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帷幄者校園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

一、方案背景

　　近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)在我國的普及和深化發(fā)展，各學(xué)校的信息化建設(shè)不斷深入，絕大多數(shù)學(xué)校已經(jīng)鋪設(shè)內(nèi)部的校園網(wǎng)，各學(xué)校逐步轉(zhuǎn)向利用網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)處理工作各重要環(huán)節(jié)的大量數(shù)據(jù)。同時，網(wǎng)絡(luò)也成為*的新興應(yīng)用提供了一個良好的平臺。網(wǎng)絡(luò)上的視頻監(jiān)控系統(tǒng)正是近年來蓬勃發(fā)展的一種新的網(wǎng)絡(luò)多媒體典型應(yīng)用。它是指學(xué)校利用現(xiàn)有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺，將監(jiān)控范圍內(nèi)所需的視頻、音頻、數(shù)據(jù)以數(shù)字形式通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸、存儲和共享，使學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)職能部門及時獲得關(guān)于監(jiān)控現(xiàn)場實(shí)時、準(zhǔn)確、具體、直觀的材料，為監(jiān)督校園安全、監(jiān)考考場等提供一種嶄新的現(xiàn)代化手段。

　　隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了整個社會生活水平的提高，校園的教學(xué)方式也發(fā)生了很大的變化，傳統(tǒng)的手把手式教學(xué)已漸漸退出舞臺，取而代之的是素質(zhì)教學(xué)、室外教學(xué)、多媒體教學(xué)等方式；同時由于校園考試違紀(jì)作弊的行為越來越隱蔽化、作弊手段越來越技術(shù)化等現(xiàn)狀，為了確保在每間教室作為考場時能減少人員的管理和保證考場在考試期間能有效的監(jiān)考考生的情況，并且能在平時作為多媒體教室用，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可通過系統(tǒng)對各班級的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評估，建設(shè)一個多媒體閉路監(jiān)控系統(tǒng)對整個學(xué)校的有關(guān)教室進(jìn)行監(jiān)控已勢在必行。國家教委有關(guān)文件已明確表明，各省市地區(qū)擬定陸續(xù)在轄區(qū)內(nèi)各大中小學(xué)校統(tǒng)一建立校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

二、需求分析

　　目前學(xué)校都建有眾多的教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)教學(xué)樓、辦公樓等。因校園占地面積廣大，人口眾多所以學(xué)生、老師、學(xué)校的安全問題存在著很大的不足。因此，利用現(xiàn)代的高科技技術(shù)手段，組成防范系統(tǒng)是十分必要的。
    在每個教室各安裝一部攝像機(jī)，再通過學(xué)校內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校內(nèi)各個教研室、實(shí)驗(yàn)室、校長辦公室等可以任意看到任何一間教室的教學(xué)情況，圖像實(shí)時、清晰度高、聲音清晰。同時可以多個地點(diǎn)對一個教室進(jìn)行教學(xué)觀摩；也可以多場次、多地點(diǎn)同時上網(wǎng)觀看，而不影響整個網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性和圖像質(zhì)量。

　　隨著考試科目的增多，只依靠老師監(jiān)考已無法能夠滿足現(xiàn)狀的要求所以把閉路監(jiān)控系統(tǒng)用于高考、成人考和其它重大考試活動的考場監(jiān)控系統(tǒng)，通過安裝在各考場上端的電子攝像機(jī)，整個考場的情況一覽無余，從而減少了考場監(jiān)考人員的數(shù)目，減輕了老師的壓力和負(fù)擔(dān)。同時可以zui大限度的防止考場舞弊事件的發(fā)生。如若發(fā)生意外，可隨時調(diào)取現(xiàn)場錄像查找問題,考室內(nèi)的攝像機(jī)可隨指令調(diào)整角度，考室所有方位的情況在屏幕上顯現(xiàn)無遺，一量發(fā)現(xiàn)學(xué)生有小動作，還可以通過調(diào)節(jié)焦距來個大特寫。因此在考場內(nèi)安裝監(jiān)控系統(tǒng)，一來可以起到震懾作用，防止考生存有僥幸心理；二來能夠避免冤枉好人，作弊與否據(jù)證。

　　通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，校方領(lǐng)導(dǎo)可隨時通過前端攝像設(shè)備監(jiān)視各教室內(nèi)的教學(xué)狀況；系統(tǒng)作為監(jiān)考使用時，管理人員可隨時發(fā)現(xiàn)考場異常情況，并采取必要的措施，有效監(jiān)管考場作弊行為，保證考場紀(jì)律；并且，上級主管領(lǐng)導(dǎo)可通過因特網(wǎng)上權(quán)限登陸對每個教室進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控；系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上的“家長開放日”和遠(yuǎn)程視頻教學(xué)。讓學(xué)生家長坐在家中就能夠?yàn)g覽自己子女在學(xué)習(xí)的實(shí)況以及科任老師授課的全過程，從而增加家長對學(xué)生學(xué)習(xí)生活的了解，提高校務(wù)工作的透明程度。

三、設(shè)計原則

帷幄者學(xué)校網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則：

1.     *性：“守望者”系統(tǒng)是國內(nèi)采用基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它采用視頻壓縮芯片，圖像清晰，圖像采用MPEG4圖像壓縮方式，視頻壓縮效率高，網(wǎng)絡(luò)占用帶寬低，是基于第三代嵌入式技術(shù)的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品。

2.     實(shí)用性：系統(tǒng)支持用戶的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求，可多用戶多畫面實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、分布式錄像、可連接多種報警設(shè)備、報警可定時布防撤防等功能，*用戶的監(jiān)控要求。

3.     兼容性：系統(tǒng)采用Brower/Server（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，可與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緊密結(jié)合；同時，前端系統(tǒng)可在原有的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改造，保護(hù)用戶設(shè)備投資。

4.     擴(kuò)展性：系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，用戶系統(tǒng)升級時，只需要簡單增加前端的視頻服務(wù)器，并升級相應(yīng)的系統(tǒng)軟件即可，不用額外添加或者廢棄原有設(shè)備。

5.     靈活性：系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，適合在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、甚至INTERNET網(wǎng)中使用；在網(wǎng)絡(luò)中的*用戶可通過IE瀏覽器實(shí)時監(jiān)控前端現(xiàn)場，客戶端無需配置任何硬件。

6.     實(shí)時性：組成本系統(tǒng)的嵌入式視頻服務(wù)器，采用的視頻壓縮芯片，和*的視頻壓縮技術(shù)，zui高可傳輸30幀/秒的清晰圖像。

7.     可靠性：系統(tǒng)采用*的視頻服務(wù)器硬件，性能穩(wěn)定可靠，保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定，尤其適合在無人、少人維護(hù)的環(huán)境中運(yùn)行。服務(wù)器軟件采用Windows service方式后臺運(yùn)行，極大地提高了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性；各功能模塊相對獨(dú)立，避免相互影響，保證系統(tǒng)能夠可靠運(yùn)行。

四、方案詳解

1）      前端監(jiān)控點(diǎn)

監(jiān)控點(diǎn)包括攝像機(jī)（可選配云臺、解碼器、支架、可配鏡頭等）、視頻服務(wù)器、連接線等。

l         攝像機(jī)：用于采集現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，具備紅外感應(yīng)、自動增益平衡等功能，能夠滿足各種環(huán)境下用戶對畫面質(zhì)量需求。

l         DVS：作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)備的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和發(fā)布，收集用戶現(xiàn)場視頻、語音、事件觸發(fā)數(shù)據(jù)，并可以通過RS-232和RS-485通道實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)采集?？梢愿鶕?jù)管理平臺的信令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制反饋。根據(jù)用戶的不同需求配合相關(guān)設(shè)備提供前端的數(shù)據(jù)存儲、音頻廣播、報警感應(yīng)、數(shù)據(jù)采集等

l       云臺：控制鏡頭上下左右擺動，配合自動巡航功能和安防連動功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動掃描現(xiàn)場情況，甚至是自動跟蹤現(xiàn)場情況，及時的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場異常，大大的減少了手動控制的工作。

l       傳輸網(wǎng)絡(luò)

由于采用了通用的IP協(xié)議來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，在距離上就沒有限制，網(wǎng)絡(luò)延伸到何處，監(jiān)控就可以布控到何處。在整個網(wǎng)絡(luò)的任意一個節(jié)點(diǎn)上的任意一*公計算機(jī)，在用戶經(jīng)過*后，就可成為一個監(jiān)控中心，即可實(shí)現(xiàn)對需要監(jiān)控的任意地方進(jìn)行監(jiān)控。由于傳輸?shù)氖且曨l圖像，所以對網(wǎng)絡(luò)的要求就比較高，視頻服務(wù)器的設(shè)置為CIF或D1格式，所需要的帶寬為：單路：靜止圖像小于384K 運(yùn)動圖像大于512K。所以針對目前現(xiàn)有的校園，應(yīng)采用中心存儲。

l       存儲方案

 “一體化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)”提供中心存儲和前端存儲兩種方案，由于前端存儲存在安全隱患，不法分子只需將前端的硬盤破壞掉，就可以逍遙法外，且需要前端的視頻服務(wù)器支持硬盤存儲。所以建議使用中心存儲方案，可根據(jù)自己的條件來選擇。中心存儲的安全系數(shù)相比前端存儲要高的多。只需要在中心機(jī)房架設(shè)一臺存儲服務(wù)器，保證有足夠的存儲空間，歷史圖像的保存時間可延長至30天。這些存儲在中心服務(wù)器上的歷史圖像，用戶可以隨時自主的調(diào)用觀看。

2） 平臺功能
   集團(tuán)一體化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個*限管理、系統(tǒng)管理為一體的綜合性視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

l       管理系統(tǒng)：

“校園用戶”:校內(nèi)的不同用戶可以查看的范圍，所以可以根據(jù)學(xué)校要求，定制不同的權(quán)限，以便查看不同部分的視頻監(jiān)控情況，包括在線使用情況、監(jiān)控信息等。

組用戶：組用戶是指擁有多個視頻監(jiān)控終端管理的權(quán)限，組用戶可以通過設(shè)置分配組內(nèi)成員的監(jiān)控權(quán)限，但組的權(quán)限由集團(tuán)用戶來分配。

終端日志：用戶可以知道某一個終端在某一時間范圍，有哪些人訪問過該終端，詳細(xì)的訪問時間，以及訪問者的IP地址信息。

l        安防聯(lián)動
提供安防聯(lián)動的統(tǒng)一接口，可與多種不同安防產(chǎn)品進(jìn)行聯(lián)動，控制安防設(shè)備的布防，撤防，以及安防設(shè)備的狀態(tài)查詢。

l         移動監(jiān)測

系統(tǒng)通過判斷，可確認(rèn)視頻終端是否在線，并對終端及時發(fā)出故障警報和移動偵測警報。

l         結(jié)合手機(jī)短信或彩信接口，實(shí)現(xiàn)信息互動

圖像變化可通過短信（或者彩信）觸發(fā)下進(jìn)行報警通知，增加了視頻監(jiān)控的服務(wù)功能；

l         結(jié)合３G業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)與手機(jī)實(shí)時互動

支持WAP 2.0，手機(jī)可通過3G網(wǎng)絡(luò)登錄到視頻監(jiān)控中心，實(shí)時瀏覽信息，了解當(dāng)前狀態(tài)。

3） 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計，將整個系統(tǒng)體系劃分為四個層次：應(yīng)用層、業(yè)務(wù)管理層、系統(tǒng)層、和核心層。每個層次各自獨(dú)立，中心平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

如上圖所示：系統(tǒng)是以架構(gòu)在系統(tǒng)層之上的系統(tǒng)核心層為核心服務(wù)，而業(yè)務(wù)管理層、應(yīng)用層及系統(tǒng)層都與核心層直接連接處理各類業(yè)務(wù)。連同核心層提供的短信、郵件Web等增值服務(wù)，形成了多種媒體互通的視頻監(jiān)控多媒體集成系統(tǒng)，為用戶提供多視角、多媒體的綜合視頻監(jiān)控方案。

l         業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要包含用戶應(yīng)用功能，包括業(yè)務(wù)申請、監(jiān)控應(yīng)用、用戶自管理、移動監(jiān)測、安防聯(lián)動等等。

l         業(yè)務(wù)管理層

業(yè)務(wù)管理層主要包含營運(yùn)應(yīng)用相關(guān)功能，包括業(yè)務(wù)受理、視頻終端管理、日志管理、客戶管理、計費(fèi)功能等等功能。

l         系統(tǒng)管理層

系統(tǒng)管理員可通過遠(yuǎn)程Web的形式進(jìn)行系統(tǒng)的管理。其主要功能描述如下：

網(wǎng)絡(luò)配置管理：系統(tǒng)管理員通過后臺進(jìn)行配置，使系統(tǒng)平臺正確接入網(wǎng)絡(luò)。

雙機(jī)熱備（HA）：系統(tǒng)管理員可通過"HA設(shè)定"建立雙機(jī)熱備工作模式，并可隨時查看系統(tǒng)提供的HA記錄了解HA的工作狀態(tài)。

數(shù)據(jù)備份管理：管理員可以自行設(shè)置自動數(shù)據(jù)備份，極大的保障數(shù)據(jù)的安全。包括手動備份設(shè)置，自動備份設(shè)置以及數(shù)據(jù)恢復(fù)等功能。

遠(yuǎn)程管理：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或其他系統(tǒng)管理員不能自行解決的問題時，系統(tǒng)管理員可打開遠(yuǎn)程管理支持來尋求遠(yuǎn)程。為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的保證。

l         核心系統(tǒng)層

動態(tài)IP尋址：擁有*自主知識產(chǎn)權(quán)的88ip動態(tài)域名解析系統(tǒng)（DDNS系統(tǒng)），解決寬帶動態(tài)IP尋址。目前，該DDNS系統(tǒng)是早也是大的商業(yè)運(yùn)營DDNS系統(tǒng)，現(xiàn)已運(yùn)營9年，擁有一百多萬用戶、5000多家合作伙伴、多家電信服務(wù)提供商，是國內(nèi)*電信級DDNS系統(tǒng)。

短信及郵件增值服務(wù)：系統(tǒng)配合終端報警應(yīng)用，配帶了專業(yè)的短信和郵件報警功能，用戶可實(shí)時接收到故障報警信息和移動偵測信息。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用Mysql數(shù)據(jù)庫，也可采用SQLSERVER、ORACLE及其他數(shù)據(jù)庫。

五、系統(tǒng)組成

　　 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控是通過把攝像頭攝取的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號，再通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算機(jī)都成為監(jiān)控終端，不受地域環(huán)境的限制。
由于“守望者”學(xué)校網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可通過鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，真正做到了多網(wǎng)并一網(wǎng)。另外，信號傳輸采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使遠(yuǎn)程監(jiān)控變成了可能。
“守望者”學(xué)校網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如下所示：

　　下面介紹整個系統(tǒng)組成：
　　校園：
　　在校園重點(diǎn)部位，比如大門、倉庫、教學(xué)樓、宿舍門口等安裝一定數(shù)量的攝像機(jī)，根據(jù)具體情況配置固定攝像機(jī)或可控攝像機(jī)，把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到VCS4001D網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上， VCS4001D網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接就近到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到校園網(wǎng)絡(luò)上。
　　考場：
　　在每個考場教室安裝一個攝像機(jī)（可以加裝拾音器），一般采用固定攝像機(jī)，特殊教室也可以采用可控攝像機(jī)，把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到VCS4001D網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上， VCS4001D網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到校園網(wǎng)絡(luò)上。
　　本校監(jiān)控中心
　　在本校監(jiān)控中心配置一臺中心監(jiān)控服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理前端所有攝像機(jī)，所有視頻服務(wù)器，同時管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。相關(guān)值班人員只需要用IE瀏覽器訪問中心監(jiān)控服務(wù)器，獲得*后即可監(jiān)控前端攝像機(jī)。
還可以在中心配置一臺或數(shù)臺工控機(jī)，安裝電視墻解碼卡，組成電視墻服務(wù)器，直接輸出模擬視頻信號，送到電視墻顯示出來，可以通過電視墻控制軟件任意進(jìn)行圖像的切換控制。
　　校長分控觀察室
　　校領(lǐng)導(dǎo)在自己的辦公微機(jī)上用IE瀏覽器即可隨時參看控制。
　　教學(xué)示范觀察室
　　在校園內(nèi)可以建立教學(xué)示范觀察室，供其他相關(guān)教師學(xué)生觀察授課情況，可以根據(jù)*只能看見某個教室的情況。
　　*遠(yuǎn)程巡考中心
　　由于系統(tǒng)軟件是B/S架構(gòu)，通過教育專網(wǎng)，*相關(guān)人員還可以通過IE瀏覽器遠(yuǎn)程觀看控制學(xué)校攝像機(jī)，用于遠(yuǎn)程巡考。

六、方案所需設(shè)備

七、典型客戶

　　·清華大學(xué)
　　·中國科技大學(xué)
　　·湖南大學(xué)
　　·山東濰坊學(xué)院
　　·北京服裝學(xué)院
　　·西南師范大學(xué)
　　·華北電力大學(xué)
　　·北京理工大學(xué)
　　·黑龍江省哈爾濱某中學(xué)