網絡高清監控系統解決方案設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 CCD 的 1/3 左右。網絡攝像機作為網絡視頻產品的新興代表 ,具有其自身的優勢那就是使用便捷。 CCD 圖像傳感器由在單晶硅基片上呈二維排列的光電二級管及其傳輸電路構成。光電二極管把光轉化成電荷，再經轉化電路傳送和輸出。 A/D 轉換器的功能是將圖像和聲音等模擬信號轉換成數字信號。經 A/D 轉換后的圖像、聲音數字信號，按一定的格式或標準進行編碼壓縮。編碼壓縮的目的是為了便于實現音 /視信號與多媒體信號的數字化，便于在計算機系統、網絡以及萬維網上不失真地傳輸上述信號。 控制器是網絡攝像機的心臟，它肩負著網絡攝像機的管理和控制 工作。如果是硬件壓縮編碼，控制器是一個獨立部件；如果是軟件編碼壓縮，控制器是運行編碼壓縮軟件的 DSP，即二者合而為一。 網絡服務器提供網絡攝像機的網絡功能，它采用 RTP/ RTCP、 UDP、 HTTP、TCP/IP 等相關網絡協議，允許用戶從自己的 PC 機使用標準的瀏覽器根據網絡攝像機的 IP 地址對網絡攝像機進行訪問，觀看實時圖像，及控制攝像機的鏡頭和云臺等。 網絡攝像機為工程應用提供了實用的外部接口，如控制云臺的 485 接口，用于報警信號輸入輸出的 I/O 口。如紅外探頭發現有目標出現，發報警信號給網絡攝像機，網絡攝像 機自動調整鏡頭方向并實時錄像；另一方面，當網絡攝像機偵測到有移動目標出現時，亦可向外發出報警信號。 網絡攝像機的特點 1) 遠程實時監控 利用網絡優勢，經過數字化并壓縮后的圖像數據可以達到網絡能到達的地方，實現遠程監控。 2) 全面開啟數字機化時代 3) DVR 即數字硬盤錄像主機，要基于已經大量安裝的模擬監控攝像機等把模擬信號轉換為數字信號，再進行存儲和處理。而網絡攝像機內建有 Web server 和CCD，可以將數字化的視頻信號轉換成網絡通信傳輸協議（ TCP/IP 協議）的數據流，遠端的應用優勢。 4) 即插即用、隨時隨地 5) 無 須像模擬攝像機一樣必須安裝同軸電纜，只要利用現有的網絡就可以使用。網絡攝像機可以廣泛應用在世界的任何角落，進行實時連續地傳輸圖像，甚至可以在那些不適宜布線的環境中，使用無線寬帶網絡完成遠端監控及錄影。 6) 靈活集成 7) 只要有網絡接口即可隨時接入網絡攝像機， RS232/RS485 通訊口便于擴展周邊設備。 8) 結束隔行掃描時代 9) 模擬攝像機最多可以提供 4CIF 級別的分辨率，也就是 40 萬像素左右，因為模擬攝像機的技術原因，采用的是隔行掃描的成像方式，成行掃描可以利用不高的帶寬實現更好的視覺效果 刷新率更高，人的視覺效果舒服些 。隔行掃描的成像采用奇數場 +偶數場相加得到一幀圖像，當圖像中有激烈運動目標，會表現成“鋸齒”或模糊的現象。網絡攝像機采用逐行掃描，每一幀圖像均是由電子束順序地一行接著一行連續掃描而成，這種掃描方式稱為逐行掃描。要得到穩定的逐行掃描圖像，每幀圖像必須掃描整數行。舉例來說，一幀圖像是連續掃描625 行組成的，每秒鐘共掃描 50 幀圖像，即幀掃描頻率為 50 幀 /秒。 10) 以太網供電節省成本、提高穩定性 11) 網絡攝像機使得通過網線對攝像機供電成為可能，人們不再需要為攝像機單獨加電源。 標準的 POE 方式已經得到驗證并成功應用 ，過去，人們是不敢想象用小小的網線完成對攝像機的供電的，這個技術為人們帶來便利同時節約的成本。 POE 方式的另外一個好處是，由于電源集中采自機房的交換機，這種集中的供電方式可以保證電源的穩定性。 12) 百萬像素高分辨率 13) 受制于傳統模擬攝像機本身技術限制，其最高分辨率可以達到 40 萬像素，但是，網絡攝像機可以達到百萬像素級，百萬像素給人們帶來的好處是：更多的細節、更大的角度。更多的細節，意味著我們可以分得清車牌號碼，人臉；更大的角度，我們可以減少普通模擬攝像機的安裝便可以覆蓋更大的范圍。在本項目中金庫，柜臺， ATM 現金 填送處，檔案室，憑證庫和保險柜等重點區域建議使用百萬像素數字攝像機。 14) 智能視頻分析置于前端，結構更合理 15) 如今人們已經基本認同智能視頻分析單元置于前端的好處了。早期的視頻分析工作，復雜而繁重，因此都是基于后端服務器的 CPU，此方式的弊端在于，需要實時傳輸視頻給服務器，服務器再進行繁重的分析工作，過分集中的方式導致的問題是帶寬、存儲的浪費；而前端分散智能，利用網絡攝像機內置分析單元，直接對未壓縮的視頻進行分析，發現異常觸發報警 改變幀率及分辨率并通知視頻控制終端。 16) 更好的集成音頻 17) 音頻錄制乃至雙向錄音已經 成為 比較廣泛的需求了，對于模擬系統，實施比較困難并且需要單獨增加設備；而對于網絡攝像機，此工作變得非常容易，人們可以進行音頻錄制，并自動合成同步的音視頻文件，可以實現雙向語音對講，相當于免費的 PA 系統，而一切變得非常簡單，實現真正的 VOIP,音頻 VOICE，視頻 VIDEO 都網絡化了。 18) 高的安全性傳輸 19) 在模擬時代，模擬信號通過銅纜傳輸，然后利用矩陣進行純粹電信號的切換，這種與數字、網絡關系不大的方式使得信號的加密變得不可能（ VCR 磁帶的不可篡改是另外一回事）。最糟糕的情況是可能前端攝像機已經被調包了但是控制中心人員還沒發覺。網絡攝像機的視頻遮擋、視頻丟失告警功能，視頻加密功能、權限管理等功能可以更好的防止這類問題。 20) 結構靈活，成本更低 21) 對于模擬監控系統，工程設計及施工人員最頭疼的是剛剛建設完成的系統需要擴容升級。此時，需要考慮的問題很多，核心矩陣的位置，線纜的鋪設，電源、分控的位置，前端攝像機的位置及距離 ，傳輸及供電方式等等，受制于諸多因素的根本原因在于模擬系統的結構不靈活。對于網絡攝像機，讓這些問題統統見鬼去吧，只要網絡是通的，不管你的攝像機位置如何，系統都沒有限制，另外，由于信號基于 IP 包的，因此視頻不會因為位置或路由而質量下降。但是傳統的矩陣級聯可能碰到明顯的問題。 22) 集中管理、節約成本 23) 無需專人管理，即插即用，無距離限制，又可省去布線的環節，節約了成本。 網絡攝像機的優勢 網絡攝像機能在世界的任何一個角落通過 Inter 進行遠端監控之外，通過網絡監控也可以有效地降低成本，它的“即插即用”功能 ，無須像模擬攝像機一樣必須安裝同軸電纜、控制電纜、音頻線等問題。只要利用網絡就可以使用，這都是網絡攝像機的優勢之處。除了具有這個特點外，還有以下幾大優勢： 1． 先進性 利用現有的綜合布線網絡傳輸圖像，進行實時監控系統所需的前端設備少，連線簡潔，后端僅需一套軟件系統即可。 2． 可靠性 3． 主要設備網絡攝像機采用了嵌入式實時操作系統，所需設備簡單，而圖像的傳輸是通過綜合布線網絡實現的，系統可靠性相當高。 4． 性能價格比 5． 所需設備極其簡單，系統的控制由后端的軟件系統實現，省去了傳統模擬監控系統中的大量設備，如昂貴的矩陣、畫面分割 器、切換器、視頻轉網絡的主機等。由于圖像的傳輸通過綜合布線網絡，省去了大量的視頻同軸電纜，降低了費用。 6． 安全性 7． 系統設置了不同等級的使用者權限，僅有最高級權限的用戶才可對整個系統進行設置或更改，沒有權限的用戶是接收不到圖像的。另外，圖像數據的存儲是專有的格式。 8． 使用及維護性 9． 系統的安裝極其簡單，軟件系統的安裝及使用也非常易懂。在維護性方面，系統的接線十分簡潔，而主要設備的可靠性很高，維護性能好，而且可實現遠程維護。 10． 擴展及延伸性 11． 當需要增加監控點和監控主機時，只需要通過現有網絡增加一臺攝像機或PC 機即可，不 需要對現有布線系統做什么改動。 12． 應用范圍廣闊 13． 區域性監控，利用網絡傳送實時圖像，如辦公室、大樓等；跨區遠端監控，連鎖事業、大型工廠機房、遠端老人、兒童看護、公共建筑、無人環境監控、金融機構分行監控、交通監管、錯誤警報辯識等。 攝像機功能要求 本次 設計 為全 IP 監控解決方案，網絡攝像機主要功能應包括： ? 采用 CCD 成像器件 ? 采用逐行掃描或隔行掃描與動態幀合成技術相結合的成像方式 ? 采用 MPEG4/JPEG/ 雙或三壓縮引擎，可實現雙碼流同時傳輸 ? 重點區域采用 200 萬像素攝像機，其他區域攝像機圖像分辨率 達到 130 萬 像素以上 ? 采用分布式智能視頻分析技術，具有智能移動探測和智能目標探測功能 ? 具備雙向音頻傳輸功能 ? 具備智能語音報警功能 ? 具備 IP 地址過濾和密碼保護功能 ? 具備隱私區域遮蓋功能 ? 為保證更好的圖像效果，日夜型攝像機需采用機械式紅外濾光片 ? 球型攝像機應具備數字防抖動功能 ? 攝像機平均無故障工作時間高于 50000 小時 ?攝像機圖像壓縮延時小于 200ms ?支持 PoE 供電 /AC24V/DC12V 方案設計 監控指揮管理中心系統以高新的數字安防聯網技術，分布式遠程集中監控為核心，結合客戶內部管理， 集遠程監控、信息資源共享、客戶服務等為一體的網絡視頻監控管理系統。系統具有遠程視頻監控、報警服務管理、電視墻管理和電子地圖等各大主要功能。通過對各個網絡結點 NVR 的聯網，以監控中心為樞紐建立了一個安全、高效、先進的遠程網絡監控體系。最終可實現監控中心系統對所轄區域內所有 NVR 監控設備單元的網絡化，集成化的高效管理。 總監控指揮管理中心系統分為數據處理部分、客戶管理與操作部分、顯示部分。主要配置千兆核心匯聚交換機、 DSS 管理服務器、 DSS 客戶端、圖像解碼設備、顯示電視墻組成。 DSS 管理服務器主要組成： CMS 中心管理服務器、 DMS 設備管理服務器、 MTS 流媒體轉發服務器、 SS 存儲服務器、 ESS 網絡智能存儲服務器、 VMS 電視墻管理服務器、 ARS 主動注冊管理服務器。系統采用模塊化設計，可根據系統規模將一些服務器組合在一臺服務器上實現。 DSS 客戶端：與 DSS 實現 CS/BS 訪問架構。 本系統分為兩級管理架構：前端監控值班中心系統與總監控指揮管理中心系統。 前端監控值班中心系統： NVR 作為前端監控值班中心系統的管理核心，擔負著前端 IPC 的音視頻管理、云臺控制，本地圖像實時預覽及錄像的本地存儲與回放，與上級總監控指揮管 理中心管理平臺 DSS 的音視頻上傳、狀態通訊數據交互等。 總監控指揮管理中心系統：實現對地域或業務分散的下級前端監控值班中心進行集中監控、統一管理、業務領導決策等功能。 前端監控值班室系統介紹 前端監控值班中心系統分為四個部分： IPC 圖像采集、數據傳輸、管理控制與圖像顯示。顯 示 器客 戶 端交 換 機網 絡 硬 盤 錄 像 機高 清 網 絡 攝 像 機高 清 網 絡 球 機視 頻 流網 絡網 絡 攝 像 機網 絡 球 機 前端 IPC 圖像采集 IPC 圖像采集 ： IPC是視頻監控系統的前沿部分，是整個系統的“眼睛”，它把監視的內容經鏡頭進入圖像傳感器轉換為圖像信號，經 DSP 進行數據轉換與編碼，打為 IP 包后經網絡傳輸。 IPC 攝像機主要采用浙江 大華品牌，根據分辨率分為標清 D1顯示分辨率與高清 130萬分辨率攝像機； 前端網絡攝像機具有圖像采集、音頻采集、報警信號接入等功能，并能根據應用場景的差異選擇槍式、半球式、紅外式、球型攝像機。均采用數字網絡攝像機具有遠程訪問，遠程配置調試的優勢。 上圖： IPC遠程 WEB訪問界面 大華網絡攝像機的特點是： 功能齊全： 支持 MPEG4壓縮，實現集本地監控和遠程瀏覽、錄像存儲及抓圖、 PTZ 控制、視頻與報警聯動于一體的監控解決方案。 配套完備： 支持 PSS 客戶端、 DSS 中心管理平臺等管理軟件、可通過 DMSS 手機客戶端進行視頻監看。同時還支持 NVD、 SNVD、 SVR、 NVR，完成設備的存儲、管理與解碼上墻等功能。 硬件接口豐富： 雖然設備體積形態被限制，外圍接口根據各款產品的定位，常用接口也集于一身，如 RS48 RS23音視頻接口、網絡接口、報警 I/O 等。 智能化：