基于网络的智能化安防监控系统的设计与实现

沈文龙

（江苏德威系统集成有限公司，江苏 常州 213000）

0 引言

当前时代背景下，我国社会发展迅速，对人才需求逐年增大，而在其学习生涯中，有着较多的因素可能会对学生的学产生消极影响，尤其是随着当前信息化技术的发展，网络环境愈加复杂，为了给学生提供一个健康的学习环境，以及创建健康的校园，应该采用更智能化、更易管理的监控系统。该项设计主要根据用户提出的使用要求，并且还结合某一城市的平安城市电子监控系统的基础，对该城市小学校园内的监控系统进行设计和升级。设计师在进行设计的过程中，为了让成本质量更高，遵循了实用性、易用性、先进性以及成熟性等几种标准，让成品的质量和实用性更高，在投入到使用时，能对学校进行更好的管理，为学校提供一种全新的、更加直观的管理手段。

1 前端设备

现代社会已经全面进入信息化的时代，智能化监控设备的出现为我国的社会安全带来极大的保障，监控设备经过改革已经进入了网络、高清、高度集成的时代，那么前端设备的组成仅仅只需要摄像机、摄像机的电源、光纤收发器、空开、防雷器以及电源的插座。

前端设备的功能是主要负责对现场音频的采集，其组成包括高清摄像机、红外高速智能球机、红外网络摄像机和改造校园内部时使用的视频服务器等。将输出开关信号对能监控到的范围进行实时的监控，目的是采集现场数据的同时又能达到对现场情况进行实时的监控[1]。摄像单元的质量一定要好，不然会对整个监控系统造成影响，使监控范围的安全不能得到保证。

除此之外，对前端设备供电系统的实际情况主要采用了三个方式：

（1）对于学校外设立的摄像头，由学校的独立供电系统进行供电。

（2）学校内监控视频点在原有的基础上，在增加一个编码系统放在监控系统的后端，而编码系统是由学校原有的机房进行供电的。

（3）对于新建立的学校，监控系统可以采用就近取点的方式，在原有的基础上可采用独立的供电回路，让其运行的可靠性得到保证。

那么在选择摄像机产品的使用标准时，通常可以选择24/12V 直流电源的形式，确保摄像系统在进行使用时，监控出的图像能够实时一致。

2 信号的传输

监控系统中视频传输系统的组成主要包括控制信号线缆、视频同轴电缆这两部分，其作用就是能够将视频监控系统的前端以及后端的设备进行一个可靠的连接传输，所传输的信号就是就是监控出的音视频的信号和控制的信号。监控系统平常所用的传输线缆主要有同轴电缆、双绞线以及光纤这三个部分，并且对视频传输最基本的方式就是视频基带传输、宽频共揽的传输、网络上面的传输以及无线传输等。

该区教育局在对校园监控和报警系统的建立，主要是根据区教育网和平安城市原有的基础上进行的，为的是确保监控系统在对校园进行实时监控的同时能保证校园内的安全，还要确保监控时的图像清晰稳定、视频数据不会出现阻塞、延迟的现象。对视频监控专网的建立一定要充分考虑到该区的优势，并结合区教育网和数据网，通过利用网络数据的资源，从而节省对系统的投资。

视频监控系统的关键就是传输路线的质量是否良好，因此使用全数字化的IP 网络监控系统是为了更好地对校园进行实时监控，线路传输是全数字化IP 的关键，是其产生出的图像信号，在选择视频数据的传输的介质和互联设备时，因此会采用TCP/IP的协议，在选择视频数据的传输介质以及线路时，应该选择性能强的产品，通常会选用性能优越的五类双绞线和高性能的网络交换机等，为的是能保证视频、图像、信号在传输时不会出现数据丢失的现象。最后教育局根据该项目的整体规划以及系统的要求，将视频数据与区平安系统的监控系统融合在一起，对平安城市实施了监控和录像等操作。此外，另一路的信号又对区教育局校园实施了监控网络系统，为校园提供监控范围更广的系统。最终可以将校园原有的监控系统、需要完善的系统以及新建学校待建的监控部分三者结合，可以达到设计者想要的效果。

2.1 校外高清摄像机组

该系统已经将已经建设完成的平安城市这个监控系统与全数字化IP 网络监控系统两者进行结合，在学校周边和校园内已经设置了监控范围更广的高清网络摄像机，监控到的视频信号会传输到已建设的平安城市监控平台上面，一路信号会根据学校里的去教育网传输给教育局，并根据已经采用的TCP/IP 协议在进行网络传输。

2.2 校内升级改造组网

据监测得出，校内原有的模拟摄像机一共有246 台，这些模拟摄像机需要用到246 台编码器，然后将模拟信号转换为数字信号。使用视频线连接到模拟摄像机的BNG 接口和视频编码器的BNG 接口，使用超过五种类型的网线将视频编码器连接到学校里面。

但是目前学校内又增加对网络摄像机的连接，直接通过了RJ45 的接口，使用超过五种类型的网线接入学校的交换机。利用到了已有的教育城域的网光纤将学校的交换机连接到了汇聚交换机。汇聚交换机与核心交换机之间到目前为止只有一条光纤，如果要想保证视频质量的减少不会对原有的教学应用产生影响，那么这就需要在增加一条光纤，一共设有五个汇聚点就需要增加五条光纤。与此同时，在核心交换机上还可以增加一块业务板和专门处理视频信号的光纤。

2.3 新校区的组网

区教育局最近新建了五所学校，在区教育局的监控和报警系统中，这五所学校的视频监控系统同样也会采用全数字化的方式进行建设，并且还将区教育局的教育城域网融入里面，目的是能够形成一套完整的、相对独立的视频监控网络。

3 视频监控网络规划

该系统采用的是基于网络的客户或者是服务构架的数字监控系统，那么该系统的作用就是可以实现数字影像监控以及报警系统联动等功能。

将该系统可以建设成一个视频监控中心和36 个分控中心，可将区教育局局域网内的计算机分配到分控中心，让其使用，根据视频信号分布的情况进行分析，科学合理地制定一个节省资源的线路带宽和汇聚点，这条路线才用到了新建的方式进行铺设，要想建立出完整的视频监控系统的数据传输网络，那么就需要从汇聚点到视频的监控中心线路主干线路租用电信铺设的光纤链路。

4 IP 地址的规划

在所有的监控系统中，经常会出现故障的问题，那么导致问题出现的最主要原因就是IP 地址设置不得当，比如说IP 冲突，在或者就是有几路的监控图像显示不出来等情况，这些情况的发生都是跟IP 有着一定的联系。由此可见，将IP 地址合理地进行分配是非常重要的。那么为什么要合理分配IP 地址呢？因为监控系统如果类型不一样那么IP 地址设置的就会不一样。举个简单的例子来说，对于那些小型的监控系统项目，IP 的地址在设置起来就不会那么复杂，因此大部分的人在此过程中都不会出错。相反，如果是那些大型的监控项目系统，那么IP 地址在设置时就会非常复杂，如果不仔细的话就会出现大量的错误。

在网络中，每台设备都会有属于自己的IP 地址，而IP 地址就是为了识别自己在网络中的位置，因此网络在进行组建之前都要为网络中的所有设备分配属于自己的IP 地址，主要包括服务器、操作计算机等各项设备。网络设备的接口地址是由环回地址、物理接口地址以及逻辑接口等组成的，都是采用固定的地址。那么使用固定地址的还有服务器、管理设备以及重要用户的工作站。

将IP 地址进行分配时，要考虑是否与网络拓扑层次相适应，采用CIDR 和可变长网掩码科技，既可以有效地利用的地址的空间，又能体现出网络的可扩展性以及灵活性。在满足路由协议要求的同时，方便网络中的路由汇总和聚类，能缩短路由器中的路由表的长度，还可以减少对路由器内存的消耗，从而来提高路由算法的效率，让路由变化的收敛速度加快，但是需要特别注意的是，要考虑网络地址在管理上面是否方便。

5 视频控制显示

接收从前端IP 摄像机传输过来的图像数字信号进行控制和储存是全数字化IP 网络监控系统图像控制显示的主要任务，将其可以分成两部分：

（1）对图像信号的控制，其主要是由服务器来完成的，在对其安装控制平台的软件后，让它对前端的设备来进行控制。

（2）对图像信号的储存，为了确保数据能够安全的储存，在传输过程中要想保证对图像信号的储存24h 不间断，可以在监控中心设置录像存储系统，方便事后的调查和追踪。

6 结语

本文中，笔者对此监控系统进行分析后得出结论，信号流采运用网络技术的TCP/IP 协议进行传输，对系统进行全面的升级完善，让系统能够达到初始设计的要求。像一些平安校园、平安城市等也可以将该项目作为参考的材料[2]。此系统在运行过程中非常稳定，图像也很清晰特别是在管理这一方面，将这一系统运用到校园的管理中，不仅能够给学生和老师提供一个强有力的保障，还为创建健康的校园发挥了重要的作用。总之，相信通过该技术在教学领域的应用能够大放异彩，进而对提高教学质量提供重要帮助。