摄像机在学校远程监控方面的解决方案

　　前言:

　　我国正处在一个高速发展的历史时期，教育兴国是我国的一项基本国策。学校等教育业者采取了很多措施改进教学手段，其中，新兴电教设备的采用（如校园网）成为一个必不可少的部分。许多学校都建成了自己的校园网，但其利用潜力远未开发。校园网只用来做计算机课程的教具，而网络的根本特性如传播、复制、存储、共享等功能还未能充分运用。

　　需求分析:

　　◆实现电子监考，杜绝考场舞弊现象；

　　◆对校园重点区域实现实时监控；

　　◆教务处可以通过监控了解课堂情况；

　　◆让远程教育、远程管理成为现实；

　　◆以最简单的方式提供高速图像传送；

　　◆让校园保安管理更具效益；

　　◆同时在互联网上设立多个监视平台。

　　解决方案：

　　数字网络视频监控系统可以直接连入局域网，达到即插即用，省掉多种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户仅通过PC机用浏览器即可实时观看。系统主要包括：

　　布控区域广阔

　　数字网络视频监控系统的网络视频信号采集终端直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控区域。

　　系统具有几乎无限的无缝扩展能力

　　所有设备都以IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充。

　　可组成非常复杂的监控网络

　　采用基于网络视频信号采集终端为核心的监控系统，在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同，由于视频信号采集终端输出已完成模拟到数字的转换并压缩，采用统一的协议在网络上传输，支持跨网关、跨路由器的远程视频传输。

　　性能稳定可靠，无需专人管理

　　网络摄像机视频信号采集终端实际上基于嵌入式电脑技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，又由于视频压缩和网络功能集中到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。

　　前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向。第四代以计算机技术及图像视频压缩、图像传输技术为核心的新型视频监控系统，解决了模拟系统的诸多弊端，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然。

　　功能分析：

　　1、视频监控需求为：

　　a、学校监控，要求清晰图像，在计算机显示器集中显示。

　　b、信号传输完全依靠局域网

　　c、监控软件可按用户要求定制

　　d、可监控学校要求范围环境

　　2、依据当前实际需要，该视频监控系统应实现以下功能：

　　a、网络化一体化摄像机（松下网络摄像机BB-HCM581）

　　系统内以一个大概50-100平方为单位，设置1支网络摄像机一体化摄像机，可观看学校大部分区域情况。

　　b、图像监视器

　　系统设1个监控管理中心，配置一套监控存储服务器和1台图像显示器，用来显示各摄像机送来的实时画面。图像监视器上可同时显示一、四、九或十六个等多个画面，每画面可显示日期、时间、摄像机编号和标题等。监控中心对整个视频系统进行集中管理和配置。

　　c、图像记录

　　通过监控中心的监控存储服务器和磁盘阵列实现对全部摄像点的录像，用户可利用IE浏览功能进行实时监控、控制、记录回放等操作。

　　d、视频录像服务器

　　作为录像服务器必须保证7X24小时正常工作，保证保存至少30天的图像记录，同时可以将以前的图像记录刻录到光盘上以便保存。

　　e、用户权限管理

　　系统具有对用户权限的管理，即不同用户拥有不同的操作权限级别，用户只能对具有权限的摄像机进行实时监控、记录回放等操作。

　　f、记录查询

　　具有方便、快捷的图像记录查询检索功能；记录转存功能等。

　　设计原则：

　　先进性：整个系统采用国际上最先进的技术，采用的设备和技术通过厂家提供从硬件到系统解决方案的系统升级，从而能长期保持先进，并适应将来的科技发展。

　　实用性：视频图像和在摄像机所在位置完成，无须铺设从摄像机到监控中心的视频线缆或控制线缆，经由IP网络将其安全地传送到本地系统。所以性能价格比高，易维护、易使用、运行费用低。

　　可靠性：系统安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。

　　扩展性：系统采用结构化设计，支持无限扩容，无缝集成

　　兼容性：整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容。

　　灵活性：系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，能满足不同业务部门的需要。

　　实时性：系统图象、数据实时传输。

　　系统实施分析：

　　1.系统监控中心

　　系统内共计摄像机数量为12台，全部采用松下BL-C111或BB-HCM511网络摄像机。所有摄像机直接接入内部局域网上。具体实施时可以根据实际情况灵活变化。这些设备主要完成图像的采集、传输控制等工作。

　　视频信号由网络摄像机为前端采集数字信号，通过专网传输至监控中心。

　　监控中心管理系统对所有的视频录像、监控和管理等任务。所以各需一台安装并运行EnterpriseVer2.0管理软件的多功能网络监控存储服务器，实现画面分割、远程图像的存储。同时这台服务器也具有WEB服务和数据库服务功能。

　　监控中心完成现场图像接收，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调等。监控中心是完成整个系统的中枢部分，承担着与用户和前端设备的接口任务，它的设计原则应该是：

　　1.功能强大，可以同时管理多个前端系统和多个在线用户，在未来前端系统调整或增加数目时，无须对增加硬件设备，或对系统改动，增加资金投入；

　　2.完善的用户认证机制（用户名、密码、前端系统密码、优先级）机制；

　　3.多个活动视频图像的同时接收、满足所有在线客户的转发申请；

　　4.强大的中心协调机制（报警管理、图像转发、录制申请，并发控制协调等）；

　　先进的软件平台，符合标准和未来方向。

　　2.网络宽带部分

　　松下网络摄像机是基于宽带网络的产品，在320*240分辨率和图像中等压缩的情况下可以达到每秒25帧，此时每个设备要求2.1M左右的带宽。考虑到不同的网络应用环境，松下网络摄像机提供了带宽管理技术，可根据用户实际情况，自行调节带宽。

　　3.图像存储部分

　　松下网络摄像机有多种不同的压缩方式供用户自行选择，保存的图像大小因压缩比不同而变化。注：实际保存图像的大小，会因现场情况稍有不同：一般建议保存图像时选择分辨率为320*240压缩方式为MPEG-4，在工程中一般一帧图像大小在10KB左右，图形大小主要由画面图形丰富程度决定，画面图形越丰富，图形文件尺寸越大。

　　在本系统中的录像可以两种方式实现，即MPEG4和M-JPEG,以下分别计算两种方式空间占用情况。

　　（一）以M-JPEG方式

　　按要求对所有监视点进行24小时连续实时录像并转换流文件进行保存，则1路存储30天的录像所需总存储容量计算如下：

　　10KB/fx10f/sx3600s/hx24h/dx1x30/1024/1024/1024=0.72TB

　　根据计算机存储特点和实际中移动侦测录像的特性，我们预估视频监控录像所需存储容量约为1T左右。

　　（二）以MPEG4方式

　　按要求对所有监视点图像以MPEG4的流进行24小时连续实时录像进行保存，则1路存储30天的录像所需总存储容量计算如下：

　　300MBx24h/dx30dx1/1024/1024=0.2TB

　　4.前端网络摄像机介绍

　　产品型号:BB-HCM581

　　1、42倍变焦功能

　　BB-HCM581网络摄像机拥有42倍变焦功能(21倍光学变焦和2倍数码变焦)为您提供高清晰图像画面。利用BB-HCM581网络摄像机的此功能，您可以看到您眼睛所不能看清楚的地方，这也是一般网络摄像机所无法比拟的地方。

　　2、彩色夜视模式

　　通过BB-HCM581网络摄像机具有彩色夜视功能

　　3、同时支持MJPEG和MPEG-4数据压缩模式

　　BB-HCM581网络摄像机能同时以三种方式发送MPEG-4图片（VGA、QVGA、SCIF），MJPEG图片同样有三种图片模式（动态优先、标准、图像质量优先）。我们推荐动态图像用MPEG-4数据压缩模式，在观看高质量的动态图片时，我们推荐使用MJPEG数据压缩模式。

　　4、支持全屏观看模式

　　BB-HCM581支持全屏观看模式，这样让你可以看到更加清晰的画面。

　　5、多画面显示

　　同时监视多达四个网络摄像机的图像，来自四个网络摄像单元的图像可以被分配为一个组，监视器显示可以在三个单元组中来回切换。这样，在一个PC机上最多可以同时显示十二个摄像点的图像。您可以通过一个录象软件来实现。

　　(*)通过此项功能,您就可以在同一时间内观看多幅画面,当使用多画面观看的时候,您就不能使用640x480的分辨率来观看图片了,将动态画面转换为静态图片可以减小数据在网络上的传输量,当带宽小于0.1兆每秒速度的时候,建议使用静态图片模式。而且此项功能只支持PC机,不支持移动电话。

　　6、动态侦测功能

　　BB-HCM581网络摄像机动态侦测功能为您提供了一种高度有效侦测移动目标的手段。当摄像机镜头检测到物体移动时，它会快速地截取即时的画面，以静态图像的方式临时存入内存储器，通过邮件或文件传送协议（FTP协议）发送给你一份图像拷贝。你可以设置摄像机当某人从镜头控制范围内走过的时候截取一组快照。

　　(*)BB-HCM581网络摄像机的传感器侦测到的热量是通过人和动物身上自然发出紫外线所产生，摄象机所处的外界环境，如：太阳光、空气、发热物体等，可能会对网络摄像机造成错误侦测和减小其侦测的范围。

　　(*)BB-HCM581网络摄像机发送时间的间隔要根据网络的状况进行设置，当我们设置网络摄像机发送报警图片到手机上时，这时候我们推荐把间隔时间设置较长一点，如果我们把间隔时间设置比较短，那么当有大量的图片在同一时间内传送到手机上时，手机不一定能完全接收到。

　　(*)BB-HCM581网络摄像机支持多种认证机制，如：SMTP，PDP等。

　　(*)我们可以把动态侦测历史记录根据我们预先设置的时间发送到我们的邮箱。

　　7、支持SD卡存储功能

　　BB-HCM581网络摄像机支持SD卡存储功能,最大支持2GB的存储卡容量,您可以将网络摄像机的触发报警图片存储在SD卡中,当我们需要看报警图片的时候就可以通过他来观看。

　　8、支持IPV4/IPV6协议

　　新一代网络摄像机通过支持IPV6协议――下一代协议，以达到允许使用虚拟的无限数量的IP地址*3的目的。IPV4/IPV6协议的双重堆栈特征允许目前使用IPV4协议的你将来可以很容易地切换到IPV6协议。BB-HCM581网络摄像机也是世界上第一批支持IPV6协议的摄像机。

　　9、画面存储功能

　　可以通过录象软件在您的PC机上来实现图片信息的存储。

　　10、云台和镜头控制

　　BB-HCM581网络摄像机具有水平和垂直云台,您可以通过计算机或者是手机来远程控制网络摄像机的云台和镜头，使它指向您想看到的范围。所以您可以通过一台摄像机看到更广的范围。

　　11、支持手机观看

　　您可以通过您的手机对网络摄像机进行在线观看,这样也方便了您随时了解监控现场的情况。

　　12、彩色夜视模式

　　BB-HCM581网络摄像机具有彩色夜视功能,在光线在3LUX以上时依然可以看到清晰的图像。