专业化的电子考场监控系统设计方案

设计概述

　　该监控系统的目的是为学校考试期间提供先进的音视频图文信息资料与服务，为网上监考提供便利,加快教育信息化的步伐;促进教育改革。

　　参照国家有关监控报警系统的标准GB50348-2004《安全防范工程技术防范》，根据系统的基本要求和招标书的使用功能要求，我们设计了数字多媒体监控与传统模拟监控相结合的方案，以满足学校监控的需要。本方案设计充分利用高科技的便利及计算机丰富资源，多媒体监控系统采用硬盘全实时记录监控系统视频数据，可方便的实现视频实时传输，充分利用电子地图功能使操作轻而易举，非常方便易用。

系统结构

　　•前端摄像系统
　　•视频传输系统
　　•本地监控中心
　　•远程监控中心

　　摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。
　　传输部分是系统的图像信号通道，包括传输线缆，传输设备、网络等。
　　控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。
显示部分一般是由几台或多台显视器和监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。
前端设计
　　在前端设计安装xx个监控点，用于监看、监听各个教室。考试的时候，可以实时监看考场的考试情况，有效的保重考场的秩序；平时可以用来作为教学观摩教育，观看老师上课，学校的领导可以在监控中心对任意老师进行听课。

　　为了能够监看到整个教师的全景画面，不留视觉死角，同时并能够对局部进行放大，能清晰地显示考室内试卷字迹。设计在每一个教室安装一到二个一体化全球摄像机（ET-550X0），此摄像机带有360度转动的云台，22倍的光学变焦，通过云台的转动及镜头放大放小，能够灵活的监看到教室的每一个角落，每一个学生书桌上的东西。（具体配置可根据实际考场监控要求调节）
   为了能够清楚的监听到教室的声音，需给每一个教室配置一个高保质的拾音器。

　　
布点效果图：

 
传输设备及线路
　　
　　在监控系统中，监控图像的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图像和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。目前，在监控系统中用来传输图像信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、双绞线视频传输设备和光端机。要组建一个高质量的监控网络，就必须搞清楚这三种主要传输方式的特点和使用环境，以便针对实际工程需要采取合适的传输介质和设备。
 
　　几种主要传输方式对比表：
 
　　
　　•视频传输：从表2中可以看出，视频信号传输采用同轴电缆传输，同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，所以，一般在小范围的监控系统中；而光纤的传输，可实现远距离的传输，且传输质量高、不易受干扰、可实现一线路传输多路视频及数据。
　　•电源线传输：220V电源线：采用两芯线（2*0.75）
　　12V电源线： 采用两芯线（2*0.5）
　　•485控制线传输：采用两芯带屏蔽双绞线（2*0.75）
本地/远程监控中心设计
    监控中心建设，需对前端各个监控点进行实时视频监视及录像，既要实现视频信号的记录，同时也要实现视频实时监看，因此需给此中心配置以下设备：
　　1、 监控中心需对前端各个监控点进行实时视频记录。考虑到其监视的效果要求比效高，回放质量比较好；监控中心采用x台全实时（回放、监视都是25帧/秒）的视频服务器（R-4000N）进行实时显示、录像；该设备是完全脱离PC平台设计的不稳定，彻底杜绝了病毒的侵入，性能稳定，启动迅速，系统参数及程序固化在FLASH中，掉电永不丢失。
　　2、视频服务器（R-4000N）出厂是没有带硬盘的，为了使得硬盘主机能够保存一定时间的录像资料，需给每一台硬盘主机配备硬盘（硬盘占用空间按0.15G/小时/路来计算）； 
　　3、为了达到更高的监看效果，更方便的操作监看，配备1台音视频矩阵（MX系列），加上x台监视器组成的电视墙，实现电视墙监控。（如不需电视墙，可直接连接服务器和监视器。）
　　4、如要实现同一时间内视频服务器（R-4000N）图象和电视墙监看，需将前端信号一分为二，配与音视频分配器即可。  
5、远程监控中心可用普通的PC访问浏览图象也可在远程配置矩阵以电视墙方式更有效的浏览。其原理同本地监控中心。只是通过网络将信号传输至远程监控中心。

系统拓扑图：
 

本地/远程监控中心功描述：
1． 多画面显示：
1/4/6/8/9/16画面分割模式，支持不规则画面分割，可以通过简单操作实现放大、还原、全屏、图像交换等操作，可以通过拖放摄像机图标实现对不同摄像机图像的监视，简单易用，并且可以拍照、设置图像循环播放等。以符合对于不同等级考试的监控需求。
2． 录象和回放
软件在不播放的情况下也可以进行录像，极大的节省了CPU资源，一台P4电脑可以同时记录30~40路图像。
特别推荐：预置点录像 是在软件中预先设定摄像机的观测点，当服务器接受到报警信号时触发摄像机快速准确的回到预先设定的状态。一台球机一般最多可以设定63个预置点。该功能特别针对需全面到位的记录考场的环境而设置。
3．     远程控制
远程控制云台的上下左右转动，镜头光圈、焦距、变倍的调节，也可以控制远程灯光的控制。
4.     远程配置                        
远程登录到服务器上，配置服务器的各项参数，如修改用户名，密码，IP地址，调节码流等。对服务器，远程升级，远程重启等。
5．    状态查看
通过软件可以查看某一服务器上有多少用户在线，分别在观看哪些通到的图像，当前图像的码流是多少等信息。
6．    语音对讲
即通过电脑可以与远程视频服务器的现成进行双向的语音交流，以及时通知监考人员异常情况发生。
    7．    多播功能             
在ＬＡＮ环境下，每一个摄像机允许无限多用户同时访问，并且只占用一个通道的带宽。实现了考场的全面开放。受多人同时监控。
      8．   自动加载观看方案
只需一次性对监控图像进行简单配置，并保存成观看方案文件，以后打开软件后系统将会自动加载用户配置的观看方案。
      9．   权限管理功能
用户权限 分为5种级别 administrator > super user > power user > user > guest 以确保关键用户对于图象的浏览和控制。
不同级别 administrator 角色客户在控制时，其它低角色客户都不能控制，并向所有低级别角色客户发送一条信息“用户 administrator 取得了某某视频服务器、某某通道的控制权”。如果低级角色客户控制时，会弹出“对不起 , 云台正被用户使用”提示。 Administrator 角色客户或高级权限角色客户 10 秒钟内没有控制时，自动放开控制权，给低级角色客户和想要控制角色客户控制权。相同级别 两个相同角色客户同时控制时，是由时间区分控制权。当一个客户先控制时，相同角色客户想控制，只能等待相同角色客户放弃或 10 秒钟内没有控制后，才能取得控制权。 Guest 角色用户不能控制云台、变焦、聚焦、光圈，其它权利都有。

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