校園網數字監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現

【摘要】校園監(jiān)控系統(tǒng)對各高校的安全保衛(wèi)工作意義重大，在校園局域網普及的今天，構建一個容量大、可靠性高、成本低、監(jiān)控方式靈活且易于擴展的校園網數字監(jiān)控系統(tǒng)現在已經成為各高職院校保衛(wèi)工作的首選。本文以數字化視頻監(jiān)控的組成和實現闡述其在校園網中的應用情況。

【關鍵詞】數字監(jiān)控系統(tǒng)；視頻采集；VLAN；光纖收發(fā)器；網絡視頻監(jiān)控軟件

1.引言

高校作為社會的一個重要組成部分，安全穩(wěn)定與否直接關系到社會的穩(wěn)定，校園安全防范靠人防、物防已經不能滿足高?？焖侔l(fā)展的需要，為了確保校園安全，提高安全防范的管理水平，必須建立校園監(jiān)控系統(tǒng)。做到實時監(jiān)控可視區(qū)域，快速控制現場，減少各類案件的發(fā)生。

2.系統(tǒng)總體設計思想

建立校園安全防范監(jiān)控系統(tǒng)，在滿足安全防范需要的同時，必須充分利用學院的現有資源，從而提高資源的利用率，降低建設成本。

2.1系統(tǒng)設計目標。利用學院已有校園網資源，采用智能化、網絡化和信息化等技術手段，滿足系統(tǒng)的實用性、先進性、開放性、安全性和經濟性的要求，真正實現信息共享、資源共享的科學管理目標；以多元信息采集、傳輸、監(jiān)控、記錄、管理以及一體化集成等高校技術，構建安全防范監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2系統(tǒng)覆蓋范圍。數字監(jiān)控系統(tǒng)是對校園的全方位監(jiān)控，一是對學院教學樓、實驗樓、計算機實訓室、圖書館、停車場、學生宿舍樓、行政樓、實訓樓和財務室的內部和出入口和重點防火、防盜部位安裝攝像機；二是對學院各樓棟死角及學院圍墻邊緣區(qū)域內安裝攝像機。

3.系統(tǒng)總體設計技術方案

以校園網資源作為監(jiān)控信息的傳送與管理平臺，將分散在校園各個建筑物的視頻監(jiān)控單元網絡連接在一起，并且利用媒體服務器、計算機系統(tǒng)等設備對監(jiān)控單元所提供的視頻進行管理，并對監(jiān)控環(huán)境進行監(jiān)視。學院數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由數字網絡攝像機、存儲監(jiān)控數字視頻信息的磁盤陣列、數字視頻管理軟件、專用VLAN、光纖收發(fā)器、視頻采集服務器、媒體服務器、監(jiān)控中心服務器與顯示屏等部分組成。其系統(tǒng)網絡拓撲結構如圖1所示。

通過攝像機獲取環(huán)境視頻信號，并通過校園網傳送到視頻服務器，視頻服務器將視頻信息轉換成數字視頻信號本地儲存，并及時傳送到媒體服務器，媒體服務器對數字視頻信息進行管理，并存儲在磁盤陣列上，監(jiān)控中心的監(jiān)控服務器從媒體服務器上獲取數字視頻信息并以多畫面的形式在屏幕或顯示器上即時播放，對需要跟蹤的監(jiān)控點，通過監(jiān)控服務器與該點視頻采集服務器建立直接連接，對攝像機進行跟蹤控制和數字視頻播放。

4.系統(tǒng)功能與實現

基于校園網的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)無需為監(jiān)控系統(tǒng)建設專門的信號傳送網絡，信號傳輸主要通過校園網，安裝運行后，能夠在監(jiān)控中心實時顯示所有環(huán)境監(jiān)控點場景的視頻，監(jiān)視效果完全能滿足要求。系統(tǒng)在對目標范圍實時監(jiān)控的同時，可對圖像進行數字化壓縮及前后端混合式存儲；如果需要還可以根據報警信號的發(fā)生自動的實時記錄現場情況，事后可從系統(tǒng)數據中查詢相應的資料。在日常維護校園網數字監(jiān)控系統(tǒng)時，用戶只需對局部進行更換或維修，無需對整個系統(tǒng)設備進行更換。

4.1網絡中心設計。在學院網絡中心內，在核心交換機華為Quidway S9306的千兆電口上配置用于數字網絡攝像機的VLAN，然后連接光纖收發(fā)器的電口，通過光纖收發(fā)品的光纖接口連接學院監(jiān)控中心。

4.2監(jiān)控中心設計。監(jiān)控中心與網絡中心分離，通過校園網與網絡中心的核心交換機交換數據。畫面分割通過媒體服務器實現，為保證多路高清數字視頻圖像的實時性，通過1000Mb/s帶寬的光纜直接接入核心交換機。監(jiān)控中心安裝有12塊42英寸等離子顯示屏，分別由12臺IBM xSeries 206系列服務器管理，每屏最多可顯示16個攝像機的視頻圖像，可單獨顯示、跟蹤某個攝像機的監(jiān)控圖像。

4.3樓棟網絡接入設計。學生宿舍區(qū)域有兩種接入方式，一部分學生宿舍內部的數字網絡攝像機連接到一個全千兆電口交換機上，然后通過光纖收發(fā)器經過1000Mb/s光纜與監(jiān)控中心的交換機上。另一部分學生宿舍與行政辦公區(qū)域，以及教學實驗區(qū)域連接方式相同，樓棟內部的數字網絡攝像機匯集到一個交換機上，然后通過該交換機與樓棟的接入層交換機相連，最后通過接入層交換機經核心交換機連接到監(jiān)控中心。以某個樓棟的接入層交換機的配置為例，其部分配置命令如下：

vlan 1000 #定義VLAN，與核心交換機上的VLAN一致

description shuzhijiankong

interface Ethernet0/0/32

description to-jiankong

port default vlan 1000 #設置該VLAN能通過該端口訪問

bpdu enable

ntdp enable

ndp enable

interface Ethernet0/0/48

description to_S9306_g2/0/13

port default vlan 1

port trunk allow-pass vlan 1 to 4094 #設置端口工作模式為Trunk，連接到核心交換機

bpdu enable

ntdp enable

ndp enable

4.4數字監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計。安裝于媒體服務器上的軟件負責管理網絡中所有的視頻服務器，主要完成設備管理、設置網絡和視頻、錄像設置、錄像空間管理、錄像文件播放功能、建立日志和提供數據存儲、瀏覽、畫面分割等工作。網絡視頻監(jiān)控軟件安裝在監(jiān)控服務器上，實現校園環(huán)境所有監(jiān)控點的實時監(jiān)控，提供實時圖像播放、攝像機控制和圖像抓拍等功能。

5.結語

數字監(jiān)控系統(tǒng)具有建設成本相對低廉、使用方便、擴展靈活等的優(yōu)點，適宜于校園安全監(jiān)控，但該系統(tǒng)對網絡的依賴很高，所以保證校園網絡的健壯性和可靠性是數字監(jiān)控系統(tǒng)能正常運行的必要條件。

參考文獻

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作者簡介

唐磊，（1983-），男，重慶萬州人，現就職于重慶三峽職業(yè)學院現代教育技術中心，助教。主要研究方向：計算機網絡及軟件開發(fā)。