以及各級教育主管機構(gòu)越來越多的重

6、視，從以保護師生安全為目的的平安校園，到以提升監(jiān)考效率為目的的網(wǎng)上巡考，校園監(jiān)控正在延伸到教學、管理、安全防范等各個層面。到2015年，80%以上的高校安裝了監(jiān)控系統(tǒng)3。1.2 論文研究內(nèi)容本課題設計是根據(jù)校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)項目總體方案進行的深入研究。課題內(nèi)容研究數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案及施工思路，這其中包括整體網(wǎng)絡平臺搭建設計，施工步驟，布線要求及整體系統(tǒng)的安全問題等。在研究過程中，將根據(jù)以上涉及的各部分內(nèi)容為實際系統(tǒng)搭建的基礎，把攝像機設備作為監(jiān)控系統(tǒng)的終端，分布在校園的各個位置，為實現(xiàn)采集校園視頻數(shù)據(jù)和進行安防監(jiān)控的功能。1.3 設計思路和原則1.3.1 設計思路首先完全依據(jù)學校提出的要

7、求和切實可行的現(xiàn)場，然后依據(jù)相關(guān)的國家標準、行業(yè)標準、公安部和國家技術(shù)監(jiān)督局頒布的安防系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)要求、技術(shù)規(guī)范3。1.3.2 設計原則根據(jù)學校的現(xiàn)場實際情況，可以對校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行全面的規(guī)劃，力求保證系統(tǒng)的先進性、安全性、實用性、經(jīng)濟性以及高性價比為原則。在進行閉路監(jiān)控系統(tǒng)設計的時候，依照學校對該系統(tǒng)的基本需求，本著架構(gòu)合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、低成本、低維護量作為出發(fā)點，并依此為學校提供先進、可靠、安全、高效的系統(tǒng)解決方案4。架構(gòu)合理：就是采用先進合理的技術(shù)來構(gòu)架系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)安全平穩(wěn)的運行，并具備未來良好的擴展條件。穩(wěn)定性和安全性：只有穩(wěn)定性的系統(tǒng)才能確保學校閉路監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)運行產(chǎn)

8、品主流：系統(tǒng)是否采用當今主流產(chǎn)品，關(guān)系到系統(tǒng)的整體質(zhì)量和未來能否得到良好技術(shù)支持一記完整的技術(shù)文檔資料。低成本低維護：指力爭有良好的性能價格比，所采用的產(chǎn)品是簡單，易操作。17工程建設方案第二章 工程建設方案2.1 現(xiàn)狀簡述重慶電子工程職業(yè)學院視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過多年的運行，主要存在以下問題：（1） 原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)因建設時間較早，設備普遍存在老化和損壞情況，基本處于癱瘓狀態(tài)，已經(jīng)無法滿足校園安全防范和日常管理工作的需要；（2） 各區(qū)域已有視頻監(jiān)控系統(tǒng)未完成整合，嚴重影響學校保衛(wèi)部門統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理的安防工作；（3） 現(xiàn)有校園網(wǎng)只覆蓋了校園的主要區(qū)域，末端部分無相應的光纜、管道資源，影響學校的

9、整體校園監(jiān)控工程的規(guī)劃和建設。2.2 需求分析 本項目為重慶電子校的校園監(jiān)控系統(tǒng)，主要分為北校區(qū)和南校區(qū)兩部分，包括，在北校區(qū)宿舍樓、北校區(qū)教學樓、北校區(qū)食堂、南校區(qū)宿舍樓、南校區(qū)教學樓、南校區(qū)辦公樓、南北校區(qū)圖書館監(jiān)控點。總共100個監(jiān)控點，其中8個動點，92個定點。根據(jù)校園網(wǎng)絡監(jiān)控的特點及具體情況，我們分析得出主要監(jiān)控點如表2-1所示。 表2-1 校園監(jiān)控點分布及情況學校大門口監(jiān)控：主要監(jiān)控出入的車輛和過往的人群教學樓監(jiān)控：24小時全面監(jiān)控各個出入口（包括窗口、過道、門）等重要場所，防止內(nèi)偷外盜。學生寢室監(jiān)控：24小時全面監(jiān)控各個出入口（包括窗口、過道、門）等重要場所，防止內(nèi)偷外盜及外來騷

10、擾特別是女生寢室，但不能涉嫌侵犯學生的隱私。公共場所監(jiān)控：體育場、廣場實行24小時全面監(jiān)控。人流多的路口和交通要道：實行24小時全面監(jiān)控。所有的視頻監(jiān)控傳回相應的監(jiān)控室進行顯示，存儲，存儲時間不小于30天。其中北校區(qū)和南校區(qū)都配置電視墻系統(tǒng)，并且北校區(qū)和南校區(qū)的視頻圖像需要實工程建設方案現(xiàn)共享，即不論在北校區(qū)或南校區(qū)都可以看到兩個校區(qū)的任意圖像，并能快速切換上墻顯示。2.3 監(jiān)控點位置該工程的監(jiān)控位置點如表2-3：表 2-3 校園視頻監(jiān)控位置監(jiān)控位置數(shù)量(臺)校門及周邊8教學樓30宿舍40食堂6操場6圖書館10總計1002.4 組網(wǎng)方案本工程校園網(wǎng)絡攝像監(jiān)控系統(tǒng)采用IP方式組網(wǎng)，在電子校校門及

11、周邊、教學樓、及宿舍采用分辨率為1080P的IP攝像機，食堂、圖書館和操場采用分辨率為720P的IP攝像機。攝像機就近接入新增的NVR設備，NVR通過視頻承載網(wǎng)上聯(lián)到監(jiān)控中心。在門衛(wèi)室處，監(jiān)控客戶端接入局域網(wǎng)，然后接入視頻承載網(wǎng)。監(jiān)控中心采用核心交換機組網(wǎng)，數(shù)據(jù)管理服務器、視頻管理服務器、磁盤列陣、解碼器等分別上聯(lián)到核心交換機，通過解碼器將圖像在電視墻上顯示。本視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端設備和后臺的視頻監(jiān)控軟件組成。在本結(jié)構(gòu)圖中，綜合了網(wǎng)絡的架構(gòu)和網(wǎng)絡負載情況，可行性如下：1. 在所需部署視頻監(jiān)控設備的點位，根據(jù)就近原則選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡接入點。2. 在考慮到寢室網(wǎng)絡和教學辦公網(wǎng)絡的特殊性，在寢室區(qū)域部署

12、監(jiān)控設備時，選擇就近的匯聚層交換機接入;在教學辦公網(wǎng)絡部署監(jiān)控設備時，選擇就近的接入點。該工程的網(wǎng)絡拓撲圖如圖2-4所示：圖 2-4 校園視頻監(jiān)控網(wǎng)絡拓撲圖NVR作為全網(wǎng)絡化架構(gòu)的視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)，其前端監(jiān)控點采用的是IP攝像機，每個監(jiān)控點設備與中心NVR之間均可以通過任意網(wǎng)絡進行互聯(lián)，傳輸網(wǎng)絡可以是專網(wǎng)或是公網(wǎng)，采用的方式可以是有線或無線，固定或移動，監(jiān)控點可以部署在任意位置4。提升了系統(tǒng)的可管理性和可維護性，也符合校園建設高性價比視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的要求6。2.5 監(jiān)控系統(tǒng)功能本工程監(jiān)控系統(tǒng)功能主要有：1）實時視頻監(jiān)控功能系統(tǒng)實時視頻監(jiān)控的功能需求主要有：選擇播放模式對于每路視頻，系統(tǒng)能夠提供不

13、同的視頻瀏覽模式，在網(wǎng)絡帶寬不足情況下，可以選擇合適的播放模式；選擇播放列表每個播放列表代表特定的視頻輸出，系統(tǒng)能夠保存多個播放列表，可以根據(jù)自己關(guān)注的現(xiàn)場視頻，快速調(diào)用相應的播放列表；輪詢播放方式在同一個窗口，多路攝像機按照一定的時間間隔進行循環(huán)顯示；圖片抓拍功能系統(tǒng)支持手動抓拍和告警聯(lián)動抓拍功能，可以抓拍監(jiān)控現(xiàn)場實時視頻的圖片和錄像回放視頻的圖片，存儲在指定的位置；圖片可以打印輸出，作為事件線索證據(jù)、文檔素材等資料；字幕疊加功能在各監(jiān)控中心，除了顯示現(xiàn)場的視頻信息外，在視頻畫面上可以疊加相應的地點、時間、告警標示等信息，便于進行區(qū)分視頻信息；可以編輯某一路視頻的標識字符，支持中文、英文、數(shù)

14、字方式；系統(tǒng)能夠自動疊加時間信息，可以靈活設置字符在視頻上顯示的位置。能實時的監(jiān)控各監(jiān)控點狀態(tài)及工作情況顯示其監(jiān)控范圍內(nèi)的全部被監(jiān)控對象狀態(tài)的畫面，能夠多畫面監(jiān)視，1/4/9/16彩色實時畫面同屏顯示。2）錄像檢索回放功能 錄像查詢系統(tǒng)可以按攝像機名稱、存儲日期及時間、告警信息等進行多條件組合查詢錄像文件；支持對中心錄像的媒體文件進行查詢功能； 錄像導出系統(tǒng)支持多種錄像文件導出方式，通過客戶端軟件可以按照錄像類型、日期及時間、攝像機名稱等條件媒體視頻文件，備份至硬盤、光盤等存儲介質(zhì)； 錄像回放對于存儲的錄像文件，系統(tǒng)支持在線回放和下載本地回放功能，可以同時回放多個錄像文件；可以選擇通用播放軟件

15、回放錄像，并且支持快放、慢放、拖拽等功能；3）監(jiān)控錄像的存儲功能應能將所監(jiān)視的視頻進行數(shù)字化記錄，在監(jiān)控平臺上根據(jù)權(quán)限和級別查詢歷史視頻信息，需要時可配置光盤刻錄機對需要的圖像進行刻錄備份，也可配置彩色打印機，打印畫面。系統(tǒng)實施方案第三章 系統(tǒng)實施方案3.1設備采購及配置視頻監(jiān)控設備一般由以下三部分組成：.前端部分：主要由攝像機、鏡頭、云臺、防護罩、支架、解碼器等組成。.傳輸部分：使用電纜、電線采取架空、地埋或沿墻敷設等方式傳輸視頻、音頻或控制信號等。.終端部分：主要由畫面分割器、監(jiān)視器、控制設備、錄像存儲設備等。3.2布線要求此次綜合布線系統(tǒng)的核心要求如下：Ø 滿足相關(guān)的國際標準和

16、國家標準；Ø 能夠支持各種計算機網(wǎng)絡設備和視頻監(jiān)控系統(tǒng)；Ø 具有先進性、可靠性、標準性、可互換性和可擴充性。3.3安裝細則及施工注意事項 準備工具： 沖擊鉆、水平尺、拉線、線墜、剝線鉗、彈墨線、電工刀、架梯、電烙鐵、一字改錐、十字改錐、尖嘴鉗，數(shù)字萬用表或指針表，500V絕緣搖表準備輔材：塑料脹管、機螺絲、平墊、彈簧墊圈、接線端子、鉆頭、焊錫、焊劑、絕緣膠布、塑料膠布、各類接頭等。 安裝步驟：A、線路安裝與選材1、電源線：要選“阻燃”電纜，皮結(jié)實，在省成本前提下，盡量用粗點的，以減少電源的衰減。2、視頻線：SYV75-3線傳輸在300米內(nèi)，75-5線傳輸

17、500米內(nèi)，75-7的線可傳輸800米;超過500米距離，就要考慮采用“光纜”。另外，要注意“同軸電纜”的質(zhì)量。3、控制線：一般選用“帶屏蔽”2*1.0的線纜，RVVP2*1.0。4、穿線管：一般用“PVC管”即可，要“埋地、防爆”的工程，要選“鍍鋅”鋼管。B、控制設備安裝1、控制臺與機柜：安裝應平穩(wěn)牢固，高度適當，便于操作維護。機柜架的背面、側(cè)面，離墻距離，考慮到便于維修。2、控制顯示設備：安裝應便于操作、牢靠，監(jiān)視器應避免“外來光”直射，設備應有“通風散熱”措施。3、設置線槽線孔：機柜內(nèi)所有線纜，依位置，設備電纜槽和進線孔，捆扎整齊、編號、標志。4、檢測對地電壓：監(jiān)控室內(nèi)，電源的火線、零線

18、、地線，按照規(guī)范連接。檢測量各設備“外殼”和“視頻電纜”對地電壓，電壓越高，越易造成“攝像機”的損壞，避免“帶電拔插”視頻線。C、攝像機的安裝1.根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇安裝方式，室外采用立桿，水平支架安裝，室內(nèi)采用墻壁水平支架安裝或吸頂?shù)跹b，并在支架上安裝萬能轉(zhuǎn)向夾，萬能轉(zhuǎn)向夾和水平支架的連接用鍍鋅螺絲固定。2. 防雷絕緣：強電磁干擾下，攝像機安裝，應與地絕緣;室外安裝，要采取防雷措施。3、紅外高度：紅外線燈安裝高度，不超過4米，上下俯角20度為佳，太高或太過，會使反射率低。4、云臺安裝：要牢固，轉(zhuǎn)動時無晃動，檢查“云臺的轉(zhuǎn)動范圍”，是否正常，解碼器安裝在云臺附近。3.3設備配置方案本工程設備

19、配置如表3-3所示。表3-3設備配置表序號設備名稱配置要求單位數(shù)量1NVR32路，XK-NVR6016臺102硬盤企業(yè)級硬盤，4TB，SATA接口塊463監(jiān)視器40寸LED臺24鼠標USB接口個25交換機48GE電口二層臺26光電轉(zhuǎn)換器1路百兆臺307IP攝像機1080P臺308IP攝像機720p臺709攝像機電源12V套3010攝像機支架槍機吊掛支架套2011網(wǎng)線超五類屏蔽米80012光纜4芯米6703.4配置計算3.4.1存儲空間本期工程新增的磁盤陣列主要用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控圖像的存儲。單路720P視頻存1天所需存儲=4M×3600×24/8/1024/1024=0.0

20、4TB；單路1080P視頻存1天所需存儲=8M×3600×24/8/1024/1024=0.08TB。本期工程各階段監(jiān)控點位存儲30天所需存儲容量如下表所示： 表2-4 存儲容量配置表序號階段720P攝像機1080P攝像機30天存儲容量3T硬盤數(shù)量1一期15臺8臺75.51TB162二期20臺10臺120.11TB103三期35臺12臺166.97TB203.4.2傳輸帶寬根據(jù)監(jiān)控行業(yè)規(guī)定，720P格式的視頻碼率為4M，1080P格式的視頻碼率為8M。本期工程各攝像機至NVR采用網(wǎng)線或光纜進行傳輸，720P攝像機傳輸帶寬需求為4M，1080P攝像機傳輸帶寬需求為8M。3.5

21、 IP地址配置IP地址的合理分配是保證網(wǎng)絡順利有效運行和網(wǎng)絡資源有效利用的關(guān)鍵，對于工程新增設備IP地址的分配應盡可能申請到地址空間，充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡內(nèi)部地址分配及業(yè)務流量的均勻分布。系統(tǒng)實施方案第四章 總結(jié)近年來，校園視頻監(jiān)控的建設已深入人心，成為科研人士研究的重要課題，想要建設一個一個既能滿足當前的需求又能在將來得到擴展的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，就必須根據(jù)校園對視頻監(jiān)控的需求和校內(nèi)信息點的分布來進行設計和建設，本項目的設計就是一個非常典型的例子，本次的設計方案就非常的符合建設思路，即便出現(xiàn)某些異常情況，仍然然能保證整套系統(tǒng)可靠、高效、順利的運行。校園視頻監(jiān)控將是未來發(fā)展的主流趨勢，校園視頻監(jiān)控的安全設計改變了師生們的生活和學習，給教學、娛樂、科研等都帶來了很多的優(yōu)越性，實現(xiàn)了校園安全的大范圍監(jiān)控和全局統(tǒng)一指揮。 經(jīng)過了一個多月的辛勤勞動，我的畢業(yè)設計終于接近尾聲了。大學的時光將成為一段難忘的歷史，珍藏在記憶中。而我也即將開始另一段旅程。在以后的生活中，我會盡力發(fā)揮我們物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的優(yōu)勢，在這個新新道