智能家庭安全监控系统的设计方案

智能家庭安全监控系统的设计方案

第一章 绪 论

1.1 引言

视频监控系统是安全防技术体系中一个重要的组成部分。目前这种系统的应用在我国发展极快，市场竞争激烈。在本次设计中，视频监控系统主要以下几部分组成：图像信息的采集和预览；对采集画面的简单控制以及存储和回放功能。随着计算机技术的高速发展，整个系统的向着数字化，网络化，集成化的方向发展。本文主要论述一般视频监控系统的工作原理和设计方法，以及简单介绍这种技术的发展趋势。

1.2 视频监控系统的发展历程

视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。

近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也得到飞速发展。由于视频控制系统应用领域广泛，而且发展迅速，目前在国外市场上，推出了数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。

第二章视频监控系统总体设计和分析

2.1 视频监控系统概论

随着数字信息时代的到来，数字化高新技术产品日益增加和完善。各行业为了提高和完善生产、管理水平和增加竞争性，都争先采用完善的高新技术产品，视频监控系统就是信息时代的产物之一。视频监控系统是管理人员高质量管理的理想工具；也是公共安全、防盗防必不可少的强有力的得力助手。利用它可以大大减少不必要的人力，实时监视可视区域，做到控制现场实际工作现状，实时快速的反映所发生的一切事物，便于管理者及时应付处理突发事件等。

为了适应信息化的需要，按照视频监控系统的技术规，并结合现代化需求的特点，本文采取先进合理的设计思想和较为完善的设备对视频监控系统进行了设计与实现，力争做到电子监控系统的可靠性和先进性完美结合。

方案设计时充分考虑当前各项需求应用，又面向未来快速增长的发展需求，在系统整体功能设施配备时依据功能齐全、实用、使用方便、质量可靠、技术先进具有扩容能力；认真分析各系统产品的价格、功能、稳定性和可靠性，依据可靠性高、性价比高的原则，采用主流产品；按系统整体安全性高、性能稳定、可维护性故障少、系统操作简单的原则进行系统集成。总之要体现先进实用、操作方便、自动化程度高、安全可靠的总体设计思想。

2.2 设计原则

在视频监控系统时，主要遵循体现以下几个特性：

（１）先进性

严格按照国家有关规定，结合具体情况，用最佳设计方案，采用先进成熟的技术设备和材料，既满足当前的需求，又兼顾未来高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期保持先进性和良好的扩展性，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。

（２）规性

视频监控工程，是一个先进复杂的综合性系统工程，从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程,都应严格按照国家有关的标准和规，作好系统的标准化设计和管理工作。最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供使用方存档。

执行的主要规容包括中华人民国国家标准、中华人民国公共安全行业标准：

（３）实用性和可扩充性

在设计本监控系统方案的同时，应充分考虑到目前需要和将来长远利益。首先满足其基本功能需要，达到经济实用的要求，又应充分考虑今后的发展需要，具有可扩充性，充分保护现有的投资，而且具有较高的性价比。系统的建设要严格按照国家、地方和行业的有关标准与规。在没有标准与规的情况下，要参照国家、地方和行业的相关标准与规，制订相应的标准与规。系统的分析、设计、实现和测试要严格按照软件工程标准和规，并尽可能采用开放技术和国际主流产品，以确保系统符合国际上各种开放标准。

（４）可靠性 视频监控系统的建设，直接影响着使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中采用最优化的方案。并从线路敷设、设备安装、系统调试服务等方面，充分满足可靠性的要求。

（5）应用的广泛性

为了提供使用者(在过程监视中，一般指管理人员及各级领导者)的监视区域(生产区域)以外场所的远程监视的需要，只需在现有的机器上安装应用软件或直接使用标准浏览器（不需任何安装），即可实现此需求。

2.3 系统功能构成

本套视频监控系统由视频监控、录制和视频回放两大功能模块构成。为防止其它非管理人员随意的进入、退出系统，随意的对一些摄像头参数进行修改，设计时在这两个模块中加入了一个权限加密模块。

其中视频监控录制模块不但可以用来实现摄像头的图像预览，以及视频的存储等功能，而且视频监控录制模块中还可以对预览图像的大小、摄像头所采集到的视频信息的存储大小，摄像头的亮度、曝光度和颜色等进行设置。而且在视频监控录制模块为了不让其他人员随意的更改这些设置和随意的退出本套系统还应在本模块中加入权限设置密码。而在回放系统中为了不让其他非管理人员随意对历史的视频信息进行浏览，因此，在进入回放系统之前应设置一权限密码，若密码不正确者不能进入到回放系统中。

本套视频监控系统的特点主要有以下的两个方面：

（1）监控功能 ①具备时时监控同时预览功能；

②用户管理，系统安全保存；

③视频信号的传输；

④对视频信号进行高密度的压缩处理和记录处理；

⑤按钮式管理界面，使用方便；

⑥能实现对历史纪录的查找和回放；

⑦Windows XP，win7，8操作系统，系统更加稳定可靠。

（2）存储功能:

①可以支持硬盘；

②硬盘文件系统同DOS兼容，可以在PC平台上操作；

③硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录；

④管理主机可以通过pc随时提取硬盘录像机上记录的文件；

2.4 视频监控系统容结构

视频信号处理部分应包括以下主要容：在监控点设置视频信号采集用的摄像头；将摄像头摄取的视频信号通过视频电缆联入从事监控活动工作的控制室；在各个控制室利用视频分频设备及信号放大设备将视频信号分频放大处理后，一组信号用于现场的视频监控使用，另外的信号向其它控制室或调度室的信号提供；现场监控用的信号通过画面分割器或矩阵控制器与工业用电视监视器相连，完成现场的视频信息的监控目的。在调度室利用视频设备将视频信号处理后，一组信号用于调度室的综合视频监控使用，另一组信号提供给数字信号处理部分进行处理。

图2.1 系统结构示例图

视频监控系统是由监控点和监控中心等组成的，它的具体的工作流程如图2.1所示。正如下图所示的流程，当监控点的摄像头采集到的视频信息通过电缆线传到监控室，监控室的工作人员可以通过监视屏上的预览图像来了解现场所发生的一切情况，与此同时监控室的控制人员还可以对摄像头所采集到的视频信息进行录制存储，监控室的工作人员还可以控制监控点的每一个摄像头。并对其进行各种操作，如摄像头的转向、摄像头的取景围等。管理人员还可以对摄像头的参数如亮度、曝光度和颜色等进行一系列的设置。一旦有突发事件发生监控室的工作人员还可以对现场进行实时监控，通过监视器所了解到的情况来指导现场的工作。与此同时还可以通过局域网或互联网对外界发出警告或报警。如果视频监控系统安装视频服务器之后，还可以为管理人员提供远程监视权限。而管理人员则可以不受地域限制，只要使用PC机或笔记本电脑通过调制解调器或宽带接入方式接入PSTN网或Internet国际互联网，就可以即时观看各个监控点的图像，以便掌握监控点的详细情况。因此大大提高了管理者的管理水平。当管理人员需要某一天的监控录像时还可以调用监控的历史记录，来进行查找、回放以便于了解当时所发生一系列的情况。

第三章软件工具

3.1软件介绍

电脑配套的软件《摄像头录像大师》原名《摄像头录像机》，一款可以在XP，VISTA和win7下使用电脑摄像头录制录像，并刻录VCD、DVD的软件，率先实现对xp sp3 和 vista下无驱摄像头的完美支持，各大下载站下载量累计超过50万。

几乎百分之百的摄像头附赠软件都只提供 avi 格式的摄像功能，录一个小时要十几G空间，再大的硬盘也受不了。本软件采用标准微软ASF 高压缩比格式，录一个小时才用80-200M空间，可以在电脑中观看，也可以随手刻成VCD、DVD 在电视上看。在同类软件中第一个实现了对xp sp3 和 vista下无驱摄像头的完美支持，并且是目前唯一一款支持时间码录制的软件，对特别重视时间码的朋友来说是一个好消息。

3.2软件优点

因为所有摄像头光盘中提供的录像软件都是录制传统avi格式的文件，录1小时会产生20G的文件，硬盘再大恐怕您也受不了吧，并且目前无驱摄像头越来越多，很多连光盘也不带了。本软件录制的视频为标准的asf压缩文件，1小时录制的文件只占用60-200M空间(视您选择的分辨率而不同)，放在电脑中不会占用太多空间。asf是 windows media player 支持的标准格式，也是最常见的视频格式之一，realplayer 暴风影音等软件都可以播放。

经作者测试同类软件，本软件是目前唯一个可以在 xp

sp3 和vista 下支持无驱摄像头正常录像的软件。由于 xp和vista

的升级，对视频技术的不兼容，导致绝大部分摄像头录像软件都失效了，出现了这样那样的问题:

1、以directshow技术为基础的软件录制无驱摄像头的视频时间变短，播放时像快镜头一样(连前面提到的录avi文件的那个标准程序也出现这样的问题)。

2、以real公司的技术为基础的录像软件不支持无驱摄像头，干脆不能录。