目前，在我國各行業(yè)中廣泛使用的閉路監(jiān)控系統(tǒng)大多為模擬系統(tǒng)，其主要特點是：采用矩陣主機控制，通過電視墻監(jiān)視前端目標，采用長延時模擬錄像機進行錄像和回放;其主要缺點是：當錄像資料需要長時間備份時，需要大量的錄像帶，消耗大量的人力和物力，并且在錄像回放、檢索時操作不方便。
因此，基于數(shù)字存儲技術(shù)的硬盤錄像系統(tǒng)應運而生，經(jīng)過幾年的發(fā)展，至今技術(shù)已經(jīng)完全成熟，很好地解決了傳統(tǒng)圖像存儲及回放等技術(shù)難題。數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)不僅存儲費用低、效率高，而且還具有網(wǎng)絡傳輸、遠程傳輸和循環(huán)存儲等優(yōu)點。與此同時，硬盤錄像系統(tǒng)的數(shù)字化和傳輸網(wǎng)絡化等先進技術(shù)可以實現(xiàn)與防盜報警等系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動，及時準確地反饋現(xiàn)場信息，為報警事件提供充分可靠的依據(jù)。
雖然數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)的很多缺點，但數(shù)字錄像系統(tǒng)也不是完美無缺的，針對某些監(jiān)控點數(shù)非常多的情況(或客戶需要通過電視墻來顯示現(xiàn)場情況的)，靠單一的數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)就不能很好地解決，而需數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)結(jié)合來實現(xiàn)，因此對不同的實際狀況應區(qū)別對待，以求得最優(yōu)化的系統(tǒng)解決方案。
本設計方案采用數(shù)字硬盤的方式來完成顯示、錄像等。
二、系統(tǒng)設計目標
在進行閉路監(jiān)控系統(tǒng)設計的時候，依照貴單位對該系統(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，并依此為貴單位提供先進、安全、可靠、高效的系統(tǒng)解決方案。
架構(gòu)合理： 就是要采用先進合理的技術(shù)來架構(gòu)系統(tǒng)，使整個系統(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：這是貴單位最關(guān)心的問題，只有穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，才能確保貴單位閉路監(jiān)控系統(tǒng)平穩(wěn)運行。系統(tǒng)的技術(shù)先進性是系統(tǒng)高性能的保證和基礎(chǔ)，同時可有效地減少使用人員和系統(tǒng)維護人員的麻煩。良好的可擴展性則是為了用戶的發(fā)展考慮。隨著貴單位安防系統(tǒng)應用時間的增長，未來對安防系統(tǒng)的要求會更高?？蓴U展性保證當用戶有更多的要求時，引入的新設備可以順利地與本次配備的設備共同工作，進一步擴展與提高系統(tǒng)的性能。
產(chǎn)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)支持以及完整的技術(shù)文檔資料。
在設備選型時，我們德緣泰安防將主要依據(jù)貴單位提出的具體需求，同時考慮產(chǎn)品廠家的技術(shù)先進性，產(chǎn)品是否為主流產(chǎn)品，原廠商的產(chǎn)品技術(shù)資料的完整性，原廠商的技術(shù)支持力量和產(chǎn)品制造單位的發(fā)展前景。所有這些是保證用戶得到良好技術(shù)支持的條件，也是保障用戶投資的基本條件。
低成本低維護量： 指力爭有良好的性能價格比，所采用的產(chǎn)品應是簡單，易操作，易維護，高可靠度的。
系統(tǒng)是否具有優(yōu)良的性能價格比是判斷一個系統(tǒng)優(yōu)劣條件的重要依據(jù)。系統(tǒng)的易操作和易維護性是保證非專業(yè)人員使用好一個系統(tǒng)的條件。高可靠度是保障系統(tǒng)運行的基本要求，也是易維護性的保障。
我德緣泰公司將本著上述設計原則，來進行貴單位閉路監(jiān)控系統(tǒng)的設計。并將嚴格按照國際慣例并結(jié)合本單位的技術(shù)實力與工程經(jīng)驗，進行貴單位監(jiān)控系統(tǒng)整個工程的安裝、測試以及驗收，完工時將同時提交與工程相關(guān)的每個設備的安裝使用手冊、及系統(tǒng)的各種圖表等各項文檔資料，還將根據(jù)用戶的實際需求提出技術(shù)培訓和有償服務的建議。
三、系統(tǒng)設計原則與依據(jù)
3.1 設計原則
本設計以行業(yè)標準作為設計依據(jù)，結(jié)合XX的具體情況，用最佳設計方案體現(xiàn)最高的性能價格比，是本方案設計的指導思想，也是本方案設計的基本出發(fā)點和追求的目標。
本設計主要貫徹“高質(zhì)量”及“低成本”兩條主線來進行設計的。
根據(jù)XX的總體建筑平面圖，并充分考慮現(xiàn)場實際情況，前端設計采用高清晰度一體化彩色攝像機，視頻傳輸采用抗干擾高屏蔽同軸電纜，控制信號傳輸采用帶屏蔽專用控制電纜，保證視頻信號和控制信號的準確傳輸;中央控制系統(tǒng)采用數(shù)字化硬盤錄像系統(tǒng)，可以實現(xiàn)循環(huán)錄像，并方便檢索回放。
a、先進性：
在投資費用許可的情況下，系統(tǒng)采用當今先進的技術(shù)和設備，一方面能反映系統(tǒng)所具有的先進水平，另一方面又使系統(tǒng)具有強大的發(fā)展?jié)摿Γ员阍撓到y(tǒng)在盡可能的時間內(nèi)與社會發(fā)展相適應。
b、可靠性：
系統(tǒng)最重要的就是可靠性，系統(tǒng)一旦癱瘓的后果將是難以想象的，因此系統(tǒng)必須可靠地、能連續(xù)地運行，系統(tǒng)設計時在成本接受的條件下，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設備選擇、產(chǎn)品供應商的技術(shù)服務及維修響應能力等各方面均應嚴格要求，使得故障發(fā)生的可能性盡可能少。即便是出現(xiàn)故障時，影響面也要盡可能小。
c、安全性：
對于安全防范系統(tǒng)，其本身的安全性能不可忽視，系統(tǒng)設計時，必須采取多種手段防止本系統(tǒng)各種形式與途徑的非法破壞。
d、可擴充性：
系統(tǒng)設計時應充分考慮今后的發(fā)展需要，系統(tǒng)應具有預備容量的擴充與升級換代的可能。
e、規(guī)范性：
由于本系統(tǒng)是一個嚴格的綜合性系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設計與施工過程中應參考各方面的標準與規(guī)范，嚴格遵從各項技術(shù)規(guī)定，做好系統(tǒng)的標準化設計與施工。
一切應從實際出發(fā)，使智能系統(tǒng)具有較高的實用效能。這也是智能建筑在當今之所以能迅速興起并發(fā)展的關(guān)鍵所在。
3.2 設計依據(jù)
本方案設計根據(jù)甲方常規(guī)要求，并遵循以下國家相關(guān)部門制定的設計規(guī)范要求。主要包括：
① JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》
?、?GB/T50314-2000《智能建筑設計標準》
?、?GB50174-93《電子計算機機房設計規(guī)范》
?、?GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》
?、?GBJ232-92《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
?、?GB4943-95《信息技術(shù)設備(包括電氣事務設備)的安全》
?、?GB/T75-94《安全技術(shù)防范規(guī)范工程技術(shù)規(guī)范》
⑧ GB50198-94《民用閉路電視監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
?、?校方對系統(tǒng)的具體要求
四、系統(tǒng)設計
4.1 設計構(gòu)思
本校區(qū)的安全防范,從校區(qū)的總體結(jié)構(gòu)和開闊的周屆環(huán)境考慮，由于整個校區(qū)建筑相對集中，周邊圍墻偏矮而且線長，所以必須建立一套安全防范系統(tǒng)。整個系統(tǒng)設計以周屆防范和重點保護對象防范為目的，配置監(jiān)控系統(tǒng)與紅外報警合二為一，從而達到安全防范的效果。
4.2 實施辦法
根據(jù)XX整體的分布情況和地理環(huán)境，為監(jiān)控大樓周邊環(huán)境，防止不法分子從圍墻供銷合作社侵入XX，對整個校區(qū)的四周配置4臺彩色一體化攝像機。
4.3 攝像機布點
·在大樓的室外四角各安裝一個全球紅外彩色一體化攝像機，以監(jiān)視四周和的周邊環(huán)境。
4.4 系統(tǒng)組成
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)由四個部分組成：
·前端攝像系統(tǒng)
·視頻傳輸系統(tǒng)
·視頻控制系統(tǒng)
·視頻顯示和記錄系統(tǒng)
攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”，它把監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號，傳送控制中心的監(jiān)視器上，攝像部分的好壞及它產(chǎn)生的圖像信號質(zhì)量將影響整個系統(tǒng)的質(zhì)量。
傳輸部分是系統(tǒng)的圖像信號通道。
控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心。
顯示部分一般是由幾臺或多臺監(jiān)視器組成，它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。
監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4.1攝像部分
攝像部分一般安裝在監(jiān)視現(xiàn)場,它一般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監(jiān)視區(qū)域進行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號。
攝像機分為彩色和黑白兩種，一般黑白攝像機要比彩色的靈敏度高，比較適合用于光線不足的地方，如果使用的目的只是監(jiān)視景物的位置和移動，則可采用黑白攝像機;如果要分辨被攝像物體的細節(jié)，比如分辨衣服或景物的顏色，則選用彩色的效果會較好。
攝像機的規(guī)格大致可分為1/3〞、1/4〞、1/2〞和2/3〞等，安裝方式有固定和帶云臺二種。
鏡 頭
常用的鏡頭種類包括：手動/自動光圈定焦鏡頭和自動光圈變焦鏡頭兩種。定焦鏡頭分為標準鏡頭和廣角鏡頭兩種。定焦鏡頭的適用范圍如下：
手動光圈鏡頭---所需監(jiān)視的環(huán)境照度變化不大，如室內(nèi)。
自動光圈鏡頭---所需監(jiān)視的環(huán)境照度變化大，如室外。
廣角鏡頭---監(jiān)視的角度較寬，距離較近。
標準鏡頭---監(jiān)視的角度和距離適中。
常用的變焦鏡頭分為10倍、6倍和2倍變焦鏡頭，另一種分法是：手動變焦和電動變焦(電動光圈和自動光圈)兩種。
變焦鏡頭在規(guī)則上可以劃分為：1/3〞、2/3〞、1/2〞和1〞等。選擇變焦鏡頭的原則是：鏡頭的規(guī)格不應小于攝像機的規(guī)格，也就是說1/2〞的鏡頭可以與1/3〞的攝像機一起使用，但是1/3〞的鏡頭就不能夠在1/2〞的攝像機上使用。
防護罩
防護罩分為室內(nèi)型和室外型兩種。室內(nèi)的防護罩主要是防塵，有的也有作隱蔽作用，使監(jiān)視場合和對象不易察覺受監(jiān)視;室外防護罩的功能主要有防曬、防雨、防塵和防凍等作用。一般的室外防護罩都配有溫度繼電器，在溫度高時自動打開風扇冷卻，溫度低時自動加熱;下雨時可以人工控制雨刷器刷雨;有的室外防護罩的玻璃還可以加熱，當防護罩上有結(jié)霜時，可以加熱除霜。
云臺
云臺是安裝、固定攝像機的支撐設備，它分為水平和全方位云臺兩種。水平云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在水平云臺上安裝好攝像機后可調(diào)整攝像機俯仰的角度，達到最好的監(jiān)視角度后可遙控水平旋轉(zhuǎn)。
全方位云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以大大增加攝像機的監(jiān)視范圍。云臺高速姿態(tài)是由兩臺執(zhí)行電動機來實現(xiàn)，電動機接受來自控制器的信號精確地運行定位。在控制信號的作用下，云臺攝像機既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。
一般來說，水平旋轉(zhuǎn)角度為0°～350°，垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90°。恒速云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在3°～10°/s，垂直速度為4°/s左右。變速云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度一般在0°～32°/s，垂直旋轉(zhuǎn)速度在0°～16°/s左右。在一些高速攝像系統(tǒng)中，云臺的水平旋轉(zhuǎn)速度高達200°/s以上，垂直旋轉(zhuǎn)速度在30°/s以上。
解碼器一般與矩陣控制主機配套使用，主要作用為通過數(shù)據(jù)線纜接收來自矩陣主機的控制信號，對主機的控制碼進行解碼，放大輸出，驅(qū)動云臺的旋轉(zhuǎn)，以及變焦鏡頭的變焦和聚焦。
4.4.2控制部分
在智能學校中，閉路電視系統(tǒng)中的信息量與信息處理的工作量都很大，因此其控制臺的操作一般都采用了計算機系統(tǒng)，以用戶軟件編程的全鍵盤方式來完成驅(qū)動云臺巡視、視頻切換、報警處理、設備狀態(tài)自檢等工作。
現(xiàn)在推出的數(shù)字視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)采用計算機多媒體技術(shù)，以CCD攝像機作為監(jiān)控探頭，攝像機將獲取的視頻信號傳輸?shù)街鳈C，主機里的高速圖像處理器進行數(shù)字化處理，將視頻信號形成的圖像與背景圖像進行分析比較，若發(fā)現(xiàn)有差異就報警，因為這是一種全屏幕報警，因而不易漏報。同時主機自動采集報警圖像并存入計算機，事后用戶可根據(jù)時間、地點隨時查閱報警現(xiàn)場的圖像，以了解報警原因。系統(tǒng)將電視監(jiān)控系統(tǒng)與報警合二為一，實現(xiàn)了監(jiān)視、報警與圖像記錄的同步進行，而且這種系統(tǒng)中沒有錄像機，沒有視頻分配器，一切報警記錄都在計算機的硬盤內(nèi)，所有操作都根據(jù)屏幕上的軟件提示動作，對使用者來說是一種全新概念的安全防護系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)的切換方式主要有如下2種：
單步切換方式：使用控制鍵盤把任一路輸入視頻信號切換到主監(jiān)視器上。
順序切換方式：使用控制鍵盤編制的順序切換方式程序，把系統(tǒng)中若干路輸入視頻信號編為一個程序，程序運行時，其畫面可按預先設定。
4.4.3傳輸部分
傳輸系統(tǒng)包括視頻信號和控制信號的傳輸。
視頻信號的傳輸可用同軸電纜、光纖或雙絞線，用雙絞線傳輸時需可視頻轉(zhuǎn)換適配器。
控制信號的傳輸方式包括：
直接控制：控制中心直接把控制量，如云臺和變焦距鏡頭的電源電流等，直接送入被控設備。特點是簡單、直觀、容易實現(xiàn)。在現(xiàn)場設備比較少，主機為手動控制時適用。但在被控的云臺、鏡頭數(shù)量很多時，控制線纜數(shù)量多，線路復雜，所以在大系統(tǒng)中不采用。
多線編碼的間接控制：控制中心把控制的命令編成二進制或其它方式的并行碼，由多線傳送到現(xiàn)場的控制設備，再由它轉(zhuǎn)換成控制量來對現(xiàn)場攝像設備進行控制。這種方式比上一種方式用線少，在近距離控制時也常采用。
通訊編碼的間接控制：隨著微處理器和各種集成電路芯片的普及，目前規(guī)模較大的電視監(jiān)控系統(tǒng)大都采用通信編碼，常用的是串行編碼。它的優(yōu)點是：用單根線路可以傳送多路控制信號，從而大大節(jié)約了線路費用，通訊距離在不加中間處理情況下達可達1km公里以上，加處理可傳10Km以上。這樣就克服了前面兩種方式的缺陷。本系統(tǒng)采用此種控制。
除了以上方法外，還有一種控制信號和視頻信號復用一條電纜的同軸視控傳輸方式。這種方式不需另鋪設控制電纜。它的實現(xiàn)方法有兩種：一種是頻率分割，即把控制信號調(diào)制在與視頻信號不同的頻繁范圍內(nèi)，然后同視頻信號一起傳送，到現(xiàn)場后再把它們分解開;另一種方法是利用視頻信號場消隱期間傳送控制信號(同軸視控)。這種方法在短距離傳送時明顯比其它方法要好，但設備的價格相對也比較昂貴。
4.4.4顯示與記錄
顯示與記錄設備安裝在控制室內(nèi),主要有監(jiān)視器、硬盤錄像機和一些視頻處理設備。
現(xiàn)在有一種電視監(jiān)控系統(tǒng)把云臺、變焦鏡頭和攝像機封裝在一起組成一體化攝像機。它們配有高級的伺服系統(tǒng)，云臺具有很高的旋轉(zhuǎn)速度，還可以預置監(jiān)視點和巡視路徑。平時按設定的路線進行自動巡視，一旦發(fā)生報警，就能很快地對準報警點，進行定點的監(jiān)視和錄像。一臺攝像機可以起到幾個攝像機的作用。
圖像監(jiān)視器
圖像監(jiān)視器主要分為黑白和彩色兩大類。黑白監(jiān)視器的中心分辨率通常可達800線以上，彩色監(jiān)視器的中心分辨率一般為400線以上。圖像監(jiān)視器視頻信號的帶寬一般在7～8MHz范圍內(nèi)。
錄像機
錄像機是閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中的記錄和重放裝置，它要求可以記錄的時間非常長，目前大部分監(jiān)視系統(tǒng)專用的錄像機都可以錄24h～960h的錄像。此外，錄像機還必須要有遙控功能，從而能夠方便地對錄像機進行遠距離操作，或在閉路電視系統(tǒng)中用控制信號自動操作錄像機。
閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中專用錄像機是間歇式視頻錄像機，它有多種時間間隔錄像模式，在一盤1/2英寸VHS/E180的盒帶上，最長可以錄制長達960H的錄像。錄像機內(nèi)設有字符信號發(fā)生器，可在圖像信號上打出月/日/年/星期/時/分/秒/錄像模式，還能在圖像上顯示出攝像機與報警器的編號與報警方式。使用自動錄像周期設定功能，可以對一星期內(nèi)每一天的錄像模式進行編程。當收到報警信號后，錄像機便自動進入連續(xù)錄像狀態(tài)，在無報警情況下，恢復正常間歇錄像模式。此外，錄像機還有一個鎖定保護鍵，使非正常指令與操作無效，防止非專業(yè)人員與破壞性操作侵犯閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。
多畫面分割器
在大型的閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)中攝像機的數(shù)量多達數(shù)百個，但監(jiān)視器的數(shù)量受機房面積的限制要遠遠小于攝像機的數(shù)量，而且其數(shù)量大多也不利于值班人員全面巡視。為了實現(xiàn)全景監(jiān)視，即讓所有的攝像機信號都能顯示在監(jiān)視器屏幕上，就需要用多畫面分割器。這種設備能夠把多路視頻信號合成為一路輸出，進入一臺監(jiān)視器，這樣就可在屏幕上同時顯示多個畫面。分割方式常有4畫面、9畫面及16畫面。使用多畫面分割器可在一臺監(jiān)視器上同時觀看多路攝像機信號，而且它還可以用一臺錄像機同時錄制多路視頻信號。有些較好的多畫面分割器還具有單路回放功能，即能選擇同時錄下的多路信號視頻信號的任意一路在監(jiān)視器上滿屏放像。
視頻分配器
可將一路視頻信號轉(zhuǎn)變成多路信號，輸送到多個顯示與控制設備。
4.5系統(tǒng)主要功能
性能、功能先進：
設備選型要保證技術(shù)領(lǐng)先，性能可靠，操作簡便、實用，維護簡單，性能價格比最優(yōu)，并留有擴展余地。
電視監(jiān)控系統(tǒng)功能完善:
通過保安監(jiān)控系統(tǒng)隨時掌握監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員活動情況，檢查各個重點部位的安全情況，提前發(fā)現(xiàn)隱患，及時處理突發(fā)事件。并自動進行錄像。正常情況下對進行24小時錄像，錄像資料可備出事時查詢。
因此，無論從建設成本、施工難度或系統(tǒng)應用的便捷性方面考慮，傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控方式已越來越不適應于集中監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用需要。
集中監(jiān)控暨遠程教學示范系統(tǒng)是目前國際上最新的基于網(wǎng)絡的全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品，完全克服了傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的種種缺陷，并且在功能和性能上更勝一籌。本系統(tǒng)主要利用最新的計算機處理技術(shù)，將前端考場的視音頻信號編碼壓縮成數(shù)字信號通過網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，再在監(jiān)控中心將數(shù)字信號還原成視音頻信號并顯示。由于目前在隨著國家“校校通”工程的推進，越來越多的學校擁有了高帶寬局域網(wǎng)環(huán)境，并逐漸接入互聯(lián)網(wǎng)，因此集中監(jiān)控暨遠程教學示范系統(tǒng)僅需通過該網(wǎng)絡就可以實現(xiàn)考場集中監(jiān)控功能。
