建设可靠的校园高清网络视频监控系统

周文龙

摘 要：视频监控系统已经成为校园管理必不可少的设施之一，该文就重新建设一套可靠的高清网络视频监控系统进行了详细阐述。

关键词：网络监控；高清；可靠；集中存储

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2014）08-0176-03

一、现状概述

中等职业学校，在校学生多，容易发生失窃、打架斗殴事件，学生管理难度大，视频监控系统为管理人员提供了实时监控和录像查阅功能，极大提高了管理水平，视频监控系统已经成为校园管理必不可少的设施之一。

我校多年前就建设了一套模拟视频监控系统，其图像清晰度不高，并且经过长期的使用，很多摄像头已损坏或图像不清晰，难以继续发挥监控系统的作用。需要重新建设一套可靠的、清晰度高的视频监控系统来加强校园管理。

二、需求概述

1.参数要求

对于视频监控而言，图像分辨率是最关键的参数。分辨率越高，图像质量就越好，智能应用业务的准确度也就越高。视频监控项目在建设资金充足的情况下，应尽量选择清晰度高的设备，以满足日后应用需求。

视频监控系统，其视频数据量非常大，存储设备必须有足够大的存储空间，录像保存时间才能达到公安部门的使用要求。

2.开放先进的平台

监控系统必须有一套完善的系统管理平台，平台具备开放性和先进性。并且兼容性强，能够兼容多种其他品牌的网络摄像头。管理平台可以对所有监控设备进行统一管理和配置，操作简单方便。

3.部署实施灵活简单

网络视频监控系统要充分利用现有弱电综合布线系统，独立组成一个视频监控网络。视频监控网络要接入到校园网，实现校园网到达的任何地方都可进行实时监控和录像查阅。监控中心模块化设计，方便添加和变更。视频监控点能灵活部署，可以非常方便地变更监控点，工程布线简洁、维护简单方便。

4.系统稳定可靠

监控系统必须高度稳定可靠，这样才能充分发挥作用。要实现整个系统的稳定可靠，监控系统的每个部分都必须稳定可靠。保证前端设备可靠，必须有良好的施工质量和施工技术；保证网络传输系统的可靠，必须有独立的、带宽充裕的网络环境。后台设备的可靠，要求有稳定可靠的管理服务器和可靠的存储设备。可靠的监控中心，必须采用稳定可靠的专业级的解码设备。

三、实施方案比较

设计监控系统时，需要对各种实施方案进行综合比较和分析，以获得最佳的实施方案。

1.高清网络方案和传统模拟方案比较

高清网络方案的前端设备采用网络摄像枪，其分辨率高，信号稳定，布线简洁，可以直接利用现有综合布线系统。架构和部署简单灵活，后期维护简单，工作量少，成本低。

传统模拟方案的前端设备采用模拟摄像头，其分辨率有限，摄像头到编码器之间需要通过模拟视频信号线连接，信号线容易受到外界电磁干扰，导致图像模糊或不稳定。长期使用后会出现各种信号衰减和接触不良等现象，后期维护工作量大。

网络摄像枪的种种优势，使网络监控逐渐成为监控系统的主流。我校新建设的监控系统采用高清网络视频监控方案，以满足当前需求和日后发展。

2.集中存储与分散存储比较

监控系统视频数据的保存一般有两种方式：集中存储和分散存储。

集中存储方式，就是把监控系统中所有的存储设备集中放置在后台网络中心机房中。机房环境好，温度适宜，灰尘少，存储设备运行更稳定、故障率低、使用寿命更长。而且集中存储一般采用磁盘阵列技术，可以大大提高数据的安全性。

分散存储方式，就是把存储设备分散放置在机房以外。一般来说，其外界环境差，温度较高，灰尘多，设备比较容易损坏，还需要定期进行除尘处理。分散存储一般没有采用磁盘阵列技术，磁盘损坏后，数据就会丢失，难以恢复。

在网络带宽容许的情况下，建议采用集中存储方式。

3.就近供电与集中供电比较

监控系统必须保证长期稳定的供电，才能保证系统的有效。监控摄像头供电一般有两种形式：就近供电和集中供电。

就近供电方式，就是从摄像头最近点获取电源。其布线简单，线路最短，但电源可能会受到其他线路的控制，不能保证稳定的电力供应。

集中供电方式，就是集中为监控设备独立供电，其线路长，成本高。施工的时候一般以建筑物为单位，统一为建筑物内的所有监控设备供电。其开关独立控制，不受其他线路控制，能为监控设备提供长期稳定的供电。

4.后台存储技术比较

视频监控系统的视频数据保存在后台存储设备中，其保存形式一般有两种：一种是前端设备的视频数据先经过存储管理服务器，然后再到服务器后联的存储设备。目前大部分监控系统都是采用这种方案。这种方案由存储管理服务器对存储设备进行管理和分配，一旦服务器或存储设备其中一个出现故障，都将导致数据存储的失败。

另一种方案是，前端设备的视频数据直接保存到存储设备中，减少了经过存储管理服务器的中间环节。这种形式需要存储设备硬件级的支持，这种方案故障率更低，更可靠。新建设的网络视频监控系统，建议采用的这种存储技术。

四、系统建设实施

监控系统架构主要分4大部分：（1）前端设备；（2）网络传输系统；（3）后台网络中心；（4）监控中心。

1.前端设备

（1）前端设备施工。前端设备施工就是网络摄像枪的布设，为了保证摄像头的可靠，尽量将故障率和维护量降到最低，需要有良好的施工质量和施工技术。

施工的时候要注意保护线缆和接口，尽量减少人为破坏的可能。施工的时候要使用接线箱，外露的线缆要注意套管。室外的监控点要注意防雷，防雷处理包括电源防雷和网络防雷，保证摄像头和网络设备不被雷电损坏。

线缆敷设的时候，要严格按照综合布线标准。垂直布线和水平布线要注意强、弱电分开走不同的线槽，保证弱电信号不被干扰。

摄像头的供电采用集中供电形式，供电系统设多级开关，强电从建筑物总开关到楼层分开关，分开关通过垂直主干到每楼层的机柜，然后再从机柜的分开关到前端设备。

（2）前端视频图像格式设置。网络摄像枪一般提供两种码流，主码流和子码流。主码流一般用于定时录像，用于事后翻阅追查，其图像分辨率要求较高。子码流一般用于实时监控，在监控中心的大屏幕的分块中显示出来，其图像分辨率可以相对较低。

2.网络传输系统

监控系统要求有高度可靠的网络传输系统，这样才能保证数据不丢失，实时监控时延短。

网络监控数据流量非常大，如果接入到现有校园网络中，将会造成校园网的拥塞，严重影响校园网的使用；同时，拥塞的校园网会导致监控数据的丢失。而且，如果校园网出现了异常情况（如病毒泛滥），也将会严重影响网络监控系统的运行。

网络视频监控系统应建立一个专用的网络，使监控网络与其它网络互不影响，并且保证了充足的网络带宽。

（1）网络架构设计。视频监控网络传输系统可以利用现有的弱电综合布线系统，采用星型网络拓扑结构。采用三层体系架构，分核心层、汇聚层和接入层。

核心层位于网络中心，网络中心配备独立的视频监控核心交换机，以保证充足的数据交换容量。核心交换机提供充足的千兆光纤和铜缆接口，千兆光口用于下接汇聚层交换机，千兆铜缆接口用于连接IP存储设备和管理服务器。

汇聚层交换机采用千兆电口和千兆光纤上联口的交换机，交换机通过千兆电口汇聚接入层交换机，通过千兆光口上联至核心交换机。

缆接入到接入层交换机，接入层交换机通过千兆电口上联至汇聚交换机。

（2）网络带宽计算。设计网络架构时需要认真计算各部分的网络负载，保证充足的带宽。

3.后台网络中心

后台网络中心主要包括管理服务器和存储设备。

（1）管理服务器。管理服务器作为整个监控系统的管理平台，出现任何问题都会影响到整个监控系统的运行。因此，服务器必须保证高度的稳定可靠。建议采用专业级的服务器，提供电源冗余、磁盘冗余、网络接口冗余等技术，保证稳定可靠。

（2）存储设备。存储系统采用集中存储模式，所有网络摄像枪的视频数据都集中保存在网络中心的存储设备中。存储设备必须高度稳定可靠。建议采用监控系统专用的存储设备。

存储设备采用IP SAN形式，配备2个或以上千兆网络接口，实现链路冗余和负载均衡。尽量采用目前所支持的最大容量的磁盘，以保存更多数据。

4.监控中心

监控中心主要用于实时监控，部署电视墙、解码器和网络控制键盘等设备。监控中心要求布线简洁、一体化设计，部署灵活。可以根据需求，方便的添加或迁移监控中心。

五、总结

我校新建设的高清网络视频监控系统自验收以来，系统运行稳定可靠，基本上没出现过问题。为教学管理和学生管理发挥了重要作用，得到了使用部门和上级领导的一致好评。公安部门对该系统给予了高度的评价，上级主管部门也组织多个单位到我校进行参观学习。可以说，我校的高清网络视频监控系统建设是成功的，达到了预期目标。

参考文献：

[1]汪光华.智能安防——视频监控全面解析与实例分析[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]梁笃国.网络视频监控技术与智能应用[M].北京：人民邮电出版社，2013.

责任编辑 朱守锂