1. 系統概述
隨著我們經濟水平的提高和科學技術的發展，人們對安全防范所提出的要求也越來越高。為了防止各種各樣的經濟刑事犯罪的發生，保護國家和人民群眾的生命財產安全，保證各行各業和國家重點部門的正常運轉，采用高科技手段制止犯罪已成為保安領域里的共識。
近年來，隨著信息化技術不斷發展及校園網的建設，在校園里出現以下有關視頻的需求：
1)為了提高教學質量，監督老師教學水平，相關上級主管部門及校領導需要及時快捷了解教室教學實際情況，在教室安裝視頻監控系統，有利于解決這個問題。
2)在各類考試中考生的違紀舞弊行為越來越多，采用的手段越來越先進，光靠單一的監考老師根本就照顧不過來。安裝一套學校電子考場監控系統能夠更好的維護考場紀律和考生的自身權益。
3)校園失竊現象不斷的頻繁發生，讓很多學校的師生都感到有加強治安監控的必要，尤其是加強課間、放學無人時的視頻監控。
針對以上需注，我公司專門為校園的智能化教學及安全監控設計了一套成熟的視頻監控方案---CNMS分布式網絡視頻監控系統，并在很多校園取得成功應用。
我公司利用高速發展的計算機網絡技術與先進的數字圖像處理技術，結合多年來專著于數字化安防產品開發的專業能力和經驗，在充分了解當今安防監控的實際需求與對未來用戶需求的分析后，設計開發了一套軟硬件相互結合、多種硬件設備同平臺處理的網絡監控系統－CNMS分布式網絡監控系統。該系統的成功應用說明了安防監控系統的網絡遠程管理控制功能已經成為系統中的核心功能之一，該系統將為更多需求分布式網絡監控功能的用戶帶來更多的便利與驚喜。此系統打破了傳統視頻監控系統的主機端與客戶端概念，使網絡端（客戶端）也同樣能夠設計大型顯示監控中心的需求，甚至網絡端監控中心可以同時監控管理下屬更多的主機端，構成真正的分布式網絡遠程監控系統。CNMS分布式監控系統還在國內首家提供了目前主流監控系統3種核心硬件（網絡視頻服務器、數字硬盤錄像機、硬盤錄像機等）的同平臺使用與數據交換、信息共享。該系統的成熟將標志著更多大型分布式遠程監控系統可以通過我們的平臺更加便利的建設并投入應用。該系統在硬件上采用先進的H.264壓縮算法的視頻編解碼器技術，軟件上采用網絡中心服務器方式管理，完全符合國際數字圖像音/視頻壓縮標準。更為重要的是，該系統極大的發揮了網絡資源共享的優勢，可根據不同級別的需要，實時調用所需圖像。同時，系統也加強了安全管理的功能，確保用戶在使用中保證數據的安全性。該系統現監控已廣泛用于交通、監獄、政府、電力、電信、企業等行業。
2. 系統設計原則，設計依據
系統設計原則
1）先進性原則：CNMS分布式網絡監控系統中，采用國際上先進H/WH.264壓縮技術，保證系統建成后整體達到國際先進、國內領先水平。且我公司產品提供終身軟件免費升級服務，保證系統的保持一定的先進型。
2）可靠性原則：在系統中的核心設備－CNMS系列產品（包括CNMS-6000S硬盤錄像機，CNMS-400C網絡視頻服務器，CNMS-7000HC網絡硬盤錄像機等），消除了用戶對穩定性的疑慮。
3）高性能原則：該系統要求具有很高的處理性能。CNMS－6000S數字硬盤錄像機能夠同時處理24通道視頻的顯示及同步錄像，CNMS-VideoSite存儲&流媒體轉發服務器同時可以處理24通道視頻的顯示與48通道的存儲錄像，同步還能進行16通道的數字轉模擬的硬件解碼輸出工作。
4）可擴展性原則：在系統設計時充分考慮到將來系統擴充的可行性，系統中預留了為后期進行擴展的大量接口。通過CNMS－ManCenter中心服務器堆疊的方式理論上系統可無限升級。
5）經濟性原則：在滿足用戶需求、保證系統功能完善、先進、可靠的基礎上，通過利用CNMS分布式網絡監控系統的遠程控制管理功能，盡量降低系統的成本和運行、維護費用。
6）易用性原則：CNMS系列產品系統經過幾年的時間開發，已經達到了系統功能強大、界面友好、軟件設計人性化，易于被普通用戶掌握、操作和使用的特點。
7）易維護性原則：CNMS系統基本上可以處于免維護工作狀態，且人工維護可在遠程操作，維護簡單，易于管理。
3. 用戶需求分析
我方本著嚴格執行國家、行業的有關標準及公安部門有關安全技術防范的要求、質量條例前提下，結合我公司多年在安全防范行業大型項目的實施經驗，確保為XX省教育系統遠程網絡監控項目提供一流的技術方案的原則，根據用戶提供的相關信息，我方分析用戶需求及核心平臺設計思路如下：
3.1 各校園網絡監控子系統
各校園網絡監控主要指各校園監控系統，系統總體目標為：校園安全防范系統，維護校園安全；保證教室作為考場使用時做到考試過程監控，考場視頻記錄可調用，考試違紀責任可追訴。以下就XXX校園內視頻監控系統需求做以下分析：
1）校園本地監控：要求在校園內建設本地監控中心，在學校大門口，主要干道、教室內安裝相應數量的攝像機及監聽器，將所有前端視頻、音頻、報警等信號接入到監控中心，并達到實時顯示、錄像存儲、回放、云臺控制等功能。能提供遠程訪問服務功能與遠程訪問身份認證及權限分配等服務。
2）要求在校園內相關部門能夠利用內部局域網實現網絡實時監控，錄像存儲和遠程管理主機等功能（根據權限）。
3）網絡監控：要求在主級主管部門通過Internet能監控所有教學的考試及教學情況（根據權限），并可遠程對音視頻進行錄像、快照；對多個監控場所進行分組管理；對多場景進行自動巡場顯示等操作。
3.2 本地監控功能
根據用戶提供的需求表明，需要在每個學校的重要位置安裝各種不同種類的攝像機、紅外探測器、拾音器、手動報警按鈕、警鈴等前端探測設備，在監控中心需要安裝相關錄像、監控等中心控制設備。
具體達到的功能如下：
3.2.1圖像顯示
保證有高清晰的實時圖像畫面，可單畫面、多畫面分割、多路輪循，隱藏部分區域等多種顯示方式；
3.2.2聲音采集
保證多路音頻與視頻同步輸入功能，音質清晰流暢，無雜音并可進行同步存儲，聲音與圖像數據同包，回放時音質無失真；
3.2.3錄像存儲
采用新一代H.264高壓縮技術，大大提高壓縮比及網絡傳輸效果；
每路均可達到全實時錄像，系統可按日程表設置定時連續錄像、視頻移動錄像、報警聯動錄像和手動錄像等多種模式；
智能化管理，支持多硬盤循環錄像，無需人工換盤；
支持開機狀態的熱插拔。
3.2.4檢索回放
可以錄像的同精確、迅速檢索需要的錄像資料；
3.2.5控制功能
可方便控制前端裝有設置高速球、云臺的攝像機等；
3.2.6報警功能
有視頻丟失報警及移動報警錄像等功能，與報警設備相關聯動；
3.2.7電子地圖
主機具有電子地圖功能，用戶可根據實際情況繪制電子地圖和設置報警點；報警后電子地圖自動彈出，顯示報警方位；
3.2.8操作系統及軟件升級
支持多種操作系統，用戶界面友好，支持軟件升級；
3.2.9網絡功能
提供中心服務器集中管理接口與客戶端登錄接口功能。
3.3 遠程監控功能
具備強大的聯網功能，可以用PSTN、ISDN、ADSL、DDN、LAN、Internet等方式進行聯網，并提供防火墻穿透，VLAN穿透，路由器開放端口等各項參數與功能； 采用先進的網絡解壓縮格式，自動適應帶寬并配置資源，優化網絡傳輸速度快，提高播放畫質，減少網絡延時；
系統支持多個分控端對一個主控端的同時遠程訪問，或多個分控端對多個主控端同時遠程訪問，各點之間相互獨立，互不干擾；
遠程聯網具備本機的所有功能，包括遠程圖像實時監看、遠程調看錄像資料、遠程遙控云臺鏡頭、遠程報警接收，還可通過網絡對各網點錄像主機的系統參數進行設置等；
可對各網點的不同錄像主機進行分組管理，通過點擊快捷按鈕，可調看同一錄像主機上不同畫面，也可在同一窗口監看不同錄像主機的圖像；
具有異地錄像存儲功能；
可在主控端設置網絡分控端的分控權限，通過不同密碼使分控端享有不同操作權限，以區分管理層次，加強管理的安全性；
具有報警上傳功能，主機端報警后可自動將畫面上傳到設定好的分控端并可自動錄像。
3.4 前端主設備采用不同方式接入
在分布式系統中很多用戶都面臨網絡環境不同的情況，我們的系統提供了兩種不同網絡環境接入應用策略。
3.4.1 ADSL撥號接入方式：
這種方式分布式小型用戶應用較多，由于ADSL撥號方式的非穩定連接特點，我們不能保證ADSL長期穩定在線。每次ADSL斷線后重新建立連接時其IP就會變化，這時沒有具備解析功能的系統就無法獲得新連接上來的設備，使其無法連接、顯示。故我們的系統解決方案中提出了以中心服務器為核心的DNS解析模式，這種模式下只要網絡視頻服務器在線，就會自動連接到中心服務器，使中心服務器獲得該設備的信息。
客戶端用戶只要登錄中心服務器就能夠根據權限瀏覽到ADSL撥號上傳的監控通道圖像，用戶無需了解網絡視頻服務器的IP以及其他地址信息。只要該用戶已經在中心服務器進行注冊認證，并已經獲得了瀏覽權限，那么該用戶隨時都能構登錄瀏覽前端。
3.4.2 局域網內設備接入方式：
這種方式更加符合辦公網絡資源公用的現代化辦公特點，用戶的局域網即可以為網內用戶提供互聯網辦公應用，同時我們的系統也提供了通過局域網路由器接入到中心服務器的功能。
局域網內的網絡視頻服務器可以在正確獲得路由的情況下，可以自動連接不同網段內（VLAN環境）的中心服務器，也可以通過路由登錄到互聯網的中心服務器?？蛻舳擞脩魺o需了解該通道是哪個網段的哪個IP，用戶登錄中心服務器即可獲得瀏覽權限內的所有通道。最大的方便了用戶在實際操作與使用上的習慣。
4. 教育系統整體監控設計規劃
本方案主要分為本地監控及網絡監控兩部分，其中本地監控部分由前端探測設備（攝像機、監聽器及相關輔件）和中心控制設備（硬盤錄像機機、矩陣和電視墻等）組成，網絡監控部分由中心管理服務器、存儲&流媒體轉發服務器、和集中監控客戶端等部分組成。
前端探測設備根據現場不同需求選擇不同類型的設備。教室監控攝像機選用帶云臺的一體化攝像機，攝像機吸頂固定安裝；拾音器選用高靈敏度、高保真效果的產品，固定安裝在每個教室中央位置；走廊監控攝像機選用紅外夜視半球攝像機；學校大門口、道路、公共區域等室外場所根據監控距離和環境情況酌情選用合適的攝像機。
學校監控中心負責所有圖像的顯示和錄像，監控中心配置一套由12臺21寸液晶監視器組成的電視墻，電視墻和一臺96入12出視頻矩陣相連接，使用三維鍵盤對電視墻進行圖像切換和云臺控制。監控中心配置一套6聯操作臺，操作臺上配置6臺21寸液晶顯示器連接6臺16路硬盤錄像機，硬盤錄像機負責所有攝像機的錄像工作?？偙O控室地面鋪設防靜電地板。因為涉及網絡集中監控需求，因此在監控中心配置一套CNMS分布式網絡集中監控系統，該系統由中心管理服務器和存儲&流媒體轉發服務器等設備組成。
區/市、部級的監控中心通過集中監控客戶端程序登錄學校中心管理服務器來瀏覽前端攝像機的圖像。
5. 系統原理圖
6. 主要設備介紹
6.1 中心管理服務器
（1）系統概述
主要功能是對前端設備（PC式數字硬盤錄像機、網絡視頻服務器、數字硬盤錄像機）和中心存儲顯示設備（存儲&流媒體轉發服務器、網絡客戶端）進行統一集中管理，包括設備認證、參數配置、使用權限管理、設備工作狀態顯示等。
（2）主要功能特點
系統設備登記：將系統中設備（網絡視頻服務器、硬盤錄像機、存儲&流媒體轉發服務器等）的相關信息登記到中心，使下屬設備具有能夠登陸到中心服務器的權限。系統中每個設備的屬性都是全局的，每個設備都是唯一的，利用這樣的架構特點我們的系統能夠建設更大的系統。
系統設備分配：分配系統中設備（網絡視頻服務器、硬盤錄像機、存儲&流媒體轉發服務器等）的所屬關系。對前端設備（網絡視頻服務器、硬盤錄像機等）進行屬性分配，定義所屬哪個存儲&流媒體轉發服務器。
存儲&流媒體轉發服務器級聯：預先設定好的網絡視頻服務器或硬盤錄像機被一個存儲&流媒體轉發服務器管理，可設定多個不同存儲&流媒體轉發服務器，將存儲&流媒體轉發服務器與中心級聯構成分布式系統。
提供存儲&流媒體轉發服務器工作列表：存儲&流媒體轉發服務器聯入中心服務器后，獲取中心服務器提供的工作計劃及資源列表（下屬設備地址、登陸用戶名密碼等），存儲&流媒體轉發服務器將按照此工作計劃與資源列表工作。
系統用戶登記：需要登陸系統的中用戶首先要在中心進行的相關信息登記，使用戶具有能夠登陸到中心服務器的權限。每個用戶都是全局用戶，他們都是唯一的，每個用戶名在不同的存儲&流媒體轉發服務器可具有不同的權限，這種模式不僅簡化了管理難度，還為大型系統提供了更加便利的用戶管理平臺。
系統用戶管理：系統可以管理和控制每個用戶的權限，其中包括登陸中心服務器的用戶權限，登陸存儲&流媒體轉發服務器的用戶權限，甚至可控制用戶訪問每個通道的權限，做到真正的集中管理與控制。
系統用戶認證：用戶在需要連接某個視頻時，只需登陸中心服務器，系統將根據已經分配的權限進行認證，通過認證后用戶的資源列表中將顯示所有權限內的通道，可任意調用。
控制管理系統設備：中心具備控制和管理下級存儲&流媒體轉發服務器與其下屬設備（視頻服務器、硬盤錄像機等）的能力，所有對系統設備實施的編輯、管理都必須經過中心服務器認證。
（3）系統功能介紹
管理前端設備
添加、修改和刪除網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備
修改網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備的名稱、IP地址、子網掩碼、網關、連接端口、訪問用戶名和密碼
對網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備每個監控通道的通道描述、傳輸畫質和傳輸速率等進行設置
選擇在顯示畫面上是否疊加時鐘和字符，并可以任意調整所疊加字符在圖像窗口中的位置和顏色
設置網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備的云臺控制協議
設置高速球預置位
設置高速球定時自動執行預置位計劃
設置是否使用PPPOE撥號功能(最常見的就是ADSL設置)、設置PPPOE撥號的用戶名和密碼
設置是否使用DNS解析功能及DNS服務器的IP地址和連接端口；（適用動態IP網絡環境）
管理存儲&流媒體轉發服務器
添加、刪除存儲&流媒體轉發服務器
設置存儲&流媒體轉發服務器所要連接的圖像源（即相應的前端設備）
設置工作站是否實時顯示連接通道的圖像
設置工作站的錄像計劃和錄像模式(報警錄像、連續錄像、不錄像)
管理用戶權限
添加和刪除用戶，除中心服務器本身的用戶外，還包括存儲&流媒體轉發服務器和網絡客戶端用戶
設置用戶的操作權限，包括中心服務器管理權限、云臺鏡頭控制權限、添加刪除用戶、監看通道等
顯示設備工作狀態
按照指定的時間間隔自動掃描設備列表內所有設備的工作狀態，時間間隔可設置
顯示前端設備的工作狀態
顯示存儲&流媒體轉發服務器的工作狀態
系統連接日志記錄
其它功能
可以遠程重新啟動前端設備（僅支持網絡視頻服務器和硬盤錄像機）
遠程對設備進行系統升級
查看前端設備軟件版本
6.2 存儲&流媒體轉發服務器
（1）系統概述
存儲&流媒體轉發服務器負責具體連接前端網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備，為用戶提供視頻圖像的顯示、錄像和云臺控制。同時，它也作為網絡客戶端的視頻源，為網絡客戶端提供視頻圖像的接入服務工作。
（2）主要功能特點
設備性質：存儲&流媒體轉發服務器在系統中承擔者數據處理與轉發等重要任務。性質如同一臺前端由網絡視頻服務器、硬盤錄像機等設備組成的大型網絡硬盤錄像機。
設備與用戶分配：存儲&流媒體轉發服務器在系統中，其資源信息來自中心服務器。中心服務器將分配給每個存儲&流媒體轉發服務器管轄的子設備與用戶等相關數據信息，存儲&流媒體轉發服務器將按照分配資源工作。
視頻轉發服務：系統中的所有客戶端要求調用的視頻將全部由存儲&流媒體轉發服務器中進行處理與轉發，任何用戶都不能直接連接前端網絡視頻服務器或硬盤錄像機等設備，有效地保證了前端的安全帶寬。
解碼還原：存儲&流媒體轉發服務器不僅具有錄像功能還提供了硬件解碼模塊接口?？梢詫⑦h端的視頻數據解碼輸出為模擬視頻信號輸出到其他顯示設備（電視墻）中使用。
（3）系統功能介紹
圖像顯示
存儲&流媒體轉發服務器可同時顯示1～64畫面
每路均可達到全實時25幀/秒（PAL）或30幀/秒（NTSC）
可單畫面顯示或多畫面分割顯示，并可多路輪循顯示
可隱藏監視畫面中需保密的畫面
可對顯示圖像的亮度、對比度、飽和度、色調進行連續調整
在系統主界面上顯示每個視頻通道工作狀態，如連續錄像、視頻移動感知錄像、報警聯動錄像、單純監視等，以及硬盤剩余空間等狀態信息
語音功能
具1~64路音頻與視頻同步輸入功能，音質清晰流暢，無雜音
監看圖像時可進行現場監聽
每路視頻和音頻可進行同步存儲，聲音與圖像數據同包，回放時音質無失真
錄像存儲
每路均可達到全實時25幀/秒（PAL）或30幀/秒（NTSC）；
系統可按中心服務器設置的日程表進行定時連續錄像、視頻移動錄像、報警聯動錄像和手動錄像等多種模式錄像；
可在錄像圖像上疊加字符、日期水??；
支持多硬盤循環錄像，無需人工換盤。
對講功能
存儲&流媒體轉發服務器可以和前端設備進行語音對講，主叫不需要應答即可喊話。
檢索回放
可精確選定時、分、秒，以迅速檢索需要的錄像資料；
回放與錄像同時進行，互不影響；
可對錄像資料進行時間檢索、事件檢索，錄像資料儲存情況通過圖形表示一目了然；
可單畫面全屏回放，也可多路同時回放：
回放速度全實時，即每路25幀/秒（PAL）；
多種回放速度，可正?；胤?、單幀回放、快速回放（2~5倍）、慢速回放（1/2~1/5）、畫面凍結和跳至指定時間播放，回放圖像大小可調；
回放時支持抓拍功能，即某幅圖像的數字化拍照，也可對圖像進行電子放大與打??；
系統支持本地端與網絡遠程端同時回放影音文件。
控制功能
支持多路云臺全方位控制，可手動控制，也可自動控制；
支持電動變焦鏡頭的聚集、光圈與變焦控制；
支持燈光和雨刷等輔助控制；
可控制高速球，設置高速球手動預制位和報警聯動預制位，可調節高速球轉動速度。
權限管理
系統內用戶均為全局用戶，用戶憑借中心服務器設置的用戶名和密碼登陸
存儲&流媒體轉發服務器登陸用戶通過中心服務器認證保證用戶安全
具有系統屏蔽功能，封鎖操作界面，防止非法人員隨意操作
系統保護
系統有水?。╓aterMarkProof）防偽功能，保證圖像不被篡改，即使被篡改也極易鑒別
單機播放
備份錄像資料可以通過單機播放軟件在任意一臺機器上播放
備份及外設輸出
支持硬盤、DVD、DAT等備份；
可對回放圖像進行抓拍、儲存、放大和打印，生成BMP圖片；
可將錄像資料考貝，通過專用軟件可異地播放；
可將錄像資料輸出到軟盤、打印機、USB活動硬盤。
