小型网络视频监控系统实验装置设计与实现

李月兰

（宁夏工商职业技术学院，宁夏 银川 750001）

小型网络视频监控系统实验装置设计与实现

李月兰

（宁夏工商职业技术学院，宁夏 银川 750001）

网络视频监控系统产品已占领市场，取代之前两代产品。本文针对实验室监控功能的需求,对小型网络视频监控系统实验装置进行结构设计、硬件配置、软件配置、安装和调试，总结出网络视频监控系统和半模拟半数字视频监控系统的主要区别。建立小型网络视频监控系统实验装置不仅能完善实验室设备，而且使学生在两代设备中对比学习，提升了学生的实践技能。

网络视频监控；半模拟；半数字；视频监控系统

1 引言

视频监控系统目前历经了三代，第一代视频监视系统是以VCR(Video Cassette Recorders)为代表的传统CCTV系统即模拟视频监控系统，系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成；第二代是以DVR(Digital Video Recorder)为代表的半模拟半数字视频监控系统，即DVR可以将模拟的视频信号进行数字化，并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上；第三代是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统，又称为IP监视系统，它是完全数字化的系统，它基于标准的TCP/IP协议，能够通过局域网、无线网、互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统。本实验室视频监控系统设备处于半模拟半数字时代，严重落后于市场，达不到新技术新产品的理论学习和实际应用，从而使得学生不能够对接实际和适应社会。为此，建立小型网络视频监控系统实验装置不仅可以完善实验室设备，而且使学生在两代设备中对比学习，提升了学生的实践技能，更好地适应社会的需求。

2 小型网络视频监控系统实验装置设计

2.1 系统功能

系统实现的主要功能有：⑴实验室门口既楼道24h不间断监控；⑵实验室内窗口24h不间断监控；⑶实验室内24h不间断监控；⑷实时录像和显示达到4路视频；⑸视频回放和录像；⑹录像存储时间15天；⑺视频移动探测报警录像；⑻手机或计算机终端能够远程监控。

2.2 设计依据

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）

《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50399-2003）

《建筑智能化系统工程设计规范》（DGJ32/D01-2003）

《建筑智能化系统工程检测规程》（DB32/365-1999）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）

《10/100/1000BASE-T以太网接口标准》（IEEE802.3/U）

2.3 设计原则

对弱电系统的深化设计及设备配置，必须遵循国家有关标准、规范和规定，做到技术先进、安全可靠、使用方便、实用性强和性价比高。弱电技术系统的设计应具有可扩展性、灵活性，为系统集成、升级及增容预留空间。

2.4 系统原理图

根据系统功能要求，小型网络视频监控系统实验装置原理图如图1所示。

图1 小型网络视频监控系统实验装置原理图

2.5 系统构成

小型网络视频监控系统实验装置由前端摄像机、传输媒介、后端控制设备、远程监控部分及电源构成。

(1)前端设备

前端部分由摄像机构成，系统以防范为目的，根据中华人民共和国公安部《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）的有关规定，摄像机重点安装在人群主要活动区域，如主要的路口、车库和管理死角等场所，同时应利于图像采集，便于事后取证和核查。此外，摄像机及固定设备位置的设置应在满足技术的条件下，尽量与周边建筑物、景观协调一致。根据本实验室内外环境监控的要求，具体安排是，实验室门口安装1台半球网络摄像机，实验室窗口安装1台网络红外球机，实验室后墙安装1台互联网云台摄像机。

(2)后端控制部分

控制部分设在实验室内，功能及设备具体是：提供系统设备所需电源，包括前端摄像机供电；监视和录像并能显示时间、位置信息；通过硬盘录像机NVR输出控制云台和镜头的指令信号和报警信号；通过显示器显示。

(3)远程监控部分

远程监控子系统主要由接入外网的路由器、手机和个人PC机构成，在手机和PC机上安装视频监控客户端软件。

(4)传输部分

传输部分主要由超5类双绞线、RVV2×1.0电源线和RVVP2×1.0信号控制线构成，所有传输电缆符合国家行业标准和相关规定。

(5)电源部分

一般控制室向前端设备采用集中供电，这样能够保证监控前端稳定，本实验室由于摄像机点数少，选用的交换机支持POE供电，所以摄像机可以通过交换机直接供电，从而确保电源稳定且布线方便简单。

3 小型网络视频监控系统实验装置实现

依据系统的功能要求，本实验室装置主要设备选择海康威视子系统萤石云系列产品。

3.1 系统硬件配置

(1)摄像机的配置，本实验室选择的3台摄像机是网络摄像机，具体型号如下：

①网络红外球机：型号为DS-2DE4120IW-DE，具有130万1/3"Progressive Scan CMOS图像传感器；分辨率为1280× 720；彩色，0.05Lux@(F1.6，AGC ON)；黑白，0.01Lux@(F1.6，AGC ON)，0 Lux with IR最低照度；100米红外照射距离；区域入侵侦测、越界侦测、音频异常侦测(仅-E型号支持)、移动侦测、视频遮挡侦测、SMART侦测；DC12V；支持POE+(802.3at)供电；H.265/H.264/MJPEG视频压缩；支持海康萤石云协议。

②2系列半球型网络摄像机：型号为DS-2CD2325FSKI，具有200万1/2”CMOS图像传感器；分辨率为1920×1080；最小照度0.01 Lux@(F1.2,AGC ON),0 Lux with IR；红外照射距离20-30米；DC12V；H.265/H.264/MJPEG视频压缩；支持海康萤石云协议。

③互联网云台摄像机：型号为CS-C6-21WFR-B具有130万像素1/3”CMOS图像传感器；分辨率为1280×960；红外照射距离10米；DC12V；H.264/MJPEG视频压缩；萤石云私有协议。

(2)硬盘录像机配置：型号为DS-7608N-K1；1U标准机架式IP存储，嵌入式处理器，8路H.265、H.264混合接入，60M接入、60M存储、80M转发，4路1080P解码，4路1080P H.265、H.264混合解码，1个千兆网口。

硬盘：型号为ST1000VX001-520；容量1TB。

硬盘容量的计算，三路摄像机，分辨率分别是1280×720、1920×1080、1280× 960，码流分别是，2048Kbps,4096Kbps,2048Kbps。每路摄像机在15天里占用的空间为：2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.16T；

4096÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024÷2=0.31TB；

2048÷8×3600×24×15÷1024÷1024÷1024=0.31TB；

总的空间：0.16+0.31+0.31=0.78TB。

(3)交换机配置：DS-3E0109P-S；DS-3E0109P-S非网管POE交换机支持8口百兆PoE电口，可通过网线直接供电，PoE自适应802.3af（15.4W）和802.3at（30W）标准，整机PoE最大输出功率为120W，通过普通的5类双绞线即可为AP、IP摄像头、IP电话等PoE受电设备同时传输电力和数据。设备支持网络延长模式，开启后，使用超五类及以上网线时，对应端口的数据传输和供电距离最远可达250米。摄像机码流为4 Mbps一个、2Mbps两个，接入层交换机上传端口满足8Mbps/S的传输速率要求，考虑到交换机实际传输速率通常为标称值的30%，再者因为后期摄像机可能扩展要求预留，所以接入层交换机应选用具有1000 M上传口的交换机。

3.2 系统安装

系统的安装流程如图2所示。

图2 系统安装流程图

3.3 系统调试

系统调试步骤首先是通过NVR设置监控功能，其次通过手机下载软件设置远程监控功能。

(1)通过NVR设置监控功能：打开显示器和NVR，①设置网段内的IP地址和服务器地址，掌握了路由器IP地址和DNS地址后，选择网络配置的自适应操作，NVR对接入的摄像机IP地址进行自动检索和配置，此处NVR和摄像机的IP地址与路由器IP地址的网段必须相同，在通道管理中激活摄像机并添加到NVR中，使其处于在线状态；②在网络配置中启用整个平台，并在硬盘管理中将硬盘初始化；③通道管理中针对3路通道摄像机分别设置其侦测参数。以上操作也可在WEB网页中设置。

(2)手机下载萤石云软件，①注册用户并添加设备，通过扫描NVR上的二维码添加；②针对3路通道摄像机分别设置监控参数。

4 总结

网络视频监控系统与半模拟半数字视频监控系统的区别有以下两点：

(1)摄像机：网络摄像机可以达到100w、200w，甚至300w、500w、800w像素图像的输出；模拟摄像机只能做到d1，cif输出。网络摄像机内置WEB，使用一台PC上的标准WEB浏览器，就能够管理和查看图像，能够远程管理和查看图像。网络摄像机可将图像资料存在远程的硬盘上，易于搜寻，易于存储，不会被破坏；模拟摄像机只能通过DVR硬盘录像机察看和远程传输。

(2)布线：网络摄像机只需要一根双绞线与设备连接，布线及维护简单方便；模拟摄像机需要视频同轴电缆、信号控制线和电源线三种线缆与设备连接，布线及维护复杂。

小型网络视频监控系统实验装置的优点在于：架构简单，布线施工容易，造价低廉；系统安装方便，维护简单；可实现实时监控和区域性监控等。该装置为学生对视频监控的设计、安装、调试等相关知识的掌握与实践技能的提升提供非常必要的条件。

[1]林火养．智能小区安全防范系统[M]．北京：机械工业出版社，2015．

[2]张立鉴．网络视频监控系统设计与实现[J]．无线互联科技，2012(05)：107-108．

Design and Implementation of Experimental Device of Small Network Video Surveillance System

Li Yuelan
(Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce,Yinchuan 750001,Ningxia)

Network video surveillance system products have taken over the market,replacing the previous products.According to the requirements of the laboratory monitoring function,this paper explores the structure design,hardware configuration,software configuration,installation and commissioning of the experimental device of small network video surveillance system;sums up the main difference between network video surveillance system and semi analog and semi digital video surveillance system.This device can not only improve the laboratory equipment,but also can let students learn by contrasting the two generations of equipment,enhancing the students'practical skills.

network video surveillance;semi analog;semi digital;video surveillance system

TP368.1

A

1008-6609(2017)08-0055-03

李月兰（1976-），女，宁夏人，研究生，讲师，研究方向为电路与系统。