模擬電子——校園閉路監(jiān)控方案計劃探討

隨著教育改革的深入，國家對學校的現(xiàn)代化建設提出了更高的要求。其中，應用計算機電視教學監(jiān)控系統(tǒng)以提高教學質量和管理水平是實現(xiàn)學校教育現(xiàn)代化的有效手段之一。

一、校園監(jiān)控項目背景：

(1) 通過對主要教學場所的閉路電視監(jiān)控與觀察，可增加教學評估的直觀性和客觀性，在綜合教務管理方面可發(fā)揮重要作用，已被證明是提高學校教學質量和教學效率的有效途徑；

(2) 學校的現(xiàn)代化建設，必須兼顧其教學信息交流功能，利用教學電視監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)校內閉路電視教學或通過Internet網(wǎng)實現(xiàn)校際教學交流；

(3) 根據(jù)中共中央、國務院加強機關、學校等單位內部安全保衛(wèi)和技術防范措施，在教學樓內使用電視監(jiān)控系統(tǒng)能保證對公共場所的連續(xù)監(jiān)視，確保校內的人身財產安全，加強校園治安管理；

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是一種先進的、監(jiān)視能力極強的綜合系統(tǒng)，它可以通過遙控攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺等）直接觀看被監(jiān)視場所的一切情況，可以把被監(jiān)視場所的情況一目了然。是人們在現(xiàn)代化教育管理中一種極為有效的觀察工具。

當今的監(jiān)控系統(tǒng)將朝一體化、計算機化、多媒體化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，以達到綜合多功能、智能、自動及遠程傳輸?shù)哪繕?。?shù)字化技術的廣泛應用是監(jiān)控領域的一次質的飛躍，它融合了當今世界上最高、最新的科技技術，是今后監(jiān)控領域的發(fā)展方向。數(shù)字多媒體監(jiān)控系統(tǒng)完全以計算機為核心，運用最新的數(shù)字視頻技術、現(xiàn)場總線技術、網(wǎng)絡通訊技術建立一套軟硬件相互結合、嶄新、完整的多媒體監(jiān)控體系。到目前為止，數(shù)字技術應用到監(jiān)控領域最為成功的產品是硬盤錄像機和遠程監(jiān)控系統(tǒng)等設備。最近更是出現(xiàn)了智能網(wǎng)絡攝像機，可利用各種標準網(wǎng)絡傳輸實時彩色圖像，如以太網(wǎng)、局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)，公共電話線交換網(wǎng)（PSTN），綜合數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)以及蜂窩式電話網(wǎng)，其體積雖小，卻融合了標準PC機的結構，由此實現(xiàn)了在各種網(wǎng)上傳輸實時彩色圖像所必需的圖像捕獲、壓縮及傳輸能力。

我們結合當今市場的綜合情況和現(xiàn)有技術的開發(fā)和處理能力，生產了新一代的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是有豐富經驗的高級技術和科研人員根據(jù)安全管理需要專門設計開發(fā)的集數(shù)字錄像、網(wǎng)絡監(jiān)控、遠程數(shù)字圖像傳輸?shù)扔谝惑w的先進的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。

二、電視監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機完成了對所監(jiān)視現(xiàn)場的景物進行實時拍攝的任務，并借助于監(jiān)視器將所拍的圖像實時顯示出來，因而，工作人員在監(jiān)控室內通過監(jiān)視器屏幕上顯示的畫面即完成了對所轄區(qū)域現(xiàn)場情況的監(jiān)視。在實際應用中，為保存重要的歷史數(shù)據(jù)或是在無人值守的場合，有時還需對監(jiān)視現(xiàn)場的部分或全部畫面進行實時錄像，以便為以后教學提供素材，這就需要用到錄像機。

三、數(shù)字遠程監(jiān)控圖像傳輸系統(tǒng)

在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻信號的傳輸，主要指的是從前端攝像機至監(jiān)控中心之間的傳輸，視頻信號在傳輸系統(tǒng)中的流向是由前端攝像機指向控制中心，而不是像有線電視網(wǎng)那樣通過有線電視臺流向各用戶的電視機終端。從這個角度來說，電視監(jiān)控系統(tǒng)的流程和有線電視網(wǎng)的流程正好相反，因此，這也就導致了電視監(jiān)控系統(tǒng)在信號傳輸上有許多的特殊性而與有線電視網(wǎng)不同或不能完全相似。

在局域性的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，由前端攝像機到中心控制室的距離通常在1km以內，因而從前端攝像機到中心端視頻設備（如視頻主機、畫面處理器、監(jiān)視器或錄像機等）的連接大都是由視頻電纜直接連接的。

在實際應用中，比如實現(xiàn)遠程教學，有時從前端攝像機到中心控制室的距離可能遠遠超過1km，如果此時仍采用視頻電纜來傳輸圖像信號，則在中心端的監(jiān)視屏幕上就不能收到令人滿意的圖像，甚至是什么也收不到，而如果在某些距離特別遠，或是不宜布線的特殊區(qū)域，則根本不能通過視頻電纜來實現(xiàn)圖像的傳輸。在這個時候，就必須采用其它的傳輸方式（如局域網(wǎng)、電話線傳輸、微波傳輸、光纖傳輸?shù)鹊龋?。多個場景的圖像能傳輸?shù)蕉鄠€目的主機上。

電視監(jiān)控系統(tǒng)方案設計條例

一、系統(tǒng)設計原則

本系統(tǒng)設計采用當今最先進的技術和我公司多年來從事監(jiān)控行業(yè)同類工程的豐富經驗，系統(tǒng)既反應當今監(jiān)控系統(tǒng)的水平，又具有發(fā)展?jié)摿?。充分保證了整個系統(tǒng)的質量、安全和現(xiàn)行施工及日后維護的方便，系統(tǒng)設計具有針對性且經濟合理。

1．兼容性：所采用的設備均能與日后增加的設備進行兼容。

2．標準化：所選用的器材及設備均符合監(jiān)控行業(yè)專業(yè)產品制造及設計標準。

3．實用性：所提供的器材及設備均能滿足保安監(jiān)控系統(tǒng)的實際需要。

4．靈活性：所提供的系統(tǒng)設計方案具有足夠的靈活性。

5．擴展性：所設計的系統(tǒng)能很方便的增加一些新的前端設備，擴充功能強大，多數(shù)擴充設備可即插即用。為日后的系統(tǒng)的擴容和功能的擴展提供充分的保障。

二、系統(tǒng)設計依據(jù)

中華人民共和國國家標準：《GB50198-94民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》。
中華人民共和國安全行業(yè)標準：《GA/T75-94安全防范工程技術規(guī)范》《民用建筑電氣設計規(guī)范》，根據(jù)現(xiàn)場實際安全防范的要求。

電視監(jiān)控系統(tǒng)必須根據(jù)具體的實際情況配置和選擇合理的設備，以便達到系統(tǒng)的工作穩(wěn)定可靠，設備檔次較高，擴展功能強，且又能滿足系統(tǒng)的實際要求。在此基礎上，攝像機攝取的圖像和錄相回放的質量要達到較高水平，力求在最低的價格取得最好的監(jiān)控效果。

根據(jù)學院的具體情況和實際需要，結合當前電視監(jiān)控系統(tǒng)的行情和發(fā)展方向，本著更多、更好、更精的思想，我們設計人員特準備了實施方案，用戶可根據(jù)具體的實際情況加以選擇。

三、系統(tǒng)設計思想

設計方案采用傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控方式進行配置，力求在最低的價格達到最好的監(jiān)控效果；在此基礎上加上了畫面處理、錄像、校長分控，并同閉路電視網(wǎng)進行聯(lián)接；加上了遠程監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)的功能，在達到較好的監(jiān)控效果的同時提高了整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能和檔次。

四、系統(tǒng)設備設計

系統(tǒng)由前端設備、傳輸設備及終端設備及遠程監(jiān)控四個部分組成。

前端：包括彩色攝像機、鏡頭、解碼器等。
傳輸設備：包括各種線材及放大和轉接設備。
終端設備：包括彩色監(jiān)視器、切換矩陣、控制軟件、長延時錄相機等。
遠程監(jiān)控設備：包括就地主機、傳輸系統(tǒng)（LAN）、控制中心（多媒體計算機、打印機及遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件）
五、系統(tǒng)方案設計

系統(tǒng)由前端、傳輸、控制和顯示、INTERNET網(wǎng)五個主要部分組成，并對圖像信號具有分配、切換、記錄和重放和校園網(wǎng)連接功能。

1、系統(tǒng)前端設計

系統(tǒng)共設置45個圖像監(jiān)控點：根據(jù)學校要求一 樓：設置x臺彩色一體化攝像機、拾音器、并能控制方位和鏡頭；二樓：設置x臺彩色一體化攝像機、拾音器、并能控制方位和鏡頭；等等。

2、控制系統(tǒng)設計

主控室設置12臺21寸彩色收監(jiān)兩用機用于主畫面監(jiān)控， 1臺主控計算機、1臺矩陣控制主機及2個監(jiān)控適配器、1套主控軟件。系統(tǒng)的控制由矩陣切換控制主機、控制軟件、解碼器組成：

(1) 控制系統(tǒng)選用多媒體電腦監(jiān)控主機一套，P4-1.5G/40G/17，配置相應多媒體監(jiān)控軟件，作為系統(tǒng)的管理中心，可方便地上網(wǎng)，具有較高的開放性和可靠性；
(2) 采用微處理器矩陣切換控制單元對視頻和音頻信號進行切換，并具備能遙控轉動攝像機鏡頭的焦距、聚焦、光圈及控制云臺的轉動功能。
具有多路攝像機的矩陣控制功能
由微處理器控制的采用大規(guī)模音視頻切換專用芯片作為視頻切換矩陣電路的多路多通道中型切換設備；
具有模塊化的插板結構，有視頻輸入、視頻輸出、報警輸入等多種模塊的插板，用戶可自由地選擇各種插板組合成系統(tǒng)所需量和功能的切換設備，配置簡練，減少了主機的外配套連接設備，便于今后維修；
設置控制操作，通過鍵盤鼠標，用戶可以進行編程，所編程的圖像信號顯示方式，既可以固定顯示，又可以時序方式顯示，既可順時序方式又可逆時序方式，并且參與時序顯示的攝像機臺數(shù)和時間間隔均可進行任意預置。通過鍵盤還可實現(xiàn)如下功能：攝像機電源開、關；云臺左、右、上、下轉動；鏡頭變焦、聚焦、遠、近等；
(3) 配置媒體播放機調制解調器和混合器等電視設備，實現(xiàn)與閉路電視教學的聯(lián)網(wǎng)；
(4) 滿足多點管理需要，校長室設一個分控點，分控電腦選用P4微機，加設圖像采集卡、及控制軟件，分控人員可在自己的電腦上通過計算機網(wǎng)絡進行控制和監(jiān)視；
3、傳輸部分的設計

系統(tǒng)視頻信號傳輸采用同軸電纜。
系統(tǒng)控制信號傳輸采用雙芯屏蔽信號線。
網(wǎng)絡信號采用超5類雙絞線。
系統(tǒng)采用基于TCP/IP協(xié)議的LAN/WAN形式構建系統(tǒng)網(wǎng)絡結構。視頻/ 音頻傳輸采用圖像壓縮傳輸方式。遠程圖像傳輸方式是多樣的:包括PSTN電話方式、DDN方式、E1方式和基于ATM的網(wǎng)絡方式。這一特點使用戶可以根據(jù)自己對遠程圖像的不同要求和預算，選擇最佳方案。
4、顯示與記錄部分設計

根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模，另外設計一個電視監(jiān)視墻屏， 12臺21寸的電視機組成，對攝像機實行分組監(jiān)視，在操作控制臺上采用多媒體計算機監(jiān)控，計算機顯示器作為主監(jiān)視器。這樣全校45個監(jiān)控點的畫面都可以在監(jiān)視墻上顯示。

5、網(wǎng)絡功能

監(jiān)控信號通過視頻采集卡和網(wǎng)絡計算機和INTERNET連網(wǎng)。