校園智慧安防建設方案：安防監控、智能預警、明廚亮灶

智慧安防方案如何設計？不少朋友問到，現在越來越多的弱電人在做相關的項目，在我們弱電VIP技術群中也經常有項目經理問到，在我們弱電VIP技術群中也經常討論到。

本期我們一起來通過校園的項目，來詳細了解智慧安防如何一步步設計。

一、設計概述

視頻監控主要由兩個場景組成，分別是室內場景和是室外場景。根據不同場景的不同需求，靈活選擇合適的前端監控產品，滿足室內外各種場景下的監控需求。網絡高清攝像機，通過其全新的硬件平臺和最優的編碼算法，提供高效的處理能力和豐富的功能應用，旨在給用戶提供最優質的圖像效果、最豐富的監控價值、最便捷的操作管理和最完善的維護體系。

1、系統架構設計

高清視頻監控從邏輯上可分為視頻前端系統、傳輸網絡、視頻存儲系統、視頻解碼拼控、大屏顯示、視頻信息管理應用平臺、利舊等幾個部分，如下圖所示：

圖1. 高清視頻監控系統邏輯圖

視頻前端系統：前端支持多種類型的攝像機接入，本方案配置高清網絡槍機、球機等網絡設備，按照標準的音視頻編碼格式及標準的通信協議，可直接接入網絡并進行音視頻數據的傳輸。

傳輸網絡：傳輸網絡負責將前端的視頻數據傳輸到后端系統。

視頻存儲系統：視頻存儲系統負責對視頻數據進行存儲，本方案配置專用視頻存儲設備進行數據存儲。

視頻解碼拼控：完成視頻的解碼、拼接、上墻控制，本方案配置視頻綜合平臺實現對前端所有種類視頻信號的接入，完成視頻信號以多種顯示模式的輸出。

大屏顯示：接收視頻綜合平臺輸出的視頻信號，完成視頻信號的完美呈現。

視頻信息管理應用平臺：負責對視頻資源、存儲資源、用戶等進行統一管理和配置，用戶可通過應用平臺進行視頻預覽、回放。

利舊部分：利舊包括前端利舊、傳輸網絡利舊、存儲利舊等。

2、物理架構

網絡高清方案物理拓撲如下圖所示：

圖2. 高清監控物理拓撲圖

總控中心：負責對分控中心分散區域高清監控點的接入、顯示、存儲、設置等；主要部署核心交換機、視頻綜合平臺、大屏、存儲、客戶端、平臺、視頻質量診斷服務器等。

分控中心：負責對前端分散區域高清監控點的接入、存儲、瀏覽、設置等功能；主要部署接入交換機、客戶端等。

監控前端：主要負責各種音視頻信號的采集，通過部署網絡攝像機、球機等設備，將采集到的信息實時傳送至各個監控中心。

傳輸網絡：整個傳輸網絡采用接入層、核心層兩層傳輸架構設計。前端網絡設備就近連接到接入交換機，接入交換機與核心交換機之間通過光纖連接；部分設備因傳輸距離問題通過光纖收發器進行信號傳輸，再匯入到接入交換機。

視頻存儲系統：視頻存儲系統采用集中存儲方式，使用專用視頻存儲設備，支持流媒體直存，減少了存儲服務器和流媒體服務器的數量，確保了系統架構的穩定性。

視頻解碼拼控：視頻綜合平臺通過網線與核心交換機連接，并通過多鏈路匯聚的方式提高網絡帶寬與系統可靠性。視頻綜合平臺采用電信級ATCA架構設計，集視頻智能分析、編碼、解碼、拼控等功能于一體，極大地簡化了監控中心的設備部署，更從架構上提升了系統的可靠性與健壯性。

大屏顯示：大屏顯示部分采用最新LCD窄縫大屏拼接顯示。

視頻信息管理應用平臺：部署于通用的x86服務器上，服務器直接接入核心交換機。

室內場景主要包括學校的教學樓、行政樓、宿舍樓、圖書館、體育館、食堂、監控中心等具體建筑的內部場景，各建筑內部場景主要包括出入口、走廊、樓梯口、電梯、辦公室內部、教室內部、食堂內部、監控中心內部等不同位置。

前端攝像機選型應根據不同應用場景的不同監控需求，選擇不同類型或者不同組合的攝像機，室內可以采用紅外半球與室內球機搭配使用，確保滿足安裝的美觀與細節的不丟失需求要求。

一、出入口

學校各棟樓進出口、宿舍門口頗多，是整個學校安全防范重點區域之一，為了加強對各個單元樓進出人員的管理，需在各樓門口區域設置監控點，考慮到要求能看清楚進出人員的樣貌，本區域有全天候工作的要求。由于該區域會存在背景光較強而導致看不清室內細節問題，所以選擇帶寬動態功能的紅外攝像機。

圖3. 出入口監控效果示例圖

二、走廊

傳統攝像機拍攝出來的畫面比例一般為4:3或16:9，看到的場景為視角廣但視野不深，而學校各建筑內部的走廊具有狹長、窄小的特點，如果采用傳統的攝像機需要多臺攝像機才能完全覆蓋狹長的走廊，但支持走廊模式的攝像機將畫面比例變換為9:16，讓視角更小視野更深，減少走廊中部署的攝像機數量。為了保障走廊區域設備安裝后的美觀和協調，需要部署支持走廊模式的紅外半球。

圖4. 走廊監控效果示例圖

三、樓梯口

樓梯口是人員進出必經之地，如有緊急事件發生，也是留下線索最多的地方，該位置的安防監控要求也比較高。樓梯口除了需要能夠看清進出人員之外，還需要看清進出人員的細節信息如攜帶的物品等內容，該位置需要部署高清紅外攝像機進行進出人員監控。

圖5. 樓梯口監控安裝示例圖

四、電梯轎廂

行政辦公樓基本上都會有辦公電梯，而電梯作為公共交通工具，也是監控的重要區域。在電梯轎廂安裝電梯半球攝像機，其通過專用的視頻傳輸線接入到視頻編碼器中，從而實現對電梯的實時監控。由于電梯環境特殊，因此需要安裝專用的電梯攝像機，具體安裝示意圖如下：

圖6. 電梯轎廂監控安裝示例圖

五、辦公室

辦公室、會議室是屬于校領導、老師日常辦公、開會的重要場所，其安防需求也非常強烈，但作為日常辦公的場所，需要監控到整個辦公室的場景，采用普通的攝像機無法滿足該需求，需要采用廣角半球攝像機將整個辦公室場景看清楚。

六、教室

教室作為廣大師生學習的重要場所，屬于人員聚集度高、安全防范風險較大的重點區域，也是學校保衛部門和教務部門重點關注的場所。教室存在場景較小、需要看清細節和安裝美觀等要求，因此一般教室會選擇高清紅外半球或室內球機完成教室監控的任務，其中紅外半球用于看全景，室內球用于看細節，解決既看全景又看細節的監控需求，同時室內球機和紅外半球安裝屬于吸頂式安裝，安裝后不會影響教室的整體美觀，效果極佳，具體監控示意圖如下：

圖7. 教室監控效果示例圖

七、食堂

食堂為人員聚集度較高場所，安防要求也非常高，在食堂的出入口、食堂大廳等重點區域部署高清紅外槍機、高清紅外半球和高清室內球機等設備，在后廚各操作間部署防油污攝像機和溫濕度監測攝像機，對食堂進行無死角、無盲區、全實時監控，具體監控效果示例圖如下：

圖8. 食堂監控效果示例圖

八、監控中心

監控中心作為整個學校安防系統的核心所在，需要對監控中心內部進行24小時全面監控，確保監控中心的安全保障。監控中心內部可以采用高清紅外半球或高清紅外室內球機進行實時監控，具體監控效果示例圖如下：

圖9. 監控中心監控效果示例圖

室外場景主要包括學校大門口、校內主要道路、足球場、籃球場、廣場和室外停車庫等校園區域范圍內的露天場所。前端攝像機選型應根據不同應用場景的不同監控需求，選擇不同類型或者不同組合的攝像機，室外可以依據固定槍機與球機搭配使用、交叉互動原則，以保證監控空間內的無盲區、全覆蓋，同時根據實際需要配置前端基礎配套設備如防雷器、設備箱等以及視頻傳輸設備和線纜。

針對室外監控點位的實際情況，攝像機、補光燈（選配）安裝于監控立桿上，網絡傳輸設備、光纖收發器、防雷器、電源等部署于室外機箱，室內攝像機安裝比較簡易和方便，直接通過交換機、電源模塊連接網絡和取電。室外監控網絡攝像機前端部署結構如下圖所示：

圖10. 室外監控前端部署結構示意圖

一、周界外圍及道路

校園周界外圍及道路由于路況復雜、機非人混行，用戶需要對外圍環境進行分類識別，對第一層安全隱患進行過濾。實現功能包括對周界外圍及道路的機非人進行結構化抓拍、可疑人員人臉的智能識別和道路占道智能化管理。

針對外圍道路混行問題，可使用400W星光攝像機進行機非人監控和抓拍，保證用戶可看清外圍道路；

圖11. 周界外圍道路機非人抓拍

其次，通過“深眸”400w人臉抓拍筒機可進行人臉抓拍、實現用戶對外圍道路監控以及可疑人臉的抓拍需要。

二、大門口

學校的校門進出口及生活區的出入口頗多，社會人員往往是通過這些出入口強行闖入校園或生活區，是整個學校安全防范重要的區域，為了加強對學校及學校生活區進出車輛及人員的管理，需在每個門口設置監控點，安裝攝像機時需考慮夜晚的光線很差，并且要求每監控點要看清楚進出車輛的車牌和人員的樣貌，為學校的管理提供事實依據。本系統設計固定紅外攝像機和快速球機的方式，實時記錄各出入口信息。紅外攝像機負責24小時監控整個場景，滿足系統無盲區的要求；球機滿足監控系統靈活性要求，可通過定制預置位等在不同時段分別監視不同區域目標。

圖12. 大門口監控效果示例圖

三、主要道路

校園路面固定點需要滿足在覆蓋范圍內看清過往行人、車輛的行為特征和體貌特征，推薦采用200萬網絡高清球型產品來對大范圍監控區域進行監控。在重要監控區域推薦采用帶有自動跟蹤功能的網絡高清智能球機，對進出人員進行自動跟蹤。攝像機要達到IP66的防護等級，避免在雨天等環境下因為雨水或灰塵的進入；在晚上光線不足的環境下推薦采用超低照度功能或紅外功能的網絡高清槍機，保障夜晚等光線不足環境下的監控圖像質量。

圖13. 路面監控點監控效果示例圖

四、足球場、籃球場

校園足球場面積較大，出入口也非常多，在足球場各出入口安裝高清紅外槍機，對進出的人員進行實時監控，同時在足球場的主席臺和觀眾席安裝高清紅外球機，實現主席臺和球場的全程實時監控?；@球場則主要為進出口位置的全程監控，記錄所有進出籃球場的人員信息。具體監控效果示例圖如下：

圖14. 足球場監控效果示例圖

五、校園廣場

校園廣場是課余時間學生聚集較多的場所，其中主要包括圖書館廣場、體育館廣場和食堂廣場最為典型，這些場所經常會有一些學生、后勤活動，容易造成人員的擁擠問題，存在一定的安全隱患。為加強校園廣場情況監控，在廣場周邊可安裝高清的紅外球機和環形鷹眼監控攝像機，球機看細節，環形鷹眼看全景，實現對廣場人員活動情況的無死角監控。

圖15. 廣場監控效果示例圖

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六、停車場

學校停放車輛面積廣泛，是整個學校安全防范薄弱環節，為了加強機動車、自行車和電瓶車的車輛管理，減少巡邏人員的勞動強度，讓監控人員實時監控到停車場、單車棚的情況，發現警情能夠及時處理。需在停車場、單車棚區域設置監控點，考慮到停車場、單車棚光線差，并且要求能看清楚車輛停放和人員活動情況；為停車場、單車棚安全管理提供事實依據，本區域有全天候工作的要求，所以選擇高清紅外攝像機。

圖16. 自行車停車庫監控效果示例圖

現代安全防范體系通常被劃分為人防、物防、技防三部分，用以區分警察、保安員等人力資源構成的人防體系；圍墻、門鎖、保險柜、防彈玻璃等物體資源構成的物防體系；以及探測器、檢測設備、攝像機、管理軟件等信息技術設施構成的技防體系。隨著經濟建設和各項社會事業的快速發展，人們對安全防范的需求也越來越高，作為技防手段的安防系統建設，在日常生活和工作中顯示出其必要性。報警系統作為安防系統的重要組成部分，以其高效報警探測能力和低誤報率被應用于各個安防系統建設項目中。

報警系統一般包括事前的報警預警、事中的及時處置、事后的取證分析，需求如下：

1、對校園的周界、重要建筑物的門窗，對闖入周界的人或車輛（特別是人）進行準確報警，對門窗的闖入或破壞進行報警，提示安保人員關注和處理，防止人員闖入而造成的人身或財物損失。

2、當發生緊急情況，通過各種技術手段快速獲取幫助或支援，以緩解或消除當時的緊急狀況。

3、報警后可查看現場情況，具備可視化；事后可取證分析。

同時，在性能上要求：

1、系統應具備高準確性的報警探測能力及完善的警情復核能力，較少誤報帶來的影響，提高報警管理效率；

2、系統應具有較強的環境適應性，能滿足多種安防環境需求；

3、系統應具備全面的報警防護能力，保證報警事件的及時感知與迅速處理；

4、系統應具備靈活的聯動能力，以提高系統的安防能力和自動化程度；

5、系統應具備完善的遠程控制能力，以滿足各種應急預案的自定義設計。

6、建設一套以綜合安防為核心目的的報警系統，其包括以下子系統：

7、一鍵報警系統，用于緊急情況下的主動報警求助。

8、樓梯擁擠報警，用于人員密集是提醒學生注意安全，同時通知安保人員現場值勤。

9、周界防范系統，用于對違法人員闖入校園周界的檢測和報警，入侵報警系統，用于對人員入侵，意外事件的探測和報警；

10、同時系統中包含視頻監控模塊，用于輔助報警防區的監控、警情的復核以及報警過程的記錄，事后的分析取證等。

一、系統架構

圖17. 校園預警系統架構示意圖

整個報警系統分為三個部分，即周界防范、入侵報警系統和一鍵報警系統。

周界防范報警有具有周界防范監測的前端設備、報警主機和后端超腦NVR組成，實現對校園的周界防范效果。

入侵報警系統指由傳感器技術和電子信息技術探測并指示進入或試圖進入防護范圍的報警系統。入侵報警系統由前端探測器、報警主機、傳輸網絡和中心管理平臺組成；

一鍵報警系統指由用戶主動觸發緊急報警裝置的報警系統。一鍵報警系統由前端緊急報警設備、傳輸網絡和中心管理平臺組成。

同時系統中包含視頻監控和門禁控制模塊，用于輔助報警防區的監控、警情的復核以及報警過程的記錄，事后的分析取證，并能及時聯動門禁控制等進行關閉和開啟功能等。

二、系統組成

整個報警系統由前端設備、傳輸網絡和中心管理平臺組成，通過對監控區域部署探測器形成防區，以被動響應的形式實現警情的上報。整個系統以網絡報警主機為核心。報警主機對前端探測器進行管控，當探測器進入布防狀態時，一旦被觸發，就會通過RVVP線纜將IO信號上傳給報警主機。報警主機接收到該信號，形成防區報警事件，并將報警事件上傳至監控中心，中心管理人員接收到警情即可迅速做出反應及時處警。

三、前端設備

報警前端設備主要包括各類探測傳感器、報警主機及附件、緊急報警設備、熱成像攝像機等。

1、探測傳感器

探測傳感器分為兩類。

第一類為入侵防盜類探測器，主要包括雙鑒探測器、震動探測器、紅外幕簾探測器、被動紅外探測器、玻璃破碎探測器、緊急按鈕、煙感應探測器、燃氣探測器、震動位移探測器和其他探測器等。

第二類為周界防范類探測器，主要包括入侵安防雷達、振動光纖、電子圍欄、紅外對射、激光對射、激光掃描探測器、熱成像攝像機等。

2、報警主機及輔助設備

報警主機一般包括總線制網絡報警主機、視頻報警主機和無線報警主機。報警主機接收防區的狀態和報警信號，傳輸至中心管理平臺。

報警主機輔助設備主要包括報警鍵盤、繼電器、防區擴展模塊、遙控器、打印機等，用于進行本地的布撤防管理，防區拓展等應用。

3、一鍵報警設備

主要包括報警柱、報警箱、報警盒等設備，通過按下一鍵報警按鈕實現警情上報。設備的高清攝像頭用于警情的視頻復核和報警錄像聯動，語音對講設備可實現中心接警人員與前端的實時通話，幫助了解前方狀況并進行相應的聯動處理。

4、傳輸網絡

傳輸網絡是支撐整個系統運行的重要因素，負責前端報警主機、緊急報警產品與中心管理平臺的通訊及報警錄像的傳輸等。本方案中采用的的傳輸網絡類型包括無線網絡（GPRS/3G/4G）和Internet網絡。

5、中心管理平臺

中心管理平臺負責接收網絡內所有控制通信主機的各類狀態報告和警情報告，對前端設備遙控編程，監測本系統和通信線路工作狀況。綜合管理平臺作為整個報警系統的接處警中心，是實現警情接收、報警聯動、報警處理、遠程控制、警情記錄等過程的核心部分。

6、一鍵報警

該系統要求在各重要場所安裝一鍵式報警設備。針對校園行業，可以在校園大門出入口，花園，院內道路旁、餐廳出入口、員工宿舍出入口等重點區域安裝一鍵式報警柱，在校園各樓一樓大廳和走道、樓梯拐角處、宿舍樓道等關鍵區域布防報警箱，安裝一鍵報警盒。為校園打造一個立體的，全方位的安防體系才能有效地保障校園的人身安全，維護校園正常次序。

一鍵報警系統應該具備以下功能要求：

（1）網絡傳輸功能

一鍵報警設備應支持有線和3G/4G無線網絡傳輸，滿足不同的網絡環境，對前端的報警事件實現秒級響應，顯示出報警快、響應快、出警快的優勢。

（2）多協議接入

一鍵報警設備應支持GB28181標準協議，并且要支持EHOME平臺接入。

（3）多行業協同管理

一鍵報警設備應支持雙網口，實現同時在校園內網和公安網中傳輸信息，實現雙向報警同時收到報警信息，在各場所內部形成大聯防系統，實現一呼百應。

（4）語音對講功能

一鍵報警設備應支持雙向語音對講功能，實現前端報警點與接警中心的雙向對話。

（5）視頻功能

一鍵報警設備自帶攝像頭，對報警場景、報警人進行圖像抓拍和實況播放。

（6）報警聯動、視頻彈出功能

當接警中心接到前端報警信息后，平臺自動彈出實況，并且能通過預設方式自動調用視頻或者聲音信息進行報警復核，并觸發錄音錄像，系統支持與其他警用業務系統進行報警聯動。

（7）防塵、防水、防爆

一鍵報警柱通常會安裝在室外，因此需具備防塵、防水能力，防塵防水等級應不低于IP65,由于外部環境復雜多變，應具備防爆能力，防爆等級應不低IK10。

在中小學校食堂、公共單位食堂、中大型餐飲企業、小型餐飲單位等餐飲服務單位，參照部分省市的標準，餐飲單位應建設視頻采集系統，實現企業登記備案、后廚視頻覆蓋、后廚錄像存儲、人員持證管理、穿戴合規管理、四害防治管理、碗筷消毒管理、食品倉儲管理、后廚現場直播及手機掃碼直播開放等。

一、應用架構

在中小學校食堂、企事業單位食堂、中大型餐飲企業、小型餐飲企業等餐飲單位后廚應建設視頻采集系統，實現后廚生產操作全流程視頻采集；通過配置視頻存儲設備進行視頻錄像存儲；還可配置視頻開放顯示設備實現后廚視頻本地開放。

圖18. 餐飲單位后廚視頻覆蓋場景示意圖

二、后廚視頻全覆蓋

1、應用概述

為了實現對后廚衛生安全24小時全天候無盲區監管，同時需要滿足聯網監管的要求，需要在餐飲單位后廚各個區域安裝帶紅外的高清網絡攝像機。攝像機的安裝需覆蓋原料倉庫、清洗、切配、烹飪、留樣及餐具消毒等區域。

另外，還可選擇在重點區域安裝支持語音對講的攝像機，監管人員可以遠程與設備進行語音對講，及時喝止違規操作或對突發事件進行遠程指揮。

學校食堂、企事業單位食堂、中大型社會餐飲單位等規模較大的餐飲后廚建議每家安裝6個到10個高清攝像機，小型餐飲單位后廚建議每家安裝2個到4個高清攝像機。

圖19. 后廚視頻全覆蓋無死角

各區域攝像機配置要求如下：

1）倉庫：實時采集記錄倉庫所有食材的存放和人員進出情況；由于食材的儲存對環境溫濕度有要求，選擇支持接入溫濕度傳感器的攝像機，配置溫濕度傳感器實時采集溫濕度數據，并將數據疊加在視頻畫面；通過設置溫濕度上下限闕值，當倉庫溫濕度超出闕值范圍時，可實現超限報警。

圖20. 倉庫

2）清洗區：清洗區安裝的攝像機需保證高清地記錄食材清洗全過程，畫面應達到食材和操作人員的清晰可分辨；

圖21. 清洗

3）切配區：切配區安裝的攝像機需保證高清地記錄食材切配過程，通過采集的視頻應可清晰辨認食材和人員操作過程；另外，還可選擇在重點區域安裝支持語音對講的攝像機，監管人員可以遠程與設備進行語音對講，及時喝止違規操作或對突發事件進行遠程指揮。

圖22. 切配

4）烹飪區：記錄廚師的操作和食材投放情況，要求能清晰的辨認食材和廚師穿著、操作情況，建議在灶臺的側前（后）方高處安裝?？紤]到存在大量的霧氣和油污，因此攝像機需具備良好的防塵防水能力和一定的防油污能力。此外，在烹飪區域安裝的攝像機應在不影響攝像機視野的前提下盡量遠離灶臺，避免明火和高溫對電線和設備的損害；

圖23. 烹飪區監控

5）留樣區：留樣間安裝的攝像機需對準留樣菜品儲存的冰柜，進行全天候的視頻采集；同時，留樣設備內應放置溫度傳感器并接入攝像機，實時采集并預警設備內部溫度，溫度數據直接疊加至視頻畫面合成顯示；

圖24. 留樣區域監控

6）餐具消毒區：餐具消毒區域安裝的攝像機應對準餐具消毒設備，應完整地記錄餐具清洗、消毒的全過程，同時，由于餐具消毒對于溫度有著嚴格的要求，視頻圖像清晰度應能看清消毒設備溫度顯示數字；

圖25. 餐具消毒監控

三、 應用功能

平臺具有強大的視頻功能，可對監控點及布放區域進行全面的視頻監控。在常規監控時間，通過云臺的控制可在重點監控區域設置預置點，配置巡航動能，進行定點定時的視頻巡查，監控異常事件的發生。

平臺支持設備存儲回放和中心存儲回放；支持單通道計劃錄像檢索、移動錄像檢索、手動錄像檢索和報警錄像檢索；支持精確時間到秒定位錄像數據；支持回放錄像抓圖；支持事件回放錄像；語音對講。

 應用組成

后廚視頻全覆蓋應用由視頻監控子系統、GIS地圖子系統、傳輸網絡子系統、監控指揮中心系統包組成。