校园监控系统设计

凌晓强

摘要：近年来，全国各地校园安全事件频发，校园的安保工作面临越来越多的挑战。所以，运用现代科技手段，建立一套完善的、有效的防控体系就变得尤为重要，它能最大限度地预防违法犯罪，也可以为造成恶性事件后的警方查证提供强有力的证据，为师生员工创造一个安全良好的学习、工作环境。

关键词：监控系统 设备设计

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：

1.系统整体设计及具体设备选型

1.1系统结构流程介绍

前端摄像机采集的视频信号以及报警探头采集的报警信号通过一根射频同轴电缆线，作为上行信号送至信号处理部分，经信号处理还原后的视频信号一路送存储部分存储，一路送显示部分和管理主机显示；经信号处理还原后的报警信号送报警信号处理部分，报警处理部分将该信号转换成管理计算机可识别的信号以实现相应功能，同时报警时管理计算机给存储部分发出信号来实现报警时联动图像存储；信号处理部分的下行控制信号一同混入射频电缆，以用来控制前端摄像机，对于分控电脑也可通过预先设置权限，利用网络设备这一桥梁监看存储部分存储的视频录像并进行控制。

1.2系统主要设备选型

1.2.1前端设备

1.摄像机

对于校园这样特定的环境，安装在路灯灯杆上的摄像机监控范围大，采用彩色转黑白高速智能球型摄像机，可水平360度连续旋转，垂直转动90度。院系楼及教学楼出入口室内监控范围相对较小，设固定宽动态彩色转黑白摄像机。室内监控范围更小的地方可安装固定半球摄像机或微型半球电梯摄像机，此类摄像机为吸顶式安装，小巧美观。[2]

2.远传器

远传器的作用主要来说就是将各种实用信号转换为射频信号，以便进行远距离传输，该设备一般安装在前端配线间内。

（1）共缆视频远传器

本设备为单路视频信号转换设备，可以将视频信号转换为共缆射频信号进入主线进行传输。

（2）共缆视音频远传器

报警信号是通过音频线为载体在总线中传输的。该设备功能为将视频信号和音频信号叠加后转换为共缆射频信号进入主线传输。

（3）共缆数据远传器

该设备是双向传输设备，一方面是将摄像机视频信号转变为共缆监控信号传输到共缆总线，另一方面从共缆总线中接收共缆控制器发送的控制信号，输出RS-485信号供解码器、LED及其他设备使用。

2.2.2信号处理部分

1.数据集散器

该设备应与共缆数据控制器配套使用，可以扩充单台共缆控制的总缆控制接口，当共缆监控系统中需要多条共缆总线时，则需要添加共缆数据集散器，将共缆控制信号分配给多条共缆总线。

2.共缆视频还原处理器

将共缆信号中的视频信号和报警信号进行还原输出，供相关设备处理。

3.双向放大器

当信号传输过程中强度低于要求标准时，为了保证信号能够远距离、低损耗传输，需要将信号放大，该设备就是为解决信号双向放大而开放，可以将信号强度在允许范围内提升。具有双向传输功能的CCTV系统，必须采用双向放大器，一般一路主干线缆中安装不可以超过4个。

4.视频分配器

多路视频分配器可把多路视频输入信号分配成更多路视频输出信号，以供多台视频设备同时使用。多路输入视频分配器减少了单个分配器的数量，能减少设备体积，提高系统的稳定性。

5.控制适配器

该设备可实现4个主设备通过485方式共同控制一套监控前端设备。

6.矩阵主机

矩阵切换系统具有多路视频输入、多路视频输出及多个控制终端，可控制最多达1024个视频输入和128个视频输出，视频输出可连接到监视器上显示或送到DVR录像机等图像记录设备。

7.码转换器

控制码转换器接收来自CPU的高速数据或码控制信号并转换成其他控制协议的控制码。

2.2.3报警信号处理部分

1.报警主机

是一种大防区的报警控制主机，具有功能全，质量稳定的特点。[3]

2.辅助跟随器

过滤接受矩阵切换系统输出的解码器命令代码以识别控制信息，以此来控制相应继电器吸合或断开，并进一步跟随摄像机辅助功能开关操作。

2.2.4存储部分

数字式硬盘录像机（DVR）

该设备采用了嵌入式处理器和嵌入式操作系统，相对Windows操作系统，Linux操作系统的启动更迅速、更稳定[1]，充分保证了DVR系统的稳定性。

3.校园监控系统的具体实现

3.1前端传输线缆的连接

根据摄像机种类（智能球机、一体化摄像机和固定摄像机）及所在办公楼是否有报警探头，共缆系统中前端共有4种方式接入到共缆中，主要如下：

单一固定摄像机的视频信号经共缆视频远传器，再通过插入器接入各自共缆系统的主干电缆。

单一球机及云台摄像机的视频及控制信号经共缆数据远传器，再通过插入器接入各自共缆系统的主干电缆。

既有报警信号又有视频信号和控制信号时，报警信号先接入报警模块（将报警信号转换成音频信号），然后同视频信号及控制信号经共缆数据远传器（含报警信号）（含报警），再通过插入器接入各自共缆系统的主干电缆。

既有报警信号又有视频信号时报警信号先接入报警模块，然后同视频信号经共缆数据远传器（含报警信号）（含音频），再通过插入器接入各自共缆系统的主干电缆。

前端共设4根主干电缆，每根主干电缆最多可承载20路射频信号。一般来讲，传输距离在1km以内易采用基带传输的方式（视频传输），1km以上可以用射频传输或光缆传输。本设计线缆采用SYWV 75-5（适合传输距离在500米以内使用），因校区最大传输距离已达2.5公里，若仅单以线缆传输，信号衰减严重，图像质量差，所以期间要连接双向放大器，以解决该问题。

3.2软件集成管理平台

系统设一台计算机作为系统管理服务器，组成安全管理系统。以视频切换矩阵、报警控制/通讯主机及硬盘录像机的软、硬件相结合的方式在一定程度上进行系统集成，在系统管理主机上实现统一的操作。

本系统的管理主机以成熟的管理/集成软件将视频切换矩阵和报警主机进行集成，在一个平台上进行现场视频实时监控以及报警系统的控制操作。管理主机上硬盘录像机的管理软件可对8台硬盘录像机进行统一管理和操作。硬盘录像机的报警联动由报警系统的报警输出模块与硬盘录像机的报警接口箱的连接来实现。

视频切换矩阵和报警主机的管理/集成软件为单机版多媒体控制（管理/集成）软件，该软件已集成了主流品牌的大型报警控制/通讯主机，视频切换矩阵无须再配置报警输入箱，报警主机的报警信息直接通过串行口通讯到系统管理主机，由软件实现各种联动功能。可用一个图形操作界面对视频切换矩阵主机、报警主机进行各种控制和操作。

在系统管理主机上安装视频捕获卡，软件可实时显示输入的视频图像。

4.监控系统设备调试与主要设置

对于一套完整的监控系统，要想获得高质量、高清晰度的图像，仅仅选择合适的设备是不够的，在将各种设备集成安装之后，还要从前端到控制室对各个设备进行调试和设置。

结论

自此，我完成了对校园监控系统的课题研究。本课题避免了传统的视频监控系统的大部分缺陷，解决了远距离传输信号衰减过大的问题；统一通讯协议，解决了各个设备之间控制信号互通的问题；通过数字模拟信号技术相互结合获得了高质量的视频图像。

参考文献：

[1] 马昕. 谈谈视频监控系统的现状和今后发展趋势［EB/OL］. 硅谷动力: http://www.enet.com.cn/article/2005/0110/A20050110380473.shtml,2005.

[2]郑李明，徐鹤生. 安全防范系统工程[M]. 北京:高等教育出版社,2004.

[3]黎连业.智能大厦和智能小区安全防范系统的设计与实施[M].北京:清华大学出版社,2005.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。