安防视频监控系统设计

步骤

  1. 需求
    可能是比较详细的招标需求,也可能是甲方初期比较简略的口头需求,需要进一步深化,具体化。
  2. 现场勘察
    根据需求,有目的的实际勘察现场。了解尽可能多的有用信息,勘察现场可能是多次的。
  3. 设备选型,确定初步方案
    根据需求及现场勘察,确定初步的设计方案,比如摄像机数量,功能,项目的大概规模,后端存储,网络设计等。
  4. 拟写解决方案
    设计拟写具体解决方案,图纸,清单,报价等,施工方案等。如果是招投标方案,需要根据招标要求,准备其他资料。
  5. 确定方案
    方案中标或者与甲方沟通是否需要细化,深化方案,或者临时改动。
  6. 实施
    项目施工实施,注意工程进度。及时填写各种文件,表格,施工记录等。
  7. 完工,试运行
    项目完工以后,试运行,并做好相关培训及技术交底工作。
  8. 验收
    项目验收。
  9. 维护
    工程质保期内的维保工作,做好维保记录。

需要考虑事项

  1. 摄像机选型

1.1 摄像机种类,外观选择
根据安装场景,位置选择摄像机外观。参考 安防摄像机分类 一文。
根据监控场景大小,需要摄像机的数量及想要实现的功能,预算等选择使用网络摄像机还是模拟摄像机。
根据监控场景的情况,选择合适的镜头焦距。可以参考阅读 安防摄像机里的镜头 一文。
根据光线,日夜监控需求等情况,选择不同补光灯类型的摄像机。参考 安防摄像机红外(补光)技术的发展 一文。
根据监控目的(DORI,检测/观察/识别/识别),选择不同焦距摄像机。参考 从像素密度考虑摄像机选型 一文。
在产品选型中,我们可以借助一些厂商提供的工具,比如海康,大华,宇视,安讯士等都有提供相应的产品选型工具。方便我们选择合适的产品型号,镜头,配件等。同时也有一些第三方的通用选型工具,比如CCTVCAD,JVSG等。关于这些工具的详细介绍可以参考阅读 一些有用的安防视频监控工具,软件 一文。

1.2 分辨率,编码方式选择
摄像机的分辨率大小影响摄像机最后所呈现的效果,图像长宽比,比如走廊模式等。一般情况下,分辨率越高越好,当然分辨率越高的摄像机,其星光,低照效果会比低分辨率的摄像机差。所以我们需要根据监控的目的,选择合适分辨率的摄像机。根据监控的目的分为验证(Identification),识别(Recognition),观察(Observation),侦测(Detection),监视(Monitoring)等不同等级,简单的说就是DORI标准(上面有提到,这里不赘述),结合摄像机镜头视角,选择合适的摄像机。

摄像机的编码方式,决定了摄像机的码流大小,从而会影响网络传输带宽以及最后的存储空间大小。传输带宽会决定我们如何设计网络传输,如何选择交换机。现在安防领域最先进的是H.265编码方式,是H.264编码方式的升级版,比后者能节省一半的传输带宽和存储空间。我们常见的H.265+等是H.265的变种,其优势与H.265类似。新的H.266编码方式也许很快也会进入安防领域。

关于安防视频监控中交换机的选用可以参考阅读 安防视频监控中的交换机选用 一文。关于安防中录像存储方式的选用,硬盘空间大小的计算,可以参考阅读 安防中的录像存储安防视频监控录像文件大小计算 以及 硬盘 等章节。

1.3 图像质量
摄像机的图像视频质量,受到很多因素的影响,比如具体方案(包括sensorSOC等),不同厂家的图像优化技术积累,镜头的景深,光圈,安装环境的光线情况等。

更多细节可以参考阅读 景深视频监控摄像机测评方法和标准安防摄像机里的视频采集参数安防摄像机里的镜头摄像机的宽动态功能Starvis星光全彩摄像机技术i-CS镜头P-iris:精确的镜头光圈控制技术 等章节。

1.4 网络功能
网络摄像机的网络功能是我们在摄像机选型是特别要注意的。
一般的,网络摄像机可以选用POE供电,不需要额外布设电源线路。

如果需要手机或者通过外网访问摄像机,需要摄像机支持P2P云访问功能,不同厂家供应商的P2P云访问功能的稳定性,可靠性,功能可能不尽相同,需要特别在意这一功能,一般选择大品牌的,P2P远程访问技术在安防视频监控中的应用 这篇文章中有介绍常见的P2P云访问平台,可靠参考。如果P2P远程访问难于满足需求,可以考虑回归到传统的动态域名解析访问方式。

如果需要与第三方NVR,后端管理平台等对接,还需要考虑摄像机是否支持ONVIF,提供SDK进行二次开发。除了ONVIF,国内目前使用比较多的产品对接协议是GB/T28181,二次开发的对接协议一般有CGI,ISAPI等。

特别的,在不合适进行有线网络传输时候,考虑使用Wi-Fi或者4G,甚至5G进行传输。

最后,在使用网络功能时,尽量使用安全的网络传输协议,不需要的网络功能不要开启,修改默认的密码和端口,注意网络安全和隐私保护。

1.5 其他功能
除了基本的视频功能外,网络摄像机还支持扩展很多其他功能,有时需要使用和评估这些功能。比如音频功能,报警I/O功能,智能分析等。网络摄像机支持的一些扩展功能和接口可以在摄像机外部接口 一文中找到详细的说明,这里不赘述。

摄像机的智能分析功能是一个重要部分,可以参考章节说明。

  1. 摄像机安装

摄像机安装环节也很重要,我们可以根据不同的现场环境,选用合适的安装方式,以达到最好的监控图像呈现效果。常见的安装方式和注意事项可以参考 安防视频监控摄像机支架,护罩及安装方式 一文。

另一方面,我们需要注意摄像机外壳能满足现场环境的严苛要求,比如防水,防尘,防爆,防盐酸和腐蚀等。可以参考阅读 外壳防护等级安防中的防爆、防腐蚀摄像机 两篇文章。

摄像机的安装位置会影响最后图像的展现效果,一般应避免将摄像机安装在阳光或者光线直射的角度,如确实有必要,注意选用特殊功能的摄像机,比如宽动态摄像机。光线较暗的场景下,考虑使用星光效果好的摄像机,或者有补光灯的摄像机。

摄像机安装好以后,我们还需要根据现场实际情况,调试摄像机参数,以达到最好的效果。比如安装于走廊的摄像机可以开启摄像机的走廊模式,其他还可以调整的参数可以阅读 安防摄像机里的视频采集参数 一文。

  1. 带宽及存储,网络规划设计

设计视频监控系统时,网络带宽及存储是需要重点考虑的事项。
具体来说,影响网络带宽和存储的因素主要有:

  • 摄像机数量
  • 摄像机的码流(比特率,分辨率,编码方式)
  • 录像存储时间要求
  • 录像存储的方式,架构
  • 录像存储的类型

带宽要求
摄像机数量较少时,比如少于10个摄像机,无需考虑网络带宽限制。H.265编码的摄像机单个码流一般不会超过5M,10个摄像机不到50M,普通百兆的传输网络足于满足监控带宽的需求。

摄像机数量较多时,网络传输的带宽需求就会急剧上升。此时需要设计规划好传输网络,选用合适的交换机。

摄像机接入使用百兆网络及端口,汇聚点上联端口使用千兆,保证交换机各个端口支持线性转发。核心层交换机的缓存,管理功能等是我们需要重点考虑的。详细的可以阅读 安防视频监控中的交换机选用 一文。

存储设计
安防视频监控主要的存储方式有前端TF卡存储,云存储,集中存储,分布式存储等。影响存储稳定性的因素主要有传输网络的稳定性,TF卡、硬盘及存储设备等。安防中的录像存储 一文中有详细的说明。

拟写解决方案

具体如何拟写解决方案,可以阅读 如何拟写安防视频监控项目解决方案 一文。
设计规划安防视频监控系统时,可以借助一些有用的项目规划工具,获得事半功倍的效果。

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谈笑有鸿儒,
往来无白丁。

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