沈文龍

（江蘇德威系統(tǒng)集成有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引言

當(dāng)前時(shí)代背景下，我國社會發(fā)展迅速，對人才需求逐年增大，而在其學(xué)習(xí)生涯中，有著較多的因素可能會對學(xué)生的學(xué)產(chǎn)生消極影響，尤其是隨著當(dāng)前信息化技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境愈加復(fù)雜，為了給學(xué)生提供一個(gè)健康的學(xué)習(xí)環(huán)境，以及創(chuàng)建健康的校園，應(yīng)該采用更智能化、更易管理的監(jiān)控系統(tǒng)。該項(xiàng)設(shè)計(jì)主要根據(jù)用戶提出的使用要求，并且還結(jié)合某一城市的平安城市電子監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對該城市小學(xué)校園內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和升級。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，為了讓成本質(zhì)量更高，遵循了實(shí)用性、易用性、先進(jìn)性以及成熟性等幾種標(biāo)準(zhǔn)，讓成品的質(zhì)量和實(shí)用性更高，在投入到使用時(shí)，能對學(xué)校進(jìn)行更好的管理，為學(xué)校提供一種全新的、更加直觀的管理手段。

1 前端設(shè)備

現(xiàn)代社會已經(jīng)全面進(jìn)入信息化的時(shí)代，智能化監(jiān)控設(shè)備的出現(xiàn)為我國的社會安全帶來極大的保障，監(jiān)控設(shè)備經(jīng)過改革已經(jīng)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)、高清、高度集成的時(shí)代，那么前端設(shè)備的組成僅僅只需要攝像機(jī)、攝像機(jī)的電源、光纖收發(fā)器、空開、防雷器以及電源的插座。

前端設(shè)備的功能是主要負(fù)責(zé)對現(xiàn)場音頻的采集，其組成包括高清攝像機(jī)、紅外高速智能球機(jī)、紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和改造校園內(nèi)部時(shí)使用的視頻服務(wù)器等。將輸出開關(guān)信號對能監(jiān)控到的范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，目的是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的同時(shí)又能達(dá)到對現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控[1]。攝像單元的質(zhì)量一定要好，不然會對整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)造成影響，使監(jiān)控范圍的安全不能得到保證。

除此之外，對前端設(shè)備供電系統(tǒng)的實(shí)際情況主要采用了三個(gè)方式：

（1）對于學(xué)校外設(shè)立的攝像頭，由學(xué)校的獨(dú)立供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。

（2）學(xué)校內(nèi)監(jiān)控視頻點(diǎn)在原有的基礎(chǔ)上，在增加一個(gè)編碼系統(tǒng)放在監(jiān)控系統(tǒng)的后端，而編碼系統(tǒng)是由學(xué)校原有的機(jī)房進(jìn)行供電的。

（3）對于新建立的學(xué)校，監(jiān)控系統(tǒng)可以采用就近取點(diǎn)的方式，在原有的基礎(chǔ)上可采用獨(dú)立的供電回路，讓其運(yùn)行的可靠性得到保證。

那么在選擇攝像機(jī)產(chǎn)品的使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通常可以選擇24/12V 直流電源的形式，確保攝像系統(tǒng)在進(jìn)行使用時(shí)，監(jiān)控出的圖像能夠?qū)崟r(shí)一致。

2 信號的傳輸

監(jiān)控系統(tǒng)中視頻傳輸系統(tǒng)的組成主要包括控制信號線纜、視頻同軸電纜這兩部分，其作用就是能夠?qū)⒁曨l監(jiān)控系統(tǒng)的前端以及后端的設(shè)備進(jìn)行一個(gè)可靠的連接傳輸，所傳輸?shù)男盘柧褪蔷褪潜O(jiān)控出的音視頻的信號和控制的信號。監(jiān)控系統(tǒng)平常所用的傳輸線纜主要有同軸電纜、雙絞線以及光纖這三個(gè)部分，并且對視頻傳輸最基本的方式就是視頻基帶傳輸、寬頻共攬的傳輸、網(wǎng)絡(luò)上面的傳輸以及無線傳輸?shù)取?/p>

該區(qū)教育局在對校園監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)的建立，主要是根據(jù)區(qū)教育網(wǎng)和平安城市原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，為的是確保監(jiān)控系統(tǒng)在對校園進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)能保證校園內(nèi)的安全，還要確保監(jiān)控時(shí)的圖像清晰穩(wěn)定、視頻數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)阻塞、延遲的現(xiàn)象。對視頻監(jiān)控專網(wǎng)的建立一定要充分考慮到該區(qū)的優(yōu)勢，并結(jié)合區(qū)教育網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的資源，從而節(jié)省對系統(tǒng)的投資。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵就是傳輸路線的質(zhì)量是否良好，因此使用全數(shù)字化的IP 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是為了更好地對校園進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，線路傳輸是全數(shù)字化IP 的關(guān)鍵，是其產(chǎn)生出的圖像信號，在選擇視頻數(shù)據(jù)的傳輸?shù)慕橘|(zhì)和互聯(lián)設(shè)備時(shí)，因此會采用TCP/IP的協(xié)議，在選擇視頻數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)以及線路時(shí)，應(yīng)該選擇性能強(qiáng)的產(chǎn)品，通常會選用性能優(yōu)越的五類雙絞線和高性能的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，為的是能保證視頻、圖像、信號在傳輸時(shí)不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。最后教育局根據(jù)該項(xiàng)目的整體規(guī)劃以及系統(tǒng)的要求，將視頻數(shù)據(jù)與區(qū)平安系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)融合在一起，對平安城市實(shí)施了監(jiān)控和錄像等操作。此外，另一路的信號又對區(qū)教育局校園實(shí)施了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為校園提供監(jiān)控范圍更廣的系統(tǒng)。最終可以將校園原有的監(jiān)控系統(tǒng)、需要完善的系統(tǒng)以及新建學(xué)校待建的監(jiān)控部分三者結(jié)合，可以達(dá)到設(shè)計(jì)者想要的效果。

2.1 校外高清攝像機(jī)組

該系統(tǒng)已經(jīng)將已經(jīng)建設(shè)完成的平安城市這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)與全數(shù)字化IP 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)兩者進(jìn)行結(jié)合，在學(xué)校周邊和校園內(nèi)已經(jīng)設(shè)置了監(jiān)控范圍更廣的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，監(jiān)控到的視頻信號會傳輸?shù)揭呀ㄔO(shè)的平安城市監(jiān)控平臺上面，一路信號會根據(jù)學(xué)校里的去教育網(wǎng)傳輸給教育局，并根據(jù)已經(jīng)采用的TCP/IP 協(xié)議在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.2 校內(nèi)升級改造組網(wǎng)

據(jù)監(jiān)測得出，校內(nèi)原有的模擬攝像機(jī)一共有246 臺，這些模擬攝像機(jī)需要用到246 臺編碼器，然后將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用視頻線連接到模擬攝像機(jī)的BNG 接口和視頻編碼器的BNG 接口，使用超過五種類型的網(wǎng)線將視頻編碼器連接到學(xué)校里面。

但是目前學(xué)校內(nèi)又增加對網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的連接，直接通過了RJ45 的接口，使用超過五種類型的網(wǎng)線接入學(xué)校的交換機(jī)。利用到了已有的教育城域的網(wǎng)光纖將學(xué)校的交換機(jī)連接到了匯聚交換機(jī)。匯聚交換機(jī)與核心交換機(jī)之間到目前為止只有一條光纖，如果要想保證視頻質(zhì)量的減少不會對原有的教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)生影響，那么這就需要在增加一條光纖，一共設(shè)有五個(gè)匯聚點(diǎn)就需要增加五條光纖。與此同時(shí)，在核心交換機(jī)上還可以增加一塊業(yè)務(wù)板和專門處理視頻信號的光纖。

2.3 新校區(qū)的組網(wǎng)

區(qū)教育局最近新建了五所學(xué)校，在區(qū)教育局的監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)中，這五所學(xué)校的視頻監(jiān)控系統(tǒng)同樣也會采用全數(shù)字化的方式進(jìn)行建設(shè)，并且還將區(qū)教育局的教育城域網(wǎng)融入里面，目的是能夠形成一套完整的、相對獨(dú)立的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

3 視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

該系統(tǒng)采用的是基于網(wǎng)絡(luò)的客戶或者是服務(wù)構(gòu)架的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，那么該系統(tǒng)的作用就是可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字影像監(jiān)控以及報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動等功能。

將該系統(tǒng)可以建設(shè)成一個(gè)視頻監(jiān)控中心和36 個(gè)分控中心，可將區(qū)教育局局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)分配到分控中心，讓其使用，根據(jù)視頻信號分布的情況進(jìn)行分析，科學(xué)合理地制定一個(gè)節(jié)省資源的線路帶寬和匯聚點(diǎn)，這條路線才用到了新建的方式進(jìn)行鋪設(shè)，要想建立出完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，那么就需要從匯聚點(diǎn)到視頻的監(jiān)控中心線路主干線路租用電信鋪設(shè)的光纖鏈路。

4 IP 地址的規(guī)劃

在所有的監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)故障的問題，那么導(dǎo)致問題出現(xiàn)的最主要原因就是IP 地址設(shè)置不得當(dāng)，比如說IP 沖突，在或者就是有幾路的監(jiān)控圖像顯示不出來等情況，這些情況的發(fā)生都是跟IP 有著一定的聯(lián)系。由此可見，將IP 地址合理地進(jìn)行分配是非常重要的。那么為什么要合理分配IP 地址呢？因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)如果類型不一樣那么IP 地址設(shè)置的就會不一樣。舉個(gè)簡單的例子來說，對于那些小型的監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，IP 的地址在設(shè)置起來就不會那么復(fù)雜，因此大部分的人在此過程中都不會出錯(cuò)。相反，如果是那些大型的監(jiān)控項(xiàng)目系統(tǒng)，那么IP 地址在設(shè)置時(shí)就會非常復(fù)雜，如果不仔細(xì)的話就會出現(xiàn)大量的錯(cuò)誤。

在網(wǎng)絡(luò)中，每臺設(shè)備都會有屬于自己的IP 地址，而IP 地址就是為了識別自己在網(wǎng)絡(luò)中的位置，因此網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行組建之前都要為網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備分配屬于自己的IP 地址，主要包括服務(wù)器、操作計(jì)算機(jī)等各項(xiàng)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口地址是由環(huán)回地址、物理接口地址以及邏輯接口等組成的，都是采用固定的地址。那么使用固定地址的還有服務(wù)器、管理設(shè)備以及重要用戶的工作站。

將IP 地址進(jìn)行分配時(shí)，要考慮是否與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵哟蜗噙m應(yīng)，采用CIDR 和可變長網(wǎng)掩碼科技，既可以有效地利用的地址的空間，又能體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性以及靈活性。在滿足路由協(xié)議要求的同時(shí)，方便網(wǎng)絡(luò)中的路由匯總和聚類，能縮短路由器中的路由表的長度，還可以減少對路由器內(nèi)存的消耗，從而來提高路由算法的效率，讓路由變化的收斂速度加快，但是需要特別注意的是，要考慮網(wǎng)絡(luò)地址在管理上面是否方便。

5 視頻控制顯示

接收從前端IP 攝像機(jī)傳輸過來的圖像數(shù)字信號進(jìn)行控制和儲存是全數(shù)字化IP 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)圖像控制顯示的主要任務(wù)，將其可以分成兩部分：

（1）對圖像信號的控制，其主要是由服務(wù)器來完成的，在對其安裝控制平臺的軟件后，讓它對前端的設(shè)備來進(jìn)行控制。

（2）對圖像信號的儲存，為了確保數(shù)據(jù)能夠安全的儲存，在傳輸過程中要想保證對圖像信號的儲存24h 不間斷，可以在監(jiān)控中心設(shè)置錄像存儲系統(tǒng)，方便事后的調(diào)查和追蹤。

6 結(jié)語

本文中，筆者對此監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析后得出結(jié)論，信號流采運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行傳輸，對系統(tǒng)進(jìn)行全面的升級完善，讓系統(tǒng)能夠達(dá)到初始設(shè)計(jì)的要求。像一些平安校園、平安城市等也可以將該項(xiàng)目作為參考的材料[2]。此系統(tǒng)在運(yùn)行過程中非常穩(wěn)定，圖像也很清晰特別是在管理這一方面，將這一系統(tǒng)運(yùn)用到校園的管理中，不僅能夠給學(xué)生和老師提供一個(gè)強(qiáng)有力的保障，還為創(chuàng)建健康的校園發(fā)揮了重要的作用?？傊?，相信通過該技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用能夠大放異彩，進(jìn)而對提高教學(xué)質(zhì)量提供重要幫助。