电气自动化楼宇智能化毕业设计论文

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1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 徐锦 学 号： 40911336 系 部： 电气工程系 专 业： 电气自动化 题 目： 医院安保系统的设计 指导者：赵文兵许华评阅者： 2012 年 5 月 26毕业设计（论文）中文摘要当前医院在完成救死扶伤的任务同时，也面临着来自各方面带来的安保压力。随着国家推行新医改建设，大量医院都在进行医院整体搬迁，同时也带来了安保智能化方面的建设需求。本文结合当前最新的安保技术、围绕医院日常工作流程及安保重点进行方案设计，重点阐述了医院安保系统的设计原则、架构及功能。论文的设计思路为：安保系统采用网络视频综合管理平台进行统一管理,负责将网络视频数字信号集中

2、管理并进行转发及切换，系统具备视频压缩数据集中管理存储、网络视频实时预览、GIS电子地图及告警联动的功能；具备各种网络功能，日志功能；用户和权限管理；设备维护等功能。关键词： 数字监控 IP矩阵 液晶拼接屏 总线报警目录1 绪论11.1 需求分析11.2 设计原则21.3 设计标准及依据32 系统总体设计32.1 总体构架32.2 系统组成42.3 系统功能53 系统详细设计63.1 摄像机选型设计63.2 编码器选型设计63.3 传输线路设计73.4 集中存储子系统设计83.5 视频综合平台设计133.6 液晶拼接屏设计203.7 报警系统23结论26致谢26参考文献271 绪论本文是在参考

3、了本市第三人民医院的建筑布局后进行方案编写的。方案共设计视频监控摄像机78台、报警点24个。系统采用网络视频综合管理平台进行统一管理,负责将网络视频数字信号集中管理并进行转发及切换，具备视频压缩数据集中管理存储、网络视频实时预览、GIS电子地图及告警联动的功能；具备各种网络功能，日志功能；用户和权限管理；设备维护等功能。系统同时支持网络IP矩阵交换，支持多种数字压缩信号、无损数字信号的输出，并可输出到模拟和数字显示设备上，实现真正意义上的数字化矩阵功能。提供网络视频预览，视频监控软件具备支持C/S和B/S两种应用模式，以提高系统应用的灵活性。B/S模式下，客户端可以采用标准的Web浏览器来访问

4、系统的各项功能，实现系统安装的最大简化，也使得用户能够方便的通过各种网络（LAN/WAN/Internet）访问系统，同时实现系统的平滑可扩展。同时具备视频数据网络集中存储功能。系统采用机架式设计，嵌入式架构，适应监控系统长期不间断运行的稳定性和安全性，满足多种监控业务的扩充的需求。当网络出现中断或其他原因造成NVR接收不到视频流量时，安装在弱电井内的前端视频编码设备可以实现一定时间的本地备份存储功能，使得系统的安全性及录像连续性得到有效保障。监控系统与报警系统联动，能够根据需要自动把现场图像切换到指定的监视器上显示，并自动录像和复核图像；电视图像有编号、时间、部位、日期等信息，实行自动或手动

5、切换，图像的记录及存储应采用数字模式，所有的控制集中在监控控制中心管理。系统结合入侵报警系统防止在工作时间内、外有非法的事件发生，在第一时间内通过报警系统、紧急求助系统提醒有关人员核实重要房间内的活动，同时结合闭路电视监控系统采用联动控制，对报警发生后的现场状况进行自动切换并监视与记录，作为后期处理的依据。1.1 需求分析1、 本项目以监控和管理数字化录像系统、防范报警，融合于统一的综合性管理专业联网平台。2、 本项目在医院消控中心设立监控管理中心，并可在其他需求点设立分控中心；3、 本项目采用全数字化方式，通过网络摄像机直接将数字网络视频信号上传到监控中心进行管理，授权用户通过安防集成管理平

6、台进行访问。4、 本项目在消控中心对重大事件数据进行存储，如：重要日志、重大事件相关图片或视频等。5、 监控中心主要对前端所有设备进行管理，调阅前端音视频，包括对图像信号的采集、传输、切换、控制、显示、分配和回放等。6、 在消控中心配置一套总控系统，包括464的液晶拼接屏和2618的液晶监视器作为电视墙显示。1.2 设计原则系统设计以“先进、成熟、开放、标准化、可扩展性、安全性”为基本原则：1)先进性本系统采用先进的技术，包括先进的传输技术、图像压缩编码技术、存贮技术、控制技术，3-5年内不落后。设备选型与技术发展相吻合，保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。2)可靠性系统在充分发挥其安全防

7、范作用的同时，考虑到系统的稳定性，操作的简单、方便、容易。系统各部分之间配合良好，并且提供优质的售后服务保障。3)开放性采用开放的通信协议和技术标准，保障系统在互联或以后的扩展过程中能够稳定有效的运行。不同产品之间有相对标准接口，可实现监控、报警联动。5)实用和经济性系统力求经济实用、操作简单、维护方便，使技防、人防、物防三者有机结合，确保建立一个完整的防范体系，用经济的工程投资达到良好的投资回报。6)可扩容性系统应满足扩充及更换部分设备时的通用性和可替换性。7)整体美观性整个安防监控报警系统设计及施工融入到原有建筑整体美的设计要求中，线路隐蔽，不易被破坏。1.3 设计标准及依据1)民用建筑电

8、气设计规范 JGJ/T16-922)安全防范工程程序与要求 GA/T75-943)民用闭路电视系统工程技术规范 GB502198-944)建筑设计防火规范 GBJ16-875)中华人民共和国公共安全行业标准 GA38-946)安全防范系统验收规则 GA308-20017)入侵探测器通用技术条件 GB10408.1-898)防盗报警控制器通用技术条件 GB12663-909)报警图像信号有线传输装置 GB/T16677-199610)安全防范工程技术规范国标 GB50348-20042 系统总体设计本系统采用各类数字前端设备和编解码、存储设备，实现对医院大楼的监控，包括在出入口、门诊大厅、挂号收

9、费处、药房、地下停车场和电梯轿箱、走廊、电梯厅、等重要场所的动态情况进行实时监控，组成数字化网络监控系统，把不同位置、不同控制方式的视频集成在一个统一的平台上，采用分布式集中管理的控制模式进行管理和控制，实现全部视频监控系统的网络化、数字化、并逐步发展智能化，形成统一协调的动态视频指挥系统。通过安防综合管理软件平台将视频、报警、门禁、智能视频分析等安防子系统进行统一管理，并提供丰富的子系统联动应用功能，完善了医院管理者对突发状况的事前防范能力及事后视频查询取证的功能。2.1 总体构架本方案系统构架图如图2.1所示。图2.1系统构架图2.2 系统组成医院数字化安防系统由视频监控子系统、视频监控管

10、理平台、入侵报警子系统及门禁管理子系统系统、视频分析及生产数据管理系统四部分组成；视频监控子系统负责实时监视医院各重要场所的现场图像信息，并记录保存录像数据，以备事后取证查询。视频监控管理平台视频监控管理平台软件模块主要由中心系统管理模块、业务管理模块、媒体分发模块、录像模块、数据库模块、报警管理模块、网管模块、图片管理模块等组成。各模块根据用途和负荷可以合并使用。入侵报警子系统包括周界防越报警及室内防入侵报警两大类，可及时对入侵信息进行反馈，通过与视频监控子系统的联动，可在第一时间了解事件真相。视频分析及生产数据管理系统智能视频分析技术主要用于生产监控，能够自动识别监控对象，并对监控对象的行

11、为及变化进行分析，当监控对象发生异常情况时可以实现自动报警。要求能够对视频数据进行实时的分析和处理，能够在视频画面中视频移动对象（人、交通工具），设置虚拟警戒线，识别全景或区域的分析，判别遗留和逗留行为.在监控区域内可进行人数统计和车辆统计功能，同时能够很好的与各种视频监控系统兼容。医院数字化安防系统由视频前端设备、消控中心和远程客户端三个部分组成；1)前端设备包括各类监控摄像机和报警探测器，满足各种监控场所图像采集和报警信息探测的需要；2)消控中心实现对监控系统和报警系统的统一管理和控制，根据监控管理规模的大小，可选择通过模拟方式和数字方式进行控制，并实现报警联动；3)远程监控客户端通过监控

12、系统客户软件实现对监控系统的远程访问、控制和管理。2.3 系统功能1)监视功能：采用高清摄像机，获得监视范围内清晰的视频图像，满足医院不同部位的监控要求，实现24小时监控；2)网络集中存储录像功能：前端网络摄像机的视频信号通过全千兆监控专网接入网络磁盘阵列柜，录像保存时间达到30天以上，录像分辨率D1（704*576）以上；3)视频服务功能：通过网络摄像机提供TCPIP强大的视频服务功能，可通过网络连接至各授权部门及分控计算机，实现远程视频监控；4)报警接入功能：通过报警扩展模块，能方便地接入大厦管理部门及入住业主的报警点，确保大厦和业主安全；5)报警联动功能：实现报警系统和视频监控系统的联动

13、，在监视器上显示报警所在位置的视频画面，提醒值班人员快速处警；6)远程管理功能：远程管理人员或授权访问人员，能通过客户端软件远程访问监控系统，实时预览监控画面、回放历史监控图像、下载监控资料等；7)软件采用友好的软件操作界面，操做界面完全人性化，易于操作；8)预留扩展接口，满足今后监控点位的增加的需要。3 系统详细设计3.1 摄像机选型设计前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计将结合医院实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果。3.1.1 监控点选择的原则医院监控点位选择的原则主要满足以下几个方面

14、：1)出入口、门诊大厅、挂号收费处、药房场所监控管理需要；2)走廊、电梯厅、区域监控需要；3)地下停车场、电梯轿箱、电梯间、辅助区域监控需要；3.1.2 监控摄像机选型原则前端摄像部分的范围大小、好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的质量，结合的监控特点，我们在选择摄像机时按照以下原则：1)满足医院实用性的要求，公共区域采用立杆安装，室内枪机壁装。2)对夜间具有环境光线，但光线不甚理想的场合，需要采用低照度摄像机，以获得良好的图像效果；3)对需要大范围监控的摄像机，采用内置云台的球形摄像机，以快速定位或追踪可疑目标；4)球形摄像机应具备日夜自动切换的特点。3.2 编码器选型设计前端设备连接

15、示意图如图3.1所示。图3.1前端设备连接示意图模拟摄像机（含枪机、半球和快球）采集的视频图像在视频服务器内执行编码压缩，通过六类线接入监控专网，输出IP数据流（包含视频、音频、控制、报警等）。基于实时流与存储流分离的原则，实时流送往流媒体交换并转发给客户端、数字矩阵等解码显示，存储流写入网络存储系统。视频服务器采用先进的H.264编码算法，输出码流为变码率1.5Mbps，图像分辨率为4CIF，全帧率25fps。视频服务器还提供报警输入、输出接口，一些紧急报警点能以开关量形式直接送入视频服务器，并能在本地产生报警联动输出，如：打开射灯、蜂鸣器响。报警信号也能经过IP专网上传至软件平台，并在监控

16、平台产生一系列的联动功能，比如：自动弹出现场图像、电子地图上对应报警点和监控点图标闪烁等。视频服务器可选择能内置SD卡、SATA硬盘的型号，当它与网络存储设备之间无法通信时，产生的录像文件将缓存在SD卡、SATA硬盘内。3.3 传输线路设计传输线路是指将前端设备的信号传输至控制中心设备（本系统采用网络摄像机加IP-SAN网络磁盘阵列柜）的各类线路，这部分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。3.3.1 传输方式的类型传输线路主要可以采用两种方式：即光纤和超五类非屏蔽双绞线；根据两种传输方式的特性，两类传输方式比较如下：1)图像延迟光纤超五类非屏蔽

17、双绞线；2)传输距离：光纤超五类非屏蔽双绞线；3)传输成本：光纤超五类非屏蔽双绞线；4)施工和维护难度光纤超五类非屏蔽双绞线；3.3.2 传输方式的选择根据医院现场环境情况，区域较远的情况应设置视频汇聚点，100m以内的监控点，可通过超五类非屏蔽双绞线传输，主干传输采用光纤传输。为确保医院数字化安防系统的图像质量，一般建议监控点至汇聚点采用超五类非屏蔽双绞线传输，汇聚点至监控中心采用光纤传输方式。3.3.3 电源及控制线路前端网络摄像机建议采用据有POE供电的交换机实现统一供电，交换机布置于汇聚点，通过UPS供电线路部署到每个汇聚点。3.4 集中存储子系统设计3.4.1 数字编码技术阐述网络摄

18、像机（含网络高速球）采集的视频图像在网络摄像机内已完成视频压缩，通过六类线接入监控专网，直接输出IP码流（包含视频、音频、控制、报警等）。基于实时流与存储流分离的原则，实时流送往流媒体交换并转发给客户端、数字矩阵等解码显示，存储流直接写入网络存储系统。网络摄像机采用MPEG4/H.264等先进编码方式，标清摄像机输出码流为变码率1.5Mbps，图像分辨率为4CIF；高清摄像机输出码流为变码率3Mbps，图像分辨率为HD 720p。摄像机作为视频监控系统的图像采集设备，它所获取的图像质量好坏，将直接影响到编码图像的质量进而影响到最终在监控中心呈现的图像质量。与传统模拟摄像机+视频编码器的方式相比

19、，网络摄像机将带来如下好处，详见表3.1。表3.1网络摄像机+数字编码与传统模拟摄像机+视频编码器的方式对比对比项网络摄像机视频编码器数据源全数字信号处理模拟信号数字信号混合清晰度可达到百万像素、两百万像素最高只能达到D1（40万像素）抗干扰能力好，无模拟传输过程一般，存在基带传输的各类干扰布线、安装便利，仅需一根网线复杂，需要部署视频线、音频线、控制线、电源线和网线环境适应性好。与传统摄像机的工作环境相当。较差。工作在环境差的弱电井内，会影响其工作稳定性。平均成本性价比高性价比较低表3.1网络摄像机+数字编码与传统模拟摄像机+视频编码器的方式相比关键指标对比详解：l 高清图像质量传统模拟摄像

20、机受CVBS传输系统的限制，水平TVL线理论最高仅有625线，PAL制下50场扫描，而网络摄像机的数字图像处理芯片与编码压缩芯片之间直接传输数字信号，不再经过D/A、A/D转换，消除了数模、模数转换带来的图像质量受损，消除了CVBS系统对图像分辨率、帧率的限制，可轻松实现1280*720、1280*960、1600*1200等多种高清画质。l 图像传输无损耗模拟摄像机的图像信号经同轴线缆传输送入视频编码器时，图像质量已有明显损失，传输距离越远损失越大。如下面两幅测试图所示：在0距离时测试模拟摄像机输出的信号特性，可知在主要包含图像信息的2M6M频带范围内图像质量优异；经过1KM同轴电缆传输以后

21、，频率越高的部分损失越严重，表现为图像细节丢失。如图3.2与图3.3所示。 图3.2零距离测试信号特性 图3.3 1KM距离测试信号特性采用网络摄像机即相当于在0距离时对模拟图像进行编码，采用模拟摄像机+视频编码器相当于在1KM距离时对模拟图像进行编码，可知网络摄像机输出的图像质量将优于视频编码器输出的图像质量。l 网络布点、接入灵活相对于模拟摄像机加视频服务器，只要有网络接入的位置都能安装网络摄像机，部署更便捷。无需考虑视频编码器的存放位置、工作环境等因素，应用更灵活。3.4.2 数字视频存储单元本系统采用IP-SAN集中存储方式，对前端网络摄像机采集的数字图像进行统一保存。采用24小时连续

22、录像、定时录像；保存天数也可每路各选。存储部分主要是对网络存储设备进行选型，并优化网络存储结构以保证网络存储的可靠性。本项目设计的存储系统需满足78个监控点位按D1以上分辨率（1.5Mbps码率）保存15天的要求。 1. 简述全数字网络视频监控系统的存储服务子系统主要为实现各监控点在监控中心进行集中网络存储进行管理而设计的，并且视频存储服务系统能够向总控中心、区域分控中心、分控客户端等用户提供历史视频检索回放等服务。视频存储服务子系统支持NAS、IP SAN、磁盘阵列等方式的海量视频存储功能，支持快速定位检索功能，支持对视频存储数据的查询、管理、备份功能。 2. 设计思路在设计全数字网络视频监

23、控系统的存储部分时，我们依据以下设计思路：l（1）监控系统的存储压力全部集中到监控专网，需解决大规模持续并发视频数据写操作的存储难题。要考虑网络故障以后，录像数据的缓存以及网络恢复以后的补录技术。l（2）关键录像需冗余存储，提高关键录像可靠性。对关键录像的定义是移动侦测触发的录像、报警信号触发的录像、电视墙显示过的图像。 （3）系统平台能集中管理所有存储资源并统一调度，统一部署存储策略。与存储资源分布的物理位置无关，只要IP网可达，便可实现对存储资源随时随地检索和回放。 （4）保障存储数据的安全性，对访问权限进行集中管理与分配。存储的数据无法被更改，利用水印技术检测视频数据在传输过程中是否被篡

24、改。l（5）存储可无缝扩容。 3. 存储架构本方案采用中心集中存储的存储架构。集中存储体现在总中心安装网络设备，保存全网关键录像的监控视频录像。如下图3.4所示。图3.4存储架构图总中心选用IPSAN作为存储设备，通过存储服务器能提供丰富的存储策略。存储管理服务器可集中管理总中心和区域的存储设备，监控它们的工作状态，对存储设备产生的报警进行提示，比如：录像失败、磁盘坏等。管理和分配录像任务，部署录像计划以及设定录像参数等。所有存储设备全部采用千兆以太网线接入监控专网，单台NAS、IPSAN接入IP前端数量较多，因此采用双千兆冗余链路接入，以提升可靠性。 4. 存储功能l 视频存储功能视频存储服

25、务系统支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、SAN等多种存储设备8。视频存储服务系统支持手动录像、计划录像、报警录像，对这三种方式触发的录像方式如下：手动录像：当用户在客户端上选择手动录像后，将要录像的摄像机信息存储到数据库对应的表中，并通知视频存储服务系统执行该条记录。计划录像：用户可以在客户端软件上制定录像方案，并对录像方案进行保存，当选择执行某个录像方案时，就会通知视频存储服务系统按照该方案进行计划录像。报警录像：当发生视频报警时，视频存储服务系统会收到触发视频报警录像的信息，视频存储服务系统便根据包含的摄像机信息进行录像存储。网络摄像机支持双码流，其中一路码流用于视频存储。当有视频存储需要

26、时，视频存储服务系统会主动连接网络摄像机，对视频流进行存储。并可根据需要扩展支持OggVorbis等音频编解码标准实现音频同步存储。视频存储服务系统支持节假日设定、录像文件最大长度设定、存储容量设置和状态显示等功能。l 视频存储管理功能支持对存储的视频数据进行管理和设置。可设置当磁盘空间不足时处理方式（提前预警、覆盖）。录像状态（计划、手动、报警、运动检测）显示。可检测存储设备的工作状态，对异常情况报警。l 视频资料检索功能视频存储服务系统支持客户端的历史视频检索功能。系统支持客户端按日期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端的录像文件，系统以文件信息列表形式将检索结果返回给客

27、户端。l 视频资料回放功能视频存储服务系统支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一时间的录像文件，最多可达16画面同时同步回放，支持1/4/6/9/16画面显示。回放时能够支持暂停、播放、停止、快放、慢放、单帧步进、循环播放、精确定位到某帧、备份、调节音量、调节亮度色度对比度色调等操作。视频存储服务器还能够支持录像剪辑，录像文件下载等功能。 5. 存储容量计算D1分辨率存储容量计算公式：78路D1图像15天存储容量(GB)=码流大小（Mbps）83600秒24小时30天102478路78路D1图像存储15天计算结果如下：1.5Mbps83600秒24小时15天102478路18510G

28、B18.5TB78个D1通道，格式化后的总容量18.5TB0.9（格式化损失容量比例）20.5TB。78路D1图像存储15天需要总容量为20.5TB。3.5 视频综合平台设计3.5.1 视频综合平台优势分析 表3.2 视频综合平台优势分析项目视频综合平台高清监控应用同时支持IP高清和支持数字高清接入容量支持大容量高清、标清视频接入图像延时图像延时小，能满足实战应用矩阵级联的视频衰减数字化级联，衰减无系统扩展性好系统集成度高系统稳定性与可靠性电信级设备，高可靠性、高稳定性业务板热插拔支持关键部件冗余支持系统部署时间短管理维护难度简单 1. 全面的高清监控应用由于受到成本的限制，高清在视频监控行业

29、一直未得到有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起，并立刻受到了视频监控重要应用领域的重视，如公安、交通、司法等。视频综合平台集成了高清视频监控系统应用中高清编码、高清数字矩阵、高清图像输出、高清图像多级级联控制等功能，实现了高清视频监控从采集、传输、编码、切换控制到显示的全面应用。高清视频监控的应用具有显著的优势：1)图像清晰度更高、细节更加清楚传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机

30、获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。2)监控目标覆盖范围更广、提高监控效能在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，从几百路向成千上万路甚至数十万路的规模发展。如此规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。在

31、高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。3)高清摄像机能实现数字PTZ功能高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。4)有利于图像识别和智能视频分析的应用图像识别和智能

32、分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。 2. 无阻塞双交换背板视频综合平台采用无阻塞背板设计的数字视频高速交换总线和千兆以太网交换总线。数字视频高速交换总线用于传输非压缩的视频数据，保证视频的低延时和高质量的性能，以太网总线用于传输编码后的视频数据，实现视频数据的存储、预览、回放等应用。无阻塞背板设计如下图3.5所示。图3.5 无阻塞背板设计双交换技术的特点：1)支持模拟、数字和网络视音频信号的接入，通过视频综合平台实现视音频信号的大规模集中处理和应用。2)模拟信号经A/D转换后进入高速交换总

33、线和编码处理，通过高速交换总线，进行视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后进入以太网交换总线，实现视频图像的网络传输和视频存储等应用。3)数字信号直接进入数字高速交换总线和编码芯片，实现数字视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后经以太网交换总线实现网络视频图像传输和视频存储等应用。4)网络信号通过以太网总线经解码芯片解码后，切换输出显示。 3. 数字化矩阵切换控制视频综合平台的视频矩阵切换和级联采用数字信号，数字信号是未经编码压缩的原始数据流，经过矩阵切换、多级级联后均不会影响视频图像的质量。在图像质量、系统稳定性可靠性上相比模拟矩阵系统更具优势。图3.6为现有

34、常见视频监控典型构架图。图3.6 常见视频监控典型构架图现有常见视频监控一般采用数字硬盘录像机存储，采用模拟视频矩阵切换控制和级联，视频图像从前端采集到监控中心图像显示经过多次数模转换，经历了重重设备的信号处理与传输，多级级联后将影响视频图像的质量，也影响视频信号的稳定性。视频综合平台的矩阵输出与级联如图3.7所示。图3.7 视频综合平台的矩阵输出与级联 采用视频综合平台的监控系统构架中，视频综合平台是中心的核心设备，视频信号经视频综合平台编码和切换控制输出，视频图像的级联、矩阵切换均不会影响视频图像的品质。 4. 高性能编解码能力视频编解码的核心技术是视频压缩算法、SOC（DSP+ARM）和

35、FPGA技术。DSP用于对音视频编解码处理， ARM运行嵌入式Linux OS及应用程序，管理各种外设接口，负责数据通信；FPGA主要用于对高清视频接口标准数据与DSP之间进行适配处理。视频综合平台采用高性能编解码芯片，DSP拥有足够的资源对高清图像数据进行编码运算，能实现高密度的4CIF、HD720P、1080p或UXGA 200万高清图像的25帧编码H.264视频编码。 5. 支持模块化功能组合视频综合平台采用插拔式模块化、机架式设计，由主机箱（含交换背板）、主控板、冗余电源、插拔式散热模块、级联扩展板、各类视音频输入输出业务板等组成，用户可以安装功能要求灵活配置，也能满足未来功能扩展升级

36、和系统改造的需要。 视频综合平台的模块化典型组成如图3.8所示。图3.8视频综合平台的模块化典型组成视频综合平台支持业务子板的热插拔，即可以在视频综合平台正常工作时，对子板进行插拔操作，从而提高了视频综合平台的扩展性、灵活性以及对故障的及时恢复能力。 6. 支持多业务接入和平台级集成视频综合平台支持当前视频监控系统各类业务的接入，包括模拟视音频监控、IP视音频监控、数字视音频监控，支持标清到高清视频监控的应用。视频综合平台支持大型平台的接入和管理，实现各种应用功能和增值业务。 7. 高集约化与性价比部署视频综合平台将实现大容量是视音频信号的接入和矩阵切换控制，将实现监控中心机房设备精简和高度集

37、成，将现有常见视频监控系统中的视频矩阵、视频编码器、硬盘录像机等设备功能集成到视频综合平台。 8. 高可靠性视频综合平台参考ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture 高级电信计算架构)设计，具备电信级稳定性和可靠性，关键模块冗余设计。电源适配器采用双整流模块，每个模块可以提供最大800W的输出功率，每个模块都可保证视频综合平台的正常运行；同时，在机箱上采用双电源模块接入，保证了视频综合平台运行的可靠性和稳定性。 9.易扩展性 视频综合平台可通过功能模块进行扩展，实现各种视频接入的业务需求，同时视频综合平台可扩展智能视频分析

38、业务，实现各种智能视频分析功能，如跨线检测、流量统计、进入区域、物品放置拿取等。支持多台视频综合平台进行级联扩展，扩展模式可采用光纤级联板或IP网络扩展方式。使用光纤级联板将多台视频综合平台进行连接，传输非压缩视频数据，保证了视频低延时和高质量。 10. 快速部署视频采用视频综合平台能更快速地完成系统的安装、调试和部署，保障项目实施的进度，减少项目实施风险，降低施工和管理成本。如图3.9所示。图3.9视频综合平台与典型视频系统部署对比3.5.2 视频综合平台功能F 模拟视频的矩阵切换模拟视频流数字化后无编码压缩直接交换，彻底消除模拟视频信号多次交换图像质量下降的现象和网络视频图像矩阵交换延时长

39、的问题，实现高质量、低延时的矩阵切换。F 高清标清网络矩阵功能IP视频流经视频综合平台解码后输出显示，支持BNC、DVI、HDMI显示接口，视频输出最高支持1920*1080分辨率。F 大容量视频编码功能强大的视频编解码能力，每一块视音频输入板可以支持32路4CIF（704*576）/8路HD720P（1280*720）/1080P（1920*1080P）图像编码。F 视频解码功能每一块视音频输出板可以同时支持32路4CIF（704*576）/16路HD720P(1280*HD720P)/ HD1080P（19201080）图像解码输出,或者32路4CIF原始图像数据流直接输出。F 平台级联功

40、能支持视频综合平台之间级联，采用光纤级联板卡实现环网组网级联,扩充了视频综合平台的视频处理和组网能力，实现多级视频监控系统的大集成。报警控制功能支持网络扩展信号量报警输入输出控制。F 支持网络存储支持NAS、IP SAN网络集中存储。F 电视墙控制功能支持管理软件远程实现模拟、数字视频的切换上墙，支持键盘控制。F 远程配置与管理功能支持远程获取和配置参数，支持远程导出和导入参数。F 用户权限分配功能完备的用户权限管理，权限可细化到通道。F 日志功能完备的操作、报警、异常及信息日志记录，可远程获取日志信息。F 网络功能支持TCP/IP协议簇，支持TCP、UDP、RTP、PPPoE、DHCP、DN

41、S、DDNS、NTP、SADP、SMTP、NAT等协议。3.6 液晶拼接屏设计3.6.1 设计背景传统的安保监视器一般都采用CRT模式，显示画面大小一般在20左右，只能单屏显示。一般来说，随着前端摄像机的数量的增加，后台监视器也需要相应扩容，但受制于人眼能同时观看的目标不超过6个的原因，过多的监视反而会影响保安的监视效果。因此本方案考虑采用配置一套2*2*46+2*3*3*26组合电视墙来进行显示。其中重点位置大屏显示，高清画面接拼显示，普通位置轮巡显示。3.6.2 液晶拼接屏体系架构液晶拼接系统具体规格如下表3.3：表3.3 液晶拼接系统规格拼接规模2行2列（4台46寸）拼接单元尺寸1025

42、.7mm579.8mm134.5mm（宽高深）组合拼接尺寸2051.4mm1159.6mm134.5mm（宽高深）拼接单元功率250W拼接总功率2000W建议组合屏底座高度在80120厘米左右，控制台到大屏幕的观看距离不小于4米。同时，为了方便安装维护，拼接单元后面需要保留净空间60厘米，因此整个拼接墙体的预留深度约需要0.8米。要求总功率及电流符合大屏幕要求，故UPS输出功率要求大于拼接系统总功率。为了使大屏幕系统实现各种要求的显示功能以及单元显示参数的设置和调整功能，我们选用具有内嵌海康威视大屏幕拼接控制模块的拼接单元，它具有高可靠性和长时间连续运行的能力，以及超强的图像处理能力，所有对于

43、系统的操作指令最终均通过任意外部电脑下达给拼接单元完成。3.6.3 系统连接1单元的连接本方案使用了每台液晶拼接单元VGA/DVI端子输入端口连接大屏幕拼接控制器的VGA/DVI输出接口。2. 视频信号的连接主要视频图像信号直接来自本地或远程视频图像（输入信号数量比较多时用户也可选配矩阵，矩阵的输出连接大屏幕拼接控制器的视频图像信号输入），通过控制器配套的集中软件控制，可对显示信号进行切换显示，也可以使任意画面放大、缩小、自由漫游。3控制信号的连接控制主机的RS-232串口输出连接到大屏幕拼接控制器串口输入，这样通过控制软件就可以实现输入信号的切换、通断、各种显示参数的设置和调整。3.6.4

44、系统功能描述本设计方案中所推荐使用的大屏幕系统是专为监控中心设计的，该系统针对复杂的计算机网络系统和视频监控系统，采用了强大的大屏幕拼接控制器来显示不同的视频信号和RGB信号，整套系统主要具有以下的功能及特点：1. 全硬件构架，无操作系统l 多总线并行处理，处理功能强大。 l 集成多种视频信号源种类： RGB/VGA/DVI 、复合视频。l 支持多达任意路的 VGA 信号实时显示，支持和屏幕同路数的复合视频实时显示；所有信号可以任意在单元屏拼接显示；也可设置多种显示方式组合，整屏显示，任组合显示，可实现屏幕拉伸、缩放、漫游、叠加等功能，多种显示方式自动切换。l 由于为纯硬件控制，因此图像处理速

45、度快，动态视频清晰流畅，色彩表现力极强。l 可独立对显示单元的白平衡、亮度、对比度、清晰度等多种拼接画质进行调整。l 大屏幕管理软件：集成控制大屏幕，统一操作界面，操作灵活简单。2. 视频显示功能l 整个拼接屏系统可被看作整块没有分隔的虚拟屏，在整个屏系统上可以同时打开实时活动视频窗口，所有窗口可以在屏系统上任意缩放、单屏、满屏显示。3. 大屏幕系统具有对显示预案的设置和管理功能l 可对所有输入视频图像信号、计算机图像信号进行显示预案的编辑、管理、存储，在需要的时候直接调用某个显示预案来显示；l 显示预案以文件的方式保存，数量没有任何限制；l 显示预案可以修改、增加、删除、切换、存贮；l 可将

46、大屏幕的显示状态直接保存成显示预案。4. 显示任务的显示模式l 系统可调用某个显示预案固定显示在屏系统上；l 系统可将多个显示预案按照一定的次序编辑为一组，按照设定的顺序和时间间隔依次对每个预案进行循环显示；l 系统可编辑和保存多个循环显示预案，根据不同的需要，显示不同的预案循环显示。3.6.5 效果图图3.10 总监控室效果图3.7 报警系统防盗报警系统的作用就是利用各种类型的探测装置，对建筑内外重要地点和区域进行布防，它可探测非法侵入，并且在探测到非法侵入时及时向有关人员示警。保安人员将通过报警控制主机获取入侵者方位，并迅速采取相应措施。一个完善的安防体系除了具备现代化的报警设备，还应包括

47、训练有速的响应力量，即警卫力量，将人防与技防科学的结合完成安全保卫的重任。3.7.1 报警系统组成 1. 报警结构图，如图3.11所示。图3.11报警结构图2. 报警系统需要负责各点、线、面和区域的侦测任务，它一般由以下三个部分组成：1) 报警探测器：探测和执行设备，负责探测非法入侵。2) 区域控制器：负责下层设备管理，向中心传送区域内报警情况。3) 报警控制中心：负责布防与撤防，响应报警信号，联动其他系统。3. 可将报警系统分为三个保护层：1) 通过安装在保护区内的周界传感器、振动探测器、玻璃破碎探测器、门磁开关探测器等设备有效的探测罪犯从外部的侵入，即外部入侵报警；2) 安装在室内的运动探

48、测器、红外探测器可灵敏的感知人员在楼内的活动，即区域报警；接近式探测器可以用来保护特定财产、重要物品，称之为重点目标入侵报警。3) 另外设置的报警装置，如财务室的报警按钮、人员受到威胁时使用的紧急按钮、脚挑开关，即紧急报警系统也属于此系统。防盗报警系统设备的稳定性、耐久性、抗干扰等其它技术指标和具体使用功能，应符合入侵探测器通用技术条件GB10408.1-89的技术标准要求。平均无故障时间MTBF应符合C级要求（20000h），品质保证的使用寿命为8年以上（70000h）。根据规范要求，各探测器发出报警信号至系统主机提示有警情发生的系统报警反应时间1秒，我们选用的设备均满足上述要求。3.7.2

49、 报警前端探测器报警前端探测器根据现场探测需要选择三技术探测器、红外对射、红外光栅、玻璃破碎探测器、紧急按钮等，通过防区模块或防区键盘接入到消控中心报警主机。3.7.3 报警控制主机本系统推荐采用总线式、自动化的大型防盗报警主机，它可应用于各种大型系统。系统采用扩充式防区设计，最大可达248个防区。该系统具有技术先进、性能稳定、施工方便、操作简单，并有很强的扩展功能等优点。报警主机是采用计算机技术和模糊控制理论的高新技术产品。 该系统可根据用户的具体要求，对前端探测器进行任意组合，使之成为数个独立的防护区，并可通过系统编程对各个防护区进行独立的布防、撤防等系统操作。每个探测器提供四位数字的位置

50、编码，线路故障、探测器破坏等多种信息显示。3.7.4 监控与报警联动报警主机通过报警联动模块与数字硬盘录像机报警输入端口相连，通过信号量的方式与视频图像联动。报警流程说明，如图3.12所示。图3.12 报警流程监控客户端具有报警联动配置功能，实现客户端报警联动状态的显示。选择报警弹图像时，收到相应设备相应报警类型的报警时弹出如下图的报警画面，当同时收到多个报警时，则按先后顺序排列在报警队列中。结论 本论文是在对第三人民医院进行实地考察，结合本人专业课程及相关参考文献而作。论文针对医院安保的实际需求，从前端摄像、中端传输、后台显示、报警联动及管理控制等各主要系统构成部分进行了比较详细的阐述，形成

51、了一套比较完整的医院安保解决方案。在本论文中，引入了一些当前安保行业比较新技术，如高清摄像机、视频综合管理平台、液晶拼接屏等，较为充分地体现了本论文的先进性。致谢一年的实习里，我接触了社会，并在行业里学到了很多的东西，这首先得感谢母校对我两年来的培养，是这个学校，是这个专业以及这个专业的老师让我接触到并喜欢上这个行业的。在以后的工作中，还有很多东西等着我去学习，我会努力做好自己的工作，并尽可能学到更多的东西，以表达我对母校的感恩之情。另外也感谢本次毕业设计陪我一起去实地考察的师父。谢谢你们大家，我不会辜负你们任何一个人的期望的。参考文献1 赵哲身.实用医院智能化系统工程东南大学出版社 出版时间

52、：2009-05-01.2 黎夏.智能式GIS与空间优化 科学出版社 出版时间：2010-02-013 黄继昌.实用报警电路 人民邮电出版社 出版时间：2005-02-014 雷玉堂.安防视频监控实用技术 电子工业出版 出版时间：2012-01-01.5 邓中亮.基于H.264的视频编解码/解码与控制技术 北京邮电大学出版社 出版时间：2010-07-016 ClarkTom.存储区域网络设计 电子工业出版社 出版时间：2005-01-017 甘刚.网络设备配置与管理 人民邮电出版社 出版时间：2011-09-01.8 鲁士文.存储网络技术及应用 清华大学出版社 出版时间：2010-02-01.9 高文.数字视频编码技术原理 科学出版社 出版时间：2010-11-01.10 西刹子.智能网络视频监控技术详解与实践 清华大学出版社 出版时间：2010-02-01.11（美）特南鲍姆.计算机网络 清华大学出版社 出版时间：2012-03-01.