視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)用分析

俞榮貴

（福建邁威信息工程有限公司）

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)運(yùn)用分析

俞榮貴

（福建邁威信息工程有限公司）

本文主要介紹了監(jiān)控探頭的主要功能及某電信分公司現(xiàn)有全球眼平臺(tái)搭建，并根據(jù)市場(chǎng)的需要，針對(duì)現(xiàn)有不同客戶的需求，為福州某客戶定制運(yùn)用最佳性能比的產(chǎn)品組成監(jiān)控系統(tǒng)。

全球眼；監(jiān)控；組網(wǎng)；配置

1　前言

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用逐漸興起，隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高對(duì)社會(huì)安全防范有了更好的要求，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展和人們生活的需求了，需要不斷的改進(jìn)和完善，那么利用先進(jìn)信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控以及用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種音頻信息的處理也就成為了順應(yīng)社會(huì)潮流的必然趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代科技下的產(chǎn)物，在實(shí)現(xiàn)無(wú)人堅(jiān)守的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了全天監(jiān)控的可能性，從而保證了信息收集和反饋的及時(shí)性，為社會(huì)安全提供了一定保障。

2　全球眼平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

作為電信運(yùn)營(yíng)商面向社會(huì)市場(chǎng)推出的監(jiān)控運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的核心部件，全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)由監(jiān)控點(diǎn)、客戶監(jiān)控中心、全球眼監(jiān)控平臺(tái)、傳輸網(wǎng)絡(luò)四部分組成。其平臺(tái)整體組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1中心業(yè)務(wù)平臺(tái)方面

中心業(yè)務(wù)平臺(tái)主要由中心服務(wù)平臺(tái)、分發(fā)服務(wù)器、中心存儲(chǔ)平臺(tái)、設(shè)備維護(hù)終端、業(yè)務(wù)管理終端等幾部分組成。

接入服務(wù)器是連接所有設(shè)備的結(jié)點(diǎn)也是客戶端訪問(wèn)設(shè)備的關(guān)卡。設(shè)備必須在該服務(wù)器上注冊(cè)以表明自己的存在，并提供基本信息。同時(shí)，設(shè)備必須定時(shí)給接入服務(wù)器發(fā)心跳信息，以表明自己是否工作正常。

分發(fā)服務(wù)器最主要的功能就是為視屏流的分發(fā)提供一定的場(chǎng)所，瀏覽同一路視頻會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，而分發(fā)服務(wù)器利用其分發(fā)功能將一路視頻分發(fā)為多路視頻有效的解決了這一問(wèn)題；并且分發(fā)服務(wù)器具有穿透私網(wǎng)的功能，能夠有效解決IP地址的緊缺問(wèn)題。

儲(chǔ)存服務(wù)器不僅為視頻的儲(chǔ)存提供了良好的空間，還在一定程度上加強(qiáng)了視頻的保管，為用戶的調(diào)閱提供了方便。用戶在選擇時(shí)由前端和中心儲(chǔ)存服務(wù)器兩個(gè)不同的選擇。

由于中心管理服務(wù)器是以J2EE作為平臺(tái)的，所以也可以作為J2EE中心管理服務(wù)器的簡(jiǎn)稱，具有直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，能夠提供多方面的管理，包括用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、計(jì)費(fèi)管理以及設(shè)備維護(hù)等。

2.2監(jiān)控點(diǎn)前端部分

負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)視音頻、報(bào)警信號(hào)的收集和各種監(jiān)控外圍設(shè)備的控制，具體分為：視頻監(jiān)控設(shè)備（視頻服務(wù)器、攝象機(jī)和相關(guān)配套設(shè)備），報(bào)警設(shè)備和各種傳感設(shè)備，其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。

攝象機(jī)的視頻信號(hào)通過(guò)視頻線纜傳到視頻服務(wù)器，而操作者又通過(guò)視頻服務(wù)器自身具有的RS-485接口連接解碼器來(lái)控制云臺(tái)及攝象機(jī)的動(dòng)作。報(bào)警探頭數(shù)據(jù)采集則通過(guò)連接報(bào)警箱或報(bào)警板或采集裝置，并通過(guò)RS-232或RS-485連接到視頻服務(wù)器，將報(bào)警信號(hào)及采集到的數(shù)據(jù)輸入服務(wù)器中進(jìn)行后臺(tái)處理。如需要音頻記錄，添加MIC等器材就可以將聲音輸入通過(guò)音頻線連接到視頻服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)與中心之間的語(yǔ)音交流。

2.2.1日夜兩用攝像機(jī)的選用和安裝

首先，要選好日夜兩用攝像機(jī)一定要配合技術(shù)人員，充分了解用戶的要求和項(xiàng)目環(huán)境的實(shí)際需要，充分了解日夜兩用攝像機(jī)中各項(xiàng)指標(biāo)的確切含義，這項(xiàng)工作難就難在“充分”兩個(gè)字上，比如：對(duì)移動(dòng)物體的拖尾無(wú)法解決。彩色轉(zhuǎn)黑白過(guò)程都很好，白天和晚上的效果也不錯(cuò)，可一加紅外燈就出問(wèn)題了，它會(huì)不停地在彩色和黑白之間轉(zhuǎn)換。另外，對(duì)于相對(duì)常見(jiàn)的指標(biāo)，如彩色靈敏度、黑白靈敏度、彩色分辨率、黑白分辨率、寬動(dòng)態(tài)背光補(bǔ)償、紅外燈光源等名詞與技術(shù)，采購(gòu)者一定要有明確的認(rèn)識(shí)，這些直接影響使用的主要效果；而對(duì)于其它的性能和指標(biāo)如彩色轉(zhuǎn)黑白的轉(zhuǎn)換時(shí)間、外來(lái)信號(hào)觸發(fā)轉(zhuǎn)換、完全菜單調(diào)試、部分菜單調(diào)試、全DIP SW調(diào)試等，對(duì)于工程商而言，就是需者見(jiàn)需，智者見(jiàn)智了。

2.2.2攝像機(jī)鏡頭的選用

圖1　全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)結(jié)構(gòu)

攝像機(jī)鏡頭具有多樣性的特點(diǎn)，可以從焦距、結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)大小三個(gè)不同的方面進(jìn)行分類。從焦上可以有短焦距、中焦距以及長(zhǎng)焦距之分；從結(jié)構(gòu)上可以分為固定光圈定焦、手動(dòng)光圈定焦、自動(dòng)光圈定焦、手動(dòng)變焦、自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦、電動(dòng)三可變、針孔等；從市場(chǎng)大小上可以分為狹窄、標(biāo)注、廣角以及遠(yuǎn)攝等。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中除單板機(jī)或超小型一體化機(jī)外，一般提到的攝像機(jī)均指的是CCD裸機(jī)，由此可見(jiàn)鏡頭的選擇對(duì)攝像的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。所以在電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選擇鏡頭是最關(guān)鍵最重要的環(huán)節(jié)之一。下面對(duì)鏡頭選用的幾個(gè)具體問(wèn)題作一介紹[1]。

（1）公式法之一：先配鏡頭原則

為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時(shí)，應(yīng)著重注意六個(gè)基本要素：①被攝物體的大小；②被攝物體的細(xì)節(jié)尺寸；③物距；④焦距；⑤CCD攝像機(jī)靶面的尺寸；⑥鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率。

（2）公式法之二：鏡頭焦距的理論計(jì)算

景物的攝取需要隨鏡頭的視場(chǎng)角在一定程度上直接影響了攝取景物的質(zhì)量，所以需要合理的設(shè)置視場(chǎng)角的參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)鏡頭視場(chǎng)角的焦距大小以攝像機(jī)的規(guī)格大小呈現(xiàn)一致的形態(tài)，詳細(xì)計(jì)算如下：

式中：f-鏡頭焦距；U-景物實(shí)際高度；H-景物實(shí)際寬度；D-鏡頭至景物實(shí)測(cè)距離；u-圖像高度；h-圖像寬度。

（3）舉例說(shuō)明：鏡頭配置

當(dāng)選用1/2″鏡頭時(shí)，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實(shí)際高度為U=2500mm（景物的實(shí)際寬度可由下式算出H=1.333·U，這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定）。

將以上參數(shù)代入公式（1）中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。

2.2.3鏡頭速查表實(shí)際運(yùn)用

我們希望用一個(gè)1/2英寸的攝像機(jī)從40英尺（即12.19m）遠(yuǎn)處觀察寬為20、高為15英尺（即寬6.09m，高4.57m）的場(chǎng)景的全貌。查表1，從距離40一格中向下找到20.6×15.5即可達(dá)到所要求的場(chǎng)景，其對(duì)應(yīng)的焦距為12，所以選用焦距為12mm的鏡頭正好。如果按同樣的距離和場(chǎng)景的要求，若使用2/3英寸的攝像機(jī)，以同樣的方法查表2可知，可選擇拍攝到寬為22.5英尺和高為16.7英尺的場(chǎng)景的焦距為16mm的鏡頭；如果按同樣的距離和場(chǎng)景的要求，若使用1/3英寸的攝像機(jī)，以同樣的方法查表3也可選擇至拍攝寬為22.0英尺和高為16.4英尺場(chǎng)景的焦距為8mm的鏡頭[2]。

2.2.4鏡頭選擇尺及實(shí)際運(yùn)用

從前面鏡頭的有關(guān)公式可知，由于鏡頭的成像尺寸、焦距、視場(chǎng)角等參數(shù)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，一些專業(yè)鏡頭生產(chǎn)廠商（如computar及精工等）還專門制作了鏡頭選擇計(jì)算尺。該計(jì)算尺由上下兩個(gè)圓盤及一個(gè)透明的扇形片組成，圓盤及扇形片上均有刻度，分別標(biāo)有視場(chǎng)角、被攝物體的水平及垂直尺寸、鏡頭的焦距、CCD芯片光敏面尺寸及被攝物體距CCD攝像機(jī)的距離等參數(shù)。

3　視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案

視頻監(jiān)控工程是基于社會(huì)安全管理的一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。平臺(tái)主要完成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、視頻流路由信息的管理，處理各視頻流的控制、用戶的分級(jí)授權(quán)管理、采集現(xiàn)場(chǎng)信息等功能。

組網(wǎng)的基本原理及特點(diǎn)：

各前端視頻采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)探頭和視頻服務(wù)器存儲(chǔ)壓縮，將視頻信號(hào)從線路連接到互聯(lián)網(wǎng)，在監(jiān)控中心的另一端，利用專線線路通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從全球眼平臺(tái)調(diào)用本地管理的采集點(diǎn)圖象。操作控制者通過(guò)客戶端軟件從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出控制信息，利用視頻服務(wù)器上的數(shù)據(jù)接口，將控制信號(hào)從RS-485接口總線連接到云臺(tái)解碼器，來(lái)控制前端各點(diǎn)云臺(tái)及攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)，監(jiān)控采集點(diǎn)又將采集到的視頻信號(hào)通過(guò)視頻電纜回傳給視頻服務(wù)器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和專線上傳回操作監(jiān)控者的電腦屏幕中觀看。本系統(tǒng)主要采用ADSL專線作為系統(tǒng)的主干傳輸和控制網(wǎng)絡(luò)。用于傳輸視頻流、控制指令及其他數(shù)據(jù)信息?？刂浦噶顒t必須通過(guò)中心服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行認(rèn)證后轉(zhuǎn)發(fā)，以保證系統(tǒng)的安全性[3]。

4　小結(jié)

總之，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，寬帶上的增值電信服務(wù)都將成為電信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)新熱點(diǎn)，因此我們通過(guò)建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在全球眼這個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ)上，結(jié)合市場(chǎng)和用戶的發(fā)展要求，能給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)全新的安全防范觀念和手段，共享社會(huì)繁榮與穩(wěn)定發(fā)展。

[1]馬太戈.合蚌客專綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].上海鐵道科技，2013，11（2）：22～23，79.

[2]吳磊.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在城市報(bào)警與治安監(jiān)控項(xiàng)目中的應(yīng)用與實(shí)施[D].北京郵電大學(xué)，2009，22（9）：102～104.

[3]鮑婧.基于3G網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].東南大學(xué)，2011，33（16）：203～206.

TP277

A

1673-0038（2015）32-0270-02

2015-7-21