第一章 概述
1.1 系统简述
监控系统主要是通过对视频图像的采集、组织调用、控制、录像、放像、报警的联动来针对某些区域进行监控管理，它能够在第一时间以图像、文字及声光报警形式告知管理、维护系统人员现场所发生的任何情况，从而有效地做出快速反应，并将所发生事件的全过程进行备份，对重要数据进行记录，为处理事故提供切实依据。让相关管理人员能在监控中心监控整个区域的状况，提高管理效率，并且增加一种安全管理的辅助手段。现已在全球各大工矿企、事业单位、金融机关、智能社区、城市街道、港口码头、军事边防监狱看守所和高等级公路等发挥着重要的作用。
本项目矿区远程视频监控系统主要实现公司总部能够通过光纤网络远程访问距离较远的两个矿区的矿区视频监控系统信号，对两个矿区的每个摄像机能够任意调用，可以随时观看两个矿区的实时图像和录像资料。并且可以控制每个矿区的所有摄像机，做到矿区安全生产，降低生产事故率，保证矿区的工作人员和财物安全，提高生产管理水平。每个矿区管理人员能够在管理室就能对所管辖的整个矿区和矿井的情况实时监控，能够看到矿区内部的所有环境的情况。
1.2 系统设计标准和规则
建设一套技术先进、运行成熟、操作简单、扩展性好、容易维护和使用方便的矿区监控防范系统。以便能够对矿区实现实时全天候监控，做到矿区安全生产，降低生产事故率，保证矿区的工作人员和财物安全，提高生产管理水平。需通过科学的方法提出一整套解决方案，才能保证系统的一致性；只有高度的集成性，才能保证系统的可靠性、可维护性、可扩展性。
基于以上考虑，我们在对系统进行设计时注意了以下一些问题：
1、设计应遵循以下原则：
系统设计应在技术上达到先进性和成熟性的统一；性能上应具有很高的安全、可靠性；使用上应具有可维护性和可扩展性；并具有很高的性能价格比。
2、 设备选型方面应同时遵循：
集成化原则、应选择高效集成的设备，便于控制、管理和维护。
模块化原则，应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力。
可靠性原则，所选设备应具备抵御环境影响的能力，工作稳定可靠，并能适应矿区矿井昼夜全天候工作。
高性能价格比原则。
应遵循实事求是、先进、实用、可靠、节约、后期服务体系完善的原则。
设计涉及的计量单位均采用国际单位SI制。
设计所涉及的所有设备和材料，除专门规定外，均依照下列标准规范进行设计、制造、检验和试验。
1.3监控系统的需求分析
因为公司总部距目前的两个矿区很远，需要建立一套完整的视频监控系统，以便能够对矿区实现实时全天候监控，做到矿区安全生产，降低生产事故率，保证矿区的工作人员和财物安全，提高生产管理水平。
本系统要求每个矿区管理人员能够在管理室就能对所管辖的整个矿区和矿井的情况实时监控，能够看到矿区内部的所有环境的情况，而位于南宁的总部能够对两个矿区的每个摄像机能够任意调用，可以随时观看两个矿区的实时图像和录像资料。并且可以控制每个矿区的所有摄像机。
第二章方案设计
2.1 系统结构
2.2 系统设计
系统结构如上图设计，系统总体上包括总部、1矿区、2矿区三大部分组成。要求每个矿区管理人员能够在管理室就能对所管辖的整个矿区和矿井的情况实时监控，能够看到矿区内部的所有环境的情况，而位于南宁的总部能够对两个矿区的每个摄像机能够任意调用，可以随时观看两个矿区的实时图像和录像资料。并且可以控制每个矿区的所有摄像机。
根据本系统的特殊情况，我们采取模拟和数字相结合的方式组成一套完整的监控系统，从矿区摄像机到矿区办公室分控中心采用模拟的光纤传输方式，而在分控中心采用数字管理方式，从分控中心到总控中心采用数字化网络传输方式，在总控中心采用完全数字化网络化管理。
整个系统监控场所为每个矿区的内部重要部位环境和矿区内坑道的监控，对于矿区内的环境监控主要是大范围的监控，因此我们采用高倍数的彩色转黑白一体化智能高速球，而对坑道的监控则是定向监控，我们选用固定变焦摄像机进行监控，在坑道内部特殊部位要考虑采用防爆摄像机系统。
由于坑道较长，从坑道最远一个摄像机到办公室的监控中心距离达到两千米，而且没有网络到达，也不能采用微波传输，因此我们采用光纤传输方式进行信号传输。而从矿区办公室到公司总部由于跨越几个省份，因此只能采用网络传输方式来进行信号传输。
1．前端摄像机距离分控制中心比较远，我们通过光纤把视频信号传输到分控制中心数字监控管理系统，控制信号通过光纤由控制中心传至前端可控制云台、镜头。在分控中心到总部总控中心通过网络进行传输。
2.每个矿区所有图像信号连至分控制中心。每个分控制中心设置一台全数字硬盘录像机作为数字视频存储和管理，1台
3．在总控中心设置一台电脑通过软件进行数字化综合管理，能够对前端两个矿区的视频任意调用和控制，可根据需要在监视器和大屏幕电视墙显示。总控中心无须录像，需要查看录像资料时只需要通过网络直接访问分控中心的数字硬盘录像机即可。
监控系统的画面显示应能任意编程，自动或手动切换，在画面上应有摄像机的编号，摄像机的部位地址和时间、日期等。管理人员在监控中心可以通过键盘或多媒体监控系统调用和控制本所有区域的图像画面。并且可以定制电子地图，可以直观的通过点击地图来取得该区域的视频画面，并且实现报警联动。在授权的情况下监控中心的管理人员可以随时调用任何区域的实时画面和历史画面，当该区域有突发事件发生时，管理人员可以调出该区域摄像机的画面并进行放大处理，判断是否派出机动人员快速到达该区域，数字录像机记录报警画面图像，为事后处理事件提供有力的依据，事故处理完后，管理人员控制系统复位，使系统重新处于警戒状态。
第三章 系统选型与配置
3.1 系统选型原则
安全防范系统应从高度的安全性，管理的科学性和对人为破坏的抵抗和防御能力出发，确保整个矿区监控系统日常运营的绝对安全。为此我们提出以下几条设计原则：
1）先进性
所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进电子技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是符合计算机和电子通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统，为整个矿区监控系统的进一步发展创造条件。在防盗系统中采用的产品和系统必须具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、防撬防剪、主动检测、报警联动等；前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等等。还必须应用计算机多媒体技术，具有良好的人性化的人机界面，使系统管理人员能方便地学习和操作系统完成防盗值勤任务。以便能够在发生警情时，操作员可以利用最便捷的方式，以最迅速的手段操控整个安全防范系统,要达到完全网络化数字化.
2）实用性
防盗系统最重要的是应用，只有得到充分的利用才能做到杜绝安全隐患，防患于未然。系统设计采用的产品和系统，必须是经过了一定时间市场考验的具有较高的知名度的品牌产品。系统设计时，应对需要实现的功能进行合理的配置，并且这种配置应该是可以被改变的，甚至在工程完成后，功能、配置的改变也是可能的和方便实现的。系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。特别是操作性，应使一般文化水平的管理人员，在略懂电脑操作的情况下通过培训能掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。
3）可靠性
设计防盗系统时的一个必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。这个原则要兼顾到两个方面：系统运行可靠－－系统的运行要求可靠。要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题，对所有的设备进行认真的可靠性认证。保存和恢复设置方便－－在实际运行中，即使系统的故障率非常低，也会因为各种意想不到的原因而出现问题。所以，在系统设计时，要考虑到系统设置数据的方便保存和快速恢复。
4）扩展性
即使是最先进的系统，也有随时间的推移而落后的可能。在系统设计中，我们选用产品和系统时，应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题，设计应全面、周到，注意预留到位并留有充分余量,以适应未来发展需要。为方便硬件的维护和升级，设计时采用的设备应为高度集成的数字化产品。
5）兼容性
系统应遵循开放性原则,提供符合国际标准的软硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具,使系统具备良好的灵活性、兼容性和可移植性。我们采用的设备接口应为标准的接口，使整个系统均能与其它系统达到最大的兼容性。同时可以满足实施整体弱电系统集成控制时与其它各个智能化子系统之间的通信、联动。
6）经济性
为了确保投资合理性(要考虑到长期的运行维护成本而不是第一次投入成本)，要在满足其它基本原则的基础上选择性能价格比最优的系统和产品，从而使防盗系统投资物有所值。
7）整体性
我们在设计中要把整个道路监控系统作为一个统一的整体进行考虑，其安全防范系统应在相对独立的各个系统基础上，高度集中管理，协调运行。由控制中心严格控制每个操作员的控制权限，形成各防盗子系统如电视监控系统、防盗报警系统等既相对独立运行，又能实现信息共享、多级控制。
在该系统中我们选用全球著名的监控系统生产厂商美国VP公司的产品，美国VP公司以提供性能优质、价格合理的控系统产品而在全球行业内闻名。VP公司在先进的闭路电视系统及相关设备的设计、开发和制作领域处于领先地位， VP公司凭借其提供高质量产品和优良用户服务，已成为该行业最为畅销的产品供应商。
根据实际使用情况，我们建议采用点对点光纤传送图像和数据。光传输设备采用美国GF光端机。
该光端机完全针对各种大型远距离视频、音频、数据传输系统。在调频技术、微波副载波复用技术及波分复用技术方面，始终走在世界前列，在图像传输方面领导着世界潮流。它最大程度地利用了光纤的大容量特点，充分节省了光纤。
3.2 所选设备及其技术指标
根据不同的监控环境我们选用不同的摄像机来满足监控需要。
在矿区内部坑道外部环境监控我们选用韩国CNB的230倍变焦的全天候一体化彩色转黑白智能高速球型摄像机,白为彩色高清晰画面，晚上光线不足时自动转换为黑白画面，并且为570线的超高线数和0.01LLUX的超低照度；由于采用超宽动态和强逆光补偿技术，可以清晰的看到视野范围内细小的物体，即使是晚上在汽车灯光等的强光照射下也能清楚的看到画面物体情况，画面的清晰度等质量令人惊叹！完全满足各种恶劣环境下的监控需要。
在坑道内部的坑道监控的摄像机只是定向监控，不需要旋转，因此我们选用VP彩色转黑白一体化摄像机相应的防护罩进行坑道监控。
坑道内部由于环境潮湿多灰，环境比较恶劣，因此防护罩必须选用能防潮防灰的密封式防护罩来保护摄像机。
有些地方我们需要考虑中/小型防爆防护罩。
坑道内部由于环境潮湿多灰，环境比较恶劣，因此解码器必须选用带能防潮防灰的密封式保护箱的全天候解码器。
该光端机是通过标准的9/125μm单模光纤或62.5/125μm多模光纤实现视频和反向数据的同步传输，全彩色兼容，用户无需调试。有LED指使运行时的工作状态。
数字化视频监控系统是基于C/S(客户端/服务器)架构的专门适用于数字网络的综合视频监控系统。它的前端主要采用的是以MPEG4图像压缩标准的网络视频编码器，通过MPEG4压缩的视频图像，占用带宽低（一般为500-800Kbps），图像清晰度高。系统采用TCP/IP传输方式，可在多层路由环境下实时监控，适合行业用户普遍的监控要求。数字化视频监控系统后台采用MSDE免费数据库引擎，完全满足256个监控点及32个解码器后台10个并发用户访问。数字化视频监控系统提供控制优先级调度、网络电子地图、分布式与分级式服务器结构、矩阵与快球控制、数据监控等高级模块，适用于大型企业和分布广泛的企业集团使用。可独立浏览任何一路或多路视频信号。
硬盘录像机
1、图像视频MPEG-4音视频实时压缩和复合通过硬件完成，不占用CPU资源,图像监视质量可达600线,单路25帧/秒。
2、录像功能可实现人工、定时、侦测、告警等录像方式。录像占用磁盘空间小，并可实现循环录像。
3、实时监控可实现1路、4路、7路、9路、10路、13路、16路全实时监控并可实现图像全屏显示。
4、监听功能用户自选某一通道的声音。
5、画面质量可调监视时和画面质量进行调控，以保证所看到的画面的清晰度。录像清晰度可与监视的清晰度一致。
6、输入输出一卡四路音视频同步输入输出，PC型DVR可达16路。
7、音视频同步每路音视频同步记录,可同时进行监视、录像、回放、传输及控制。
8、控制功能可利用PELCO的D协议、P协议对PELCO球机直接控制并兼容其它厂家的球机，而且用户可自定义云台控制协议。
9、网络客户端功能在局域网内16路图像全实时传输,而且可通过ISDN、ADSL实现INTERNET上的传输；控制远端服务器的云台转动；控制远端服务器的移动检测和定时录像功能。
10、操作管理功能提供3种用户类型的包括：系统管理员、超级用户和普通用户，可向用户分配镜头组，可根据用户的优先级分配控制云台和球机的权力。
11、抓拍功能抓拍图像并保存到硬盘中。
12、水印加密功能用户不能更改录像文件中的录像数据，使录像作为证据更为可信。
13、16路报警输入、输出功能。