一、前言
近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)在我國的普及和深化發(fā)展，各學(xué)校的信息化建設(shè)不斷深入，絕大多數(shù)學(xué)校已經(jīng)鋪設(shè)內(nèi)部的校園網(wǎng)，各學(xué)校逐步轉(zhuǎn)向利用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)處理工作各重要環(huán)節(jié)的大量數(shù)據(jù)。同時，網(wǎng)絡(luò)也成為先進(jìn)的新興應(yīng)用提供了一個良好的平臺。網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)控系統(tǒng)正是近年來蓬勃發(fā)展的一種新的網(wǎng)絡(luò)多媒體典型應(yīng)用。它是指學(xué)校利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺，將監(jiān)控范圍內(nèi)所需的視頻、音頻、數(shù)據(jù)以數(shù)字形式通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸、存儲和共享，使學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)職能部門及時獲得關(guān)于監(jiān)控現(xiàn)場實(shí)時、準(zhǔn)確、具體、直觀的材料，為監(jiān)督校園安全、監(jiān)考考場等提供一種嶄新的現(xiàn)代化手段。
隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了整個社會生活水平的提高，校園的教學(xué)方式也發(fā)生了很大的變化，傳統(tǒng)的手把手式教學(xué)已漸漸退出舞臺，取而代之的是素質(zhì)教學(xué)、室外教學(xué)、多媒體教學(xué)等方式；同時由于校園考試違紀(jì)作弊的行為越來越隱蔽化、作弊手段越來越技術(shù)化等現(xiàn)狀，為了確保在每間教室作為考場時能減少人員的管理和保證考場在考試期間能有效的監(jiān)考考生的情況，并且能在平時作為多媒體教室用，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可通過系統(tǒng)對各班級的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評估，建設(shè)一個多媒體閉路監(jiān)控系統(tǒng)對整個學(xué)校的有關(guān)教室進(jìn)行監(jiān)控已勢在必行。國家教委有關(guān)文件已明確表明，各省市地區(qū)擬定陸續(xù)在轄區(qū)內(nèi)各大中小學(xué)校統(tǒng)一建立校園監(jiān)控系統(tǒng)。
二、需求分析
目前學(xué)校都建有眾多的教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)教學(xué)樓、辦公樓等。因校園占地面積廣大，人口眾多所以學(xué)生、老師、學(xué)校的安全問題存在著很大的不足。因此，利用現(xiàn)代的高科技技術(shù)手段，組成全方位防范系統(tǒng)是十分必要的。
在每個教室各安裝一部攝像機(jī)，再通過學(xué)校內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校內(nèi)各個教研室、實(shí)驗(yàn)室、校長辦公室等可以任意看到任何一間教室的教學(xué)情況，圖像實(shí)時、清晰度高、聲音清晰。同時可以多個地點(diǎn)對一個教室進(jìn)行教學(xué)觀摩；也可以多場次、多地點(diǎn)同時上網(wǎng)觀看，而不影響整個網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性和圖像質(zhì)量。
隨著考試科目的增多，只依靠老師監(jiān)考已無法能夠滿足現(xiàn)狀的要求所以把閉路監(jiān)控系統(tǒng)用于高考、成人考和其它重大考試活動的考場監(jiān)控系統(tǒng)，通過安裝在各考場上端的電子攝像機(jī)，整個考場的情況一覽無余，從而減少了考場監(jiān)考人員的數(shù)目，減輕了老師的壓力和負(fù)擔(dān)。同時可以最大限度的防止考場舞弊事件的發(fā)生。如若發(fā)生意外，可隨時調(diào)取現(xiàn)場錄像查找問題,考室內(nèi)的攝像機(jī)可隨指令調(diào)整角度，考室所有方位的情況在屏幕上顯現(xiàn)無遺，一量發(fā)現(xiàn)學(xué)生有小動作，還可以通過調(diào)節(jié)焦距來個大特寫。 因此在考場內(nèi)安裝監(jiān)控系統(tǒng)，一來可以起到震懾作用，防止考生存有僥幸心理；二來能夠避免冤枉好人，作弊與否據(jù)證。
通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，校方領(lǐng)導(dǎo)可隨時通過前端攝像設(shè)備監(jiān)視各教室內(nèi)的教學(xué)狀況；系統(tǒng)作為監(jiān)考使用時，管理人員可隨時發(fā)現(xiàn)考場異常情況，并采取必要的措施，有效監(jiān)管考場作弊行為，保證考場紀(jì)律；并且，上級主管領(lǐng)導(dǎo)可通過因特網(wǎng)上權(quán)限登陸對每個教室進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控；系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上的“家長開放日”和遠(yuǎn)程視頻教學(xué)。讓學(xué)生家長坐在家中就能夠?yàn)g覽自己子女在學(xué)習(xí)的實(shí)況以及科任老師授課的全過程，從而增加家長對學(xué)生學(xué)習(xí)生活的了解，提高校務(wù)工作的透明程度。
三、設(shè)計(jì)原則
學(xué)校監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循以下原則：
先進(jìn)性：系統(tǒng)是國內(nèi)率先采用基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它采用專用視頻壓縮芯片，圖像清晰，圖像采用MPEG4圖像壓縮方式，視頻壓縮效率高，網(wǎng)絡(luò)占用帶寬低，是基于第三代嵌入式技術(shù)的綜合監(jiān)控產(chǎn)品。
實(shí)用性：系統(tǒng)支持用戶的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求，可多用戶多畫面實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、分布式錄像、可連接多種報(bào)警設(shè)備、報(bào)警可定時布防撤防等功能，完全滿足用戶的監(jiān)控要求。
兼容性：系統(tǒng)采用Brower/Server（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)，可與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緊密結(jié)合；同時，前端系統(tǒng)可在原有的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改造，保護(hù)用戶設(shè)備投資。
擴(kuò)展性：系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶系統(tǒng)升級時，只需要簡單增加前端的視頻服務(wù)器，并升級相應(yīng)的系統(tǒng)軟件即可，不用額外添加或者廢棄原有設(shè)備。
靈活性：系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，適合在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、甚至INTERNET網(wǎng)中使用；在網(wǎng)絡(luò)中的授權(quán)用戶可通過IE瀏覽器實(shí)時監(jiān)控前端現(xiàn)場，客戶端無需配置任何硬件。
實(shí)時性：組成本系統(tǒng)的嵌入式視頻服務(wù)器，采用專用的視頻壓縮芯片，和先進(jìn)的視頻壓縮技術(shù)，最高可傳輸30幀/秒的清晰圖像。
可靠性：系統(tǒng)采用先進(jìn)的視頻服務(wù)器硬件，性能穩(wěn)定可靠，保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定，尤其適合在無人、少人維護(hù)的環(huán)境中運(yùn)行。服務(wù)器軟件采用Windows service方式后臺運(yùn)行，極大地提高了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性；各功能模塊相對獨(dú)立，避免相互影響，保證系統(tǒng)能夠可靠運(yùn)行。
四、系統(tǒng)組成
數(shù)字監(jiān)控是通過把攝像頭攝取的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號，再通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)都成為監(jiān)控終端，不受地域環(huán)境的限制。
由于學(xué)校監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可通過鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，真正做到了多網(wǎng)并一網(wǎng)。另外，信號傳輸采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使遠(yuǎn)程監(jiān)控變成了可能。
學(xué)校網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如下所示：
下面介紹整個系統(tǒng)組成：
校園：
在校園重點(diǎn)部位，比如大門、倉庫、教學(xué)樓、宿舍門口等安裝一定數(shù)量的攝像機(jī)，根據(jù)具體情況配置固定攝像機(jī)或可控?cái)z像機(jī)，把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到Grandtec網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上， Grandtec網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接就近到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到校園網(wǎng)絡(luò)上。
考場：
在每個考場教室安裝一個攝像機(jī)（可以加裝拾音器），一般采用固定攝像機(jī)，特殊教室也可以采用可控?cái)z像機(jī)，把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到Grandtec網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上， Grandtec網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到校園網(wǎng)絡(luò)上。
本校監(jiān)控中心
在本校監(jiān)控中心配置一臺中心監(jiān)控服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理前端所有攝像機(jī)，所有視頻服務(wù)器，同時管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。相關(guān)值班人員只需要用IE瀏覽器訪問中心監(jiān)控服務(wù)器，獲得授權(quán)后即可監(jiān)控前端攝像機(jī)。
還可以在中心配置一臺或數(shù)臺工控機(jī)，安裝電視墻解碼卡，組成電視墻服務(wù)器，直接輸出模擬視頻信號，送到電視墻顯示出來，可以通過專用電視墻控制軟件任意進(jìn)行圖像的切換控制。
校長分控觀察室
校領(lǐng)導(dǎo)在自己的辦公微機(jī)上用IE瀏覽器即可隨時參看控制。
教學(xué)示范觀察室
在校園內(nèi)可以建立教學(xué)示范觀察室，供其他相關(guān)教師學(xué)生觀察授課情況，可以根據(jù)授權(quán)只能看見某個教室的情況。
教育局遠(yuǎn)程巡考中心
由于系統(tǒng)軟件是B/S架構(gòu)，通過教育專網(wǎng)，教育局相關(guān)人員還可以通過IE瀏覽器遠(yuǎn)程觀看控制學(xué)校攝像機(jī)，用于遠(yuǎn)程巡考。
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