搜索
监控系统技术方案引言随着技术的不断发展，基于宽带技术的网络图像应用在网络视频监控中逐步得到推广使用，使得电子监控已不仅仅局限于安全防范，而是已成为一种对各行各业都较为行之有效的监督手段和管理资源。其应用领域和应用的灵活性也已经远远超出传统的安防监控所定义的范畴。互联网应用的蓬勃兴起，图像压缩编码与流媒体技术的逐步演进，系统处理能力的大幅度提升，都使得数字信息技术作为一项领先的技术手段，在促进网络图像应用，降低产品成本，提高灵活性、可扩充性等方面提供了强大的技术驱动力。受益于这些技术突破，网络图像业务的应用面得以大大扩展，正逐渐进入许多对网络图像业务有着极大需求的新兴行业市场。如国内多个省市已经出现的高考电子考场、医疗监护、寄宿制学校、连锁百货等。网络视频监控业务是一种基于宽带网络为用户提供图像和各种报警信号远程采集、传输、储存、处理的一种全新监控模式。这是一个由前端、中间端、后端三部分组成的网络视频监控系统。前端由镜头、摄像机、云台、报警开关、视频编解码设备、主机控制设备和监控软件组成；中间端即是中心服务平台，中心服务平台具有业务平台的管理功能，并对传送过来的图像进行转发、分发或存储，对报警进行联动处理；在后端用户可在网络的任何一个接入点,无论是监控现场,监控中心,或者是远端,只要通过IE浏览器或客户端软件,在通过用户认证后可任意观看视频，可控制摄像机的角度、接近拉远镜头、控制远端设备，并可接收报警信息。通过这一业务，用户只需轻点鼠标，通过宽带网络，可以从显示器中看到的不公是清晰、逼真、实时监控图像，更像是一个由网络视频监控系统勾画出的、蕴含着巨大商机与经济效益的信息化蓝图。我国网络视频监控的发展经历了三个阶级，早期由安防产品演化而来的闭路视频监控系统是我国第一代模拟视频监控系统。到了九十年代中期，一种基于PC机插卡式的视频监控系统的出现，尽管初步实现了数字化，但囿于图像质量、稳定性及远程传输监控等技术方面的不足，使这种第二代视频监控系统公作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。直至九十年代未，随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟，各种实用型视频技术的不断完善，以嵌入式技术为信托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。与传统的视频监控相比，网络视频监控更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果，利用先进的软件系统不公在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，提高监控效率，且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。总之，网络视频监控是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品，因此对于产品在研发、推广中的综合技术与整体质量也提出了更高的要求。网络视频监控作为一项业务我们必须规范架构、业务功能、业务流程、接口接准、使其真正成为一项行业监控要求。第一部分系统总体概述1.1系统总体目标对所有监狱场所实现全方位、全角度监控，能够清晰地传输监控监室画面和图像，并且对所有监控监室地点进行可控制操作。实现长时间段的存储。1.2系统现状及需求1.2.1组织结构监控中心监室监室监室监室监控工程本地监控环境、设备局级监控存储、电视墙、流媒体、管理服务器第二部分系统设计技术方案2.1技术原理本项目的技术原理基于海康威视提出的“基于IP的超大规模视频切换矩阵”技术，其技术原理如下：随着宽带技术的发展，远程集中监控的需要越来越多，规模也越来越大，一种是重建专用网，利用现有的CATV技术，包括WDM技术，将模拟信号不做处理直接传到监控中心，进行集中监控，其缺点是网络建设费用非常高，采用WDM技术，必须是裸光钎（中间是无源的），在有些应用场合，在一个小的区域范围内，还是可行的，只是实现集中监控的代价很大，费用很高。另一种方法技术利用现有的数字网络，对视音频信号进行数字化压缩，将压缩码流组成IP报文，通过TCP/IP协议，把这些IP报文传到监控中心实时解码出视频图像，进行集中监控，这个数字网络可以是VPN，可以是专网，也可以是公网，如PSTN、ISDN、GPRS、CDMA、ADSL、宽带城域网、INTERNET等。下图是一个典型的应用：在上述应用框图中，PC管理主机可以通过IP网络，对前端的每一台编码设备(DVR/DVR)进行配置、管理、控制，可以实时监控每一台编码设备(DVR/DVR)的视频图像。如果视频图像的数量太多，整个网络太大，一台管理主机可以同时监控很多台编码设备(DVR/DVR)的图像，通过PC机的显示器显示视频图像，并通过事先设定的规则切换图像信号。如15秒切换一次，要求一分钟进行一次循环，以一台PC机能同时进行16路解码计算，一台PC机可以同时监控64路视频图像，两台PC机就可以监控128路视频图像，可以依次类推。如果在PC机中插入多片视频解码卡，视频解码卡支持AV输出，可以组成电视墙，多台PC机可以组成巨大的电视墙，方便集中监控、管理。2.2指导思想实用性本系统能对各监控点进行实时的监控、录像，采用数字水印技术录像文件不能被修改，因此能为事后取证提供可靠的保障。简易性本系统前端平台采用嵌入式操作系统和直观的面板操作，可通过遥控器操作，可采用控制键盘集中操控，因此提供了多种简便的操作方式。先进性采用最新的H.264(MPEG-4PART10)视频压缩算法和嵌入式操作系统平台，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰。稳定性采用监控行业最新技术和高品质设备，采用具专业性的设备。兼容与扩展性全新“基于IP的视频切换矩阵技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要IP资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理中心将不再需要增加任何投资。外观效果美观所选设备体积小巧，布线简单，充分考虑了安全性、隐蔽性和美观性。报警功能完善前端平台具有报警输入输出接口，充分考虑了报警功能的扩充与视频联动的需求。2.3网络视频监控系统介绍网络视频监控系统是一个基于IP网络的由四个基本组成部分：监控前端、监控客户端（监控中心）包括C/S和B/S两种模式。系统平台和承载网络、下面分别对四个部分进行描述。2.3.1监控前端监控前端主要包括IP摄像机、视频服务器（视频编码器）、拾音器、报警主机和报警器等设备组成，前端设备的核心是视频服务器、IP网络高速球机，视频服务器、IP网络高速球机采集各类其他前端传来的模拟信号，经过数字编码并进行压缩后，通过网络接口，把数字信号传送到IP网络。视频监视信号的采集和传输。接受监控中心控制指令，控制镜头光圈、焦距、变倍，控制云台上下左右运动和远端的电源、摄像机开关。提供RS232、RS485、I/0接口，采集报警信息、现场信息，并通过网络发回监控中心。2.3.2监控客户端(监控中心)监控客户端主要用来实现对监控场景监看和控制，监控客户端有二种方式：PC客户端、电视器解码客户端。其中PC客户端属于软件客户端，主要用于一般监控用户，解码客户端主要用于大型的控制中心。客户端部分分为两种模式来实现一种是基于C/S模式的方式实现另外一种是B/S模式实现,这样就能实现不同节点端的客户需求.2.3.3系统平台系统平台是整个网络视频监控的核心，主要负责前端接入、客户端接入的认证：媒体调度和视频分发，中心存储及流媒体服务、网络管理和其他应用接口服务等。系统平台分为三个主要服务：基本认证服务单元、媒体处理服务单元和系统数据库单元。2.3.5承载网络承载网络是连接系统各个部分的桥梁，系统的其他三个组成部分都需要接入到IP网络。一般监控前端和监控中心采用一般的宽带接入，系统平台需要接入到IP骨干网络。2.4总体技术方案系统总体上要实现管理目标，即各级机房环境能对相应的监控目标,通过实时的监看与控制来达到管理要求，为此，根据组织结构、监控目标及网络结构特点，系统采用树型与分布式结构相结合的总体架构，通过网络系统，使得将监控系统变成一个整体。监控中心主控分控流媒体服务器CCCCB点管理服务器应用服务器光纤分控分控E1远程用户存储服务器5.0监控平台IP-SAN存储C校区监控中心分控流媒体服务器领导查询机视频、控制信号A校区监控中心分控流媒体服务器领导查询机视频、控制信号系统总体结构示意图2.4.1充分利用网络带宽系统中3种信息流（视音频、报警、控制等）在同一网络平台上进行远程传输，中心需对各监控点现场画面进行实时显示，还要响应客户端（分控桌面级）及IE用户的访问，而访问量具有不确定性，因此有必要利用现有技术、有效地利用带宽资源。采用压缩比高的最先进压缩算法H.264。JVT的H.264压缩算法的压缩率较MPEG-4有较大提高，而其技术特点更适合IP网络、无线网络的传输，同时需要长时间录像时，还可以节省存储空间。流媒体服务器转发压缩码流当现场突发异常事件时，势必造成多个用户同时查看同一现场画面的局面，有限的带宽资源不能满足每一用户需要，影响到突发事件处理能力。解决的方法是使用流媒体服务，由流媒体服务器响应所有远程用户的访问，获取并转发突发事件所在摄像机图像，解决了多个用户实时浏览同一路图像的问题。前端系统的码流抑制。根据图像质量要求、带宽资源、摄像机数、数据流量等现状，利用前端设备的码流抑制及码率自定义功能（精确控制音视频码率）来适应带宽管理要求。2.4.2功能模块化系统软件采用模块化、积木式的组合，使系统的实现更加灵活。提供以下各子系统来实现系统所需的功能要求。2.4.3前端采集设备提供视、音频的采集、显视、录像、网传,可以被授权用户访问；提供报警信号采集、网传（主动）、本地联动；RS-485串口接解码器，实现授权用户在本地或远程控制PTZ（可进行预置位设置）。前端设备的核心是我公司自主研发和生产的视频编解码设备，其主要特性与功能如下：采用H.264压缩标准。H.264是国际电联（ITU）与国际标准化组织（ISO）组成的联合专家组（JVT）制定的最新视频压缩标准。是现在及将来在网络视频监控领域内的主流压缩标准。不仅支持定码率、变码率，还支持变帧率，根据带宽状况可动态设置码流、图像质量或帧率。采用国际主流的嵌入式操作系统及嵌入式处理器，保证了设备的稳定性、成熟性，紧随国际主流嵌入式技术的发展，产品的升级保持向下兼容，保护用户的投资。具有视频服务功能。支持多播、点播及IE浏览等方式预览现场图像，监听现场声音，硬实时、多任务系统提供了强大的并发处理功能，编码、录像、网传、报警等进程通过合理的任务调度，实现并发处理，满足高实时性要求。提供了强大的网络SDK开发包，提供了用户个性化需求的开发平台，且提供了与其他管理信息系统的融合所需要的开发平台。多区域移动侦测。H264实现的移动侦测功能，较以往算法在灵敏度和准确率上有很大的突破，最大限度地避免了因移动侦测而导致的误报警。2.4.4管理服务用户管理：对用户进行统一管理，上级用户可以设置下级用户的相关参数，本用户可以修改自己的个性化设置。用户有级别的区别，遵循管理机制，按照规定，用户可以灵活运用用户级别的功能进行有效的管理。设备管理:对设备添加和日常维护设置，指定相关的设备属性，并可以对设备的所属机构进行指定，用树型结构对设备进行规类、分级管理，直观方便的让用户对众多的设备进行有效管理。所有视频监控相关的设备都是通过网络主动向中心注册，根据设置向中心平台发送心跳，中心平台能实时掌握设备的运行状况，如果设备出现故障，中心平台能立即做出反应，可以根据用户的订阅设置，把设备的故障情况通知相关的用户，以便能及时解决设备的故障。机构管理：平台多级的机构管理机制，使用户可以根据实际情况设定各级机构所属单位，可以把用户和设备都移置到机构中进行统一管理，也可以分类分级别的树状排列，每个机构的用户可以管理自己机构的事务和设备