某学院二期监控项目是为完成二期新建园区全高清视频安防监控系统建设，同时对一期原有模拟监控系统进行接入整合，以实现新监控系统对整个视频安防系统的统一控制。

　　需求分析

　　一期园区采用了传统的模拟矩阵+DVR的构建方式，共128路前端点位，采用D1分辨率。一期园区所有监控点摄像机输出通过同轴电缆(少量采用光纤)接入到现有安防中控室DVR上，然后由DVR环回输出接入到矩阵上。所有云台摄像机均通过矩阵RS485输出进行控制。

　　二期新建教研楼、学员宿舍、命题中心、动力中心和后勤楼共5栋主体建筑，每栋建筑物内均需要安装高清数字监控摄像头，同时对园区重要交通路口和场所设置高清点。二期监控中心设置在教研楼三段一层消防控制室，对一期、二期园区内任一点视频监控图像均能实现查看调阅等控制。在教研楼3楼顶层安装三台高清数字摄像机实现二期校园180°图像拼接。

　　二期教研楼总建筑面积23361.5平方米;地下局部1层，地上3层, 建筑高度17.6米。学员宿舍总建筑面积4859.43平方米，地上4层。命题中心建筑面积8715.8平方米，地上4层，建筑高度17.7米，主要功能为会议讨论室、学员宿舍、餐厅及配套用房。动力中心建筑面积2909.13平方米，地上2层，建筑高度12.80米。后勤楼建筑面积1194.05平方米，地上2层，建筑高度9.5米，主要功能为后勤人员宿舍、餐厅、厨房及储藏等。

　　二期新建园区监控方案

　　某学院视频监控系统建设主要包括两个部分，一是二期新建5栋建筑物及园区高清数字监控系统的建设;二是对一期原有模拟监控系统接入改造。

　　二期整体方案设计

　　二期视频监控系统方案(如图1所示)采用全数字高清监控系统，前端采用高清IP Camera，包括枪机和半球，后端采用专业磁盘阵列IPSAN，以及高标混的视频监控平台，不仅能够实现对新建二期园区监控前端的接入，也能实现对一期原有标清系统的接入。新建设系统需采用数字高清监控系统，分辨率为1280×720@25fps。系统需采用双码流高清IP Camera，存储流和实时流带宽分别为4Mbps和8Mpbs。同时系统平台具有高清图像180°拼接功能。

　　消防控制室设计方案

　　在消防控制室配置的设备包括3×3大屏、高清解码器、3台操作客户端、磁盘阵列及扩展柜、视频管理服务器，iMC网络管理服务器、网络核心交换机系列、以及其他应用服务器(如门禁、消防)。

　　消防控制室配置的设备还包括1台视频管理服务器，1台iMC网络管理服务器，三台客户端PC机(一台用于180°全景查看，两台用于安保人员调阅)，1台核心交换机，9台DC1801高清解码器，3台磁盘阵列。存储按照每路视频流4Mbps，存储30天容量计算(如图2所示)。

　　核心交换机通过光纤连接到各栋大楼的弱电机房安防专业交换机，同时通过光纤接入园区内高清IPC。

　　如图3所示，所有楼宇内的二层弱电间布置接入层交换机，完成对各个楼层高清IPC的接入，然后通过SFP光纤汇聚到教研楼三段首层的消防控制室。

　　教研楼设计方案

　　教研楼一、二、三段的二层弱电间分别布置一台接入层交换机，分别接入各段教研楼内的高清IPC和标清编码器，标清编码器用于接入电梯间模拟摄像机。接入交换机汇集后统一传输到教研楼三段首层的消防控制室(如图4)。

　　在教研楼财务室，配置一台单独的枪型摄像机，同时配置一部双鉴探测器，支持报警系统和视频监控联动。

　　视频监控系统可以覆盖教研楼的借阅室、档案室、研究生资料室、教务资料室、文件室等重要场所门口。

　　在教研楼二段三层设置三台高清IP Camera枪机和一台高速球机，实现校园全景180°图像拼接功能。每个枪机都覆盖大约70°~ 90°的视野，调整枪机的位置和角度，使每个镜头所选择的画面基本处于一个水平面上，画面之间存在20% ~ 30%的重叠区域。

　　根据选择重叠区域中某些特定参考点来做为后台软件处理的参考值。通过专利视频处理算法，将三幅图像经过后台的软件处理方式，去除重叠区域，进行画面调整，呈现出完整的180°视野，让用户不会感觉到明显的拼接痕迹。由于整个180°的视野实际上是由三个60°左右的画面拼接而成，最大程度的消除了画面畸变。此外，通过设置一台高清快速球机，使球机的云镜控制和全景画面联动配合，即全景画面上点击哪里，球机就快速聚焦定位的哪里，既兼顾了全景视野，又保障重点区域的清晰度。[nextpage]

　　其他楼宇设计方案

　　其他楼宇包括动力楼、学院宿舍、命题中心、后勤楼，所有楼宇在二层弱电间放置接入层交换机，接入楼宇内高清IPC设备和编码器。标清编码器用于接入电梯内摄像头。接入交换机汇集后统一传输到教研楼三段首层的消防控制室(见图5)。

　　园区监控设计方案

　　园区监控点采用星型组网结构，由教研楼三段首层消防控制室核心交换机通过SFP的光纤接口，将高清IPC接入到系统内。在一些室外重要点位布置云台和红外灯(如图6所示)。

　　一期园区接入方案

　　一期园区采用了矩阵+DVR方式的标清监控系统，未来能够充分利用既有设备资源，需要对原有系统进行兼容接入，保证在二期消防控制能够查看一期监控图像，并访问一期历史存储图像数据。具体兼容接入方案如图7所示。

　　如图7所示，为了能够在二期消防控制室调阅、查看一期的实时及历史数据，需要在一期安防室增加一台交换机，将一期所有的16路DVR设备接入，目前一期共有128路图像，共有8台16路DVR，因此配置一台16口交换机即可完成接入。汇聚后的数据通过一期新增交换机光口接入到二期核心交换机上面。在二期新增一台接入服务器，负责将DVR兼容接入到新系统中。

　　整个系统的工作过程描述如下：(假设某一用户需要调看一期某路数据图像，或历史画面信息)。

　　第一步：用户将通过PC操纵客户端向视频管理服务器发送信息;由视频管理服务器将信息转发为指令发送给代理服务器;由代理服务器将指令转换成DVR能够识别的命令发送给一期对应DVR设备。整个控制流如上图橙色虚线所示。

　　第二步：该DVR接收到命令后将相应端口的实时数据(或者历史图像)通过网络发送给代理服务器;然后由代理服务器将视频流进行封装，然后再转发给所需的客户端;客户端接收到相应的数据后调用DVR解码的SDK，将图像解码后呈现给用户。整个数据流见上图红色虚线所示。

　　考虑到配置的服务器性能，最高能够支持到同时转发、分发64路图像，如果128路图像同时转发需要2台服务器。

　　系统工作原理

　　本方案采用了高性能IMOS智能监控平台解决方案，其系统逻辑图如8所示。

　　各部分组成与工作原理如下。

　　视频采集部分

　　完成视频信号的输入功能，视频源除了包括各种固定摄像机、半球摄像机、球形摄像机、高速智能球机等前端模拟摄像器材设备外，还包括IPC网络摄像机和编码器。

　　与通常的视频编码器不同，该方案应用到的监控媒体终端同时具备视音频接入及编码、网络接入和iSCSI存储写入功能，可以完成监控信号的视音频输入，把模拟的视频、音频信号(如摄像机、麦克风等视音频源信号)进行数字化和压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址，既可以进行实时查看，满足实时监控的需求，也可以直接基于iSCSI写入IP SAN存储设备进行信息保存。此外EC还具备丰富的网络接口，除支持标准电口外，还支持SFP光纤接口和EPON无源光网络接口等。[nextpage]

　　传输及交换部分

　　完成视频流的传送及交换功能。由于IMOS方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能。传输及交换部分包括路由器、接入交换机、核心交换机。为了构建高品质的监控专用IP网络，本案针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视频流的无阻塞交换，确保图像的清晰度和实时性，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。

　　存储部分

　　完成视频数据的存储功能。随着监控应用的不断深化，大量视频信息经常需要进行一定时期的存储。如何进行海量存储?如何实现这些海量信息的共享?IP SAN存储技术无疑是最好的选择。视频音频存储主要功能是接收EC编码器和IPC发送过来的基于TCP/IP iSCSI 存储视频数据流，并存储起来;向PC客户端(虚拟解码器，Virtual Decoder)提供实际的VOD点播视频流数据流和视频数据下载服务;接受数据管理服务器DM的管理等。所有的IP SAN存储设备可以根据需求灵活的部署在不同的监控中心，但都可以通过数据管理服务器实现统一的管理。

　　显示部分

　　视频显示部分完成视频信号的解码及输出显示，这部分主要包括监控媒体终端，还包括电视墙、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。

　　监控媒体终端同时具备视音频解码、输出和网络接入功能，可以把来自前端EC监控媒体终端传送过来的组播IP 数据包进行数字化解码，还原成模拟视音频信号后输入到电视墙、大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。

　　此外，IMOS方案还提供客户端软件。该软件可以通过视频管理服务器对监控媒体终端的输出进行灵活的控制，实现数字矩阵的功能。同时内置软件解码工具，支持多路视音频信号的软解码，使得用户可以直接在PC上对监控内容进行实时查看或历史回放查看。客户端软件可以接收系统产生的各类报警并加以直观显示和联动，还同时支持GIS地理信息系统方便用户操作控制。

　　控制及管理部分

　　这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，包括视频管理服务器、视频代理服务器等组件。其中视频管理服务器是iVS方案的管理中心和控制中心，它的授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成全网的设备管理、资源调度、云台控制和硬解码输出控制，所有的控制指令由它集中处理和发送。通过视频管理服务器，可以很容易的实现对iVS方案的集中管理。

　　控制流程环节

　　控制环节

　　首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，客户端和解码器下的电视为显示设备。

　　业务申请提交之后，视频管理服务器通过SIP协议，向编码器下发指令：按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上;向客户端件和解码器发送指令：在某组播地址上接收媒体流，视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文，加入组播组，交换机上即刻建立转发表，用于组播报文的转发。

　　视频采集

　　摄像机采集图像后，以模拟视频信号方式传送给编码器，或者由网络摄像机直接采集编码。编码器(或者IPC)进行A/D(模拟到数字)转换，使用内部的专用芯片，编码压缩为高分辨率的视频媒体流数据，使用组播报文的形式发送到视频监控专网。

　　传输环节

　　接收端的DC(解码器)只要使用IGMP申请加入对应的组播组，就可以接收到特定摄像机的组播媒体流数据，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，就可以将现场图像实时的还原到监视器上。如果不使用DC，也可以通过客户端接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。

　　视频监控专网的交换机通过专用交换芯片，根据转发表对IP报文进行高性能转发，组播报文被复制到监控客户端和解码器所在的端口，而其它端口上没有这些组播报文。

　　显示环节

　　解码器接受到流媒体组播报文，使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码，并进行D/A(数字到模拟)转换，将高效还原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来。

　　视频监控客户端接收到流媒体组播报文后，调用高效的软件解码软件，利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码，将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。在实时播放的过程中，支持图像的抓拍、录像，并可以将本地抓拍和手动中心存储到存储设备中。此方案实施效果较好，功能较强，操作方便。