某动物园网络监控系统的设计与应用

路利军

【摘要】现代化的动物园需要对园区进行数字化管理，其中安防监控系统对游客、动物及管理人员极为重要，由于动物园的监控点数达到200多点，传输距离1000多米，功能复杂，采用网络监控系统有效的解决了传输及控制功能。

【关键字】网络摄像头；监控报警系统；报警联动

[Abstract] modernization of the zoo park digital management, which the security monitoring system for tourists, animals and management personnel is extremely important, zoo monitoring points reach more than 200 points, the transmission distance of more than 1,000 meters, complex functions, using the network monitoring system effectivesolve the transmission and control functions.

【Keywords】 camera; monitoring alarm system; alarm linkage

中图分类号：TU29 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

笔者全程参与某动物园的弱点系统设计，其中网络监控系统的设计相对复杂，且功能非常重要。由于动物园内含有39个动物场馆，东西跨度约1.5公里，南北跨度800米，动物园管理方需要对动物园区重要路段、动物笼舍内部以及动物医院等重要场所进行监控，监控点数多达200多点，其中网络快球数量多达40点，如何才能有效的控制监控系统的运行，通过技术比较，在传统模拟监控系统和数字监控系统中，选择了网络数字监控系统。计算机网络是计算机技术与通信技术相结合也是近年来发展最为迅速、应用最为广泛并且最具有影响力的技术之一，本动物园区的监控及其它弱电系统均采用计算机网络系统通讯。

系统构成：中心机房网络系统、网络摄像头、光纤传输系统、末端网络交换机

本园区中心机房位于动物园入口处管理中心一层，是外界网络及园区弱电系统的核心枢纽，中心机房选用两台华为万兆核心交换机作为主交换机，两台交换机互为热备。整个网络主要用于动物园的监控网络，网络上的数据流量主要是来自前端网络摄像机的监控数据图像，针对监控网络的特点，数据是不断在采集并往服务器发送的，而且监控室也要实时监控。因此核心交换机的性能和可靠性是非常重要的。在这里我们选用华三公司的S7506E核心路由交换机。该产品基于H3C自主知识产权的Comware V5操作系统，以IRF2（Intelligent Resilient Framework 2，第二代智能弹性架构）技术为系统基石的虚拟化软件系统，进一步融合MPLS VPN、IPv6、网络安全、无线、无源光网络等多种网络业务，提供不间断转发、不间断升级、优雅重启、环网保护等多种高可靠技术，在提高用户生产效率的同时，保证了网络最大正常运行时间，从而降低了客户的总拥有成本（TCO）。H3C S7500E符合“限制电子设备有害物质标准（RoHS）”，是绿色环保的路由交换机。按照监控点的数量和采集图像的质量，接入交换机选用S3100V2-26TP-EI,这款交换机是千兆光纤上行，百兆连接网络摄像机。为构建高安全、高智能网络需求而专门设计的新一代以太网交换机产品，在满足高性能接入的基础上，提供更全面的安全接入策略和更强的网络管理维护易用性，是理想的安全易用接入层交换机。

二、总监控中心，在总监控中心设置9块46寸超窄边拼接屏组成的电视墙，数字信号通过服务器转发到解码器，由解码器将数字信号转换成模拟信号接入AV矩阵，再由矩阵切换控制连接到电视墙。电视墙可以实现任意画面的浏览、轮巡、拼接等功能。中心配置E-NVS一台(ST-NTMS-CD08)用于前端设备的管理与转发，使用三台存储服务器（ST-NTMS-CF08）用于录像的存储。控制方面使用电脑安装客户端软件实现对整个系统的集中管理控制。每台客户端电脑可以同时显示16路视频，对前端图像可以任意切换调看。如有需求可以增加若干台客户端电脑。配置1台网络键盘，用于电视墙的切换和前端摄像机的图像浏览、控制等。系统采用嵌入式中心服务平台，该平台包含三个功能模块：接入服务模块、转发服务模块和录像服务模块。其中接入服务负责整个域系统里的用户和设备的注册接入及信令控制；转发服务负责处理流媒体的负载分发；录像服务负责对前端视频的中心网络存储及点播服务。对于机房存储设备，可以通过以下计算进行选择：

东营动物园监控项目如果按前端200个点位，在D1画质、2Mbps码流，存储时间15天，每天24小时计算，那么系统所需存储空间为30T。

计算如下：

200路×15天×24小时×3600秒×2Mbps码流÷8÷1024÷1024÷0.9=90T

每块硬盘容量按1T计算,共需90块硬盘。

三 、摄像部分——摄像机是视频安防监控报警系统的最前沿部件，是整个系统的眼睛。网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络总线传送到Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。网络摄像机的基本原理是：图像信号经过镜头输入及声音信号经过麦克风输入后，由图像传感器的声音传感器转化为电信号，A/D转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，再控制器的控制下，由网络服务器按一定的网络协议送上局域网或INTERNET，控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。相对于传统的闭路电视监控系统：无须同轴电缆、无须庞大的视频分配器；软件实现NxN多对多（即多个观察员可同时看多个镜头画面）；安装所需设备少，工程成本大幅降低（整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上安装系统管理软件），大幅减少线材；充分利用网络资源，走宽带网络图象传输非常廉价，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控，利用网络更新软件。这些是传统的闭路电视监控系统无法比拟的。

四、传输部分，因为动物园园面积较大，每个摄像机点位之间距离较远，离监控中心距离也较远所以距离监控中心100M以上的点位全部使用光纤传输。中心机房至末端动物笼舍采用单模光纤。由末端网络交换机至摄像机采用4对5类双绞线。

五、附加功能，由于动物笼舍需要采集声音及现场报警信息，本网络监控摄象机具有音频输入输出功能，并具有采集紧急报警功能接口，此功能大大节省了安防系统造价，并完善报警功能。

总结：随着网络技术的成熟和发展，网络化、数字化成为监控系统的一个必然趋势。动物园监控系统利用智能化的网络平台，构建基于网络的视频监控系统，保安人员可通过计算机随时监控公园内的现场环境。当系统接入Internet后，可以在网络所达的任意地方监控动物园内的情况。传统监控系统的性价比与之是不能相比的。

参考文献：《智能建筑设计标准》GB／T 50314-2006

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198－94