帷幄者校园网络视频监控系统解决方案

一、方案背景

近年来，随着网络在我国的普及和深化发展，各学校的信息化建设不断深入，绝大多数学校已经铺设内部的校园网，各学校逐步转向利用网络和计算机处理工作各重要环节的大量数据。同时，网络也成为先进的新兴应用提供了一个良好的平台。网络上的视频监控系统正是近年来蓬勃发展的一种新的网络多媒体典型应用。它是指学校利用现有的计算机网络平台，将监控范围内所需的视频、音频、数据以数字形式通过网络进行传输、存储和共享，使学校领导和相关职能部门及时获得关于监控现场实时、准确、具体、直观的材料，为监督校园安全、监考考场等提供一种崭新的现代化手段。

随着科技的进步和经济的发展带来了整个社会生活水平的提高，校园的教学方式也发生了很大的变化，传统的手把手式教学已渐渐退出舞台，取而代之的是素质教学、室外教学、多媒体教学等方式；同时由于校园考试违纪作弊的行为越来越隐蔽化、作弊手段越来越技术化等现状，为了确保在每间教室作为考场时能减少人员的管理和保证考场在考试期间能有效的监考考生的情况，并且能在平时作为多媒体教室用，学校领导可通过系统对各班级的教学质量进行评估，建设一个多媒体闭路监控系统对整个学校的有关教室进行监控已势在必行。国家教委有关文件已明确表明，各省市地区拟定陆续在辖区内各大中小学校统一建立校园网络监控系统。

二、需求分析

目前学校都建有众多的教学楼、实验教学楼、办公楼等。因校园占地面积广大，人口众多所以学生、老师、学校的安全问题存在着很大的不足。因此，利用现代的高科技技术手段，组成全方位防范系统是十分必要的。

在每个教室各安装一部摄像机，再通过学校内部局域网络在学校内各个教研室、实验室、校长办公室等可以任意看到任何一间教室的教学情况，图像实时、清晰度高、声音清晰。同时可以多个地点对一个教室进行教学观摩；也可以多场次、多地点同时上网观看，而不影响整个网络的实时性和图像质量。

随着考试科目的增多，只依靠老师监考已无法能够满足现状的要求所以把闭路监控系统用于高考、成人考和其它重大考试活动的考场监控系统，通过安装在各考场上端的电子摄像机，整个考场的情况一览无余，从而减少了考场监考人员的数目，减轻了老师的压力和负担。同时可以最大限度的防止考场舞弊事件的发生。如若发生意外，可随时调取现场录像查找问题，考室内的摄像机可随指令调整角度，考室所有方位的情况在屏幕上显现无遗，一量发现学生有小动作，还可以通过调节焦距来个大特写。因此在考场内安装监控系统，一来可以起到震慑作用，防止考生存有侥幸心理；二来能够避免冤枉好人，作弊与否据证。

通过网络监控系统，校方领导可随时通过前端摄像设备监视各教室内的教学状况；系统作为监考使用时，管理人员可随时发现考场异常情况，并采取必要的措施，有效监管考场作弊行为，保证考场纪律；并且，上级主管领导可通过因特网上权限登陆对每个教室进行远程实时监控；系统可实现互联网上的“家长开放日”和远程视频教学。让学生家长坐在家中就能够浏览自己子女在学习的实况以及科任老师授课的全过程，从而增加家长对学生学习生活的了解，提高校务工作的透明程度。

三、设计原则

帷幄者学校网络监控系统设计遵循以下原则：

1.先进性：“守望者”系统是国内率先采用基于嵌入式网络视频服务器为核心的视频监控系统，它采用专用视频压缩芯片，图像清晰，图像采用MPEG4图像压缩方式，视频压缩效率高，网络占用带宽低，是基于第三代嵌入式技术的综合网络监控产品。

2.实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、分布式录像、可连接多种报警设备、报警可定时布防撤防等功能，完全满足用户的监控要求。

3.兼容性：系统采用Brower/Server（浏览器/服务器）架构，可与企业内部网络系统紧密结合；同时，前端系统可在原有的模拟监控系统的基础之上进行改造，保护用户设备投资。

4.扩展性：系统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时，只需要简单增加前端的视频服务器，并升级相应的系统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设备。

5.灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域网、甚至INTERNET网中使用；在网络中的授权用户可通过IE浏览器实时监控前端现场，客户端无需配置任何硬件。

6.实时性：组成本系统的嵌入式视频服务器，采用专用的视频压缩芯片，和先进的视频压缩技术，最高可传输30帧/秒的清晰图像。

7.可靠性：系统采用先进的视频服务器硬件，性能稳定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在无人、少人维护的环境中运行。服务器软件采用Windowsservice方式后台运行，极大地提高了系统工作稳定性；各功能模块相对独立，避免相互影响，保证系统能够可靠运行。

四、方案详解

1)前端监控点

监控点包括摄像机（可选配云台、解码器、支架、可配镜头等）、视频服务器、连接线等。

l摄像机：用于采集现场视频数据，具备红外感应、自动增益平衡等功能，能够满足各种环境下用户对画面质量需求。

lDVS：作为视频监控系统的终端设备的核心，负责数据采集和发布，收集用户现场视频、语音、事件触发数据，并可以通过RS-232和RS-485通道实现复杂数据采集。可以根据管理平台的信令实现远程设备控制反馈。根据用户的不同需求配合相关设备提供前端的数据存储、音频广播、报警感应、数据采集等

l云台：控制镜头上下左右摆动，配合自动巡航功能和安防连动功能，能够实现自动扫描现场情况，甚至是自动跟踪现场情况，及时的发现现场异常，大大的减少了手动控制的工作。

l传输网络

由于采用了通用的IP协议来构建网络，在距离上就没有限制，网络延伸到何处，监控就可以布控到何处。在整个网络的任意一个节点上的任意一台办公计算机，在用户经过授权后，就可成为一个监控中心，即可实现对需要监控的任意地方进行监控。由于传输的是视频图像，所以对网络的要求就比较高，视频服务器的设置为CIF或D1格式，所需要的带宽为：单路：静止图像小于384K运动图像大于512K。所以针对目前现有的校园，应采用中心存储。

l存储方案

“一体化网络视频监控系统”提供中心存储和前端存储两种方案，由于前端存储存在安全隐患，不法分子只需将前端的硬盘破坏掉，就可以逍遥法外，且需要前端的视频服务器支持硬盘存储。所以建议使用中心存储方案，可根据自己的条件来选择。中心存储的安全系数相比前端存储要高的多。只需要在中心机房架设一台存储服务器，保证有足够的存储空间，历史图像的保存时间可延长至30天。这些存储在中心服务器上的历史图像，用户可以随时自主的调用观看。

2）平台功能

集团一体化网络视频监控系统是一个集权限管理、系统管理为一体的综合性视频监控业务管理系统。

l管理系统：

“校园用户”：校内的不同用户可以查看的范围，所以可以根据学校要求，定制不同的权限，以便查看不同部分的视频监控情况，包括在线使用情况、监控信息等。

组用户：组用户是指拥有多个视频监控终端管理的权限，组用户可以通过设置分配组内成员的监控权限，但组的权限由集团用户来分配。

终端日志：用户可以知道某一个终端在某一时间范围，有哪些人访问过该终端，详细的访问时间，以及访问者的IP地址信息。

l安防联动

提供安防联动的统一接口，可与多种不同安防产品进行联动，控制安防设备的布防，撤防，以及安防设备的状态查询。

l移动监测

系统通过判断，可确认视频终端是否在线，并对终端及时发出故障警报和移动侦测警报。

l结合手机短信或彩信接口，实现信息互动

图像变化可通过短信（或者彩信）触发下进行报警通知，增加了视频监控的服务功能；

l结合３G业务，实现与手机实时互动

支持WAP2.0，手机可通过3G网络登录到视频监控中心，实时浏览信息，了解当前状态。

3）系统架构

系统采用结构化设计，将整个系统体系划分为四个层次：应用层、业务管理层、系统层、和核心层。每个层次各自独立，中心平台系统结构图如下：

如上图所示：系统是以架构在系统层之上的系统核心层为核心服务，而业务管理层、应用层及系统层都与核心层直接连接处理各类业务。连同核心层提供的短信、邮件Web等增值服务，形成了多种媒体互通的视频监控多媒体集成系统，为用户提供多视角、多媒体的综合视频监控方案。

l业务应用层

业务应用层主要包含用户应用功能，包括业务申请、监控应用、用户自管理、移动监测、安防联动等等。

l业务管理层

业务管理层主要包含营运应用相关功能，包括业务受理、视频终端管理、日志管理、客户管理、计费功能等等功能。

l系统管理层

系统管理员可通过远程Web的形式进行系统的管理。其主要功能描述如下：

网络配置管理：系统管理员通过后台进行配置，使系统平台正确接入网络。

双机热备（HA）：系统管理员可通过“HA设定”建立双机热备工作模式，并可随时查看系统提供的HA记录了解HA的工作状态。

数据备份管理：管理员可以自行设置自动数据备份，极大的保障数据的安全。包括手动备份设置，自动备份设置以及数据恢复等功能。

远程技术支持管理：当系统出现故障或其他系统管理员不能自行解决的问题时，系统管理员可打开远程管理支持来寻求远程技术支持。为系统的稳定运行提供了可靠的保证。

l核心系统层

动态IP寻址：拥有完全自主知识产权的88ip动态域名解析系统（DDNS系统），解决宽带动态IP寻址。目前，该DDNS系统是国内最早也是国内最大的商业运营DDNS系统，现已运营9年，拥有一百多万用户、5000多家合作伙伴、多家电信服务提供商，是国内唯一电信级DDNS系统。

短信及邮件增值服务：系统配合终端报警应用，配带了专业的短信和邮件报警功能，用户可实时接收到故障报警信息和移动侦测信息。

数据库服务：系统数据库采用Mysql数据库，也可采用SQLSERVER、ORACLE及其他数据库。

五、系统组成

网络数字监控是通过把摄像头摄取的模拟图像信号转换成数字图像信号，再通过计算机网络传输，使网络内的计算机都成为监控终端，不受地域环境的限制。

由于“守望者”学校网络监控系统采用计算机的网络传输，可通过铺设的网络将数字视频信号传输到监控中心，真正做到了多网并一网。另外，信号传输采用了标准的TCP/IP网络协议，使远程监控变成了可能。

“守望者”学校网络监控系统示意图如下所示：

下面介绍整个系统组成：

校园：

在校园重点部位，比如大门、仓库、教学楼、宿舍门口等安装一定数量的摄像机，根据具体情况配置固定摄像机或可控摄像机，把摄像机视频线缆、控制线缆等都连接到VCS4001D网络视频服务器上，VCS4001D网络视频服务器有网络接口，可以直接连接就近到交换机上，把图像及相关数据传送到校园网络上。

考场：

在每个考场教室安装一个摄像机（可以加b拾音器），一般采用固定摄像机，特殊教室也可以采用可控摄像机，把摄像机视频线缆、控制线缆等都连接到VCS4001D网络视频服务器上，VCS4001D网络视频服务器有网络接口，可以直接连接到交换机上，把图像及相关数据传送到校园网络上。

本校监控中心

在本校监控中心配置一台中心监控服务器，负责管理前端所有摄像机，所有视频服务器，同时管理后端所有上网监控用户。相关值班人员只需要用IE浏览器访问中心监控服务器，获得授权后即可监控前端摄像机。

还可以在中心配置一台或数台工控机，安装电视墙解码卡，组成电视墙服务器，直接输出模拟视频信号，送到电视墙显示出来，可以通过专用电视墙控制软件任意进行图像的切换控制。

校长分控观察室

校领导在自己的办公微机上用IE浏览器即可随时参看控制。

教学示范观察室

在校园内可以建立教学示范观察室，供其他相关教师学生观察授课情况，可以根据授权只能看见某个教室的情况。

教育局远程巡考中心

由于系统软件是B/S架构，通过教育专网，教育局相关人员还可以通过IE浏览器远程观看控制学校摄像机，用于远程巡考。

六、方案所需设备