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)控平臺為模擬設(shè)備加DVR（數(shù)字硬盤錄像機），模擬監(jiān)控設(shè)備通過75-5同軸電纜，利用DVR（數(shù)字硬盤錄像機）進行AV信號連接，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、疊影等問題，無法徹底解決。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30萬像素，由于采用網(wǎng)絡(luò)作為傳播主體，抗干擾能力強，畫面采用網(wǎng)絡(luò) MPEG-4傳播方式，使其通過Web平臺就可以訪問到圖像和音頻。隨著計算機芯片技術(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)攝像機可以到達500萬以上像素，采用1080P高清傳播，攝像機采用千兆網(wǎng)絡(luò)平臺做專用局域網(wǎng)，儲存設(shè)備采用EVS服務(wù)器和平臺服務(wù)器進行管理控制，遠程訪問采用云端技術(shù)，更加便利安防人員的工作，實現(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)是信息時代的產(chǎn)物之一，是管理人員高質(zhì)量管理的理想工具，實時控制現(xiàn)場工作現(xiàn)狀，快速反映所發(fā)生的事件，便于管理者及時應(yīng)付處理突發(fā)事件。由于原監(jiān)控設(shè)備使用時間較長、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 先進性

嚴格按照國家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合具體情況，用最佳設(shè)計方案，采用先進成熟的技術(shù)設(shè)備和材料，既滿足當前的需求，又兼顧未來高速的數(shù)據(jù)傳輸需要，使整個系統(tǒng)在一段時期內(nèi)保持先進性和良好的擴展性，以適應(yīng)未來信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)升級的需要。

1.1.2 規(guī)范性

視頻監(jiān)控工程，從系統(tǒng)設(shè)計開始，包括施工、安裝、調(diào)試直到最后驗收的全過程，都應(yīng)嚴格按照國家有關(guān)的標準和規(guī)范，作好系統(tǒng)的標準化設(shè)計和管理工作。最后提交正規(guī)的測試驗收報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國家標準、中華人民共和國公共安全行業(yè)標準。

1.1.3 實用性和可擴充性

在設(shè)計本監(jiān)控系統(tǒng)方案的同時，應(yīng)充分考慮到目前需要和將來長遠利益。首先滿足其基本功能需要，達到經(jīng)濟實用的要求，又應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要，具有可擴充性，充分保護現(xiàn)有的投資，而且具有較高的性價比。系統(tǒng)的建設(shè)要嚴格按照國家、地方和行業(yè)的有關(guān)標準與規(guī)范。在沒有標準與規(guī)范的情況下，要參照國家、地方和行業(yè)的相關(guān)標準與規(guī)范，制訂相應(yīng)的標準與規(guī)范。系統(tǒng)的分析、設(shè)計、實現(xiàn)和測試要嚴格按照軟件工程標準和規(guī)范，并盡可能采用開放技術(shù)和國際主流產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)符合國際上各種開放標準。

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，因此系統(tǒng)設(shè)計必須安全、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所的遠程監(jiān)視的需要，只需在現(xiàn)有的機器上安裝應(yīng)用軟件或直接使用標準IE，即可實現(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。主要是考慮原模擬設(shè)備可以使用，對新增的系統(tǒng)選用數(shù)字平臺，產(chǎn)生系統(tǒng)的集合性問題，給出如下構(gòu)成：

利用網(wǎng)絡(luò)（LAN）擴展傳統(tǒng)模擬DVR，采用同為數(shù)碼系統(tǒng)平臺集合數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，達到平臺化管理，在平臺上實現(xiàn)實時視頻、錄像回放，通過將模擬視頻數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部、外部的使用者（USER）可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時、隨地觀看現(xiàn)場清晰的視頻圖像，采用RAID磁盤陣列系統(tǒng)進行資料儲存，專門提供監(jiān)控專用網(wǎng)段，提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度，保證動態(tài)傳輸?shù)募皶r性。采用單模光纖建立千兆網(wǎng)絡(luò)，讓各客戶訪問時達到網(wǎng)絡(luò)均衡。

在本次設(shè)計中充分體現(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)的開放性以及帶來額外的投資回報。

1.3 系統(tǒng)功能特點

1.3.1 監(jiān)控功能

（1）具備時時監(jiān)控同時預(yù)覽功能。

（2）用戶管理，系統(tǒng)安全保存。

（3）對視頻信號進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）能實現(xiàn)對歷史紀錄的查找和回放。

（6）視頻信號的傳輸。

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

1.3.2 存儲功能

（1）可以支持硬盤。

（2）硬盤文件系統(tǒng)同DOS兼容，可以在PC平臺上操作。

（3）硬盤上文件可以選擇循環(huán)記錄和非循環(huán)記錄。

（4）管理主機可以通過pc隨時提取硬盤錄像機上記錄的文件。

1.3.3 遠程監(jiān)視權(quán)限

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

1.3.4 提高管理水平

當管理人員需要某一天的監(jiān)控錄像時可以調(diào)用監(jiān)控的歷史記錄，來進行查找、回放以便于了解當時所發(fā)生一系列的情況，進行管理整改。

2 系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)

采用Web網(wǎng)絡(luò)傳輸，無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，無論在任何系統(tǒng)上都能運行，實現(xiàn)跨平臺訪問，其支持iOS、安卓系統(tǒng)，系統(tǒng)為Linux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 信號傳播載體

（1）對于各安裝監(jiān)控的部門和工廠采用千兆光纖作為視頻信號傳播主體，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳播、授權(quán)查閱。

（2）對于各部門采用千兆局域網(wǎng)連接攝像機對數(shù)據(jù)采集存儲。

（3）采用總線方式進行各數(shù)據(jù)點的管理。

（4）匯總到中心機房存儲，根據(jù)查詢點授權(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，變焦攝像機作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備。實現(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、網(wǎng)絡(luò)遠程存儲。

（5）Web圖形化用戶菜單，支持框選放大，畫面PTZ功能。

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

（7）IP66防護等級，4KV防雷擊、防浪涌、防突波設(shè)計。

2.3 數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器

采用TD-N256T平臺級NVR作為數(shù)據(jù)存儲服務(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，流媒體接入和存儲性能高達768Mbps。

（3）純硬件RAID設(shè)計，支持多RAID組，高性能高可靠性。

（4）支持兩個擴展柜接口，最大支持4個24盤位擴展柜/6個16盤位擴展柜，滿足長時間錄像需求。

（5）可擴展HDMI輸出接口，支持多碼流錄像。

（6）支持時間切片回放，提升錄像檢索效率。

（7）支持即時回放，方便即時查找錄像。

2.4 安防系統(tǒng)平臺NVMS-5000

同為數(shù)碼NVMS-5000作為安防綜合管理平臺，基于標準的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，能架構(gòu)在寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)之上，將分散、獨立的現(xiàn)場監(jiān)控點進行聯(lián)網(wǎng)，與各種監(jiān)控設(shè)備無縫連接，實現(xiàn)跨區(qū)域統(tǒng)一監(jiān)控和管理。NVMS-5000平臺可管理多達三萬個視頻監(jiān)控點，支持DVR、DVS、IP攝像機和SDI設(shè)備，支持標清和高清應(yīng)用，滿足用戶對安防系統(tǒng)的各種要求。如圖2所示。

2.4.1 系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)控：多分割畫面預(yù)覽；多路視頻的輪巡、多個視頻輪巡組的輪巡；云臺鏡頭控制；系統(tǒng)廣播與語音對講（可錄音）；手動實時錄像。

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

（3）報警聯(lián)動：支持傳感器報警和移動偵測報警等方式；提供報警聯(lián)動錄像、聯(lián)動彈出畫面、聯(lián)動電子地圖等。

（4）手機監(jiān)控：支持實時監(jiān)看、云臺控制、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、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、報警日志管理；支持按時間、日志類型、操作用戶等條件對日志信息進行搜索；支持日志信息導(dǎo)出。

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

（8）電子地圖：多級地圖管理，實時顯示監(jiān)控點位置和狀態(tài)，支持報警聯(lián)動電子地圖監(jiān)控點；并可直接在地圖上查看監(jiān)控點的視頻圖像。

2.4.2 主要特征

（1）集中安全管理：對所有設(shè)備集中統(tǒng)一管理，重要信息獨立加密認證。

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

（3）提供多種碼流：針對專網(wǎng)、寬帶、3G不同網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，提供相應(yīng)碼流。

（4）支持多運營商：針對不同運營商設(shè)置不同訪問路徑，有效解決跨網(wǎng)絡(luò)帶來的視頻連接不通、掉線、播放延遲等問題。

（5）支持網(wǎng)絡(luò)穿透：設(shè)備通過主動上報連接服務(wù)器，有效解決獲取設(shè)備動態(tài)IP地址和設(shè)備通過3G接入時的端口穿透等問題。

（6）分布式架構(gòu)：采用分布式軟件架構(gòu)，方便架設(shè)多級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，便于系統(tǒng)升級擴容。

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

2.4.3 系統(tǒng)訪問

（1）電視墻：適用于集中監(jiān)控中心，對多級區(qū)域、多個監(jiān)控點、多臺攝像頭的視頻進行實時預(yù)覽。

（2）C/S客戶端：支持單機多顯示器輸出，可在多個屏幕上分別顯示實時現(xiàn)場畫面、錄像回放、報警預(yù)覽及觸發(fā)報警等。

（3）B/S客戶端：只需打開IE瀏覽器，下載視頻控件即可查看現(xiàn)場畫面。

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

3 結(jié)論

通過本次項目的方案設(shè)計、工程施工，最終公司的監(jiān)控平臺實現(xiàn)了數(shù)模集合（數(shù)字監(jiān)控和模擬監(jiān)控）能在一個平臺上訪問，其畫面預(yù)覽流暢數(shù)字部分能達到1080P標準，模擬部分抗干擾能力提高，且能到達標清標準。最終實現(xiàn)系統(tǒng)平臺統(tǒng)一授權(quán)，對所有客戶進行可控化管理，達到預(yù)期效果。

參考文獻

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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