來源：弱電(diàn)行業網

本期我們一起來通過校園的項目，來詳細了解智慧安(ān)防如何一步步設計。

一、校園視頻監控系統框架設計

一、設計概述

視頻監控主要由兩個場景組成，分(fēn)别是室内場景和是室外場景。根據不同場景的不同需求，靈活選擇合适的前端監控産(chǎn)品，滿足室内外各種場景下的監控需求。網絡高清攝像機，通過其全新(xīn)的硬件平台和最優的編碼算法，提供高效的處理(lǐ)能(néng)力和豐富的功能(néng)應用(yòng)，旨在給用(yòng)戶提供最優質(zhì)的圖像效果、最豐富的監控價值、最便捷的操作(zuò)管理(lǐ)和最完善的維護體(tǐ)系。

1、系統架構設計

高清視頻監控從邏輯上可(kě)分(fēn)為(wèi)視頻前端系統、傳輸網絡、視頻存儲系統、視頻解碼拼控、大屏顯示、視頻信息管理(lǐ)應用(yòng)平台、利舊等幾個部分(fēn)，如下圖所示：

圖1. 高清視頻監控系統邏輯圖

視頻前端系統：前端支持多(duō)種類型的攝像機接入，本方案配置高清網絡槍機、球機等網絡設備，按照标準的音視頻編碼格式及标準的通信協議，可(kě)直接接入網絡并進行音視頻數據的傳輸。

傳輸網絡：傳輸網絡負責将前端的視頻數據傳輸到後端系統。

視頻存儲系統：視頻存儲系統負責對視頻數據進行存儲，本方案配置專用(yòng)視頻存儲設備進行數據存儲。

視頻解碼拼控：完成視頻的解碼、拼接、上牆控制，本方案配置視頻綜合平台實現對前端所有(yǒu)種類視頻信号的接入，完成視頻信号以多(duō)種顯示模式的輸出。

大屏顯示：接收視頻綜合平台輸出的視頻信号，完成視頻信号的完美呈現。

視頻信息管理(lǐ)應用(yòng)平台：負責對視頻資源、存儲資源、用(yòng)戶等進行統一管理(lǐ)和配置，用(yòng)戶可(kě)通過應用(yòng)平台進行視頻預覽、回放。

利舊部分(fēn)：利舊包括前端利舊、傳輸網絡利舊、存儲利舊等。

2、物(wù)理(lǐ)架構

網絡高清方案物(wù)理(lǐ)拓撲如下圖所示：

圖2. 高清監控物(wù)理(lǐ)拓撲圖

總控中(zhōng)心：負責對分(fēn)控中(zhōng)心分(fēn)散區(qū)域高清監控點的接入、顯示、存儲、設置等；主要部署核心交換機、視頻綜合平台、大屏、存儲、客戶端、平台、視頻質(zhì)量診斷服務(wù)器等。

分(fēn)控中(zhōng)心：負責對前端分(fēn)散區(qū)域高清監控點的接入、存儲、浏覽、設置等功能(néng)；主要部署接入交換機、客戶端等。

監控前端：主要負責各種音視頻信号的采集，通過部署網絡攝像機、球機等設備，将采集到的信息實時傳送至各個監控中(zhōng)心。

傳輸網絡：整個傳輸網絡采用(yòng)接入層、核心層兩層傳輸架構設計。前端網絡設備就近連接到接入交換機，接入交換機與核心交換機之間通過光纖連接；部分(fēn)設備因傳輸距離問題通過光纖收發器進行信号傳輸，再彙入到接入交換機。

視頻存儲系統：視頻存儲系統采用(yòng)集中(zhōng)存儲方式，使用(yòng)專用(yòng)視頻存儲設備，支持流媒體(tǐ)直存，減少了存儲服務(wù)器和流媒體(tǐ)服務(wù)器的數量，确保了系統架構的穩定性。

視頻解碼拼控：視頻綜合平台通過網線(xiàn)與核心交換機連接，并通過多(duō)鏈路彙聚的方式提高網絡帶寬與系統可(kě)靠性。視頻綜合平台采用(yòng)電(diàn)信級ATCA架構設計，集視頻智能(néng)分(fēn)析、編碼、解碼、拼控等功能(néng)于一體(tǐ)，極大地簡化了監控中(zhōng)心的設備部署，更從架構上提升了系統的可(kě)靠性與健壯性。

大屏顯示：大屏顯示部分(fēn)采用(yòng)最新(xīn)LCD窄縫大屏拼接顯示。

視頻信息管理(lǐ)應用(yòng)平台：部署于通用(yòng)的x86服務(wù)器上，服務(wù)器直接接入核心交換機。

二、室内場景監控設計

室内場景主要包括學(xué)校的教學(xué)樓、行政樓、宿舍樓、圖書館、體(tǐ)育館、食堂、監控中(zhōng)心等具(jù)體(tǐ)建築的内部場景，各建築内部場景主要包括出入口、走廊、樓梯口、電(diàn)梯、辦(bàn)公(gōng)室内部、教室内部、食堂内部、監控中(zhōng)心内部等不同位置。

前端攝像機選型應根據不同應用(yòng)場景的不同監控需求，選擇不同類型或者不同組合的攝像機，室内可(kě)以采用(yòng)紅外半球與室内球機搭配使用(yòng)，确保滿足安(ān)裝(zhuāng)的美觀與細節的不丢失需求要求。

一、出入口

學(xué)校各棟樓進出口、宿舍門口頗多(duō)，是整個學(xué)校安(ān)全防範重點區(qū)域之一，為(wèi)了加強對各個單元樓進出人員的管理(lǐ)，需在各樓門口區(qū)域設置監控點，考慮到要求能(néng)看清楚進出人員的樣貌，本區(qū)域有(yǒu)全天候工(gōng)作(zuò)的要求。由于該區(qū)域會存在背景光較強而導緻看不清室内細節問題，所以選擇帶寬動态功能(néng)的紅外攝像機。

圖3. 出入口監控效果示例圖

二、走廊

傳統攝像機拍攝出來的畫面比例一般為(wèi)4:3或16:9，看到的場景為(wèi)視角廣但視野不深，而學(xué)校各建築内部的走廊具(jù)有(yǒu)狹長(cháng)、窄小(xiǎo)的特點，如果采用(yòng)傳統的攝像機需要多(duō)台攝像機才能(néng)完全覆蓋狹長(cháng)的走廊，但支持走廊模式的攝像機将畫面比例變換為(wèi)9:16，讓視角更小(xiǎo)視野更深，減少走廊中(zhōng)部署的攝像機數量。為(wèi)了保障走廊區(qū)域設備安(ān)裝(zhuāng)後的美觀和協調，需要部署支持走廊模式的紅外半球。

圖4. 走廊監控效果示例圖

三、樓梯口

樓梯口是人員進出必經之地，如有(yǒu)緊急事件發生，也是留下線(xiàn)索最多(duō)的地方，該位置的安(ān)防監控要求也比較高。樓梯口除了需要能(néng)夠看清進出人員之外，還需要看清進出人員的細節信息如攜帶的物(wù)品等内容，該位置需要部署高清紅外攝像機進行進出人員監控。

圖5. 樓梯口監控安(ān)裝(zhuāng)示例圖

四、電(diàn)梯轎廂

行政辦(bàn)公(gōng)樓基本上都會有(yǒu)辦(bàn)公(gōng)電(diàn)梯，而電(diàn)梯作(zuò)為(wèi)公(gōng)共交通工(gōng)具(jù)，也是監控的重要區(qū)域。在電(diàn)梯轎廂安(ān)裝(zhuāng)電(diàn)梯半球攝像機，其通過專用(yòng)的視頻傳輸線(xiàn)接入到視頻編碼器中(zhōng)，從而實現對電(diàn)梯的實時監控。由于電(diàn)梯環境特殊，因此需要安(ān)裝(zhuāng)專用(yòng)的電(diàn)梯攝像機，具(jù)體(tǐ)安(ān)裝(zhuāng)示意圖如下：

圖6. 電(diàn)梯轎廂監控安(ān)裝(zhuāng)示例圖

五、辦(bàn)公(gōng)室

辦(bàn)公(gōng)室、會議室是屬于校領導、老師日常辦(bàn)公(gōng)、開會的重要場所，其安(ān)防需求也非常強烈，但作(zuò)為(wèi)日常辦(bàn)公(gōng)的場所，需要監控到整個辦(bàn)公(gōng)室的場景，采用(yòng)普通的攝像機無法滿足該需求，需要采用(yòng)廣角半球攝像機将整個辦(bàn)公(gōng)室場景看清楚。

六、教室

教室作(zuò)為(wèi)廣大師生學(xué)習的重要場所，屬于人員聚集度高、安(ān)全防範風險較大的重點區(qū)域，也是學(xué)校保衛部門和教務(wù)部門重點關注的場所。教室存在場景較小(xiǎo)、需要看清細節和安(ān)裝(zhuāng)美觀等要求，因此一般教室會選擇高清紅外半球或室内球機完成教室監控的任務(wù)，其中(zhōng)紅外半球用(yòng)于看全景，室内球用(yòng)于看細節，解決既看全景又(yòu)看細節的監控需求，同時室内球機和紅外半球安(ān)裝(zhuāng)屬于吸頂式安(ān)裝(zhuāng)，安(ān)裝(zhuāng)後不會影響教室的整體(tǐ)美觀，效果極佳，具(jù)體(tǐ)監控示意圖如下：

圖7. 教室監控效果示例圖

七、食堂

食堂為(wèi)人員聚集度較高場所，安(ān)防要求也非常高，在食堂的出入口、食堂大廳等重點區(qū)域部署高清紅外槍機、高清紅外半球和高清室内球機等設備，在後廚各操作(zuò)間部署防油污攝像機和溫濕度監測攝像機，對食堂進行無死角、無盲區(qū)、全實時監控，具(jù)體(tǐ)監控效果示例圖如下：

圖8. 食堂監控效果示例圖

八、監控中(zhōng)心

監控中(zhōng)心作(zuò)為(wèi)整個學(xué)校安(ān)防系統的核心所在，需要對監控中(zhōng)心内部進行24小(xiǎo)時全面監控，确保監控中(zhōng)心的安(ān)全保障。監控中(zhōng)心内部可(kě)以采用(yòng)高清紅外半球或高清紅外室内球機進行實時監控，具(jù)體(tǐ)監控效果示例圖如下：

圖9. 監控中(zhōng)心監控效果示例圖

三、室外場景監控設計

室外場景主要包括學(xué)校大門口、校内主要道路、足球場、籃球場、廣場和室外停車(chē)庫等校園區(qū)域範圍内的露天場所。前端攝像機選型應根據不同應用(yòng)場景的不同監控需求，選擇不同類型或者不同組合的攝像機，室外可(kě)以依據固定槍機與球機搭配使用(yòng)、交叉互動原則，以保證監控空間内的無盲區(qū)、全覆蓋，同時根據實際需要配置前端基礎配套設備如防雷器、設備箱等以及視頻傳輸設備和線(xiàn)纜。

針對室外監控點位的實際情況，攝像機、補光燈（選配）安(ān)裝(zhuāng)于監控立杆上，網絡傳輸設備、光纖收發器、防雷器、電(diàn)源等部署于室外機箱，室内攝像機安(ān)裝(zhuāng)比較簡易和方便，直接通過交換機、電(diàn)源模塊連接網絡和取電(diàn)。室外監控網絡攝像機前端部署結構如下圖所示：

圖10. 室外監控前端部署結構示意圖

一、周界外圍及道路

校園周界外圍及道路由于路況複雜、機非人混行，用(yòng)戶需要對外圍環境進行分(fēn)類識别，對第一層安(ān)全隐患進行過濾。實現功能(néng)包括對周界外圍及道路的機非人進行結構化抓拍、可(kě)疑人員人臉的智能(néng)識别和道路占道智能(néng)化管理(lǐ)。

針對外圍道路混行問題，可(kě)使用(yòng)400W星光攝像機進行機非人監控和抓拍，保證用(yòng)戶可(kě)看清外圍道路；

圖11. 周界外圍道路機非人抓拍

其次，通過“深眸”400w人臉抓拍筒機可(kě)進行人臉抓拍、實現用(yòng)戶對外圍道路監控以及可(kě)疑人臉的抓拍需要。

二、大門口

學(xué)校的校門進出口及生活區(qū)的出入口頗多(duō)，社會人員往往是通過這些出入口強行闖入校園或生活區(qū)，是整個學(xué)校安(ān)全防範重要的區(qū)域，為(wèi)了加強對學(xué)校及學(xué)校生活區(qū)進出車(chē)輛及人員的管理(lǐ)，需在每個門口設置監控點，安(ān)裝(zhuāng)攝像機時需考慮夜晚的光線(xiàn)很(hěn)差，并且要求每監控點要看清楚進出車(chē)輛的車(chē)牌和人員的樣貌，為(wèi)學(xué)校的管理(lǐ)提供事實依據。本系統設計固定紅外攝像機和快速球機的方式，實時記錄各出入口信息。紅外攝像機負責24小(xiǎo)時監控整個場景，滿足系統無盲區(qū)的要求；球機滿足監控系統靈活性要求，可(kě)通過定制預置位等在不同時段分(fēn)别監視不同區(qū)域目标。

圖12. 大門口監控效果示例圖

三、主要道路

校園路面固定點需要滿足在覆蓋範圍内看清過往行人、車(chē)輛的行為(wèi)特征和體(tǐ)貌特征，推薦采用(yòng)200萬網絡高清球型産(chǎn)品來對大範圍監控區(qū)域進行監控。在重要監控區(qū)域推薦采用(yòng)帶有(yǒu)自動跟蹤功能(néng)的網絡高清智能(néng)球機，對進出人員進行自動跟蹤。攝像機要達到IP66的防護等級，避免在雨天等環境下因為(wèi)雨水或灰塵的進入；在晚上光線(xiàn)不足的環境下推薦采用(yòng)超低照度功能(néng)或紅外功能(néng)的網絡高清槍機，保障夜晚等光線(xiàn)不足環境下的監控圖像質(zhì)量。

圖13. 路面監控點監控效果示例圖

四、足球場、籃球場

校園足球場面積較大，出入口也非常多(duō)，在足球場各出入口安(ān)裝(zhuāng)高清紅外槍機，對進出的人員進行實時監控，同時在足球場的主席台和觀衆席安(ān)裝(zhuāng)高清紅外球機，實現主席台和球場的全程實時監控。籃球場則主要為(wèi)進出口位置的全程監控，記錄所有(yǒu)進出籃球場的人員信息。具(jù)體(tǐ)監控效果示例圖如下：

圖14. 足球場監控效果示例圖

五、校園廣場

校園廣場是課餘時間學(xué)生聚集較多(duō)的場所，其中(zhōng)主要包括圖書館廣場、體(tǐ)育館廣場和食堂廣場最為(wèi)典型，這些場所經常會有(yǒu)一些學(xué)生、後勤活動，容易造成人員的擁擠問題，存在一定的安(ān)全隐患。為(wèi)加強校園廣場情況監控，在廣場周邊可(kě)安(ān)裝(zhuāng)高清的紅外球機和環形鷹眼監控攝像機，球機看細節，環形鷹眼看全景，實現對廣場人員活動情況的無死角監控。

圖15. 廣場監控效果示例圖

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六、停車(chē)場

學(xué)校停放車(chē)輛面積廣泛，是整個學(xué)校安(ān)全防範薄弱環節，為(wèi)了加強機動車(chē)、自行車(chē)和電(diàn)瓶車(chē)的車(chē)輛管理(lǐ)，減少巡邏人員的勞動強度，讓監控人員實時監控到停車(chē)場、單車(chē)棚的情況，發現警情能(néng)夠及時處理(lǐ)。需在停車(chē)場、單車(chē)棚區(qū)域設置監控點，考慮到停車(chē)場、單車(chē)棚光線(xiàn)差，并且要求能(néng)看清楚車(chē)輛停放和人員活動情況；為(wèi)停車(chē)場、單車(chē)棚安(ān)全管理(lǐ)提供事實依據，本區(qū)域有(yǒu)全天候工(gōng)作(zuò)的要求，所以選擇高清紅外攝像機。

圖16. 自行車(chē)停車(chē)庫監控效果示例圖

四、智慧預警系統

現代安(ān)全防範體(tǐ)系通常被劃分(fēn)為(wèi)人防、物(wù)防、技(jì )防三部分(fēn)，用(yòng)以區(qū)分(fēn)警察、保安(ān)員等人力資源構成的人防體(tǐ)系；圍牆、門鎖、保險櫃、防彈玻璃等物(wù)體(tǐ)資源構成的物(wù)防體(tǐ)系；以及探測器、檢測設備、攝像機、管理(lǐ)軟件等信息技(jì )術設施構成的技(jì )防體(tǐ)系。随着經濟建設和各項社會事業的快速發展，人們對安(ān)全防範的需求也越來越高，作(zuò)為(wèi)技(jì )防手段的安(ān)防系統建設，在日常生活和工(gōng)作(zuò)中(zhōng)顯示出其必要性。報警系統作(zuò)為(wèi)安(ān)防系統的重要組成部分(fēn)，以其高效報警探測能(néng)力和低誤報率被應用(yòng)于各個安(ān)防系統建設項目中(zhōng)。

報警系統一般包括事前的報警預警、事中(zhōng)的及時處置、事後的取證分(fēn)析，需求如下：

1、對校園的周界、重要建築物(wù)的門窗，對闖入周界的人或車(chē)輛（特别是人）進行準确報警，對門窗的闖入或破壞進行報警，提示安(ān)保人員關注和處理(lǐ)，防止人員闖入而造成的人身或财物(wù)損失。

2、當發生緊急情況，通過各種技(jì )術手段快速獲取幫助或支援，以緩解或消除當時的緊急狀況。

3、報警後可(kě)查看現場情況，具(jù)備可(kě)視化；事後可(kě)取證分(fēn)析。

同時，在性能(néng)上要求：

1、系統應具(jù)備高準确性的報警探測能(néng)力及完善的警情複核能(néng)力，較少誤報帶來的影響，提高報警管理(lǐ)效率；

2、系統應具(jù)有(yǒu)較強的環境适應性，能(néng)滿足多(duō)種安(ān)防環境需求；

3、系統應具(jù)備全面的報警防護能(néng)力，保證報警事件的及時感知與迅速處理(lǐ)；

4、系統應具(jù)備靈活的聯動能(néng)力，以提高系統的安(ān)防能(néng)力和自動化程度；

5、系統應具(jù)備完善的遠(yuǎn)程控制能(néng)力，以滿足各種應急預案的自定義設計。

6、建設一套以綜合安(ān)防為(wèi)核心目的的報警系統，其包括以下子系統：

7、一鍵報警系統，用(yòng)于緊急情況下的主動報警求助。

8、樓梯擁擠報警，用(yòng)于人員密集是提醒學(xué)生注意安(ān)全，同時通知安(ān)保人員現場值勤。

9、周界防範系統，用(yòng)于對違法人員闖入校園周界的檢測和報警，入侵報警系統，用(yòng)于對人員入侵，意外事件的探測和報警；

10、同時系統中(zhōng)包含視頻監控模塊，用(yòng)于輔助報警防區(qū)的監控、警情的複核以及報警過程的記錄，事後的分(fēn)析取證等。

圖17. 校園預警系統架構示意圖

整個報警系統分(fēn)為(wèi)三個部分(fēn)，即周界防範、入侵報警系統和一鍵報警系統。

周界防範報警有(yǒu)具(jù)有(yǒu)周界防範監測的前端設備、報警主機和後端超腦NVR組成，實現對校園的周界防範效果。

入侵報警系統指由傳感器技(jì )術和電(diàn)子信息技(jì )術探測并指示進入或試圖進入防護範圍的報警系統。入侵報警系統由前端探測器、報警主機、傳輸網絡和中(zhōng)心管理(lǐ)平台組成；

一鍵報警系統指由用(yòng)戶主動觸發緊急報警裝(zhuāng)置的報警系統。一鍵報警系統由前端緊急報警設備、傳輸網絡和中(zhōng)心管理(lǐ)平台組成。

同時系統中(zhōng)包含視頻監控和門禁控制模塊，用(yòng)于輔助報警防區(qū)的監控、警情的複核以及報警過程的記錄，事後的分(fēn)析取證，并能(néng)及時聯動門禁控制等進行關閉和開啓功能(néng)等。

二、系統組成

整個報警系統由前端設備、傳輸網絡和中(zhōng)心管理(lǐ)平台組成，通過對監控區(qū)域部署探測器形成防區(qū)，以被動響應的形式實現警情的上報。整個系統以網絡報警主機為(wèi)核心。報警主機對前端探測器進行管控，當探測器進入布防狀态時，一旦被觸發，就會通過RVVP線(xiàn)纜将IO信号上傳給報警主機。報警主機接收到該信号，形成防區(qū)報警事件，并将報警事件上傳至監控中(zhōng)心，中(zhōng)心管理(lǐ)人員接收到警情即可(kě)迅速做出反應及時處警。

三、前端設備

報警前端設備主要包括各類探測傳感器、報警主機及附件、緊急報警設備、熱成像攝像機等。

1、探測傳感器

探測傳感器分(fēn)為(wèi)兩類。

第一類為(wèi)入侵防盜類探測器，主要包括雙鑒探測器、震動探測器、紅外幕簾探測器、被動紅外探測器、玻璃破碎探測器、緊急按鈕、煙感應探測器、燃氣探測器、震動位移探測器和其他(tā)探測器等。

第二類為(wèi)周界防範類探測器，主要包括入侵安(ān)防雷達、振動光纖、電(diàn)子圍欄、紅外對射、激光對射、激光掃描探測器、熱成像攝像機等。

2、報警主機及輔助設備

報警主機一般包括總線(xiàn)制網絡報警主機、視頻報警主機和無線(xiàn)報警主機。報警主機接收防區(qū)的狀态和報警信号，傳輸至中(zhōng)心管理(lǐ)平台。

報警主機輔助設備主要包括報警鍵盤、繼電(diàn)器、防區(qū)擴展模塊、遙控器、打印機等，用(yòng)于進行本地的布撤防管理(lǐ)，防區(qū)拓展等應用(yòng)。

3、一鍵報警設備

主要包括報警柱、報警箱、報警盒等設備，通過按下一鍵報警按鈕實現警情上報。設備的高清攝像頭用(yòng)于警情的視頻複核和報警錄像聯動，語音對講設備可(kě)實現中(zhōng)心接警人員與前端的實時通話，幫助了解前方狀況并進行相應的聯動處理(lǐ)。