建設可靠的校園高清網絡視頻監控系統

周文龍

摘 要：視頻監控系統已經成為校園管理必不可少的設施之一，該文就重新建設一套可靠的高清網絡視頻監控系統進行了詳細闡述。

關鍵詞：網絡監控；高清；可靠；集中存儲

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2014）08-0176-03

一、現狀概述

中等職業學校，在校學生多，容易發生失竊、打架斗毆事件，學生管理難度大，視頻監控系統為管理人員提供了實時監控和錄像查閱功能，極大提高了管理水平，視頻監控系統已經成為校園管理必不可少的設施之一。

我校多年前就建設了一套模擬視頻監控系統，其圖像清晰度不高，并且經過長期的使用，很多攝像頭已損壞或圖像不清晰，難以繼續發揮監控系統的作用。需要重新建設一套可靠的、清晰度高的視頻監控系統來加強校園管理。

二、需求概述

1.參數要求

對于視頻監控而言，圖像分辨率是最關鍵的參數。分辨率越高，圖像質量就越好，智能應用業務的準確度也就越高。視頻監控項目在建設資金充足的情況下，應盡量選擇清晰度高的設備，以滿足日后應用需求。

視頻監控系統，其視頻數據量非常大，存儲設備必須有足夠大的存儲空間，錄像保存時間才能達到公安部門的使用要求。

2.開放先進的平臺

監控系統必須有一套完善的系統管理平臺，平臺具備開放性和先進性。并且兼容性強，能夠兼容多種其他品牌的網絡攝像頭。管理平臺可以對所有監控設備進行統一管理和配置，操作簡單方便。

3.部署實施靈活簡單

網絡視頻監控系統要充分利用現有弱電綜合布線系統，獨立組成一個視頻監控網絡。視頻監控網絡要接入到校園網，實現校園網到達的任何地方都可進行實時監控和錄像查閱。監控中心模塊化設計，方便添加和變更。視頻監控點能靈活部署，可以非常方便地變更監控點，工程布線簡潔、維護簡單方便。

4.系統穩定可靠

監控系統必須高度穩定可靠，這樣才能充分發揮作用。要實現整個系統的穩定可靠，監控系統的每個部分都必須穩定可靠。保證前端設備可靠，必須有良好的施工質量和施工技術；保證網絡傳輸系統的可靠，必須有獨立的、帶寬充裕的網絡環境。后臺設備的可靠，要求有穩定可靠的管理服務器和可靠的存儲設備。可靠的監控中心，必須采用穩定可靠的專業級的解碼設備。

三、實施方案比較

設計監控系統時，需要對各種實施方案進行綜合比較和分析，以獲得最佳的實施方案。

1.高清網絡方案和傳統模擬方案比較

高清網絡方案的前端設備采用網絡攝像槍，其分辨率高，信號穩定，布線簡潔，可以直接利用現有綜合布線系統。架構和部署簡單靈活，后期維護簡單，工作量少，成本低。

傳統模擬方案的前端設備采用模擬攝像頭，其分辨率有限，攝像頭到編碼器之間需要通過模擬視頻信號線連接，信號線容易受到外界電磁干擾，導致圖像模糊或不穩定。長期使用后會出現各種信號衰減和接觸不良等現象，后期維護工作量大。

網絡攝像槍的種種優勢，使網絡監控逐漸成為監控系統的主流。我校新建設的監控系統采用高清網絡視頻監控方案，以滿足當前需求和日后發展。

2.集中存儲與分散存儲比較

監控系統視頻數據的保存一般有兩種方式：集中存儲和分散存儲。

集中存儲方式，就是把監控系統中所有的存儲設備集中放置在后臺網絡中心機房中。機房環境好，溫度適宜，灰塵少，存儲設備運行更穩定、故障率低、使用壽命更長。而且集中存儲一般采用磁盤陣列技術，可以大大提高數據的安全性。

分散存儲方式，就是把存儲設備分散放置在機房以外。一般來說，其外界環境差，溫度較高，灰塵多，設備比較容易損壞，還需要定期進行除塵處理。分散存儲一般沒有采用磁盤陣列技術，磁盤損壞后，數據就會丟失，難以恢復。

在網絡帶寬容許的情況下，建議采用集中存儲方式。

3.就近供電與集中供電比較

監控系統必須保證長期穩定的供電，才能保證系統的有效。監控攝像頭供電一般有兩種形式：就近供電和集中供電。

就近供電方式，就是從攝像頭最近點獲取電源。其布線簡單，線路最短，但電源可能會受到其他線路的控制，不能保證穩定的電力供應。

集中供電方式，就是集中為監控設備獨立供電，其線路長，成本高。施工的時候一般以建筑物為單位，統一為建筑物內的所有監控設備供電。其開關獨立控制，不受其他線路控制，能為監控設備提供長期穩定的供電。

4.后臺存儲技術比較

視頻監控系統的視頻數據保存在后臺存儲設備中，其保存形式一般有兩種：一種是前端設備的視頻數據先經過存儲管理服務器，然后再到服務器后聯的存儲設備。目前大部分監控系統都是采用這種方案。這種方案由存儲管理服務器對存儲設備進行管理和分配，一旦服務器或存儲設備其中一個出現故障，都將導致數據存儲的失敗。

另一種方案是，前端設備的視頻數據直接保存到存儲設備中，減少了經過存儲管理服務器的中間環節。這種形式需要存儲設備硬件級的支持，這種方案故障率更低，更可靠。新建設的網絡視頻監控系統，建議采用的這種存儲技術。

四、系統建設實施

監控系統架構主要分4大部分：（1）前端設備；（2）網絡傳輸系統；（3）后臺網絡中心；（4）監控中心。

1.前端設備

（1）前端設備施工。前端設備施工就是網絡攝像槍的布設，為了保證攝像頭的可靠，盡量將故障率和維護量降到最低，需要有良好的施工質量和施工技術。

施工的時候要注意保護線纜和接口，盡量減少人為破壞的可能。施工的時候要使用接線箱，外露的線纜要注意套管。室外的監控點要注意防雷，防雷處理包括電源防雷和網絡防雷，保證攝像頭和網絡設備不被雷電損壞。

線纜敷設的時候，要嚴格按照綜合布線標準。垂直布線和水平布線要注意強、弱電分開走不同的線槽，保證弱電信號不被干擾。

攝像頭的供電采用集中供電形式，供電系統設多級開關，強電從建筑物總開關到樓層分開關，分開關通過垂直主干到每樓層的機柜，然后再從機柜的分開關到前端設備。

（2）前端視頻圖像格式設置。網絡攝像槍一般提供兩種碼流，主碼流和子碼流。主碼流一般用于定時錄像，用于事后翻閱追查，其圖像分辨率要求較高。子碼流一般用于實時監控，在監控中心的大屏幕的分塊中顯示出來，其圖像分辨率可以相對較低。

2.網絡傳輸系統

監控系統要求有高度可靠的網絡傳輸系統，這樣才能保證數據不丟失，實時監控時延短。

網絡監控數據流量非常大，如果接入到現有校園網絡中，將會造成校園網的擁塞，嚴重影響校園網的使用；同時，擁塞的校園網會導致監控數據的丟失。而且，如果校園網出現了異常情況（如病毒泛濫），也將會嚴重影響網絡監控系統的運行。

網絡視頻監控系統應建立一個專用的網絡，使監控網絡與其它網絡互不影響，并且保證了充足的網絡帶寬。

（1）網絡架構設計。視頻監控網絡傳輸系統可以利用現有的弱電綜合布線系統，采用星型網絡拓撲結構。采用三層體系架構，分核心層、匯聚層和接入層。

核心層位于網絡中心，網絡中心配備獨立的視頻監控核心交換機，以保證充足的數據交換容量。核心交換機提供充足的千兆光纖和銅纜接口，千兆光口用于下接匯聚層交換機，千兆銅纜接口用于連接IP存儲設備和管理服務器。

匯聚層交換機采用千兆電口和千兆光纖上聯口的交換機，交換機通過千兆電口匯聚接入層交換機，通過千兆光口上聯至核心交換機。

纜接入到接入層交換機，接入層交換機通過千兆電口上聯至匯聚交換機。

（2）網絡帶寬計算。設計網絡架構時需要認真計算各部分的網絡負載，保證充足的帶寬。

3.后臺網絡中心

后臺網絡中心主要包括管理服務器和存儲設備。

（1）管理服務器。管理服務器作為整個監控系統的管理平臺，出現任何問題都會影響到整個監控系統的運行。因此，服務器必須保證高度的穩定可靠。建議采用專業級的服務器，提供電源冗余、磁盤冗余、網絡接口冗余等技術，保證穩定可靠。

（2）存儲設備。存儲系統采用集中存儲模式，所有網絡攝像槍的視頻數據都集中保存在網絡中心的存儲設備中。存儲設備必須高度穩定可靠。建議采用監控系統專用的存儲設備。

存儲設備采用IP SAN形式，配備2個或以上千兆網絡接口，實現鏈路冗余和負載均衡。盡量采用目前所支持的最大容量的磁盤，以保存更多數據。

4.監控中心

監控中心主要用于實時監控，部署電視墻、解碼器和網絡控制鍵盤等設備。監控中心要求布線簡潔、一體化設計，部署靈活。可以根據需求，方便的添加或遷移監控中心。

五、總結

我校新建設的高清網絡視頻監控系統自驗收以來，系統運行穩定可靠，基本上沒出現過問題。為教學管理和學生管理發揮了重要作用，得到了使用部門和上級領導的一致好評。公安部門對該系統給予了高度的評價，上級主管部門也組織多個單位到我校進行參觀學習。可以說，我校的高清網絡視頻監控系統建設是成功的，達到了預期目標。

參考文獻：

[1]汪光華.智能安防——視頻監控全面解析與實例分析[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]梁篤國.網絡視頻監控技術與智能應用[M].北京：人民郵電出版社，2013.

責任編輯 朱守鋰