网络摄像机IPCam在数字考场的应用
   

        近年来 ，全国各地纷纷开始建立考场监控系统。07年高考期间，包括北京、重庆、浙江、甘肃等在内的全国多个省市建立、或在原有基础上完善了自身的考场视频监控系统。考场视频监控对预防高考中可能出现的高科技舞弊行为，保证考试的公正、公平，发挥着重要作用。同时还可以在日常的教学活动的承担远程教学的任务。
　　
一、概述
　　考场视频监控系统主要由前端考场内摄像设备、传输设备以及监控中心控制显示录像设备等三大部分组成。考场电视监控系统可以针对考场考试过程实施全方位监控和即时录像，一旦监控中心的监考值班老师发现某考生有异常现象时，能够及时通过控制台控制该考场摄像机，对具体位置图像进行放大取证，有关资料将成为日后的证据，其资料由专门的录像存储设备保存，从而保证考试的公平性。
　　传统的考场视频监控系统采用模拟监控方式，需要在每一台前端摄像设备和监控中心之间铺设视频电缆、音频信号线和控制信号线，而通常情况下各考场和监控中心距离较远，为此需花费大量人力物力穿墙打洞埋管铺线。而且如果某些考场和监控中心之间距离过长的话，为避免影响传输控制效果，还需要增加一些特定的中继设备。此外，在监控中心，为实现控制、显示、录像功能，需配备监视器、长延时录像机、画面分割器、控制切换矩阵等诸多繁杂设备，而操作者也需要经过一定的培训才能掌握对众多的专业监控设备的操作。
　　因此，无论从建设成本、施工难度或系统应用的便捷性方面考虑，传统的模拟监控方式已越来越不适应于考场集中监控系统的实际应用需要。
　　
二、数字集中监控系统简介
　　数字考场集中监控暨远程教学示范系统是基于网络的第三代全数字视频监控系统产品，克服了传统模拟监控系统的种种缺陷，在功能和性能上更胜一筹。本系统主要利用最新的计算机处理技术，将前端考场的视音频信号编码压缩成数字信号通过网络传输到监控中心，再在监控中心将数字信号还原成视音频信号并显示。随着国家“校校通”工程的推进，越来越多的学校拥有了高带宽局域网环境，并逐渐接入互联网，因此考场集中监控暨远程教学示范系统仅需通过该网络就可以实现考场集中监控功能。
　　考场集中监控暨远程教学示范系统的核心设备包括网络视频服务器以及网络视频集中监控系统管理软件。前者安装在前端考场，主要执行将摄像机抓取的视频图像编码压缩成IP数据包并上传网络的功能；后者安装在监控中心的监控电脑上，主要执行将数据还原成视频信号以及一系列的控制、录像、管理功能。同时，无须增加任何成本，利用本系统可以提供远程教学示范功能。本系统除了可以对教学示范课进行直播外，还可以进行实时录像，听教学示范课的人员不需要进入授课现场就可以看到教学示范的实况，异地的观摩教师可以通过互联网(或广域网)方便地观看整个教学示范课的情况。

三、系统网络结构
　　考场集中监控系统对于纳入遥视监控范围的考场数量是没有限制的，主要视其应用环境的网络状况。因此基本上系统规模可根据需监控考场的数量自由组合定义，同时系统可按多级组网的方式，形成大规模的远程集中监控网络。
　　根据教育行业的应用特点及管理模式，其考场监控系统基本上分为远程网络巡考中心、本地考场监控中心和前端考场系统的三级网络结构方式。系统在各考场装备一台或多台网络视频服务器(具体数量视各考场监控摄像机数量的多少)，完成对视音频信号的数字化及编码压缩处理，打包成IP数据包在IP网络上传输；本地考场监控中心监控主机利用各考场与监控中心之间的网络通道，接收各考场前端网络视频服务器上传的视音频信息，同时通过“网络视频集中监控系统管理软件”进行远程实时监控。
　　
四、系统组成及各部分
　　
4.1系统配置
　　综上所述，根据考场监控的应用特点及管理模式，该考场集中监控暨远程教学示范系统基本上分为远程网络巡考中心、本地考场监控中心和前端考场系统。
　　其中，远程网络巡考中心和本地监控中心的功能基本一致，主要包括监控管理主机、显示设备、录像资料存储设备以及网络视频集中监控系统应用软件。前端考场系统包括摄像机及配件、语音设备、网络视频服务器、报警设备(可选)等。
　　视频、音频、告警信息，由网络视频服务器压缩编码后，通过网络上传到监控中心，完成实时监控，掌握考场场景情况。监控中心可实施对考场监控设备的管理、告警信息的查询、图像浏览和控制等功能。
　　(1) 前端考场监控部分
　　考场监控前端部分设备安装在各考场现场，完成考场现场各种视频、音频、报警信息的采集、处理、上传，主要可分为网络视频服务器和外围监控设备两大部分。各部分的配置和要求如下：
　　网络视频服务器是考场集中监控暨远程教学示范系统的核心设备，主要功能包括：
　　* 采集各考场现场的视频图像和背景声音，经过压缩编码后上传到本地监控中心及远程网络巡考中心；
　　* 在需要时，通过现场网络PTZ摄像机,根据监控中心操作发出来的命令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节，控制云台上下、左右和自动巡视动作；
　　* 根据报警设备发出的报警信息，实现警视联动录像功能，自动启动告警照明灯、警铃等受控设备，自动以字幕、声光提示报警加以说明。实现一定区域内的防盗报警功能。
　　需要特别指出的是，由于网络视频服务器的独特性能和强大功能，在各考场和监控中心之间网络带宽允许的情况下，它可以将各考场前端所有监控对象的视频图像实时上传到本地监控中心及远程网络巡考中心并同时显示。而采用传统数字硬盘录像机DVR的考场数字监控系统由于其自身架构原因，就无法实现这一功能。
　  由于各校考场的实际监控环境不同，外围监控设备的类型、构成和组织结构，尤其是摄像点的布置和摄像机的类型数量具有一定的差异，总体上以满足图像监控基本目标和要求为原则进行配置。外围监控设备主要包括彩色摄像机、黑白摄像机等，以及配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等，加上根据需要配置的报警探测器、麦克风、喇叭等语音设备。　
　　(2) 监控中心
　　监控中心的概念包括本地监控中心和远程网络巡考中心。远程网络巡考中心以权限管理的方式管理监控各学校本地考场监控中心，巡考中心的功能和本地监控中心的功能基本相同，所以在此以本地监控中心为例一并叙述。
    本地监控中心的基本功能是完成所辖考场监控图像的实时显示、控制、存储、管理等功能，其硬件系统主要由监控主机、显示设备、网络接口设备、存储打印设备等组成，其核心是“网络视频集中监控系统管理软件”。
　　监控中心的监控主机安装Windows操作系统以及网络视频集中监控系统管理软件，并根据需要配备大容量硬盘或外置存储设备。监控主机作为监控中心的系统操作平台，主要负责接收、存储、分析、统计和查询远端考场上传的视音频、告警、数据信号，同时执行强大的系统管理功能，包括管理系统用户、设定用户权限、管理和配置系统设备、对报警信息进行联动处理、作为网络服务器管理网络用户和网络设备等等。而这一切功能都是以网络视频集中监控系统管理软件为核心实施的。 
　　(3) 领导(校长)分控中心
　　分控中心可根据需要设在各领导指定办公地点，分控中心系统硬件要求采用普通桌面电脑，通过IE浏览器(如需要也可安装网络视频集中监控系统管理软件)在权限范围内对各考场进行实时监控。

4.2 系统结构示意

4.3系统应用优势及特点
　　考场集中监控暨远程教学示范系统不仅功能强大，在性能上也超过常规的视频监控系统。该系统通过功能集成，充分利用校园网络资源，在实现考场监控功能的同时打造出高度智能化、自动化的教学环境。具有高度的开放性、经济性、易操作性、维护的简单化、图像品质优秀、低带宽占用、低延时性等特点。