某学校电子考场闭路监控系统方案

系统结构

　　闭路电视监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：

　　·前端摄像系统
　　·视频传输系统
　　·视频控制系统
　　·视频显示和记录系统

　　摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。

　　传输部分是系统的图像信号通道，包括传输线缆，传输设备等。

　　控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。

　　显示部分一般是由几台或多台显视器和监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。


　　前端设计

　　在前端设计安装64个监控点，用于监看、监听各个教室。考试的时候，可以实时监看考场的考试情况，有效的保重考场的秩序；平时可以用来作为教学观摩教育，观看老师上课，学校的领导可以在监控中心对任意老师进行听课。

　　为了能够监看到整个教师的全景画面，不留视觉死角，同时并能够对局部进行放大，能清晰地显示考室内试卷字迹。设计在每一个教室安装一个一体化全球摄像机（BL-602PCB），此摄像机带有360度转动的云台，22倍的光学变焦，通过云台的转动及镜头放大放小，能够灵活的监看到教室的每一个角落，每一个学生书桌上的东西。

　　为了能够清楚的监听到教室的声音，需给每一个教室配置一个高保质的拾音器。

　　布点效果图：



　　中心设计

　　监控中心建设，需对前端各个监控点进行实时视频监视及录像，既要实现视频信号的记录，同时也要实现视频实时监看，因此需给此中心配置以下设备：

　　1、 监控中心需对前端各个监控点（总共64个监控点）进行实时视频记录。考虑到其监视的效果要求比效高，回放质量比较好；监控中心采用4台全实时（回放、监视都是25帧/秒）的16路的嵌入式硬盘录像机（BL-DVR516E）进行实时显示、录像；嵌入式硬盘录像机是完全脱离PC平台设计的不稳定，彻底杜绝了病毒的侵入，性能稳定，启动迅速，系统参数及程序固化在FLASH中，掉电永不丢失。

　　2、 硬盘录像主机出厂是没有带硬盘的，为了使得硬盘主机能够保存一个月的录像资料，需给每一台硬盘主机配备2块200G硬盘（硬盘占用空间按0.15G/小时/路来计算）；

　　3、为了达到更高的监看效果，更方便的操作监看，配备1台音视频矩阵（BL-2150S-64-8），加上8台监视器组成的电视墙，实现电视墙监控。嵌入式硬盘录像机的输出信号可以输入到视频矩阵，再通过视频矩阵输出到电视墙上去。

　　4、由于要实现同一时间内硬盘主机录像和电视墙监看，需将前端信号一分 为二，配与音视频分配器4台（BL-1632V）。

　　5、为了实现视频矩阵和嵌入式硬盘能够并行控制前端的云台和镜头，配与一个系统协议转换器（BL-D322C）

序号
型号
品牌
数量
备注

1
BL-DVR516E
AEBELL
4
总资源400帧，H.264压缩格式

2
200G硬盘
MATOX
8
资料存储

3
视频矩阵（BL-2150S-64-16）
AEBELL
1
64路输入16路输出

4
音频矩阵（BL-2150A-64-16）
AEBELL
1
64路输入16路输出

5
矩阵控制键盘（BL-D2078X）
AEBELL
1
三维遥杆

6
视频分配器（BL-D1632V）
AEBELL
4
16组一分为二


音频分配器（BL-D1632A）
AEBELL
4
16组一分为二

7
码分配器
AEBELL
2
增强485控制信号


系统协议转换器（BL-D322C）
AEBELL
1
　　传输设备及线路
　　
　　在监控系统中，监控图像的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图像和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图像信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。

　　几种主要传输方式对比表：

传输方式
传输距离
线材要求
图像效果
成本费用
推荐与否
原因分析

视频传输
500米
75-5
很好
较低
推荐
符合系统的传输范围

光纤传输
一般可达40公里
单模
很好
很高
推荐
图像质最好、可一线路实现多路传输

网络传输
无限制
有网络到达均可
较差
很低
可选用
成本很低、无需另外布线、图像不完全实时

双绞线传输
一般可达1500米左右
双绞线
好
低
不推荐
成本相对较低、图像质最好、施工进度相对较快。


　　
　　·视频传输：从表2中可以看出，视频信号传输采用同轴电缆传输，同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，所以，一般在小范围的监控系统中；而光纤的传输，可实现远距离的传输，且传输质量高、不易受干扰、可实现一线路传输多路视频及数据。因此，本项目中，结合现场的实际情况，采用同轴电缆传输。

　　·电源线传输：220V电源线：采用两芯线（2*1.5）
　　12V电源线： 采用两芯线（2*1.0）

　　·485控制线传输：采用两芯带屏蔽双绞线（2*0.75）


　　系统原理图




　　实现描述

　　前端视频信号的传输是通过同轴电缆传输，将摄像机采集的视频信号传输到视频分配器上，经过它将信号一分为二，一路传给DVR进行录像，另外一路传给矩阵，输出至电视墙；其中，DVR的输出信号也输入至视频矩阵，可通过矩阵切换输出DVR的输出信号至电视墙，在电视墙可显示DVR输出的16分割画面，DVR的操作显像可在电视墙上显示出来。
云镜控制信号输入到矩阵的485接口上，供矩阵键盘对它们进行控制，如DVR也要实现云镜控制，可在矩阵485接口并接出来，经过系统协议转化器，再接到DVR的485接口上。

　　同时硬盘录像机还可以接入学校的教育网络，这样只要授权通过网络可以对每一台硬盘录像机进行实时画面查看、回放录像文件等，极大的方便了用户的操作。只要有网络接入的地方，通过授权，任何一台接入教育网络的计算机都可作为客户机。可通过美电贝尔专门的客户端软件通过便利的网络资源浏览到任何一路音、视频图像，还可以采用IE浏览器进行浏览，无需安装任何软件。如果教育网络连接到英特网中，这样，数字硬盘录像机也可以接受教育网以外的网络进行访问。

　　监控中心功能描述

　　·系统可以进行24小时录像，可以提供的监控资料，以便今后每天查询。
　　·通过矩阵控制键盘控制前端摄像机的云台、可以对镜头拉近、拉远；
　　·主控设备可以为报警进行联动，控制灯光、警号并自动启动录像等；
　　·通过DVR移动帧测功能，实现帧测报警输入输出；
　　·硬盘录机可以组成小型网络接入学校网络中，监控画面可以通过网络； 在 授予相应用户权限后可分控，即网络监看、远程监控。

　　系统供电

　　中心机房的供电：机房所有设备都采用220V交流电源供电，由UPS电源提供；

　　前端的所有设备也都是由中心机房UPS电源统一布线（集中供电方式）进行供电，这样能够对前端所有设备的电源进行统一管理；全球摄像机球罩用的是AC24V电源；

 UPS电源可供摄像机和其他主设备在停电后继续工作8小时，并要具有过压、过流自恢复保护和自检、远程巡检功能。

　　系统的安全设计

　　设备安全

　　本安防系统使用电气设备和主机的电气安全和防雷安全指标符合国家和行业的相关标准，为确保使用人员和设备的安全可选用先进的防雷设备（可选），整体防雷设施采用三级防雷方式，即：前端设备防雷、大楼电源防雷、机房电源与设备防雷。

　　数据安全

　　建立完善的数据备份与恢复机制。保证数据不因物理介质的损坏丢失。数据采取有效的加密保护措施，确保数据的安全。
　　
　　系统安全

　　监控系统软件和存放监控系统信息的所有主机和系统应的严格的身分认证机制，防止对系统的非法侵入。监控主机的操作系统和软件系统建立完善的备份和灾难恢复机制，确保系统被损坏后的快速恢复。可选用相应的防病毒措施，安装杀毒功能强大的杀毒软件，并及时升级。

　　工程技术要求

　　控中心机房工程技术要求

　　1、为便于日后扩充，监控系统对机房的规划要求如下：

　　监控中心的面积应与派出所城市报警与监控系统的规模相适应，城区派出所不小于150m2、乡镇派出所不小于100 m2。应配备必要的通讯器材和生活设施（如卫生间、饮水机、折叠床等），并安装防盗门、防盗网。

　　2、监控机房地面

　　地面采用600*600*35抗静电全钢活动地板，产品质量符合GB/TI9001-92标准，产品采用全钢组件结构，机械性能高、承载能力强、防火性能好，维修方便，经久耐用。

　　3、监控机房顶面工程

　　监控机房顶面采用防火板吊顶，应注意考虑隔热、灯光照明、吸音、美观、轻质等。

　　4、供电要求

　　监控机房配电间引入可靠电源到机房配电箱，各设备用电由机房内的配电箱进行用电分配。

　　5、UPS系统要求

　　监控中心采用UPS供电，应留有30%左右的余量。UPS的功率不小于10KVA，有条件的单位可另外配备汽油发电机，保证所有监控与显示设备断电后能工作8小时。

　　6、照明系统要求

　　要求应有良好的照明，机房内照明度200LUX。光线不能直射屏幕墙和操作人员，宜采用嵌入式灯光。

　　7、空调系统要求

　　指挥中心与派出所监控中心应按面积大小配备空调设备，使工作温度符合机房设计要求，室内温度控制在16-28ºС,湿度30%—75%；为保持空气清新，应设置进气、排气风扇，甚至是熏香装置。

　　8、接地系统要求

　　监控机房接地的好坏，直接影响整个的工作稳定度和监控图像的质量，应将设备保护接地和计算机直流接地分开，设备保护接地可采用联合接地，直流工作地宜采用独立接地系统，接地电阻≤2Ω。在设备间的配电柜应考虑防雷保护模块。

　　9、监控机房静电泄放系统要求

　　在机房静电地板下面，应考虑独立的直流静电泄放回路系统，从独立接地处引BVR16 mm2绝缘非屏蔽线缆至机房内辅助等电位铜排。每平方米活动地板支撑脚上引一根BVR-6 mm2双色导线和铜排相连。

　　10、监控机房防雷要求
应在配电箱内空气开关前配置电源防雷保护模块，为机房提供二级以上的防雷保护。

　　线材布设要求

　　1 监控系统中的影像信号通过线材传输到主机中，线材除了要求信号损耗率小外，还应重视环境对信号的影响，即屏蔽性能应高。而管材用来保护线材，也应根据保护级别不同，选用相应的管材。

　　2 本工程系统布线采用标准化、结构化布线方式，为确保布线安全、节约、美观，所有电缆布线时均应用水平金属桥架连接至弱电井竖直桥架里，自弱电井出来的电缆再通过桥架一直到主控室。

　　3 本工程所有视频电缆在布设过程中，须自摄像机直接架设至主控室，中间不得产生任何断点及接头。

　　4 电缆布设过程中应确保所有电缆均在PVC管、金属电管或桥架内不能暴露在外，应尽量避开恶劣环境条件或易使管线损伤地段，应避开干扰较大区域。

　　5 布线过程中要标记清楚、明了，易于改线、维护、管理。

　　6 根据本工程所提出的要求以及按照一贯严格遵守的工程建设原则、设计思想，并严格遵守以下国家和行业有关部门制定的各项标准和规范：

　　·商用建筑布线标准（EIA/TIA568B）
　　·国际布线标准（ISO11801）
　　·建筑与建群综合布线系统工程设计规范（CECS 72：97）
　　·建筑与建群综合布线系统工程施工与验收标准（CECS 82：97）
　　·民用电器建筑设计规范（JGJ/T16-92）
　　·中国电器装置安装工程施工及验收规范（CBJ232-82）