毕业设计-大厦视频监控系统设计方案论文.doc

银行视频监控系统课程设计
目录
1.引言 1
1.1设计背景 1
1.2建筑概况 1
1.3设计目标 2
2.设计依据和设计要求 2
2.1设计依据 2
2.2设计原则 3
2.3确定风险等级 4
3.系统组成 7
3.1 前端设备 7
3.1.1 摄像机 7
3.1.2 镜头的选择 8
3.1.3 其它前端设备 9
3.2 传输设备 10
3.2.1 视频信号传输 10
3.2.2 摄像机电源线 10
3.2.3 控制信号传输 10
3.2.4 传输部分的管槽敷设 11
3.3 终端设备 11
3.3.1 视频分配放大器 11
3.3.2 监视器 11
3.3.3 视频多画面分割器 11
3.3.4 录像机 12
4.系统功能说明 12
5.系统布设介绍 13
5.1前端监控设备布设 13
5.2系统原理图 15
5.3中心控制室布局设计 15
6. 设备选型 16
6.1 前端摄像机焦距计算 16
6.2 设备选择 17
7. 工程点位表 20
8. 结论 20
参考文献 21

25

江苏教育大厦视频监控系统设计方案
1.引言
1.1设计背景
　随着我国经济的持续高速发展，安全防范技术市场得到了充分的发展。各种技术应用于安全防范技术设施中，对维护社会治安，保障人民生命财产的安全起到了重要作用。其中，应用最广泛，发展时间较长的是视频监控系统。本文主要以智能大厦的视频监控系统为例，主要阐述视频监控系统的工作原理，以及一般的设计方法和需要注意的问题。
1.2建筑概况
江苏教育大厦是江苏省教育厅办公大楼；江苏省教育厅主要负责部(委)属高校和省属高校、中专校党的建设工作；指导市属高校党的建设工作；对其他各类学校党的建设的重要问题进行调研，提出指导性意见；负责厅管中专校校级领导干部管理工作；负责全省高等教育自学考试及其他有关教育考试的管理工作。1.3设计目标
系统的设计目标是要根据江苏教育大厦的设计要求，对于重点部位区进行实时的监控，监控工作人员的活动并记录活动情况，能够回放录像并能够清晰的显示工作人员面部特征，同时实现视频入侵报警功能，在发生报警时能够进行视频复核。
2.设计依据和设计要求
2.1设计依据
该大厦视频监控系统的设计依据主要是国家相关的标准和规定，主要有：
《安全防范工程技术规范》
《GA38-2004_银行营业场所风险等级和防护级别的规定》
《电气专业规范》
《建筑标准规范大全》
《民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB 50198）》
《工业电视系统工程设计规范》(GBJ 115)
2.2设计原则
该视频监控系统设计方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：
1）先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
2）经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
3）可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
4）开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
5）可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
6）追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
7）保留足够的扩展容量
该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
8）提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

2.3确定风险等级
1.4 设计要求
根据《安全防范工程技术规范》中要求：
【条文】3.4.3 视频安防监控系统设计应符合下列规定：
1 应根据各类建筑物安全防范管理的需要,对建筑物内（外）的主要公共活动场所、通道、电梯及重要部位和场所等进行视频探测、图像实时监视和有效记录、回放。对高风险的防护对象，显示、记录、回放的图像质量及信息保存时间应满足管理要求。

2 系统的画面显示应能任意编程，能自动或手动切换，画面上应有摄像机的编号、部位、地址和时间、日期显示。
3 系统应能独立运行。应能与入侵报警系统、出入口控制系统等联动。当与报警系统联动时，能自动对报警现场进行图像复核，能将现场图像自动切换到指定的监示器上显示并自动录像。集成式安全防范系统的视频安防监控系统应能与安全防范系统的安全管理系统联网，实现安全管理系统对视频安防监控系统的自动化管理与控制。组合式安全防范系统的视频安防监控系统应能与安全防范系统的安全管理系统联接，实现安全管理系统对视频安防监控系统的联动管理与控制。分散式安全防范系统的视频安防监控系统，应能向管理部门提供决策所需的主要信息。
【条文说明】1）视频安防监控系统除实时显示重点部位的图像供值班警卫人员监视外，更重要的是能将重点部位的有效图像记录下来，在需要时能重现现场图像，供研究分析。因此回放图像的质量是非常重要的。监视图像质量好，记录回放的图像质量不一定好，因此，本款强调回放图像的质量要求。
情况。
4出入口的回放图像应能清晰辨别进出人员的体貌特征。
【条文说明】4）摄像机安装位置要注意避开逆光，视窗要适当，以保证回放图像能清晰辨别进出营业场所人员的体貌特征。

3.系统组成
闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统四个部分构成,还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。
3.1 前端设备
视频监控系统的前端设备主要是电视摄像机、镜头、云台和防护罩。其中主要是摄像机和镜头对于摄像的质量，摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素，目前主要的摄像机都是CCD电荷耦合器件的摄像机。
3.1.1 摄像机
目前摄像机根据不同的分类方法可以分为多种：
（1）按所摄取的图像种类来分：黑白和彩色摄像机。黑白摄像机只能摄取反映景物明暗变化的黑白图像，而彩色摄像机还能真实的反映景物的色彩。虽然黑白摄像机发展时间久，技术成熟，灵敏度高、清晰度好、价格便宜，但是在银行中的摄像机不但需要较高的灵敏度和清晰度，同时需要真实的记录柜员和客户的面部特征，在这方面彩色摄像机较黑白摄像机有很大的优势，能够收集更多的信息，并且随着彩色摄像技术的而急速发展，性能不断的提高，价格日趋降低，所以在本项目中选取的都是彩色摄像机。
（2）按适用照度来分：普通摄像机、低照度摄像机和微光摄像机。
普通摄像机对于照度要求较高，在白天和较强的灯光下才能摄取到满意的图像，最低照度一般均大于10勒克斯；
低照度摄像机可以工作在照度较低的环境中（如黎明、黄昏和暗光下），最低照度为0.1-0.5勒克斯；
微光摄像机可以工作在月关、星光甚至是伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间，最低照度可达10-4勒克斯。
表1银行中个部位的环境照度参考值
监控现场
环境照度
大厅
20Lux
办公室
50Lux
配有灯光或红外光的资料库
20-50Lux
（3） 按电源分：摄像机电源一般有交流220V，交流24V，直流12V，可根据现场情况选择摄像机电源，但推荐采用安全低电压。选用12V直流电压供电时，往往达不到摄像机电源同步的要求，必须采用外同步方式，才能达到系统同步切换的目的。
（4） 逆光补偿：在只能逆光安装的情况下，采用普通摄像机时，被摄物体的图像会发黑，应选用具有逆光补偿的摄像机才能获得较为清晰的图像。在北行银行中，大厅和各个办公区都有稳定的光照，无需逆光补偿，但是对于一层正门的摄像机来说，光照变化较大，正对强光，所以需要做逆光补偿处理。
3.1.2 镜头的选择
镜头按功能和操作分类：
（1)摄取静态目标的摄像机，可选用固定焦距镜头，当有视角变化要求的动态目标摄像场合，可选用变焦距镜头。镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。
根据公式 f=v×D/V 或 f=h×D/H （公式3.1）
式中 f——镜头焦距（mm）；
　　 D——镜头到目标物的距离（mm）；
　　 V——目标物的垂直尺寸（mm）；
　　 H——目标物的水平尺寸（mm）；
v——摄像器件成像面的垂直尺寸；
h——摄像器件成像面的水平尺寸。
根据镜头的视场角和焦距，可以把镜头分为广角镜头、标准镜头和望远镜头。
广角镜头视场角大于90°，适用于视距较小视场较大的情况，在本项目中科用于一层正大门出的镜头；标准镜头的视场角为30°；望远镜头又叫远角镜头，是视场角小于20°的镜头，适用于视距较大的场所，例如通道等场所；摄取固定监视目标时，可选用定焦距镜头；当需要改变监视目标的观察视角或视角范围较大时，宜选用变焦距镜头。
（2） 对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景，一般对应采用带全景云台的摄像机，并配置6倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。
（3） 按镜头焦距尺寸是否可变来分，分为定焦距镜头和变焦距镜头。
定焦距镜头：焦距固定不变；变焦距镜头：焦距可以在一定范围内连续变化。
按镜头聚焦的调整方式来分，分为手动聚焦镜头和自动聚焦镜头。
（4）按光圈的调整方式来分，手动光圈镜头：光圈需人为控制（包括遥控）；自动光圈镜头：根据现场照度，光圈大小可由摄像机或摄像机内的电路自动控制调整。监视目标环境照度恒定或变化较小时宜选用手动可变光圈镜头。在银行中，办公区域等有灯光，照度变化较小，可以选用手动可变光圈镜头。
（5）按镜头的结构或不同的使用条件来分：普通镜头：属于通用性镜头，用于公开安装的摄像机上；小孔镜头：又称真空镜头，它具有细长的圆管型的镜筒，适用于摄像机的隐蔽安装。一般选用高灵敏度的暗光摄像机或微光摄像机
（6）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，避免逆光。镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角，焦距越小，视野越大，焦距越大，视野越小。若要考虑清晰度，可采用电动变焦距镜头，根据需要随时调整。
（7）通光量：镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值(光圈)来衡量的，一般用F表示。在光线变化不大的场合，光圈调到合适的大小后不必改动，用手动光圈镜头即可。
3.1.3 其它前端设备
一般包括摄像机防护罩、摄像机云台及支架。摄像机防护罩功能是防尘、防雨雪风霜、自动调节温度等；云台不仅起到支撑和安装摄像机的作用，更重要的是扩大了摄像机的视野范围。根据沈阳市的气象条件和行业要求来说，需要选用具有防爆外壳的摄像机。
3.2 传输设备
从监控前端设备到监控中心需要有一定距离的，从前端设备需要向监控中心传输视频信号，而监控中心需要向前端设备传输控制信号，所以系统中传输部分包括视频信号传输和控制信号传输。
3.2.1 视频信号传输
传输距离较近，可采用同轴电缆传输视频基带信号的视频传输方式。由于电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，可减少串扰，传输损失也较小。当传输的黑白电视基带信号，在5MHz点的不平坦度大于3dB时，宜加电缆均衡器；当大于6dB时，应加电缆均衡放大器。当传输的彩色电视基带信号，在5.5MHz点的不平坦度大于3dB时，宜加电缆均衡器；当大于6dB时，应加电缆均衡放大器。
当摄像机到子监控中心距离≤300米时，选用SYV-75-3；
当摄像机到子监控中心距离≤500米时，选用SYV-75-5；
当摄像机到子监控中心距离≤800米时，选用SYV-75-7或SYV-75-9；
当摄像机到子监控中心距离≤1000米时，选用SYV-75-12；
当摄像机到子监控中心距离≥1000米时，选用光缆。
3.2.2 摄像机电源线
电源线按交流220V布线，在摄像机端再经适配器转换成直流12V。电源线可选用RVV*2.5mm型号的电缆。
3.2.3 控制信号传输
带电动云台、电动镜头的摄像机装置线缆一般采用2芯屏蔽通信电缆（RVVP）或3类双绞线，UTP线芯截面积为0.3m㎡--0.5m㎡。在本项目中可以选用RVVP6*0.3mm型号的同轴电缆。
3.2.4 传输部分的管槽敷设
为防止电磁干扰和外电源及变频电梯等干扰，电缆应敷设在接地良好的金属管或金属桥架，同时保护线缆。
3.3 终端设备
指监控中心的设备和装置，主要是将前端设备传送来的各种信息进行处理，并予以还原或记录。同时能向前端设备发出各种指令信息，使其负责执行各种动作。
3.3.1 视频分配放大器
主要作用是将一路视频输入信号分配成多路同样的视频输出信号。此外，还兼有对视频信号进行电压幅度放大或功率放大的作用。常见有2分配器、4分配器、8分配器等。
3.3.2 监视器
监视器是电视监视系统中对前端摄像机摄取的图像进行显示的不可缺少的设备。监视器有黑白和彩色监视器之分，黑白监视器的清晰度可以做的比彩色监视器的清晰度要高，有的可以达到600TVL或者更高，彩色显示器清晰度一般达到300-400TVL就已经比较好了。监视器的尺寸一般应根据值班人员的观看距离，即控制台与电视墙的距离来选择监视器的屏幕大小，通常规律是观看距离为监视器屏幕对角线尺寸的4-6倍较为适宜。
因为在银行中使用的是彩色摄像机，所以在选取监视器时也是选取彩色监视器，在满足清晰度的要求下，能够显示出更多的信息。
3.3.3 视频多画面分割器
视频多画面分割器的主要作用就是将输入的多路摄像机的哦图像信号，经过处理后在一个监视器的荧光屏上以不同的部位进行显示，有4画面、9画面和16画面分割器，在本项目中选取16画面分割器。
3.3.4 录像机
录像机是专门用来记录电视图像信号的一种磁记录设备。目前银行系统多使用的是实时数字硬盘录像主机，特点是：采用H.264压缩格式（国际最先进的压缩技术），更节省硬盘空间；音视频同步采集，画质突出，音质清晰；显示、录像速度均为全实时；系统功能全面，扩充能力强（可直接扩充到48路全实时）；产品成熟，稳定性高，具有较长市场投放期和大量用户群；系统界面更加友好，设置简单；支持强大网络远程监控功能，占用更小的带宽；具有多种语言版本软件，方便不同用户群体使用。所有性能指标均通过国家公安部检测和认证（具体功能请详细参看数字硬盘录像机）。
4.系统功能说明
本视频监控系统的基本功能如下：
（1）对大厦内的重要部位，即资料的区域、监控中心（监控室）等区域进行实时的视频监控，并能够在回放中清晰的显示出人员的面部特征；
（2）对于中、低风险区域，能够记录来访人员，办公人员的操作过程，并能够在回放过程中清晰的显示体貌特征，便于事后进行核对；
（3）实现对于各设备的控制，如云台、摄像头光圈和焦距、录像等的控制；
接受电梯和各楼层的叠加视频信号；
（4）实现同步切换，即电源同步或外同步；
（5）安保监视电视系统与安全报警系统联动时，应能自动切换、显示、记录报警部位的图像信号及报警时间。
（6）实现电源控制，摄像机应由控制室引专线统一供电，并由控制室人员操作通、断电；停电时能够启动UPS，能够保持正常工作24小时；
（7）能够实现前端设备故障报警，保持系统的功能的实现。
5.系统布设介绍
在视频监控系统中，所有的设备的布设位置是以相关的标准和规定为依据的，使所有的设备都能够发挥其作用，防止设备尤其是前段设备由于布设不佳造成监控效果不佳或者产生盲区。
5.1前端监控设备布设
前段监控设备的布设要符合视频监控系统的设计要求，要求能够监控和记录柜员和客户的面部特征和体貌特征，同时能够进行声音复核，布设位置不能影响监控效果或产生盲区。
5.2系统原理图

5.3中心控制室布局设计
电视墙
控制台
1.2m

1.21m
0.957m
0.892m

中心控制室简单布设设计图
6. 设备选型
6.1 前端摄像机焦距计算
摄像机的选择，在本设计中固定式彩色摄像机选择靶面为1/3″的索尼SSC-DC88P/SSC-DC83P高性能彩色摄像机摄像机，而各固定式彩色摄像机焦距根据公式3.1可以算出，具体如下：
各摄像机焦距
摄像机编号
监视距离（m）
焦距（mm）
1-1至1-16号
1.31
3.7
1-17
1.39
3.7
1-20
4.0
3.7
1-18
4.1
2.5
1-21
0.61
2.5
2-1至2-5
1.16
3.7
在本设计中的半球式摄像机选用靶面为1/3″的LG的防暴型智能半球球型摄像机LV903，根据公式3.1计算各半球摄像机的焦距最大值，焦距如下：
摄像机编号
最大监控距离（m）
最大焦距（mm）
1-19
5.85
9.6
1-22
3.1
10
1-23
5.6
11.2
1-26
6.5
12.8
1-27
1.6
6.98
2-6
7.5
15
2-7
5.6
11.2
2-8
6.1
14.64
2-9
7.4
14.8
2-10
7.5
15
2-11
4.8
7.2
2-12
1.6
6.98

在本设计中的球形摄像机选用靶面为1/3″的CVT1801SL-XX智能跟踪球形摄像机，根据公式3.1计算各半球摄像机的焦距最大值，焦距如下：
摄像机编号
最大监控距离（m）
最大焦距（mm）
1-24
11.14
22.28
1-25
11.8
23.6
2-14
9.5
19
2-15
9.8
36.5
6.2 设备选择
（1）固定式彩色摄像机选择sony的1/3英寸的SSC-DC88P/DC83P摄像机，具体参数如下： 1/3 英吋IT Exwave HAD CCD，480电视线
强逆光补偿：SPOT/WEIGHT/OFF可切换
最低照度：0.2Lx (F1.2，30IRE，AGC ON)
镜头：2.5mm、3.7mm
信噪比：大于57dB（AGC OFF，Weight ON ）
电源：(SSC-DC83P)交流24伏或直流12伏
远程控制端口：RS-485
可变灰度控制
提供6个预设场景
（1） 半球彩色摄像机选用LG的V903摄像机，产品的参数如下：
清晰度540TV线
    2.9mm-15mm大镜头（F1.4以上）
    3Axis
    最低照度0.00003Lux（黑白）
    60dB宽动态
    Sens-up
    3D-DNR（数码降噪功能）
    Vandal-proof防碎裂
（2） 球形摄像机选用CVT1801SL-XX摄像机，具体参数如下：
OSD中英文菜单，内置国标一二级汉字库（GB2312）;
跟踪速度、灵敏度、区域范围、目标放大倍数、目标丢失后动作等参数可设；
一体化集成设计，机芯运动部分采用全金属结构，结构紧凑，可靠性高；
基于图像识别技术，自动搜寻并跟踪运动目标；
跟踪效果不受环境光线影响；
镜头：4.1——73.8mm
水平360°连续旋转，无监视盲区；
垂直90°范围转动，自动翻转180°后连续监视；
旋转速度根据镜头变倍倍数自动调整；
背光补偿功能，有强光源的环境中可以看到所有的物体；
外壳是采用冲压的铝合金外壳，同时透明罩采用的光学镀膜防暴加硬透明罩，镀膜具有增加透光率和防尘防静电作用；
（3） 选择字符叠加器，选用QL505A型，参数如下：
⊙16路独立视频输入，放大分配4路无衰减输出
   ⊙视频丢失自动检测，无视频LED显示报警功能
   ⊙叠加内容通过软件自由修改，操作简单方便
   ⊙自带GB2312字库，可中英文数字混合显示
   ⊙可显示白字黑边，黑字白边等多种外观的字符
   ⊙自带日历时钟，实时显示断电不影响时钟运行
   ⊙内置大容量EEPROM，确保设定的信息不丢失
   ⊙通过控制软件设定叠加信息(Windows/2000/XP)
   ⊙每通道可单独设定12-16个中英文混合的字符
   ⊙标准模块化设计一卡4路，升级维护灵活方便
（5）选用BOSCH的Divar MR 系列数字录像机 ，参数如下：
它可以对多达 16 个通道进行高质量的数字录像，内部存储容量高达 2 TB。 Divar MR 凭借卓越的视频质量和出色的高级功能而闻名于世。
经济实惠且安全可靠的嵌入式设计
高效 MPEG-4 文件压缩
能以 CIF、2CIF 或 4CIF 清晰度查看和记录视频

(6) 监视器选择BOSCH的LTC 2915/91 15 英寸彩色视频监视器，参数如下：
屏幕尺寸 39 厘米（15 英寸）
提供 700 电视线的清晰度
自动侦测 PAL 和 NTSC 信号
可切换复合视频和 Y/C 信号输入

(7)矩阵控制器选用BOSCH的LTC 8500 系列 Allegiant 矩阵/控制系统，
64 路摄像机输入 x 8 路监视器输出切换能力
8 个独立键盘
模块化结构
强大的报警处理功能

7. 工程点位表
名称
安装位置
型号
数量（台）
单价
总价
固定式定焦彩色摄像机
银行出入口和柜台处
SSC-DC88P/DC83P
25

彩色半球摄像机
公用楼梯间、办公室、走道、电梯
LG的V903
11

彩色感红外半球摄像机
金库
ST-8215SIR
1

球形摄像机
营业厅、大办公区
CVT1801SL-XX
4

麦克风（拾音器）
柜台处
KZ-501A
21

字符叠加器
保安室
QL505A
3

视频分配放大器
保安室
SFQ-1684
3

数字录像机
保安室
Divar MR 系列
3

监视器
保安室
LTC 2915/91
4

矩阵控制器
保安室
LTC 8500
1

8. 结论
根据本项目的设计方案，能够满足银行对于日常工作中的监控要求，可以保证该大厦视频监控系统对于对银行内的重要部位，能够记录工作，办公人员的操作过程，并能够在回放过程中清晰的显体貌特征，便于事后进行核对；实现同步切换，即电源同步或外同步；实现电源控制，摄像机应由控制室引专线统一供电，并由控制室人员操作通、断电；停电时能够启动UPS，能够保持正常工作24小时；能够实现前端设备故障报警，保持系统的功能的实现。
随着科技的发展，视频监控系统中的各个设备能够得到更大的提高，更清晰、更快速、更灵敏、工作时间更长，使得视频监控系统不断完善。

参考文献
[1]王建章．公共安全防范系统[M]，北京：中国电力出版社，2004
[2]黎连业.安全防范工程设计与施工技术,北京:中国电力出版社,2008
[3]《安全防范工程技术规范》
[4]《电气专业规范》
[5]《建筑标准规范大全》
[6]《民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB 50198）》
[7]《工业电视系统工程设计规范》(GBJ 115)