校園網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

編者按：校園網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)一般包括兩部分：一是教室內(nèi)巡課監(jiān)控，二是校園安防監(jiān)控。基于校園的應(yīng)用和安全的需求，學(xué)校進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)很有必要，本文筆者從需求分析、攝像頭配置、傳輸系統(tǒng)三個(gè)方面探討校園網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。

首先對校園監(jiān)控的需求進(jìn)行具體分析。

1.視頻監(jiān)控區(qū)域。為了保障學(xué)校的正常教學(xué)工作需要、師生生活秩序及校內(nèi)安全，避免學(xué)校財(cái)產(chǎn)損失，保證校內(nèi)師生的安全，避免非法的人員闖入等需要對整個(gè)學(xué)校的安全進(jìn)行有效的防范。通過在圖書館、學(xué)校門口、操場、停車場、校內(nèi)道路、廣場、教室、食堂、樓層走道等諸多重要的區(qū)域和點(diǎn)位進(jìn)行全天候的、實(shí)時(shí)的、高清晰的視頻監(jiān)控。根據(jù)學(xué)校財(cái)力盡可能地做到無盲區(qū)，個(gè)別區(qū)域做到情況報(bào)警和預(yù)判功能。

2.點(diǎn)位分布要求。整個(gè)視頻監(jiān)控要求能夠滿足全天候本地24小時(shí)監(jiān)控及錄像。前端采用穩(wěn)定清晰的攝像機(jī)，在學(xué)校出入口等重要的地方需采用云臺攝像機(jī)或高清固定攝像機(jī)，在校道、操場、等一些寬闊的公共場所安裝高清球型攝像機(jī)或者是高清槍式攝像機(jī)，操場考慮鷹眼攝像機(jī)，在教室內(nèi)等一些區(qū)域安裝云臺攝像機(jī)，樓層走道安裝高清晰網(wǎng)絡(luò)半球等。

前端攝像頭配置分析

校園內(nèi)不同的監(jiān)控區(qū)域和場所，配置的攝像頭也不一樣。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，大體上按以下情況配置。

1.教室內(nèi)監(jiān)控，建議安裝兩個(gè)，教室前面靠內(nèi)角安裝帶有拾音和對講功能的全角攝像頭。作用有三個(gè)，一是安全監(jiān)控，可以做到無死角。二是起到聽課的作用，錄制聲音效果較好，三是對講功能，班主任可以給學(xué)生下指令。教室后面靠中間安裝帶云臺的變焦4倍以上的攝像頭。主要是為了看清黑板，看清學(xué)生，起到聽課時(shí)視頻采集的作用，這個(gè)攝像頭不需要拾音功能。重要的一點(diǎn)是這一前一后兩個(gè)攝像頭建議都采用POE接入，不采用電源接入，目的是減少故障點(diǎn)。

2.樓內(nèi)走道、樓梯間、門口等，采用網(wǎng)絡(luò)半球就可以，具備拾音功能，根據(jù)光線情況及安全等級需求，配置紅外功能、移動偵測、網(wǎng)絡(luò)不通、存儲器情況等報(bào)警。POE接入。

3.操場、廣場等比較大型的開闊區(qū)域，建議安裝鷹眼攝像頭，這些區(qū)域除了要求“看全”“實(shí)時(shí)”之外，還要求可以看清局部細(xì)節(jié)。雖然一體化高清全景攝像機(jī)或通過多臺攝像機(jī)后端拼接的方案都可以滿足“看全”和“實(shí)時(shí)”的需求，但是兩者都無法洞悉大場景中的局部細(xì)節(jié)。如果大場景中發(fā)生突發(fā)性事件，我們要能看清細(xì)節(jié)，并清晰的記錄事件的整個(gè)過程，此時(shí)，鷹眼攝像頭就具備這些功能，檢測直徑300 m以上范圍內(nèi)運(yùn)動目標(biāo)，可同時(shí)檢測50個(gè)以上的目標(biāo)，特寫球機(jī)支持30倍以上的光學(xué)變焦。如此較好地滿足了安全監(jiān)控的需求。如果可能，建議存儲安裝在攝像頭一份，存儲服務(wù)器一份。

4.校道、學(xué)校界邊、大門口，可采用槍機(jī)，安全需要，固定位置，清晰看清物體即可。具備防雨、防風(fēng)等功能，POE接入，無盲區(qū)。

5.食堂、圖書館、實(shí)驗(yàn)室等內(nèi)部，可采用定焦廣角的攝像頭，固定位置，安全監(jiān)控，開啟拾音功能，POE接入，無盲區(qū)。

6.教學(xué)樓間、小廣場等小型開闊區(qū)域，可采用球機(jī)，支持移動偵測、斷網(wǎng)報(bào)警功能，由于晚間光線較暗，學(xué)生上晚自習(xí)需要戶外活動，所以要具備紅外功能，距離150 m以內(nèi)就可以。

網(wǎng)絡(luò)傳輸分析

由于網(wǎng)絡(luò)視頻圖像占用帶寬較大，1080 P每路視頻監(jiān)控圖像占用6 Mbps左右?guī)挘?20 P每路視頻監(jiān)控圖像占用4 Mbps左右?guī)?，路?shù)一多，整體占用帶寬較高，所以接入交換機(jī)宜采用1000 MB交換機(jī)。教學(xué)樓、圖書館、辦公樓等連接校園網(wǎng)機(jī)房中心宜采用10 GB帶寬連接。如此帶寬，監(jiān)控、上網(wǎng)、聽力等等一些應(yīng)用都可一在同一個(gè)網(wǎng)內(nèi)，同一交換機(jī)上配置，通過不同的VLAN區(qū)分。為確保網(wǎng)絡(luò)安全，建議各個(gè)樓與中心機(jī)房的連接采用靜態(tài)路由方式，效率高，有效屏蔽廣播包。對于校園監(jiān)控來說，主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成他的傳輸系統(tǒng)。

1.集中管理控制模塊。用于前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)遠(yuǎn)程管理、圖像調(diào)用、云臺控制、高清解碼器控制、錄像設(shè)置以及資料查詢回放等，是一臺綜合性操作服務(wù)器，比如視頻處理、多任務(wù)運(yùn)行等有較高要求，所以要求內(nèi)存128 GB以上、多核服務(wù)器專用CPU，15000轉(zhuǎn)硬盤。

2.用戶目錄驗(yàn)證模塊。用于用戶信息的集中管理、集中驗(yàn)證、前端設(shè)備和后端各個(gè)軟件模塊之間的信息交換等，是整個(gè)平臺的核心，其穩(wěn)定性要求相當(dāng)高，宜采用專業(yè)服務(wù)器廠商提供的服務(wù)器，要求多核心高主頻處理器、不低于128 GB的內(nèi)存資源、可擴(kuò)展雙千兆普通網(wǎng)卡和10 GB光網(wǎng)卡、整體性能穩(wěn)定。當(dāng)然，對于主流的監(jiān)控管理系統(tǒng)來說，集中管理和用戶目錄驗(yàn)證都合并到一起，用一臺服務(wù)器來承擔(dān)。

3.集中存儲服務(wù)模塊。由于整個(gè)校園網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)所用的攝像機(jī)數(shù)量較多，一般200～1000以上。就目前的情況來說，400萬以上像素高清攝像機(jī)較多，雖然采用H.265協(xié)議，但是占用空間仍然較多。所以視頻存儲建議采用IP-SAN存儲方式，存儲服務(wù)器從穩(wěn)定性的角度考慮建議配置專業(yè)存儲服務(wù)器，服務(wù)器要求具備雙10 GB網(wǎng)卡負(fù)載均衡、128 GB以上內(nèi)存資源、多核處理器、雙冗余服務(wù)器電源。目前服務(wù)器硬盤一塊在8 TB或更高，建議配置單塊較高的容量，服務(wù)器盤位數(shù)教多，可以不用，但是后續(xù)擴(kuò)展方便。

4.報(bào)警電子地圖服務(wù)模塊。報(bào)警電子地圖模塊在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中主要用于學(xué)校監(jiān)控點(diǎn)位平面分布圖，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)瀏覽，能夠比較直觀的看到各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的運(yùn)行情況、報(bào)警情況和故障情況等。同時(shí)還可通過集成開發(fā)將其它諸如報(bào)警系統(tǒng)或者是門禁系統(tǒng)之類的其他安防系統(tǒng)集成進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動處理。

圖1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控拓?fù)鋱D

5.高清解碼器模塊。高清DVI接口輸出，可以實(shí)現(xiàn)H.264、h.265、MPEG4、MPEG2(DVD)、MPEG1(VCD)、M-JPEG、格式的視頻解碼，支持1080P、720P、D1、Half-D1、CIF、QCIF等各種分辨率的顯示輸出。通過與支持高清分辨率顯示的大屏幕液晶監(jiān)視器連接就組成了高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視墻，這種顯示模式不需要對網(wǎng)絡(luò)視頻信號進(jìn)行模擬還原，直接顯示數(shù)字視頻信號，減輕了因解碼還原成模擬信號后所產(chǎn)生的延時(shí)現(xiàn)象，而且整體造價(jià)更低，減少了處理環(huán)節(jié)顯示系統(tǒng)更加靈活也更加穩(wěn)定。電視墻是一個(gè)學(xué)校的形象工程，根據(jù)電視墻大小選擇一塊較為寬闊的區(qū)域，一般放在一樓較好，領(lǐng)導(dǎo)檢查不需要上樓。

如此，監(jiān)控拓?fù)鋱D如圖所示。