數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用

李超

摘 要 公司原監(jiān)控平臺(tái)為模擬設(shè)備加DVR（數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)），模擬監(jiān)控設(shè)備通過(guò)75-5同軸電纜，利用DVR（數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)）進(jìn)行AV信號(hào)連接，其清晰度只有700線左右，抗干擾能力差，容易出現(xiàn)水波紋、雪花、疊影等問(wèn)題，無(wú)法徹底解決。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在09年初出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)30萬(wàn)像素，由于采用網(wǎng)絡(luò)作為傳播主體，抗干擾能力強(qiáng)，畫(huà)面采用網(wǎng)絡(luò) MPEG-4傳播方式，使其通過(guò)Web平臺(tái)就可以訪問(wèn)到圖像和音頻。隨著計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，促使企業(yè)安防設(shè)備不斷更新，2015年網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以到達(dá)500萬(wàn)以上像素，采用1080P高清傳播，攝像機(jī)采用千兆網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)做專(zhuān)用局域網(wǎng)，儲(chǔ)存設(shè)備采用EVS服務(wù)器和平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行管理控制，遠(yuǎn)程訪問(wèn)采用云端技術(shù)，更加便利安防人員的工作，實(shí)現(xiàn)技防加人防。

【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控 集成 傳輸

1 業(yè)務(wù)需求分析

1.1 系統(tǒng)需求概述

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是信息時(shí)代的產(chǎn)物之一，是管理人員高質(zhì)量管理的理想工具，實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)工作現(xiàn)狀，快速反映所發(fā)生的事件，便于管理者及時(shí)應(yīng)付處理突發(fā)事件。由于原監(jiān)控設(shè)備使用時(shí)間較長(zhǎng)、部分損壞，監(jiān)控設(shè)備改造要考慮設(shè)備的兼容性，業(yè)務(wù)需求如下：

1.1.1 先進(jìn)性

嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合具體情況，用最佳設(shè)計(jì)方案，采用先進(jìn)成熟的技術(shù)設(shè)備和材料，既滿足當(dāng)前的需求，又兼顧未來(lái)高速的數(shù)據(jù)傳輸需要，使整個(gè)系統(tǒng)在一段時(shí)期內(nèi)保持先進(jìn)性和良好的擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)升級(jí)的需要。

1.1.2 規(guī)范性

視頻監(jiān)控工程，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)始，包括施工、安裝、調(diào)試直到最后驗(yàn)收的全過(guò)程，都應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，作好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和管理工作。最后提交正規(guī)的測(cè)試驗(yàn)收?qǐng)?bào)告及全套施工圖紙和技術(shù)資料供使用方存檔。執(zhí)行的主要規(guī)范內(nèi)容包括中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.3 實(shí)用性和可擴(kuò)充性

在設(shè)計(jì)本監(jiān)控系統(tǒng)方案的同時(shí)，應(yīng)充分考慮到目前需要和將來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。首先滿足其基本功能需要，達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的要求，又應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要，具有可擴(kuò)充性，充分保護(hù)現(xiàn)有的投資，而且具有較高的性價(jià)比。系統(tǒng)的建設(shè)要嚴(yán)格按照國(guó)家、地方和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的情況下，要參照國(guó)家、地方和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試要嚴(yán)格按照軟件工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并盡可能采用開(kāi)放技術(shù)和國(guó)際主流產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)符合國(guó)際上各種開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.4 可靠性

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，直接影響著使用效果、外部形象及投資回報(bào)，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須安全、可靠，本方案已充分考慮采用成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，在設(shè)備選型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用最優(yōu)化的方案。并從線路敷設(shè)、設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試服務(wù)等方面，充分滿足可靠性的要求。

1.1.5 應(yīng)用的廣泛性

為了提供使用者以外場(chǎng)所的遠(yuǎn)程監(jiān)視的需要，只需在現(xiàn)有的機(jī)器上安裝應(yīng)用軟件或直接使用標(biāo)準(zhǔn)IE，即可實(shí)現(xiàn)此需求。

1.2 系統(tǒng)功能構(gòu)成

本系統(tǒng)是在原模擬監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合新增數(shù)字監(jiān)控，采用模擬和數(shù)字相結(jié)合的同為數(shù)碼系統(tǒng)，集成為數(shù)模監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。主要是考慮原模擬設(shè)備可以使用，對(duì)新增的系統(tǒng)選用數(shù)字平臺(tái)，產(chǎn)生系統(tǒng)的集合性問(wèn)題，給出如下構(gòu)成：

利用網(wǎng)絡(luò)（LAN）擴(kuò)展傳統(tǒng)模擬DVR，采用同為數(shù)碼系統(tǒng)平臺(tái)集合數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到平臺(tái)化管理，在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻、錄像回放，通過(guò)將模擬視頻數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部、外部的使用者（USER）可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)、隨地觀看現(xiàn)場(chǎng)清晰的視頻圖像，采用RAID磁盤(pán)陣列系統(tǒng)進(jìn)行資料儲(chǔ)存，專(zhuān)門(mén)提供監(jiān)控專(zhuān)用網(wǎng)段，提高網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)速度，保證動(dòng)態(tài)傳輸?shù)募皶r(shí)性。采用單模光纖建立千兆網(wǎng)絡(luò)，讓各客戶訪問(wèn)時(shí)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)均衡。

在本次設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的理念，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)提供多種綜合服務(wù)功能，不必再向傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)那樣需要敷設(shè)大量的電纜，節(jié)省了用戶的投資，提高系統(tǒng)的開(kāi)放性以及帶來(lái)額外的投資回報(bào)。

1.3 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

1.3.1 監(jiān)控功能

（1）具備時(shí)時(shí)監(jiān)控同時(shí)預(yù)覽功能。

（2）用戶管理，系統(tǒng)安全保存。

（3）對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行高密度的壓縮處理和記錄處理。

（4）按鈕式管理界面，使用方便。

（5）能實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史紀(jì)錄的查找和回放。

（6）視頻信號(hào)的傳輸。

（7）Windows XP，win7，8操作系統(tǒng)，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。

1.3.2 存儲(chǔ)功能

（1）可以支持硬盤(pán)。

（2）硬盤(pán)文件系統(tǒng)同DOS兼容，可以在PC平臺(tái)上操作。

（3）硬盤(pán)上文件可以選擇循環(huán)記錄和非循環(huán)記錄。

（4）管理主機(jī)可以通過(guò)pc隨時(shí)提取硬盤(pán)錄像機(jī)上記錄的文件。

1.3.3 遠(yuǎn)程監(jiān)視權(quán)限

管理人員則可以不受地域限制，只要使用PC機(jī)或筆記本電腦接入互聯(lián)網(wǎng)，就可以即時(shí)觀看各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的圖像，以便掌握監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)情況。

1.3.4 提高管理水平

當(dāng)管理人員需要某一天的監(jiān)控錄像時(shí)可以調(diào)用監(jiān)控的歷史記錄，來(lái)進(jìn)行查找、回放以便于了解當(dāng)時(shí)所發(fā)生一系列的情況，進(jìn)行管理整改。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

采用Web網(wǎng)絡(luò)傳輸，無(wú)需安裝客戶端和其他系統(tǒng)軟件。采用B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)視頻音頻傳出，無(wú)論在任何系統(tǒng)上都能運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)訪問(wèn)，其支持iOS、安卓系統(tǒng)，系統(tǒng)為L(zhǎng)inux嵌入式系統(tǒng)，保證設(shè)備的高效安全工作。系統(tǒng)菜單如圖1。

2.1 信號(hào)傳播載體

（1）對(duì)于各安裝監(jiān)控的部門(mén)和工廠采用千兆光纖作為視頻信號(hào)傳播主體，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳播、授權(quán)查閱。

（2）對(duì)于各部門(mén)采用千兆局域網(wǎng)連接攝像機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)。

（3）采用總線方式進(jìn)行各數(shù)據(jù)點(diǎn)的管理。

（4）匯總到中心機(jī)房存儲(chǔ)，根據(jù)查詢點(diǎn)授權(quán)查閱。

2.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備

采用同為數(shù)碼360°全方位，變焦攝像機(jī)作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備。實(shí)現(xiàn)Panasonic高性能高清CMOS，優(yōu)異的3D降噪功能，完美展現(xiàn)低照度環(huán)境。具體參數(shù)如下：

（1）1/3"逐行掃描CMOS，20倍光學(xué)變倍，12倍數(shù)字變焦。

（2）全高清網(wǎng)絡(luò)視頻輸出： 1920×1080@25fps （PAL）/30fps （NTSC），圖像壓縮格式H.264。

（3）支持GBT28181、ONVIF等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，組網(wǎng)更方便。

（4）SD卡本地存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)。

（5）Web圖形化用戶菜單，支持框選放大，畫(huà)面PTZ功能。

（6）提供標(biāo)準(zhǔn)SDK，易與其他數(shù)字系統(tǒng)集成，CVBS視頻輸出。

（7）IP66防護(hù)等級(jí)，4KV防雷擊、防浪涌、防突波設(shè)計(jì)。

2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器

采用TD-N256T平臺(tái)級(jí)NVR作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器是，產(chǎn)品特征如下：

（1）支持8MP分辨率高清前端接入。

（2）支持256路高清接入和存儲(chǔ)，流媒體接入和存儲(chǔ)性能高達(dá)768Mbps。

（3）純硬件RAID設(shè)計(jì)，支持多RAID組，高性能高可靠性。

（4）支持兩個(gè)擴(kuò)展柜接口，最大支持4個(gè)24盤(pán)位擴(kuò)展柜/6個(gè)16盤(pán)位擴(kuò)展柜，滿足長(zhǎng)時(shí)間錄像需求。

（5）可擴(kuò)展HDMI輸出接口，支持多碼流錄像。

（6）支持時(shí)間切片回放，提升錄像檢索效率。

（7）支持即時(shí)回放，方便即時(shí)查找錄像。

2.4 安防系統(tǒng)平臺(tái)NVMS-5000

同為數(shù)碼NVMS-5000作為安防綜合管理平臺(tái)，基于標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，能架構(gòu)在寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)之上，將分散、獨(dú)立的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，與各種監(jiān)控設(shè)備無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域統(tǒng)一監(jiān)控和管理。NVMS-5000平臺(tái)可管理多達(dá)三萬(wàn)個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)，支持DVR、DVS、IP攝像機(jī)和SDI設(shè)備，支持標(biāo)清和高清應(yīng)用，滿足用戶對(duì)安防系統(tǒng)的各種要求。如圖2所示。

2.4.1 系統(tǒng)功能

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控：多分割畫(huà)面預(yù)覽；多路視頻的輪巡、多個(gè)視頻輪巡組的輪巡；云臺(tái)鏡頭控制；系統(tǒng)廣播與語(yǔ)音對(duì)講（可錄音）；手動(dòng)實(shí)時(shí)錄像。

（2）錄像回放：支持按通道、時(shí)間及錄像類(lèi)型檢索；支持設(shè)備遠(yuǎn)程回放錄像；支持錄像剪輯；支持拖放、快放、慢放、逐幀回放、回放抓拍。

（3）報(bào)警聯(lián)動(dòng)：支持傳感器報(bào)警和移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警等方式；提供報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像、聯(lián)動(dòng)彈出畫(huà)面、聯(lián)動(dòng)電子地圖等。

（4）手機(jī)監(jiān)控：支持實(shí)時(shí)監(jiān)看、云臺(tái)控制、圖片抓拍及本地錄像等，支持iPhone、iPad、Android、WM、WP、Symbian、黑莓等智能終端操作系統(tǒng)。

（5）用戶管理：支持分級(jí)、分區(qū)域及多用戶管理；提供用戶權(quán)限管理。

（6）日志管理：支持操作日志、系統(tǒng)日志、報(bào)警日志管理；支持按時(shí)間、日志類(lèi)型、操作用戶等條件對(duì)日志信息進(jìn)行搜索；支持日志信息導(dǎo)出。

（7）解碼上墻：多路視頻信號(hào)解碼上墻，輪巡顯示；支持解碼方案收藏夾、計(jì)劃任務(wù)功能。

（8）電子地圖：多級(jí)地圖管理，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控點(diǎn)位置和狀態(tài)，支持報(bào)警聯(lián)動(dòng)電子地圖監(jiān)控點(diǎn)；并可直接在地圖上查看監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像。

2.4.2 主要特征

（1）集中安全管理：對(duì)所有設(shè)備集中統(tǒng)一管理，重要信息獨(dú)立加密認(rèn)證。

（2）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單：Windows系統(tǒng)風(fēng)格操作方式，容易上手，無(wú)需復(fù)雜培訓(xùn)。

（3）提供多種碼流：針對(duì)專(zhuān)網(wǎng)、寬帶、3G不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，提供相應(yīng)碼流。

（4）支持多運(yùn)營(yíng)商：針對(duì)不同運(yùn)營(yíng)商設(shè)置不同訪問(wèn)路徑，有效解決跨網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的視頻連接不通、掉線、播放延遲等問(wèn)題。

（5）支持網(wǎng)絡(luò)穿透：設(shè)備通過(guò)主動(dòng)上報(bào)連接服務(wù)器，有效解決獲取設(shè)備動(dòng)態(tài)IP地址和設(shè)備通過(guò)3G接入時(shí)的端口穿透等問(wèn)題。

（6）分布式架構(gòu)：采用分布式軟件架構(gòu)，方便架設(shè)多級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，便于系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容。

用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，只要能接入網(wǎng)絡(luò)，就可以查看實(shí)時(shí)視頻圖像。

2.4.3 系統(tǒng)訪問(wèn)

（1）電視墻：適用于集中監(jiān)控中心，對(duì)多級(jí)區(qū)域、多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)、多臺(tái)攝像頭的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽。

（2）C/S客戶端：支持單機(jī)多顯示器輸出，可在多個(gè)屏幕上分別顯示實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面、錄像回放、報(bào)警預(yù)覽及觸發(fā)報(bào)警等。

（3）B/S客戶端：只需打開(kāi)IE瀏覽器，下載視頻控件即可查看現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面。

（4）手機(jī)客戶端：支持Symbian、iPhone、Android、黑莓、Windows Mobile等智能手機(jī)。

3 結(jié)論

通過(guò)本次項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)、工程施工，最終公司的監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了數(shù)模集合（數(shù)字監(jiān)控和模擬監(jiān)控）能在一個(gè)平臺(tái)上訪問(wèn)，其畫(huà)面預(yù)覽流暢數(shù)字部分能達(dá)到1080P標(biāo)準(zhǔn)，模擬部分抗干擾能力提高，且能到達(dá)標(biāo)清標(biāo)準(zhǔn)。最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)一授權(quán)，對(duì)所有客戶進(jìn)行可控化管理，達(dá)到預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

江蘇常寶鋼管股份有限公司 江蘇省常州市 213003