智能小区监控系统方案与实践

随着经济的不断发展，人们对安全防范的需求越来越强烈，安全防范已经成为智能小区建设中很重要的一部分，在智能小区的监控设施中，目前主流的方案是采用数字硬盘录像机（DVR）进行监控录像，本文从硬盘录像机在智能小区的监控应用实践来介绍智能监控系统的设计与方案实施，讨论如何真正发挥硬盘录像机的功能和性能。智能小区的监控需求概述智能小区监控系统简称小区监控，主要监控对象是：公共场所、周界安全、停车场、停车场出入口、电梯和电梯厅、访客出入口、强弱电控制室以及楼面安全情况等。根据目前小区管理的管理层次和管理人员的技术水平，可以大致分为两个层次，一个是物业管理者（物业领导），一个是保安部门及保安人员；从办公区域来说，主要为行政办公室、保安负责人办公室、监控值班室以及监控现场（巡逻）。从以上情况看，小区监控系统务必是一套操作简单，管理方便的智能化系统，要求达到报警能够及时查看现场，并保留现场证据，警情及时处理等功能，在保安人员技术水平不高的情况下能够熟练使用系统的各种功能。本文讨论的是通常大中型小区的监控系统，如果某些功能不使用，则可以直接取消部分产品实现小规模监控系统；如果需要扩大规模，也可以按照同样的方式进行扩展。系统总体架构为了能够实现监控系统的统一管理和统一调度，监控系统采用监控中心配合网络监控方式，实现现场管理和远程管理，摄像机输出的视频通过视频分配器一分为二，转向矩阵主机和DVR主机。矩阵主机输出到大屏显示器；DVR主机负责所有视频的记录工作。所有的DVR主机连接到局域网上，上级领导办公室、保安队长办公室以及各楼保安值班室采用电脑进行远程监看，根据授权，随时调看自己辖区内的监控情况。所有的DVR主机通过RS485总线连接至一台DVR键盘，操作员通过一台键盘可以对所有的DVR进行控制，矩阵主机也通过自身配备的键盘操作，这样，操作员只需要坐在控制台前就可以操作整个监控系统的设备，对整个小区进行视频监控了。由图1可以了解系统的网络结构。图1智能小区监控系统示意图监控中心采用模拟和数字相结合的方式，一方面可以保证所有的摄像机采集的视频都能够通过硬盘录像机（DVR）进行录像，同时，又能够通过矩阵控制把重点监控区域通过大屏显示，并且可以实现重点区域的轮巡。矩阵通过键盘进行控制，由矩阵本身具备的循环切换、单画面放大等功能，实现重点区域的大屏监控，例如，设定5个区域为重点，则可以实现5个区域循环显示在大屏上，一旦出现某个区域需要及时调看，采用键盘控制后，可以将任何一路视频切换到大屏上显示。每台DVR配置一台监视器，平时由16画面显示，画面上可以显示各台主机的运行状况，如：录像、报警等信息，一旦发现某一个区域出现警情，一方面可以采用联动报警方式将某一个摄像机视频在DVR对应的监视器上全屏显示。以8台16路DVR主机的系统为例，摄像机总数为128个，使用8台DVR主机、1台128路矩阵主机、8台21寸监视器、一台42寸等离子显示器（或者投影显示）组合成的电视墙显示系统效果如图2：图2电视墙显示系统从图2中可以看到大屏显示器和8台独立的监视器，大屏显视器连接矩阵输出的视频，其他监视器则是分别连接8台DVR主机。重点监控的区域采用中间的大屏显示，或调看、或轮巡显示。前端设备可以根据不同区域的实际需求选择不同的摄像机设备，普通监控场所采用普通枪式摄像机，范围较广的区域（如：大型通道）可以采用高速球型摄像机，以便节省设备，同时又能监控较大的范围。某些监控现场可能需要安装一些报警应急按钮或者各种传感器设备，如：a.小区花园之类的场所可以设置报警按钮；b.访客对讲位置设置红外或者门磁开关等；c.围墙顶端可以设置一些周界监控专用的红外对射探头等。所有这些探头（传感器）的信号都输入到对应的DVR主机，一方面可以采用报警联动录像的方式进行监控录像，可以节省磁盘空间；另一方面，DVR主机通过报警联动输出声光信号，提示值班人员，监控中心可以及时了解现场的情况，以便及时出警。监控中心设备监控中心的主要设备是DVR主机和矩阵主机，以及其它显示设备。这里主要讲DVR设备，图3是一款常用的DVR设备。图3智能小区监控用DVR主机DVR主机本身具备独立的监控功能，本文主要讨论DVR在智能小区监控系统中的应用，由于在本系统中采用键盘控制，DVR面板的主要功能就只用到状态显示部分，从DVR主机面板上可以很清楚的显示各通道的状态（待机、录像、报警等）以及网络、硬盘工作状态。在本系统中需要强调的部分是与其它设备的连接部分，如图4：图4DVR后面板实物照片DVR主机通常的接口如下：①音、视频输入②音、视频输出（LineOut/CVBSAVOut）③VGA输出④COM（透明串口）⑤以太网口⑥对讲语音输入⑦键盘接口⑧RS485前端设备连接口⑨报警输入⑩报警输出在智能小区监控系统中，充分运用DVR主机的接口，可以使监控系统发挥更好的作用，以下讲解部分接口的使用及注意事项：键盘接口：键盘接口基本都采用RS485总线型接口，采用并联方式进行连接，作为键盘连接来说，不需要120欧姆匹配电阻，直接并联即可。RS485接口的传输距离较远，对于监控中心来说，也不必考虑线缆长度（传输距离）问题。前端设备接口：前端设备接口通常也是采用RS485接口，一般采用星型连接或者总线型连接，需要注意的是RS485的传输问题，对于传输距离较远的情况，一定要考虑到系统的安全性，务必考虑RS485的接地以及线缆选择、阻抗匹配等问题，理论上的使用方法和工程实践存在较大差别，这是因为环境本身比较复杂的原因造成，因此，需要在工程实践中使情况而定。同类技术问题的疑问可以到作者论坛参与讨论。报警输入及输出接口：通常，DVR主机的报警输入采用常开、常闭方式接入，但是，大多数DVR设备基本没有考虑到一种特殊情况—常开探头的防断路报警问题，本方案中所采用的DVR设备（TM8816C）具有一个独特的功能就是在使用任何方式（常开、常闭）的探头都可以保证线路断路报警，即通常所说的线路被破坏时的报警处理。图5普通DVR的报警输入连接方法图6TM8816C报警输入连接方法图5和图6中分别是普通DVR和TM8816C报警输入的不同连接方式，左边是探头接口，右边是DVR主机的接口。初步看，会觉得后者的连接方法较为复杂，多了一个配件，但是，这种方法彻底的解决了使用常开探头时的断路报警问题，图6中增加的配件是主机配件之一电阻，该电阻务必安装在探头一端，一旦出现线路被破坏时，DVR主机会检测到报警信号，图5中的情况则相反，由于探头本身是开路，线路被破坏对其没有影响，因此，在此情况下，系统无法检测到报警信号，即无法防止线路被破坏时的系统检测。该方法实现原理请参考TM8816C主机的说明书。远程监控由于小区主管领导办公室和保安监控系统通常不在一个地方办公，作为一个小区的领导或者保安主管，应该能够很方便的随时了解到小区安全情况，特别是有警情出现的时候。本套方案中所使用的DVR主机及配套软件可以很好的满足这一需求，针对不同的应用级别，有两种方式可供选择：第一种方法是采用电子地图方式浏览监控系统中的各个监控点，用户只需要打开相应的地图，直接点击目标摄像机即可，如图7所示。这种方式使用于不常看远程视频的领导，平时只要打开这个地图，一旦有警情的时候，系统会自动弹出相应的地图，并有相应的报警提示，如果需要的话，还可以弹出相应的视频。话句话说，这种方式适用于平时只需要看系统状态，必要的时候再看现场的图像。图7电子地图方式实现远程监控第二种方式是通过客户端软件的预览功能，将所有摄像机分组编号，设置于软件中，循环显示所有监控点的视频，通过一台电脑实现对所有监控点的监控，如图8所示。该方法本身可以实现多组视频的自动循环切换，也可以手动连接任何一个监控点的视频，特别适用于保安主管办公室使用。图8显示的是客户端软件界面，共有16个视频正在显示，也可以设置单画面、四画面等显示形式，不需要操作时，也可以采用全屏方式监看。对于重要的视频，可以采用临时录像方式及时保存画面，当然也可以从硬盘录像机中调阅录像资料。图8分组循环切换方式远程监控结合以上两种方法，可以实现不同职责或者不同岗位的人使用不同的适用于自己的方式进行远程监控，非常人性化的软件系统。系统管理员对于监控系统的管理员，需要对系统进行定期或者不定期的维护，一方面，检查设备运行状况，另一方面可能需要适时的修改一些系统参数，以满足用户不同时期的要求，本方案中使用的软件系统可以让管理员通过远程维护的方式进行系统维护。在本软件中，提供了最高权限给管理员用于远程维护，管理员只需要将装有专用软件电脑连接到本监控系统中任何一个节点，就可以进行对系统的维护，管理员可以打开任何一台主机的参数配置（如图9所示），也可以和其他远程监控者一样，进行远程监控（电子地图或者客户端显示模式）。图9管理员专用的主机参数设置界面总结对于智能小区监控系统，相对于金融、交通等行业用户来说，用户（操作者）对于这种数字化产品的操作技能、维护技能相对陌生，设计一套人性化的监控系统满足用户的需求是本文的宗旨。本方案设计中充分考虑了不同层次用户的使用习惯和技能水平，把普通用户和专业人士分别对待，这使得本系统在用户使用中感觉非常人性化，用户乐意接受；另一方面，本方案是按照一个大中型智能化小区规模设计，更大规模的小区监控可以按照本方案思路进行扩展，相反，相对小型的小区监控来说，也可以缩小规模和节省设备。在本方案的实施过程中，有很多细节部分需要注意或者用经验来处理，篇幅原因，此处不再赘述。