1.1監控系統發展歷程

視頻監控系統是隨著電視和攝像機的出現發展壯大起來的。在這短短的幾十年的發展歷程中，伴隨著新技術革命的不斷沖擊，經歷如下三個階段：

1.模擬監控系統

在上世紀九十年代初以前，主要是以模擬設備為主的閉路電視監控系統，亦稱為第一代監控系統。模擬監控系統主要由攝像機、視頻矩陣、監視器、錄像機等組成，利用模擬視頻線將來自攝像機的視頻連接到監視器上，利用視頻矩陣主機，采用鍵盤進行切換和控制，錄像采用磁帶錄像機；遠距離圖像傳輸采用模擬光纖，利用光端機進行模擬視頻的傳輸。

傳統的模擬閉路電視監控系統有很多局限性：首先，有線模擬視頻信號的傳輸對距離十分敏感；其次，有線模擬視頻監控無法聯網，只能以點對點的方式監視現場，而且布線工程量極大；另外，有線模擬視頻信號數據的存儲會耗費大量的存儲介質（如錄像帶），查詢取證時十分煩瑣。

2.基于PC插卡及嵌入式硬盤錄像機的數字監控系統

上世紀九十年代中后期，隨著計算機處理能力的提高和視頻技術的發展，人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實現圖像的多畫面顯示，構建了基于PC的視頻監控系統。

基于PC的遠程圖像監控系統由PC插視頻卡構成，在監控現場，有若干個攝像機，各種檢測、報警探頭與數據設備，通過各自的傳輸線路，匯接到監控終端機上，該終端可以是一臺PC機，也可以是專用的工業機箱。

基于PC的視頻監控系統終端功能較強，便于現場操作。但穩定性不好，視頻前端(如CCD等視頻信號的采集、壓縮、通訊)較為復雜，可靠性不高，PC機也需專人管理，特別是在環境或空間不適宜的監控點，這種方式不理想。

為了解決基于PC插卡的穩定性問題，九十年代末嵌入式硬盤錄像機得以發展，它使得監控系統的變得簡單方便，而且成本低廉。但是它同時也存在一些難以滿足監控系統發展需要的問題：首先，它仍須模擬布線；其次，難以組成大系統，一個硬盤錄像機所接路數有限，多個硬盤錄像機組成系統，查詢、檢索以及管理均有不便，而且存儲備份沒法解決；再者，網絡功能有限，遠程聯網麻煩。

1.2基于網絡的新一代數字監控系統——網絡數字監控系統

上世紀九十年代末及本世紀初，隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實用視頻處理技術的出現，視頻監控步入了全數字化的網絡時代，出現了基于網絡的新一代數字監控系統，也即網絡數字監控系統。

網絡數字監控系統以網絡為依托，其前端是網絡攝像機（或以模擬攝像機采集視頻的視頻服務器），后端是利用計算機作為監控終端。其基本原理是：前端設備網絡攝像機（或網絡視頻服務器）采用圖像的數字化以及壓縮加密、實時控制、網絡通信傳輸等技術，將視頻數據壓縮加密后，利用TCP/IP協議，通過內嵌的視頻服務器經局域網或Internet送到用戶終端，用戶可在自己的PC上使用標準的網絡瀏覽器根據IP地址對網絡攝像機進行訪問，觀看實時圖像及控制攝像機鏡頭和云臺，對目標實行全方位的實時監控。

網絡攝像機（或網絡視頻服務器）具備視頻編碼處理、網絡通信、自動控制以及雙向語音等強大功能，直接支持網絡視頻傳輸和網絡管理，由此組成的網絡數字監控系統，其監控范圍達到前所未有的廣度，甚至跨越國界。

網絡數字化監控系統克服了模擬閉路電視監控的局限性：首先，數字化視頻可以在計算機網絡(局域網或廣域網)上傳輸圖像數據，不受距離限制，信號不易受干擾，可大幅度提高圖像品質和穩定性；其次，綜合布線代替了模擬布線，數字視頻可利用計算機網絡聯網，網絡帶寬可復用，無須重復布線；另外，通過網絡可實現成百乃至上千個監控點的大系統，存儲變得十分方便，經過壓縮的視頻數據可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中，且可實現異地存儲，查詢、檢索以及管理十分簡便快捷。

網絡數字監控系統如圖一所示。

                       圖一：網絡數字監控系統

網絡數字監控系統其實質就是一個計算機網絡系統，因此，它具有如下優點：

1、計算機處理。由于對視頻圖像進行了數字化而且通過網絡傳輸，所以可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析，可以及時發現異常情況并進行聯動報警，從而實現無人值守。

2、適合遠距離傳輸。數字信息抗干擾能力強，不易受傳輸線路信號衰減的影響，而且能夠進行加密傳輸，因而可以在數千公里之外實時監控現場。特別是在現場環境惡劣或不便于直接深入現場的情況下，數字視頻監控能達到親臨現場的效果。

3、便于查找。在傳統的模擬監控系統中，當出現問題時需要花大量時間觀看錄像帶才能找到現場記錄；而在數字視頻監控系統中，對于存儲在錄像服務器上的聲音及圖像，利用計算機建立的索引，在幾秒鐘內就能找到相應的現場記錄。

4、提高了圖像的質量與監控效率。利用計算機可以對不清晰的圖像進行去噪、銳化等處理，通過調整圖像大小，借助顯示器的高分辨率，可以觀看到清晰的高質量圖像。此外，可以在一臺顯示器上同時觀看16路視頻圖像。

5、系統易于管理、維護以及施工、擴容。數字視頻監控系統主要由網絡攝像機聯網組成，而網絡攝像機集成度高，體積小，易于安裝、使用和維護；特別是綜合布線代替了模擬布線，整個系統是模塊化結構，工程施工特別是擴容補點十分方便，易于管理。

1.3網絡數字監控系統的應用

1、大型樓宇以及場館監控系統：目前，大型樓宇以及大型場館大多是智能建筑，其綜合布線遍布各點，有的監控或報警點成百上千，而且根據功能的變化，其監控或報警點可能要做相應的刪減或增加，如此龐大而且靈活多變的監控系統，如果不是基于網絡的結構是難以實現的，所以，日后大型智能建筑，其監控系統必定是網絡數字監控系統。

2、局域及廣域聯網監控系統：越來越多的監控系統是局域及廣域相結合的系統，如電子監考系統，學校對各教室考點進行監控，區教育局對其所屬各學校的考點進行監控，同時，省、市相關的教育主管部門可對其所屬的任一考點進行遠程監考抽查，如此大范圍的監控系統，非基于網絡的監控系統難以勝任。

3、可靠性聯網監控系統：一些可靠性要求非常高的行業或部門，諸如公安、紀檢檢察、法院，以及銀行、證券等部門，對可靠性相對敏感，他們要求各監控點能可靠記錄并能有效保存，他們不能允許由于監控系統故障而使事件無法查證，網絡監控系統能很好的解決監控存儲、特別是備份存儲的問題，而且備份還可存儲在異地。

4、家用監視系統：目前，越來越多的住宅已經是寬帶網絡到家，而所能提供的應用尚顯不足，智能家居的發展一定會面向家庭提供視音頻監控功能，使得家庭養老及看護，遠程監視等成為可能，因此，基于網絡攝像機的網絡監控系統具有廣闊的市場前景。

二、概述

工廠網絡監控系統采用全數字化的方式進行設計和施工。通過對廠區各重要區域的監控，可對突發情況進行及時的記錄和反應，將進一步提高保安的工作效率，提升管理水平，將工廠的監控系統提升到一個新的高度。

2.1、系統設計目標

監控點的點位主要設置車間內部，倉庫出入口，魚塘，車間外通道。

根據甲方要求，所有監控點均采用紅外網絡攝像機。

生產車間監控主機設在廠車間辦公室，外圍監控主機設置在保安門衛室24小時鉸孔。

所有監控點提供全天候錄像存儲，車間生產監控存儲時間為30天。外圍監控增加點位后，監控儲存時間約20天。

2.2、系統設計原則、依據

2.2.1、設計原則

2.2.1.1、先進性

本監控系統充分考慮電子信息技術的突飛猛進發展趨勢,采用國內外先進的成熟的技術（既全部信息都基于IP網絡傳輸）,起點高,在技術上應具有一定的超前性,保證將電鍍廠監控系統建成為先進、智能化程度高、防范嚴密的網絡數字監控系統。

2.2.1.2、開放性、集成性

   采用標準硬件、操作系統及網絡和通訊協議，并可提供開放的通訊協議，支持第三方系統集成。由于系統的網絡通訊協議全部采用TCP/IP，設備的互聯互通與集成都十分容易。

2.2.1.3、實用性

本監控系統在設計時就充分分析了防范需求及環境情況，采用實用的名牌優質設備，滿足安防要求，保證操作方便、耐久實用。

2.2.1.4、可靠性

   整個網絡監控系統具有高度的安全性、穩定性和可靠性。本監控系統設有設備自檢測系統，前端設備網絡攝像機帶有看門狗電路，如果發生因雷電等強干擾造成的跑飛情況，設備將自動復位。

2.2.1.5、經濟性

本監控系統經過認真地優化設計，做到了子系統標準化、模塊化，在實現先進性和保證可靠性的前提下，達到較優的性能價格比。更為直接利用了原有網絡等基礎設施，極大地節省了設備和施工投資。

2.2.1.6、可擴展性

本監控系統實現了集中管理、監控，分散控制，總體結構具有較強兼容性和可擴展性，既便于系統的充實、完善、改進和提高，又便于設備的更新、換代?？梢噪S時增加，拆除監控點，而不需要對系統軟件和監控軟件進行改造。

2.2.2、設計依據

《安全防范工程程序與要求》           （GA/T75-94）

《安全防范系統驗收規則》             （GA308-2001）

《安全防范系統通用圖形符號》         （GA/T74-2000）

《民用閉路電視監控系統工程技術規范》   (GB50198-94)

《防盜報警中心控制臺》               （GB/TI6572-1996）

《視頻安防系統技術要求》             （GB/T367-2001）

《報警圖像信號有線傳輸裝置》         （GB/T6677-1996）

《工業電視系統工程設計規范》         （GBJ115-87）

《智能建筑設計標準》                 （GB/T 50314－2000）

《彩色電視圖像質量主觀評價方法》       GB50198-94

《防盜報警中心控制臺》                 GB/T16572-1996

《安全防范工程費用概預算編制辦法》     GA/T70-94

三、系統設計分析

根據甲方的需求，本監控系統將在辦公樓及門口，宿舍樓及大樓門口，倉庫，車間，廠區大門，門衛室等重要區域安裝紅外網絡攝像機進行實時監控。

根據現場實際情況，本系統布線全部采用超6類網線鋪設。監控系統分為一個監控中心，一個監控室。監控中心主要負責監控點的錄像資料存儲。監控室為保安提供實時視頻，以便保安監控。

四、監控系統設計

4.1、監控系統構成

網絡數字監控系統主要由前端圖像監控部分，網絡傳輸部分以及控制中心等幾部分組成，如圖二所示。

圖二：數字監控系統結構示意圖

4.1.1、前端監控部分

前端監控部分是本系統的主要部分，全部采用的紅外網絡攝像機。它們的任務是對現場的圖像信號轉換成電信號。這是整個視頻監控系統的基礎，只有在前端采集了良好的圖像信號，才有可能在后端進行高質量的回顯和存儲。

4.1.2、傳輸部分

根據現場情況采用單模光纖及超6類網線鋪設。整個網絡監控系統單獨組網，整個網絡監控系統為1000M網絡帶寬。

4.1.3、監控中心

主監控中心主要實現對來自前端的視頻流進行實時顯示、存儲和回放，并提供系統管理功能。

配置管理終端對整個系統進行配置及管理。

多畫面顯示終端對所有的考場進行實時監控，實時監看廠區內所有監控點情況，公司管理人員在主監控中心實現網絡視頻監控。

主監控中心通過多畫面監控系統軟件可對廠區所有監控點同時實時監看，并對所有監控攝像頭擁有最高權限管理?？蓪z像頭進行控制，錄像，回放，權限管理等一系列操作。

錄像存儲服務器對所有的監控點進行錄像，并提供錄像回放功能。

4.1.4、圖像存儲及存儲空間計算

監控系統的錄像設備主要為錄像服務器，由該服務器對所有監控視頻進行實時錄像。

錄像功能十分靈活，可任意設置錄像時間段，可由報警觸發錄像，亦可由網絡攝像機偵測到移動目標后觸發錄像。

錄像的檢索與回放也十分方便，可按監控點檢索也可按時間點檢索。

鑒于甲方的要求，所有監控點的錄像資料需保存30天，建議配置3臺錄像服務器主機。

錄像存儲容量估計：

   如果按每路圖像數據帶寬3m計算,則：

最大情況下每個節點每天：24（小時）*28GB，在大多數情況下，由于連續的畫面可能保持不變，數據率將會很小，每天存儲量基本小于28GB。

如果只有偵測到動態圖像時才錄像，所需的存儲容量會小很多。

五、系統主要功能

系統能自動地通過攝像機進行攝錄，進行無終止監視，系統平時的工作方式為各攝像機循環掃描全面監控，監控人員可以任意放大觀看任意攝像機的畫面。每天不同的時段、星期幾、每月的幾日到幾日，可以有不同的設置參數，即系統可以按時間劃分不同的工作模式。系統也可以實現無人值守。通過調整攝像機，可以清楚地看到視場中的情況，分辨出進出物體。錄入的圖像文件自動循環刪除較老的圖像文件。系統將網絡攝像機傳來的圖像全自動數字壓縮儲存在計算機磁盤中，無終止緩沖技術使計算機硬盤自動循環記錄，月復一月，年復一年，無休止地自動保留存儲圖像。具體功能如下：

主要功能:

實時監控：網絡攝像機將采集到的視頻信號壓縮編碼，通過IP網絡實時傳輸到監控播放終端解壓播放；監控播放終端也可以通過網絡來控制網絡攝像機的云臺、鏡頭，進行全方位的監控；

遠程監控：對于遠程的用戶可以使用標準的瀏覽器，經由Internet實現遠程監控的功能；

錄像存儲：網絡攝像機將采集到的視頻信號數字化壓縮后通過網絡實時傳輸到指定的存儲設備，進行存儲；

錄像回放：用戶可以根據攝像機、錄像時間、錄像種類等條件快速準確地查閱已經存儲的歷史錄像資料；

定時錄像：系統按照用戶設定的定時時間表，把指定攝像機的視頻信號壓縮后通過網絡實時傳輸到存儲設備，實現海量存儲；

告警錄像：系統按照用戶預先設定的告警處理方案，把告警發生后的實時圖像存儲下來；

用戶管理：對操作本系統的用戶進行權限驗證和管理，系統中的任何操作都只能由允許的用戶來操作，用戶也可以設置一些不需要權限限制的操作；

系統特點:

l 信號穩定：數字化視音頻信號幾乎沒有干擾、衰減等問題，傳輸距離遠，不失真；

l 組網簡單：真正的網絡化布線，大幅度減少線材線纜的投入，布線工程量大大減少；

l 權限明晰：對用戶集中進行權限分級、驗證和管理，適用于不同密級的監控；

l 檢索快捷：系統可以隨時方便、即時地檢索、回放記錄存貯的圖像；

l 容易擴充：可以方便地升級、擴充和增加接點；

l 保存長久：回放圖像穩定、清晰，可反復讀寫，不存在信號衰減和存儲介質磨損問題；

l 靈活可靠：與模擬硬盤錄像監控相比，性能穩定，更適用長距離、惡劣環境的監控，不需專人管理終端機；

● 節約成本：自動化程度高，可預先設定監控及錄像的相關參數，對被監控對象自動地永不中斷地進行監控，系統自動循環，不需人工干預。

操作員可在系統正常工作狀態下實時觀察事件發展狀況，或者僅用鼠標單擊某一窗口，即可全屏實時觀察事件發展狀況。用戶可通過系統的設定，在出現突發事件時，無須立即啟動報警按鈕而使系統自動對現場進行實時視頻捕獲和報警，使防范工作更安全、周到、而且以后可以利用數據庫進行任意查詢。

本系統提供密碼設置。出于對系統保密性的要求，系統管理員可以設置密碼。確定進入系統的許可優先級和使用權限，由系統管理員親自設置，他人無權刪改。每一次操作，如：停止捕獲、開始回放、改變參數、退出某一程序等，都需要鍵入操作人的密碼。提高了安全等級，有效的防止內部人員作案。存儲在計算機硬盤上的報警文件，在正常的硬盤自動循環記錄過程中不會被自動刪除。

根據記錄的文件菜單進行多層次的檢索，如：查看任意攝像機、在任意日期任意時間段內對事件記錄的文件以及文件的容量。記錄的文件可分為三組存儲方式：正常運行中無終止循環存儲；報警狀態下的文件存儲；設定定時存儲。

選擇了您所想要查看的時間段內的文件之后，第一幀畫面將顯示在監視屏上，可以進行連續的順序畫面播放。