淺析IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)

余芝軒

黃岡職業(yè)技術(shù)學院 湖北 黃岡 438002

IP網(wǎng)控在商業(yè)應(yīng)用和多媒體服務(wù)等方面得到了迅猛推廣，許多優(yōu)點都是傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)無法比擬的，介紹網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展。設(shè)計網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案。借助網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)更好的為大眾服務(wù)，維護社會秩序。

經(jīng)濟的發(fā)展促使著人們不斷的提高安防意識，當傳統(tǒng)的本地模擬監(jiān)控方式逐漸不能滿足某些行業(yè)大范圍、遠距離監(jiān)控的需求，如銀行跨地區(qū)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控時，通過網(wǎng)絡(luò)將圖像進行遠程傳輸?shù)募斜O(jiān)控方式應(yīng)運而生。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的大范圍普及，遠程監(jiān)控已經(jīng)滲透到教育、政府、娛樂場所、醫(yī)院、酒店、運動場館、城市治安等多種領(lǐng)域。將圖像攝取后進行遠程傳輸?shù)闹饕绞匠嘶ヂ?lián)網(wǎng)，還有光纖。有人認為，通過光端機和光纖進行遠程監(jiān)控，其視頻圖像的質(zhì)量和傳輸速度要優(yōu)于網(wǎng)絡(luò)傳輸，但是它昂貴的成本和復(fù)雜的布線工程讓人望而卻步。更重要的是，其組網(wǎng)能力相對較差，不能滿足大型監(jiān)控項目的需求。而網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控則顯示出它獨有的優(yōu)勢：凡是有網(wǎng)絡(luò)的地方就能構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。由于省去了傳統(tǒng)的布線和線路維護費用，使得網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的安裝成本大大降低。對于使用者來說，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控還不受時間、地點限制，在授權(quán)的情況下可以 隨時按需監(jiān)控，實現(xiàn)即插即用即看，使用方式相當便捷。于是，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一致被業(yè)界認為是未來視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的主要趨勢。

1 IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)概述

1.1 IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控概念

IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒁曨l信息數(shù)字化，并通過有線或無線IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。這使實時監(jiān)控和錄像等功能可以擴展到所有具備網(wǎng)絡(luò)連接的地方，同時也使這類系統(tǒng)可以方便的與其他安防系統(tǒng)（如門禁系統(tǒng)等）實現(xiàn)無縫集成。IP監(jiān)控解決方案可以全部由網(wǎng)絡(luò)攝像機構(gòu)成，也可以由模擬攝像機加視頻服務(wù)器構(gòu)成，或者是同時由兩者混合構(gòu)成。無論采用哪種形式，IP監(jiān)控都已被證明是一種在各種行業(yè)內(nèi)都極具吸引力的解決方案。在不計其數(shù)的行業(yè)應(yīng)用當中，這種革命性的技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，以降低成本和提高安全性。IP正是由于它系統(tǒng)的可擴展性，IP監(jiān)控逐漸鞏固了其在現(xiàn)有監(jiān)視和遠程監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用的地位，也加速了在其他新興行業(yè)的應(yīng)用，

1.2 視頻監(jiān)控的發(fā)展經(jīng)歷及發(fā)展前景

1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程

視頻監(jiān)控隨著社會的進步，近來越來越被廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。同時隨著社會的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也隨之經(jīng)歷了三個時代。第一代：模擬時代。 視頻以模擬方式采用同軸電纜進行傳輸，并由控制主機進行模擬處理。第二代：半數(shù)字時代。視頻以模擬方式采用同軸電纜進行傳輸由多媒體控制主機或硬盤錄像主機（DVR）進行數(shù)字處理與存貯。第三代：全數(shù)字時代，視頻從前端圖像采集設(shè)備輸出時即為數(shù)字信號，并以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于國際通用的TCP/IP協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，并通過設(shè)在網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)虛擬（數(shù)字）矩陣控制主機（IPM）來實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存貯、授權(quán)控制等功能。此外報警、門禁、巡更等前端設(shè)備輸出的數(shù)字信號也可由多網(wǎng)合一的方式通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)用進行傳輸并在同一平臺上進行管理與控制。

現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時代。這將徹底打破“閉路電視系統(tǒng)”模擬方式的結(jié)構(gòu)，從根本上改變了視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、傳輸處理、系統(tǒng)控制的方式和結(jié)構(gòu)形式，也標志著監(jiān)控正在走向現(xiàn)代“四化”階段即：

前端——一體化：監(jiān)控系統(tǒng)前端一體化意味著多種技術(shù)的整合、嵌入式構(gòu)架、適用和適應(yīng)性更強以及不同探測設(shè)備的整合輸出。為系統(tǒng)集成化奠定了基礎(chǔ)。

傳輸——網(wǎng)絡(luò)化：視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)發(fā)展，集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源以及任務(wù)和負載得以共享，這也是系統(tǒng)集成與整合的重要基礎(chǔ)。

處理——數(shù)字化：信息處理數(shù)字化意味著信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，具有微內(nèi)核技術(shù)的實時多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)，以實現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)，硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)運行互為熱備份，容錯可靠等功能。

系統(tǒng)——集成化：系統(tǒng)集成化正是由于構(gòu)建系統(tǒng)的各子系統(tǒng)均實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，特別是使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，從而實現(xiàn)了在統(tǒng)一的操作平臺上進行管理和控制。

2）IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的發(fā)展趨勢

未來網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控將呈現(xiàn)出兩個發(fā)展趨勢。一是集中監(jiān)控替代傳統(tǒng)的分散和孤立監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)正是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的橋梁。二是智能化后臺應(yīng)用。以前，大量的視頻數(shù)據(jù)不能得到充分、及時的利用，很多有用信息很難或者無法提取和保存。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的好處就在于：隨著視頻分析技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫、人工智能技術(shù)的發(fā)展，我們逐漸能夠及時、自動地從視頻流中提取大量信息，這些信息可以傳輸、保存和檢索，也可以驅(qū)動其它數(shù)據(jù)，輕而易舉地完成人力很難完成的任務(wù)。

隨著視頻監(jiān)控的逐步發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控不再局限于企業(yè)級行業(yè)客戶的應(yīng)用，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用將逐漸向平民化方向發(fā)展，利用視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)為大眾服務(wù)，如家庭安全、子女呵護、連鎖店管理等方面查看應(yīng)用。

1.3 現(xiàn)場總線技術(shù)的競爭

20世紀90年代，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）成為工業(yè)控制領(lǐng)域的一個熱點，世界上幾乎所有的儀器、儀表制造商都卷入了這一場競爭，紛紛推出自己的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。其目的，顯示它的優(yōu)勢和競爭力。在國內(nèi)，當時現(xiàn)場總線技術(shù)正處于普及與應(yīng)用階段，部分監(jiān)控廠商在電源管理監(jiān)控系統(tǒng)實施過程中，將現(xiàn)場總線技術(shù)如CAN Bus（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）等應(yīng)用其中。

1）現(xiàn)場總線技術(shù)的基本內(nèi)容和核心

以串行通信方式取代傳統(tǒng)的4.20ma的模擬信號，一條現(xiàn)場總線可為眾多的可尋址現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)多點連接，支持底層的現(xiàn)場智能設(shè)備與高層的系統(tǒng)通過公用傳輸介質(zhì)交換信息。現(xiàn)場總線的核心是它的通信協(xié)議，這些協(xié)議必須根據(jù)國際標準化組織（ISO）的計算機網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互連（OSI）的參考模型來制定。

2）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點

（1）傳統(tǒng)的DCS（分布式控制系統(tǒng)）現(xiàn)場儀表到控制站之間采用4’20ma模擬信號傳輸，F(xiàn)CS則采用數(shù)字化的信號傳輸。

（2）傳統(tǒng)的DCS采用。操作站一控制站一現(xiàn)場儀表”三層主從結(jié)構(gòu)方式，而現(xiàn)場總線則把輸入／輸出單元控制站的功能融合到現(xiàn)場儀表中，稱為智能儀表。

（3）FCS采用數(shù)字通信方式，因此可以采用多種傳輸介質(zhì)進行傳輸。

1.4 IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢

先進性：利用現(xiàn)有的綜合布線網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像，進行實時監(jiān)控系統(tǒng)所需的前端設(shè)備少，連線簡潔，后端僅需一套軟件系統(tǒng)即可；其智能化的監(jiān)控由于全是數(shù)字化的，很容易加入加入智能識別功能，降低人力成本。特別是只能回放，數(shù)字化的錄像可以在回訪中輕易加入事件檢索，減少回訪時間。傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控的存儲質(zhì)量沒有ip存儲質(zhì)量好。模擬的存儲是把模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號存在硬盤中，在回放的時候再把數(shù)字信號轉(zhuǎn)成模擬信號輸出，在這些轉(zhuǎn)換過程中，圖像信號明顯下降恨多！而數(shù)字的監(jiān)控可以采用百萬像素的攝像機，存儲出來的圖像效果就是你看到的效果。

性能價格及維護性：所需設(shè)備極其簡單，系統(tǒng)的控制由后端的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，省去了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的大量設(shè)備，如昂貴的矩陣、畫面分割器、切換器、視頻轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)的主機等。由于圖像的傳輸通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)，省去了大量的視頻同軸電纜，降低了費用；系統(tǒng)的安裝極其簡單，軟件系統(tǒng)的安裝及使用也非常易懂。在維護性方面，系統(tǒng)的接線十分簡潔，而主要設(shè)備的可靠性很高，維護性能好，并可實現(xiàn)遠程維護。

可靠性與安全性：傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控走的是同軸電纜，電纜上的模擬信號全部是沒有加密的信號，所以很容易盜取到。IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)攝像機采用了嵌入式實時操作系統(tǒng)，所需設(shè)備簡單，而圖像的傳輸是通過綜合布線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，系統(tǒng)可靠性相當高；系統(tǒng)設(shè)置了不同等級的使用者權(quán)限，僅有最高級權(quán)限的用戶才可對整個系統(tǒng)進行設(shè)置或更改，沒有權(quán)限的用戶是接收不到圖像的。另外，圖像數(shù)據(jù)的存儲是專有的格式。

擴展及延伸性：ip視頻監(jiān)控能與其他平臺整合，例如門徑，消防，報警，他們都能整合到一個平臺上運行，特別是大的項目，客戶不僅僅要的是監(jiān)控中心，要得是一個綜合指揮中心，ip視頻監(jiān)控就能發(fā)揮優(yōu)勢。當需要增加監(jiān)控點和監(jiān)控主機時，只需要通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加一臺攝像機或PC機即可，不需要對現(xiàn)有布線系統(tǒng)做什么改動。

應(yīng)用范圍廣闊：區(qū)域性監(jiān)控，利用網(wǎng)絡(luò)傳送實時圖像，如辦公室、大樓等；跨區(qū)遠端監(jiān)控，連鎖事業(yè)、大型工廠機房、遠端老人、兒童看護、公共建筑、無人環(huán)境監(jiān)控、金融機構(gòu)分行監(jiān)控、交通監(jiān)管、錯誤警報辯識等。

2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要點

目前網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求為：在同城內(nèi)構(gòu)建同行的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控集中管理系統(tǒng)，使下轄各個網(wǎng)點從一個個獨立的監(jiān)控孤島轉(zhuǎn)換為真正的統(tǒng)一監(jiān)控管理集群。通過固化網(wǎng)絡(luò)需求、標準化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置而構(gòu)建起大型的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺，使安保部門及公安機關(guān)可以及時了解現(xiàn)場情況，及時策應(yīng)，大大減輕人力投資。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要點主要依據(jù)用戶實際要求、行業(yè)設(shè)計規(guī)范、工程設(shè)計經(jīng)驗，還要結(jié)合現(xiàn)場情況和相關(guān)負責人的要求進行深化調(diào)整。

2.2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

綜合管理系統(tǒng)的最終目的應(yīng)該是能夠提供一個平臺。在這個平臺的管理之下，所有的組織機構(gòu)、設(shè)備（監(jiān)控設(shè)備、音頻設(shè)備、報警設(shè)備、存儲設(shè)備等）、系統(tǒng)（監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)）等所有的被管理對象應(yīng)該組合成為一個有機體，協(xié)同一致地為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理目標服務(wù)。但需要強調(diào)的是，這個平臺并非“無所不能”。平臺建立時，不能片面追求大而全，追求一些表面上的功能模塊而不是針對具體業(yè)務(wù)需要，只是為建立平臺而建立平臺。由于不同品牌不同設(shè)備的迥異性，系統(tǒng)越大，可靠性越低。目前業(yè)界有很多方案宣稱功能如何如何的齊全，但單一個“硬盤錄像機品牌兼容性”功能，尚無哪個系統(tǒng)做到無所不能，更何況眾多安防產(chǎn)品的大系統(tǒng)兼容，更是如此。平臺的建立要務(wù)實，要遵循“有用，實用，常用，易用”的原則。在實用的基礎(chǔ)之上，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可做到不斷升級完善。

1）管理權(quán)限重心后移

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中，安保人員一般具備管理員權(quán)限，可進行監(jiān)控系統(tǒng)的所有操作。 “網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控綜合管理系統(tǒng)”建立后，前端安保人員只有圖像機實時監(jiān)看、錄像回放查看、報警信息查詢的“監(jiān)看”權(quán)限，所有網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的修改權(quán)限，包括：錄像機系統(tǒng)設(shè)置，錄像資料更改，報警系統(tǒng)設(shè)置等，全部由總控中心統(tǒng)一控制管理。

2）集成系統(tǒng)聯(lián)動，建立管理平臺，方便警務(wù)管理

將網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的視頻、音頻、報警有機結(jié)合，尤其注重對各種門禁出入管理系統(tǒng)的建設(shè)和集成，整合原有110報警系統(tǒng)，建立統(tǒng)一管理平臺。報警系統(tǒng)一般聯(lián)動110報警，但誤報率較高是一直無法解決的難題，故而業(yè)界應(yīng)運而生了二級報警服務(wù)公司?！熬C合管理系統(tǒng)”建立以后，多項報警及門禁信息由總控中心進行網(wǎng)絡(luò)視頻確認，徹底解決誤報問題。

3 結(jié)語

IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用范圍越來越廣闊，如辦公室、大樓等；跨區(qū)遠端監(jiān)控，連鎖事業(yè)、大型工廠機房、遠端老人、兒童看護、公共建筑、無人環(huán)境監(jiān)控、金融機構(gòu)分行監(jiān)控、交通監(jiān)管、錯誤警報辯識等。作為IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的載體，IP寬帶的發(fā)展和完善將極大的提高用戶對IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的信心，遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)該是監(jiān)控行業(yè)的一個重要的發(fā)展方向；而在未來數(shù)年的安防、視頻和自動控制市場中，其技術(shù)焦點越來越多地集中于網(wǎng)絡(luò)集成一體化方案。這就是多個系統(tǒng)合用單一圖形用戶接口（GUI），跨平臺共享數(shù)據(jù)庫，而單獨設(shè)計的獨立系統(tǒng)及其單配的各種制約將會很快退出行業(yè)歷史舞臺。集成一體化的定義可理解為：人們?yōu)橛行瓿梢患蛞慌蝿?wù)而在各獨立的系統(tǒng)、計算機和各種硬件設(shè)備中共享其各自所有的信息、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)特點和功能。集成一體化消除了原先以人工在各系統(tǒng)、計算機和硬軟件設(shè)備之間建立的連接，而在一個統(tǒng)一平臺上處理各種信息，以快速、有效地提供所需信息來完成用戶要求。

我們應(yīng)該看到，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)飛速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)日益普及的今天，在安防監(jiān)控領(lǐng)域以IP網(wǎng)絡(luò)為載體的遠程監(jiān)控必將占主導地位，而以太網(wǎng)技術(shù)成熟后，寬帶信息網(wǎng)絡(luò)將以太網(wǎng)絡(luò)端口延伸到整個大樓，除了提供高速的網(wǎng)絡(luò)接入外，還能取代銅軸電纜圖像傳輸線路，將實時圖像監(jiān)控納入寬帶信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍，這就使得信息網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)閉錄電視成為了必然?？梢灶A(yù)料，網(wǎng)絡(luò)集成一體化方案必將取代單獨設(shè)計的獨立系統(tǒng)方案，隨著網(wǎng)絡(luò)的進一步完善而得到長足的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)必將日趨完善。

［1］朱長坡.淺析網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控應(yīng)用發(fā)展［J］數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010，（06）：56-57.

［2］ella.IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控未來應(yīng)用廣泛成為安防監(jiān)控主流［N］.天極網(wǎng)，2010-09.

［3］飛飛.淺談IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢及其發(fā)展前景［J］.投影時代，2009，（08）：98-99.