某企業視頻監控系統分析與設計

張挺

摘 要：視頻監控是企業生產受控和安全防范的重要手段，網絡視頻監控系統是監控系統今后的發展方向。基于網絡TCP/IP協議，利用視頻編碼技術和流媒體技術，組建包括接入層、匯聚層、核心層的網絡傳輸結構，利用管理服務器、流媒體服務器和存儲服務器搭建視頻服務平臺，選用分布式網絡視頻監控系統架構，設計出適用于一般企業的網絡視頻監控系統方案。

關鍵詞：網絡視頻監控；TCP/IP ；視頻編碼；流媒體；

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0077-02

1 概 述

視頻監控系統是一種可以提供聲音，錄像以及報警信號，并能實現遠程傳輸的及存儲的安全防護系統。

在視頻監控系統的建設中，建設者將業務數據與監控技術相結合，及時掌握企業交易的全部過程，并將記錄的信息發送到監控中心，監控中心根據發回的數據作出合理的判斷，從而預測未來的發展趨勢，進一步制定詳細的操作方案，從而提高了企業的運作效率。另外，視頻監控系統還可以監控突發事件，并及時將有效信息傳送到監控中心或辦公室進行實時調度，使得決策者能夠及時對企業運行方案作出調整，從而降低了企業的損失及風險。

自監控技術誕生以來，視頻監控系統的發展共經歷了三個階段。①模擬視頻監控系統，時間為二十世紀九十年代初期；②二十世紀九十年代中后期的數字視頻監控系統；③二十一世紀以來的網絡視頻監控系統。隨著時間的推移，視頻監控系統越來越完善，功能越來越齊全。網絡視頻監控系統現已發展成視頻監控的主流。因此，鑒于網絡視頻監控系統帶來的巨大意義和實用價值，本文主要設計了一種網絡視頻監控系統方案，從而實現對企業的監控業務。

2 系統采用技術

一般地，如今所流行的網絡視頻監控系統大都采用TCP/IP協議。有了協議分配的地址，然后接入網絡。網絡接入方式有多種，例如：WLAN，3G。待系統已跟網絡連接好后，對采集到的視頻流進行編碼，然后發送至各個客戶端，最后客戶在PC機上進行瀏覽和控制。這期間，對視頻編碼采用的技術是視頻編碼技術，傳送視頻流的應用技術是流媒體技術。接下來，本文簡單介紹建立網絡視頻監控系統過程中采用的技術。

①TCP/IP傳輸協議。該傳輸協議定義了多種電子設備接入互聯網并傳輸數據的標準。若監控設備接入互聯網中，則被分配一個IP地址，這個地址是唯一的，接收數據的一方通過該地址獲得想要的數據。另外，網絡視頻監控系統通過TCP/IP地址傳輸視頻信息，不但能實現短距離內的信息傳輸，而且能夠實現跨區域的遠傳組網。

②視頻編碼技術。本文設計的系統采用國際上通用的 H.264壓縮編碼標準。H.264碼率低，能夠將原有視頻壓縮比例達到理想要求。另外，該壓縮編碼標準還具有網絡適應性強等優點，適合被采用。

③流媒體技術。網絡中傳輸視頻不同于現實生活中。國際上一般采用流式傳輸方式進行視頻傳輸，這就是所謂的流媒體技術。采用這種技術能有效地減少存儲空間，類似于微機中的虛擬存儲技術。另外，流媒體技術采用一對多的分發機制，能夠實現傳輸數據的并行處理 。

3 系統方案設計

對于網絡視頻監控系統方案設計，主要包括網絡層次、設備選用、系統構架這三個環節的設計。

3.1 網絡層次

系統接入網絡時采用分層結構，主要包括三層：接入層、匯聚層和核心層。下面本文將對這三層進行詳細說明。

①接入層。此層一般在企業的控制室。里面包括大量的交換機。這些交換機密度極高。能夠準確快速的接入前端設備。

②匯聚層。此層一般被布置在各分廠的監控機房。其具有較高的接入能力，并且帶寬長，負責匯聚流量和鏈路。

③核心層。此層位于總監控中心。主要用于交換數據。由于這些數據具有高速性，所以此層一般配置光端口。

系統網絡結構圖如圖1所示。

3.2 設備選用

網絡視頻監控系統設備包括視頻采集設備、視頻服務平臺、用戶客戶端和視頻顯示設備等。

視頻采集設備用于采集前端的視頻信號和輸出報警信號，并連接到位于接入層的交換機上。然后對視頻流進行編碼，待編碼完畢后將其傳送到視頻服務平臺。

視頻服務平臺主要由管理服務器、流媒體服務器和存儲服務器組成。他們在匯聚層進行組網，從而組件成視頻服務平臺。視頻服務平臺將采集到的視頻流信息進行存儲和管理，然后發送到各個用戶客戶端。

用戶客戶端主要任務是對傳輸來的視頻流進行解碼。解碼方式有兩種，即為硬件解碼和軟件解碼。硬件解碼所采用的主要工具是電視墻服務器。而軟件解碼不同，其主要請求視頻服務平臺，然后將收集的視頻流進行解碼。這其中，功能的實現主要通過客戶端PC機。

視頻顯示設備主要是將解碼后的視頻進行圖像顯示出來。

3.3 系統架構

網絡視頻監控系統結構主要由集中式和分布式兩種形式。本文設計的網絡視頻監控系統主要采用分布式系統架構。我們首先定義，系統代理點由管理服務器，存儲服務器和流媒體服務器組成。相比于集中式系統架構，分布式系統架構主要優點是在匯聚層增加了代理點。這些代理點與中心平臺有著一樣的功能，只不過所能處理的視頻信息量不如中心平臺大。為了提高運行效率，中心平臺將所收集到的視頻流分成若干份，然后分別傳輸給各代理點。這些代理店根據就近原則，選取能處理的視頻流。因此，我們不難看出，這些代理店之間是獨立的，互不影響的。這不僅降低了耗材，而且提高了效率，同時減輕了中心平臺壓力，使得系統能夠穩定運行。客戶端獲取視頻流過程示意圖，如圖2所示。

4 結 語

本文設計了適合一般企業需求的網絡視頻監控系統，其中所采用的技術包括TCP/IP 協議，視頻編解碼技術和流媒體技術等。本文從三個方面入手，即網絡層次、設備選用、系統結構，詳細介紹了設計方案。該方案具有較高的穩定性，同時還具有網絡性等特點。不但克服了并發視頻流，遠程采集傳輸等技術難題，而且較為實用的為企業創建監控系統提供了理論方案和指導意見。

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