一煉鋼網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

張永鋒

摘 要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)聯(lián)合，它是數(shù)字圖像處理及局域網(wǎng)傳輸視頻的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。江陰興澄特種鋼鐵有限公司一煉分廠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是將視頻信號和監(jiān)控信號實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)傳輸。這樣以滿足在局域網(wǎng)中的各個(gè)站點(diǎn)都能查看到實(shí)時(shí)圖像，并能根據(jù)其所授權(quán)限及優(yōu)先級別進(jìn)行監(jiān)控。因?yàn)樗扔心M部分又有數(shù)字部分，因而即實(shí)用、經(jīng)濟(jì)又可靠。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);視頻;監(jiān)控

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0021-02

0 概述

一煉分廠是于一九九七年投產(chǎn)的，煉鋼區(qū)域包括100噸直流電弧爐、100噸LF精煉爐，真空脫氣爐，五機(jī)五流連鑄機(jī)，如圖1所示。設(shè)備眾多，包括高溫爐體容器、行車吊具、運(yùn)轉(zhuǎn)器械、液壓設(shè)備、電器儀表以及動(dòng)力管線等裝備;生產(chǎn)過程中使用到的原材料種類繁多、鐵水和廢鋼類鋼鐵料、貴重合金和鐵合金、冶金渣料和脫氧劑等;生產(chǎn)區(qū)域復(fù)雜，包括生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域，貴重合金存放區(qū)域，電氣高壓室，液壓站室，更衣室等。因此，為了實(shí)現(xiàn)廠區(qū)管理自動(dòng)化、人員管理智能化、煉鋼生產(chǎn)安全化、設(shè)備存儲(chǔ)有效化，就必須引入實(shí)時(shí)、高效、智能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)兼顧實(shí)用、經(jīng)濟(jì)原則，節(jié)約成本，如圖2所示。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡介

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過在某些地點(diǎn)安裝攝像頭等視頻采集設(shè)備對現(xiàn)場進(jìn)行拍攝監(jiān)控，然后通過一定的傳輸網(wǎng)絡(luò)將視頻采集設(shè)備采集到的視頻信號傳送到指定的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過人工監(jiān)控或者將視頻信號存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上對現(xiàn)場進(jìn)行視頻監(jiān)控。

近年來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展勢頭特別猛，全社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都能找到閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的利用實(shí)例。但傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)存在著明顯的局限性，如傳輸距離不可能很遠(yuǎn)、無法遠(yuǎn)程監(jiān)督、布線工程量大等，和工廠現(xiàn)代化、智能化、科技化的需求存在矛盾關(guān)系。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可將視頻圖像監(jiān)控，遠(yuǎn)程訪問，實(shí)時(shí)監(jiān)視，多種畫面分割，多畫面分割顯示，云臺(tái)鏡頭控制，打印等功能有機(jī)結(jié)合的新一代監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)控主機(jī)自動(dòng)將報(bào)警畫面紀(jì)錄，做到及時(shí)處理，提高了廠房的監(jiān)控實(shí)時(shí)性、有效性。其具有網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻流、傳輸距離遠(yuǎn)、布線不重復(fù)、抗干擾能力強(qiáng)、查詢方便等顯著特點(diǎn)。

因此，一煉分廠采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有效的保證設(shè)備和人員的安全，為分廠的安全生產(chǎn)，提供最大程度的防范和保障。

2 一煉數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 需求分析

一煉分廠數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是從數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，使視頻監(jiān)控視音頻信號在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍同模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更大，尤其是可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，這對于煉鋼車間復(fù)雜而危險(xiǎn)的環(huán)境，更顯得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，主要適合：

（1）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域的監(jiān)控;（2）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場貴重合金存放區(qū)監(jiān)控;（3）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場電氣高壓室，液壓站監(jiān)控;（4）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場各控制室監(jiān)控。

2.2 系統(tǒng)概述

一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由局域網(wǎng)組成的大范圍的監(jiān)控，這一點(diǎn)是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)所不能比擬的。一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的視頻采集壓縮技術(shù)，能夠在局域網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸16路視頻圖像并能對視頻圖像進(jìn)行控制、錄像、回放。一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于TCP/IP協(xié)議來工作的，理論上網(wǎng)絡(luò)延伸到何處，視頻監(jiān)控就可以布控到何處?？偢删€采用光纜布線，保證主干千兆網(wǎng)絡(luò)，百兆到桌面的能力。

3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)

一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控?cái)z像機(jī)、云臺(tái)和云臺(tái)控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、視頻采集壓縮卡、數(shù)字監(jiān)控計(jì)算機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR組成。

系統(tǒng)主要設(shè)備如下：

（1）監(jiān)控?cái)z像機(jī)。監(jiān)控?cái)z像機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，用于對被監(jiān)控現(xiàn)場的視頻圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。一煉視頻監(jiān)控主要安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域，貴重合金存放區(qū)域，電氣高壓室，液壓站室，更衣室等。

（2）云臺(tái)和云臺(tái)控制器。云臺(tái)是監(jiān)控系統(tǒng)控制在遠(yuǎn)端的監(jiān)控?cái)z像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。云臺(tái)由兩個(gè)交流電組成的安裝平臺(tái)，可以水平和垂直的運(yùn)動(dòng)。

（3）網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一個(gè)重要設(shè)備，功能是對視頻信號和音頻信號進(jìn)行實(shí)時(shí)全硬件同步壓縮、壓縮碼流記錄硬盤、實(shí)時(shí)視頻和聲音預(yù)覽、視頻信號和音頻信號的切換、本地錄像文件回放和將已壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流送上網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋诰W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中，利用軟件控制視頻流的傳輸和播放，還可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，即通網(wǎng)絡(luò)端口控制萬向云臺(tái)，全方位進(jìn)行圖像監(jiān)控。

（4）視頻采集壓縮卡。視頻采集壓縮卡是分布式數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中將模擬視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，其功能是將模擬視音頻信號實(shí)時(shí)數(shù)字化并壓縮編碼，可以實(shí)現(xiàn)對視頻的分屏顯示、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)捕捉和實(shí)時(shí)發(fā)送等功能。

一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用MPEG一4視頻/音頻采集壓縮卡組成系統(tǒng)的情況很多，可使用Windows 2000/XP操作系統(tǒng)。

（5）數(shù)字監(jiān)控計(jì)算機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR。一煉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以工控機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR為平臺(tái)，通過工控機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR內(nèi)用視頻壓縮卡來完成音視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼，通過音視頻采集卡的軟件來完成視頻數(shù)據(jù)流的控制。

數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR利用內(nèi)部自帶的硬件來對音視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼，利用軟件控制視頻流的存取和播放及實(shí)現(xiàn)其他的輔助功能，構(gòu)成數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)。數(shù)字監(jiān)控計(jì)算機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)具有：多路實(shí)時(shí)視頻圖像預(yù)覽、錄象、檢索回放和安全報(bào)警的功能，還具有長時(shí)間自動(dòng)錄象而無需有人值守，檢索回放非常方便和精確，如圖3所示。

安裝監(jiān)控硬件和軟件完畢后，對監(jiān)控軟件進(jìn)行相應(yīng)的配置，包括選擇攝象機(jī)制式、選擇顯示模式、輸入軟件用戶名，然后啟動(dòng)監(jiān)控畫面。出現(xiàn)監(jiān)控畫面后，再接上監(jiān)控?cái)z像機(jī)就有監(jiān)控圖像的畫面出現(xiàn)了，這樣就把傳統(tǒng)的模擬攝像監(jiān)控輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，就向數(shù)字監(jiān)控轉(zhuǎn)換了，只需要在這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上各個(gè)分站的數(shù)字監(jiān)控計(jì)算機(jī)或數(shù)字硬盤錄像機(jī)DVR再加入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用后就，是一套完整的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)方案了。

4 結(jié)語

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用前端的監(jiān)控?cái)z像頭對被監(jiān)控現(xiàn)場的視頻圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后借助工控計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，通過視頻采集壓縮卡將前端采集的視頻圖象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)字化并壓縮編碼，把模擬視頻轉(zhuǎn)化為數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)。再通過借助對工控計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻圖像預(yù)覽、錄象、檢索回放等功能。一煉的視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警畫面紀(jì)錄，做到及時(shí)處理，提高了廠房的監(jiān)控實(shí)時(shí)性、有效性，具有網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻流、傳輸距離遠(yuǎn)、布線不重復(fù)、抗干擾能力強(qiáng)、查詢方便等顯著特點(diǎn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，融入了多種最新的通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，如局域網(wǎng)技術(shù)，寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)的多媒體視頻數(shù)據(jù)壓縮算法等，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的認(rèn)知深度的增加和普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)更加廣泛地在我國的各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域中并發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊磊，李峰，田艷生.閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2] 宗俊峰.清華大學(xué)出版社[J].全國新書目，2019（1）：20.

[3] 方其桂.多媒體CAI課件制作實(shí)例教程[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2003（4）：63.