某幼兒園安全監控系統設計書一、項目簡介 針對幼兒教育中相關部門需要實時掌握教育細節、據此改進教育方案以及家長擔憂的孩子的安全問題設計幼教監控系統。2、 項目背景及概述1. 需求背景小學及幼兒園是兒童智力開發的重要階段，所以對于校園建設，無論是教育師資水平還是校園教育設施也都成為全社會關注的焦點。教育部門了解幼兒教育基本情況的傳統方式是委派調研組實地調查或聽取各校代表提交的成果報告，這種方式有如下缺點：1. 耗費人力物力較大2. 無法實時了解最新教育情況，具有很大的滯后性3. 人為調查主觀性較強，調查結果參雜調查人員的個人觀點4. 人為調查容易遺漏細節，無法做到全方位調查隨著家長對校園的要求不斷提高，孩子在學習期間的安全也成了每一個家長在選擇校園時的必備條件。給孩子一個安全的學習、生活、娛樂環境，可以解除家長的后顧之憂，減輕家長的精神負擔。近來幼兒教育頻頻發生的安全事故問題也給人們敲響了警鐘，使人們認識到幼兒安全問題的嚴重性。幼兒園網絡監控系統解決方案不僅確保了孩子的安全，也提升了校園的形象，更讓家長放心！2. 技術背景在當今信息的代的背景下，網絡視頻監控技術已十分成熟并被大量使用，大數據分析以及云存儲也發展地如火如荼，解決了視頻監控量大、難分析、存儲費用高的問題。 3. 項目概述 根據以上需求及技術，針對幼兒園網絡監控系統的特點，提出基于網絡視頻服務器的幼兒園圖像聯網監控系統解決方案。其主要的原理是：網絡視頻服務器采用64位高速DSP芯片，嵌入式實時操作系統，攝像機傳送來的視頻信號數字化后由高速DSP壓縮，通過無線網橋傳或網絡（TCP/IP）總線傳送監控主機。網絡上用戶也可以直接在工作站上觀察圖像，授權用戶還可以控制攝像機云臺鏡頭的動作或對系統配置進行操作。由于把視頻壓縮集成到一個體積很小的設備內，可以直接連入以太網，達到即插即看，省掉各種復雜的電纜，安裝方便（僅需設置一個IP地址），用戶的使用也簡單，僅需操作軟件。 通過對系統的分析，產品選用YW嵌入式網絡視頻服務器，YW嵌入式網絡視頻服務器可以將每個監控區的視頻圖像通過局域網或者INTERNET進行傳輸。 YW嵌入式網絡視頻服務器可以將每個監控區的視頻圖像通過網絡進行傳輸，然后通過網絡傳輸到監控中心。YW嵌入式網絡視頻服務器是通過網絡實時傳送高畫質數字圖像和音頻的雙通道網絡視頻服務器設備。YW嵌入式網絡視頻服務器可通過LAN或互聯網同時傳送，并同時支持遠程控制和雙向音頻頻道，因此可實時收聽遠距離聲音。 因為內置了網站服務器(Web Server)，所以無需額外的服務器設備，可直接連接網絡并獨立執行傳輸功能。利用本產品可用低廉的費用在區域內方便地構筑基于VLAN的監控系統。該數字監控系統易維護，同時不受距離限制。 根據要求，在每個監控區域安裝一臺YW嵌入式網絡視頻服務器，通過網絡連接至控制中心；監控室通過集中管理軟件可以同時瀏覽和記錄所有監控區域的視頻圖像. 基于YW網絡視頻服務器的遠程圖像監控系統，對于納入監控范圍的數量沒有限制，主要視其應用環境的網絡狀況，因此基本上系統規?？筛鶕秶笮∽杂山M合定義。同時系統可按多級組網的方式，形成大規模的監控網絡。 系統的拓撲簡圖如圖一所示： 教育部門 家長 學校管理中心Internet/Intranet 網絡視頻服務器 網絡視頻服務器 網絡視頻服務器 音頻設備 攝像頭 攝像頭 攝像頭3、 系統功能1、家長遠程探看、上級主管部門實時查看 每位孩子家長都想了解自己的孩子在學校的學習、生活情況，特別是對于寄宿的孩子，家長多少還是有些不放心的。利用幼兒遠程視頻系統，孩子家長無論是在本地、外地或者是國外，只要能上網，便可通過系統客戶端登錄到探視點，看到孩子的實時情況，拍到孩子日常生活中珍貴的視頻資料，同時，還可以通過系統設置的通話功能，與探視點進行通話交流。這樣一來，真正解決了家長的后顧之憂，讓家長更加放心地把孩子交給學校。2、提高教學質量、管理水平： 幼兒遠程視頻系統可以對探視點的場景進行實時錄像，并將錄像資料存儲。利用該功能，幼兒園可以將孩子的一些日常學習、生活等情況錄制下來，進行一系列的分析，并制訂出適合孩子們的教育方式，積極地開發孩子們的內在潛能，提高師資水平和教學質量。同時也幫助園長掌握幼師的教學情況。3、匯總成長資料： 通過幼兒遠程視頻系統，學校可以將實時的情況進行錄像并保存，可用以真實再現孩子的學習、成長歷程。家長也可以通過錄象留住孩子童年學習和生活。4、加強教學交流： 對于擁有多個園區的幼兒園來說，利用該系統，可以實現園區與園區之間相互交流，相互提供教學實例，實現真正的教學資源的共享。這種教學交流可以是任意時間的，不受其他條件的限制，不必通過一些傳統的方式（如：電話溝通、召集在某一地方開展會議），提高了教學效率，也避免了不必要的時間、費用的浪費。5、增添宣傳途徑、彰顯學校實力： 幼兒園可以將一些相關的監控點公開到一些宣傳媒體中，讓家長不必親臨幼兒園就可以看到到學校的具體情況，增添了家長了解學校的途徑，并且也可以減少過多接待學生家長的參觀而帶來的對園區教學的影響。實施該系統方案，也無形中顯現出學校的實力，增添了學校的美譽度。6、常規的園區監控和安全防范功能 孩子的安全問題是家長迫切關心的問題。有了該系統，孩子離開學校門口、是否有家人接送都可以時時錄象，即使意外發生（如被陌生人帶走）也有錄象可查。7、防盜報警功能 在幼兒園、小學的要害部門或位置安裝報警探測器，當有警情發生時，報警探測器觸發報警主機，報警主機輸出的聲光報警信號即發出警報，通知值班保安、行政主管或公安110。報警系統還可以和監控系統實現聯動功能，在報警觸發的同時，控制中心監視器立即切換到現場畫面，并進行錄像。還可配備消防報警。8、校園廣播功能校園廣播系統由電腦自動控制運行，可實現無人值守全自動廣播。在以音樂（或音樂鈴聲）代替學校上下課鈴聲的同時，可以進行名歌名曲欣賞，從事英語聽力學習，轉播廣播電臺節目等，從而陶冶學生情趣，營造良好校園環境。人工廣播、自動廣播、分區廣播、遙控廣播等。 4、 可行性分析與運營模式1、 設備要求(1) 云臺云臺就是兩個交流電組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。我們所說的云臺區別于照相器材中的云臺，照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調節方位；而監控系統所說的云臺是通過控制系統在遠端可以控制其轉動方向的。 云臺有多種類型： 按使用環境分為室內型和室外型，主要區別是室外型密封性能好，防水、防塵，負載大。 按安裝方式分為側裝和吊裝，即云臺是安裝在天花板上還是安裝在墻壁上。 按外形分為普通型和球型，球型云臺是把云臺安置在一個半球形、球形防護罩中，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。在挑選云臺時要考慮安裝環境、安裝方式、工作電壓、負載大小，也要考慮性能價格比和外型是否美觀。 DC12V普天視pts-326室外防水迷你全金屬云臺詳細參數如下：型號PTS-326輸入電壓DC12V預置位132旋轉角度0355度旋轉速度04.8度/秒控制方式RS-485線掃方式鍵盤控制防水等級IP65負載8kg外形尺寸108mm*108mm*111mm重量1.6kg工作溫度-1055攝氏度單價100元(2) 支架如果攝像機只是固定監控某個位置不需要轉動，那么只用攝像機支架就可以滿足要求了。普通攝像機支架安裝簡單，價格低廉，而且種類繁多。 普通支架有短的、長的、直的、彎的，根據不同的要求選擇不同的型號。室外支架主要考慮負載能力是否合乎要求，再有就是安裝位置，因為從實踐中我們發現，很多室外攝像機安裝位置特殊，有的安裝在電線桿上，有的立于塔吊上，有的安裝在鐵架上由于種種原因，現有的支架可能難以滿足要求，需要另外加工或改進，這里就不再多說了。 這里使用睿威仕607型號的支架就能滿足基本需求，價格為15元/只。 (3) 防護罩防護罩也是監控系統中最常用的設備之一，主要分為室內和室外兩種。室內防護罩主要區別是體積大小，外形是否美觀，表面處理是否合格。功能主要是防塵、防破壞。 室外防護罩密封性能一定要好，保證雨水不能進入防護罩內部侵蝕攝像機。有的室外防護罩還帶有排風扇、加熱板、雨刮器，可以更好的保護設備。當天氣太熱時，排風扇自動工作；太冷時加熱板自動工作；當防護罩玻璃上有雨水時，可以通過控制系統啟動雨刮器。 挑選防護罩時先看整體結構，安裝孔越少越利于防水，再看內部線路是否便于聯接，最后還要考慮外觀、重量、安裝座等等?，F在的監控攝像頭基本都是自帶防護罩，與監視器是一體的，基本都能達到以上要求。(4) 監視器監視器是監控系統的標準輸出，有了監視器我們才能觀看前端送過來的圖像。監視器分彩色、黑白兩，尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14英寸。 監視器也有分辨率，同攝像機一樣用線數表示，實際使用時一般要求監視器線數要與攝像機匹配。 另外，有些監視器還有音頻輸入、S-video輸入、RGB分量輸入等，除了音頻輸入監控系統用到外，其余功能大部分用于圖像處理工作，在此不作介紹。 考慮到室內和室外監控距離的差別，使用的監視器分為室內室外兩種： 室內?？低旸S-2CE1672P-IT3P 詳細參數如下：型號DS-2CE1672P-IT3P 傳感器類型1/4”DIS信號系統PAL有效像素640（水平）*480（垂直）最低照度0.1Lux （F1.2，AGC ON），0 Lux with IR快門1/25s1/15000s鏡頭3.6mm，6mm可選鏡頭接口類型M12日夜轉換模式ICR紅外濾片式水平解析度580TVL同步方式內同步視頻輸出1Vp-p Composite Output信噪比大于52dB工作溫度和濕度-4060攝氏度，濕度小于90%（無凝結）電源供應DC12V+/-10%功耗5W MAX（當ICR切換時，8.5W MAX）防護等級IP66紅外照射距離25米尺寸（mm）94.6*83*139.7重量500g單價148元 室外喬安JA-516KRB-T 詳細參數如下：型號JA-516KRB-T 感光元件喬安（8249方案1080線）鏡頭大小標配8mm（可選4mm，6mm，12mm，16mm）信號制式PAL顏色色彩彩轉黑白（白天彩色，紅外啟動后為黑白）防水等級IP66供電DC12V+/-1紅外燈六燈陣列型紅外距離50M信噪比=52dB最大功率12W最低照度OLUX（紅外燈開啟）視頻輸出1.0Vp-p，75歐自動增益控制自動白平衡方式自動跟蹤逆光補償方式自動曝光模式電子曝光伽馬校正0.45同步方式內同步工作溫度-2050攝氏度重量0.85kg單價119(5) 視頻放大器當視頻傳輸距離比較遠時，最好采用線徑較粗的視頻線，同時可以在線路內增加視頻放大器增強信號強度達到遠距離傳輸目的。視頻放大器可以增強視頻的亮度、色度和同步信號，但線路內干擾信號也會被放大，另外，回路中不能串接太多視頻放大器，否則會出現飽和現象，導致圖像失真。 采用今可視視頻放大器 型號: JK-101A ，單價65元。(6) 視頻分配器一路視頻信號對應一臺監視器或錄像機，若想一臺攝像機的圖像送給多個管理者看，最好選擇視頻分配器。因為并聯視頻信號衰減較大，送給多個輸出設備后由于阻抗不匹配等原因，圖像會嚴重失真，線路也不穩定。 視頻分配器除了阻抗匹配，還有視頻增益，使視頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響。 采用杰特康視頻分配器 型號: JTK-V-1016 ，單價165元。(7) 視頻切換器多路視頻信號要送到同一處監控，可以一路視頻對應一臺監視器，但監視器占地大，價格貴，如果不要求時時刻刻監控，可以在監控室增設一臺切換器，把攝像機輸出信號接到切換器的輸入端，切換器的輸出端接監視器，切換器的輸入端分為2、4、 6、8、12、16路，輸出端分為單路和雙路，而且還可以同步切換音頻（視型號而定）。 切換器有手動切換、自動切換兩種工作方式，手動方式是想看哪一路就把開關撥到哪一路；自動方式是讓預設的視頻按順序延時切換，切換時間通過一個旋鈕可以調節，一般在1秒到35秒之間。 切換器的價格便宜（一般只有三五百元），聯接簡單，操作方便，但在一個時間段內只能看輸入中的一個圖像。要在一臺監視器上同時觀看多個攝像機圖像，就需要用畫面分割器。 采用Tycom八路視頻切換器 型號: 608，詳細參數如下：視頻輸入1Vp-p/75歐 8個BNC座視頻輸出1Vp-p/75歐 1個BNC座視頻增益0.8Vp-p1.4Vp-p信號頻寬2MHz3%影像分離度40dB以上最大信號輸入2Vp-p轉換時間間隔1秒45秒環境溫度-20+60機身尺寸253長210寬60高(毫米)功耗3W重量0.96Kg單價50元(8) 畫面分割器畫面分割器有四分割、九分割、十六分割幾種，可以在一臺監視器上同時顯示 4、9、16個攝像機的圖像，也可以送到錄像機上記錄。 四分割是最常用的設備之一，其性能價格比也較好，圖像的質量和連續性可以滿足大部分要求。九分割和十六分割價格較貴，而且分割后每路圖像的分辨率和連續性都會下降，錄像效果不好。 另外還有六分割、八分割、雙四分割設備，但圖像比率、清晰度、連續性并不理想，市場使用率更小。 大部分分割器除了可以同時顯示圖像外，也可以顯示單幅畫面，可以疊加時間和字符，設置自動切換畫面等。采用五星盾視頻分割器 型號: WXD-801V ，詳細參數如下：視頻標準PAL：50場/秒 NTSC：60場/秒解像度PAL：720X576 NTSC：720X480視頻輸入1.0Vp-p75 BNC錄像輸入1.0Vp-p75輸入錄像輸出1.0Vp-p75輸出報警方式視頻丟失報警，外部觸發方式，移動偵測報警視頻輸出方式全屏，電子放大，八分割，四分割，畫中畫，自動切換工作電壓DC12V/1A環境溫度-30-60單價253元(9) 傳輸介質：視頻傳輸使用 SYV 75-5軟同軸電纜。2、資金需求（投入）設給一所200平方米教室和300平方米活動空地的幼教中心安裝此系統。室內教室前后各一只，走廊一只對準門窗，男女廁所門外各一只監視進出人員，共5只，148*5=740元。活動空地四角各一只監控圍欄，屋外墻一只監控空地，共5只，119*5=595元。同軸電纜較為便宜（5元一大捆），估計約500元。10只云臺1000元。10個支架150元。視頻放大器2個，65*2=130元。視頻分配器2個，165*2=330元。視頻切換器2個，50*2=100元。畫面分割器2個，253*2=506元。46寸監控大屏15000元，學校教育部門各一個，共30000元。視頻網站域名租用費用每年38元。網站設計費1000元。視頻數據云存儲阿里云每月0.6元/GB，一只攝像頭采用4CIF格式存儲一天的數據量約1.1GB，則一個月的云存儲費用為1.1*10*30*0.6=198元。監控人員兩名月工資共4000元。小計固定費用35051元，每月可變費用4200元，在可接受范圍內。3、 資金來源（收入）教育部門為鼓勵校方安裝監控系統應給予一定的補貼，假設補貼20%，再由家長每6個月繳納監控費用，每人半年600元，設學校每年招生量為30人，則每月收入為3000元。五、總體業務規劃（一）職能域劃分職能域業務過程研究規劃監控系統規劃門禁系統規劃考勤系統規劃設備購置管理設備購買計劃設備安置計劃設備維護計劃監控管理監控計劃管理監控方案改進管理日常監控管理監控實驗點管理財務管理經費管理會計核算人事管理保安人事管理勞資管理后勤管理維修管理能源管理（二）優化的C-U矩陣 主題數 據庫業務過程監控規劃主題庫門禁規劃主題庫考勤規劃主題庫購買計劃主題庫設備安裝主題庫維護數據信息庫監控計劃主題庫監控方案改進主題庫日常監控數據主題庫實驗點效果主題庫經費信息庫資金賬目主題庫財務報表主題庫招收保安計劃主題庫保安信息庫維修信息庫能源信息庫監控系統規劃C門禁系統規劃CU考勤系統規劃UC設備購買計劃UCU設備安置計劃UUUCU設備維護計劃UUC監控計劃管理UCU監控方案改進管理UUUC日常監控管理UUUUUCU監控實驗點管理UC經費管理UUUUUUCCCU會計核算CC保安人事管理UCC勞資管理UUUU維修管理C能源管理C六、業務流程根據以上C-U矩陣分析其業務流程，針對監控管理系統得出如下的3層業務流程圖以及相應的數據流程圖：高層業務流程圖中層業務流程圖底層業務流程圖高層數據流程圖中層數據流程圖底層數據流程圖七、用例模型根據以上流程圖畫出的相應用例圖如下：高層用例模型中層用例模型底層用例模型八、活動圖與狀態圖以底層模型為例，“保安日常監控調度”活動圖與狀態圖如下：“保安日常監控調度”活動圖“保安日常監控調度”狀態圖九、情景描述版十、時序圖與類分析模型“突發情況安全處理”的時序圖如下：24“突發情況安全處理”用例的時序圖“突發情況安全處理”時序向類與方法的映射結果類分析模型：（1） 突發情況安全處理主頁面類： 打開主頁面（） 顯示頁面信息（） 獲得查詢條件值（） 顯示查詢結果（） 關閉主頁面（）（2） 突發情況處理編輯頁面類：（3） 突發情況安全處理操作類： 發送查詢條件值（） 發送編輯頁面中的突發事件信息（） 驗證突發事件信息（）（4） 突發事件實體類： 查詢操作（） 插入操作（） 十一、交互界面設計 主要代碼如下： private JLabel jlabel1; private JLabel jlabel2; private JLabel jlabel3; private JLabel jlabel4; private JLabel jlabel6; private JLabel jlabel5; private JTextField jTextField4; private JTextField jTextField3; private JLabel jlabel9; private JTextField jTextField7; private 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