建設(shè)可靠的校園高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

周文龍

摘 要：視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為校園管理必不可少的設(shè)施之一，該文就重新建設(shè)一套可靠的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；高清；可靠；集中存儲

中圖分類號：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-1422（2014）08-0176-03

一、現(xiàn)狀概述

中等職業(yè)學(xué)校，在校學(xué)生多，容易發(fā)生失竊、打架斗毆事件，學(xué)生管理難度大，視頻監(jiān)控系統(tǒng)為管理人員提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄像查閱功能，極大提高了管理水平，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為校園管理必不可少的設(shè)施之一。

我校多年前就建設(shè)了一套模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其圖像清晰度不高，并且經(jīng)過長期的使用，很多攝像頭已損壞或圖像不清晰，難以繼續(xù)發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的作用。需要重新建設(shè)一套可靠的、清晰度高的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來加強(qiáng)校園管理。

二、需求概述

1.參數(shù)要求

對于視頻監(jiān)控而言，圖像分辨率是最關(guān)鍵的參數(shù)。分辨率越高，圖像質(zhì)量就越好，智能應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確度也就越高。視頻監(jiān)控項(xiàng)目在建設(shè)資金充足的情況下，應(yīng)盡量選擇清晰度高的設(shè)備，以滿足日后應(yīng)用需求。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其視頻數(shù)據(jù)量非常大，存儲設(shè)備必須有足夠大的存儲空間，錄像保存時(shí)間才能達(dá)到公安部門的使用要求。

2.開放先進(jìn)的平臺

監(jiān)控系統(tǒng)必須有一套完善的系統(tǒng)管理平臺，平臺具備開放性和先進(jìn)性。并且兼容性強(qiáng)，能夠兼容多種其他品牌的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。管理平臺可以對所有監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和配置，操作簡單方便。

3.部署實(shí)施靈活簡單

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)要充分利用現(xiàn)有弱電綜合布線系統(tǒng)，獨(dú)立組成一個(gè)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)要接入到校園網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)到達(dá)的任何地方都可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄像查閱。監(jiān)控中心模塊化設(shè)計(jì)，方便添加和變更。視頻監(jiān)控點(diǎn)能靈活部署，可以非常方便地變更監(jiān)控點(diǎn)，工程布線簡潔、維護(hù)簡單方便。

4.系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

監(jiān)控系統(tǒng)必須高度穩(wěn)定可靠，這樣才能充分發(fā)揮作用。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，監(jiān)控系統(tǒng)的每個(gè)部分都必須穩(wěn)定可靠。保證前端設(shè)備可靠，必須有良好的施工質(zhì)量和施工技術(shù)；保證網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的可靠，必須有獨(dú)立的、帶寬充裕的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。后臺設(shè)備的可靠，要求有穩(wěn)定可靠的管理服務(wù)器和可靠的存儲設(shè)備?？煽康谋O(jiān)控中心，必須采用穩(wěn)定可靠的專業(yè)級的解碼設(shè)備。

三、實(shí)施方案比較

設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，需要對各種實(shí)施方案進(jìn)行綜合比較和分析，以獲得最佳的實(shí)施方案。

1.高清網(wǎng)絡(luò)方案和傳統(tǒng)模擬方案比較

高清網(wǎng)絡(luò)方案的前端設(shè)備采用網(wǎng)絡(luò)攝像槍，其分辨率高，信號穩(wěn)定，布線簡潔，可以直接利用現(xiàn)有綜合布線系統(tǒng)。架構(gòu)和部署簡單靈活，后期維護(hù)簡單，工作量少，成本低。

傳統(tǒng)模擬方案的前端設(shè)備采用模擬攝像頭，其分辨率有限，攝像頭到編碼器之間需要通過模擬視頻信號線連接，信號線容易受到外界電磁干擾，導(dǎo)致圖像模糊或不穩(wěn)定。長期使用后會出現(xiàn)各種信號衰減和接觸不良等現(xiàn)象，后期維護(hù)工作量大。

網(wǎng)絡(luò)攝像槍的種種優(yōu)勢，使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控逐漸成為監(jiān)控系統(tǒng)的主流。我校新建設(shè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方案，以滿足當(dāng)前需求和日后發(fā)展。

2.集中存儲與分散存儲比較

監(jiān)控系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)的保存一般有兩種方式：集中存儲和分散存儲。

集中存儲方式，就是把監(jiān)控系統(tǒng)中所有的存儲設(shè)備集中放置在后臺網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房中。機(jī)房環(huán)境好，溫度適宜，灰塵少，存儲設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定、故障率低、使用壽命更長。而且集中存儲一般采用磁盤陣列技術(shù)，可以大大提高數(shù)據(jù)的安全性。

分散存儲方式，就是把存儲設(shè)備分散放置在機(jī)房以外。一般來說，其外界環(huán)境差，溫度較高，灰塵多，設(shè)備比較容易損壞，還需要定期進(jìn)行除塵處理。分散存儲一般沒有采用磁盤陣列技術(shù)，磁盤損壞后，數(shù)據(jù)就會丟失，難以恢復(fù)。

在網(wǎng)絡(luò)帶寬容許的情況下，建議采用集中存儲方式。

3.就近供電與集中供電比較

監(jiān)控系統(tǒng)必須保證長期穩(wěn)定的供電，才能保證系統(tǒng)的有效。監(jiān)控?cái)z像頭供電一般有兩種形式：就近供電和集中供電。

就近供電方式，就是從攝像頭最近點(diǎn)獲取電源。其布線簡單，線路最短，但電源可能會受到其他線路的控制，不能保證穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

集中供電方式，就是集中為監(jiān)控設(shè)備獨(dú)立供電，其線路長，成本高。施工的時(shí)候一般以建筑物為單位，統(tǒng)一為建筑物內(nèi)的所有監(jiān)控設(shè)備供電。其開關(guān)獨(dú)立控制，不受其他線路控制，能為監(jiān)控設(shè)備提供長期穩(wěn)定的供電。

4.后臺存儲技術(shù)比較

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)保存在后臺存儲設(shè)備中，其保存形式一般有兩種：一種是前端設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)先經(jīng)過存儲管理服務(wù)器，然后再到服務(wù)器后聯(lián)的存儲設(shè)備。目前大部分監(jiān)控系統(tǒng)都是采用這種方案。這種方案由存儲管理服務(wù)器對存儲設(shè)備進(jìn)行管理和分配，一旦服務(wù)器或存儲設(shè)備其中一個(gè)出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲的失敗。

另一種方案是，前端設(shè)備的視頻數(shù)據(jù)直接保存到存儲設(shè)備中，減少了經(jīng)過存儲管理服務(wù)器的中間環(huán)節(jié)。這種形式需要存儲設(shè)備硬件級的支持，這種方案故障率更低，更可靠。新建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，建議采用的這種存儲技術(shù)。

四、系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施

監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)主要分4大部分：（1）前端設(shè)備；（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)；（3）后臺網(wǎng)絡(luò)中心；（4）監(jiān)控中心。

1.前端設(shè)備

（1）前端設(shè)備施工。前端設(shè)備施工就是網(wǎng)絡(luò)攝像槍的布設(shè)，為了保證攝像頭的可靠，盡量將故障率和維護(hù)量降到最低，需要有良好的施工質(zhì)量和施工技術(shù)。

施工的時(shí)候要注意保護(hù)線纜和接口，盡量減少人為破壞的可能。施工的時(shí)候要使用接線箱，外露的線纜要注意套管。室外的監(jiān)控點(diǎn)要注意防雷，防雷處理包括電源防雷和網(wǎng)絡(luò)防雷，保證攝像頭和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不被雷電損壞。

線纜敷設(shè)的時(shí)候，要嚴(yán)格按照綜合布線標(biāo)準(zhǔn)。垂直布線和水平布線要注意強(qiáng)、弱電分開走不同的線槽，保證弱電信號不被干擾。

攝像頭的供電采用集中供電形式，供電系統(tǒng)設(shè)多級開關(guān)，強(qiáng)電從建筑物總開關(guān)到樓層分開關(guān)，分開關(guān)通過垂直主干到每樓層的機(jī)柜，然后再從機(jī)柜的分開關(guān)到前端設(shè)備。

（2）前端視頻圖像格式設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)攝像槍一般提供兩種碼流，主碼流和子碼流。主碼流一般用于定時(shí)錄像，用于事后翻閱追查，其圖像分辨率要求較高。子碼流一般用于實(shí)時(shí)監(jiān)控，在監(jiān)控中心的大屏幕的分塊中顯示出來，其圖像分辨率可以相對較低。

2.網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)要求有高度可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，這樣才能保證數(shù)據(jù)不丟失，實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)延短。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流量非常大，如果接入到現(xiàn)有校園網(wǎng)絡(luò)中，將會造成校園網(wǎng)的擁塞，嚴(yán)重影響校園網(wǎng)的使用；同時(shí)，擁塞的校園網(wǎng)會導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的丟失。而且，如果校園網(wǎng)出現(xiàn)了異常情況（如病毒泛濫），也將會嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)建立一個(gè)專用的網(wǎng)絡(luò)，使監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)互不影響，并且保證了充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

（1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的弱電綜合布線系統(tǒng)，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用三層體系架構(gòu)，分核心層、匯聚層和接入層。

核心層位于網(wǎng)絡(luò)中心，網(wǎng)絡(luò)中心配備獨(dú)立的視頻監(jiān)控核心交換機(jī)，以保證充足的數(shù)據(jù)交換容量。核心交換機(jī)提供充足的千兆光纖和銅纜接口，千兆光口用于下接匯聚層交換機(jī)，千兆銅纜接口用于連接IP存儲設(shè)備和管理服務(wù)器。

匯聚層交換機(jī)采用千兆電口和千兆光纖上聯(lián)口的交換機(jī)，交換機(jī)通過千兆電口匯聚接入層交換機(jī)，通過千兆光口上聯(lián)至核心交換機(jī)。

纜接入到接入層交換機(jī)，接入層交換機(jī)通過千兆電口上聯(lián)至匯聚交換機(jī)。

（2）網(wǎng)絡(luò)帶寬計(jì)算。設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)需要認(rèn)真計(jì)算各部分的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，保證充足的帶寬。

3.后臺網(wǎng)絡(luò)中心

后臺網(wǎng)絡(luò)中心主要包括管理服務(wù)器和存儲設(shè)備。

（1）管理服務(wù)器。管理服務(wù)器作為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的管理平臺，出現(xiàn)任何問題都會影響到整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，服務(wù)器必須保證高度的穩(wěn)定可靠。建議采用專業(yè)級的服務(wù)器，提供電源冗余、磁盤冗余、網(wǎng)絡(luò)接口冗余等技術(shù)，保證穩(wěn)定可靠。

（2）存儲設(shè)備。存儲系統(tǒng)采用集中存儲模式，所有網(wǎng)絡(luò)攝像槍的視頻數(shù)據(jù)都集中保存在網(wǎng)絡(luò)中心的存儲設(shè)備中。存儲設(shè)備必須高度穩(wěn)定可靠。建議采用監(jiān)控系統(tǒng)專用的存儲設(shè)備。

存儲設(shè)備采用IP SAN形式，配備2個(gè)或以上千兆網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)鏈路冗余和負(fù)載均衡。盡量采用目前所支持的最大容量的磁盤，以保存更多數(shù)據(jù)。

4.監(jiān)控中心

監(jiān)控中心主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)控，部署電視墻、解碼器和網(wǎng)絡(luò)控制鍵盤等設(shè)備。監(jiān)控中心要求布線簡潔、一體化設(shè)計(jì)，部署靈活?？梢愿鶕?jù)需求，方便的添加或遷移監(jiān)控中心。

五、總結(jié)

我校新建設(shè)的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)自驗(yàn)收以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，基本上沒出現(xiàn)過問題。為教學(xué)管理和學(xué)生管理發(fā)揮了重要作用，得到了使用部門和上級領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。公安部門對該系統(tǒng)給予了高度的評價(jià)，上級主管部門也組織多個(gè)單位到我校進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)?？梢哉f，我校的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是成功的，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

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責(zé)任編輯 朱守鋰