高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

1、精選方案范本高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案、概述1.1 背景分析中國制造為世人所熟知，隨著產(chǎn)業(yè)不斷升級，生產(chǎn)技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，中國作為真正的世界技術(shù)工廠也為時不遠(yuǎn)?，F(xiàn)今，工廠的現(xiàn)代化管理手段越來越豐富，準(zhǔn)確性也越來越高，各種先進(jìn)的技術(shù)手段比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可有效的加強對各種場合，特殊設(shè)備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區(qū)域的現(xiàn)場情況，增強安全保障措施，同時進(jìn)一步規(guī)范各崗位的生產(chǎn)管理。目前監(jiān)控系統(tǒng)手段已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控發(fā)展到了高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控，利用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)專網(wǎng)，光纖專網(wǎng)敷設(shè)，甚至互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)都能夠構(gòu)建工廠的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)；與此同時，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機的大規(guī)

2、模普及也解決了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)清晰度不足的尷尬局面沖暉公司開發(fā)的基于低碼率、高清畫質(zhì)、多功能等特性的720P、1080P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機與網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理平臺為不同規(guī)模工廠提供了多結(jié)構(gòu)，多用途，良好擴展性的新一代高清視頻監(jiān)控解決方案。1.2 需求分析系統(tǒng)主要滿足兩大部分的需求，一是工廠公共區(qū)域安全防范的需要；二是工廠生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)控管理的需求。工廠安全防范周界視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在工廠周界區(qū)域部署感紅外的固定高清網(wǎng)絡(luò)槍式攝像機，滿足全天1.3 小時監(jiān)控。園區(qū)監(jiān)控：在工廠園區(qū)一些制高點安裝云臺攝像機，實施大范圍監(jiān)控出入口監(jiān)控：在廠房出入口、園區(qū)出入口以及其他重要區(qū)域的出入口安裝高清攝像機。廠房內(nèi)部：在廠

3、房內(nèi)部部署大范圍監(jiān)控的攝像機，以滿足對整個廠房的全局監(jiān)控。庫區(qū)監(jiān)控：在庫房內(nèi)外部署攝像機，嚴(yán)密監(jiān)視現(xiàn)場情況。生產(chǎn)區(qū)域管理重要設(shè)備監(jiān)控：在車間、廠房一些重要的設(shè)備處安裝高清攝像機，對設(shè)備運行狀態(tài)、防盜、防破壞進(jìn)行監(jiān)視。生產(chǎn)過程監(jiān)視：對于一些生產(chǎn)線上、操作崗位進(jìn)行重點監(jiān)控，記錄操作過程和生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程。其他需求整個系統(tǒng)應(yīng)該采用模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)，滿足結(jié)構(gòu)簡單化和系統(tǒng)可擴展的需求利用平臺管理軟件來統(tǒng)一管理前后端物理設(shè)備和虛擬軟件模塊，做到模塊化部署、集中化管理的新一代監(jiān)控功能。視頻監(jiān)控管理平臺應(yīng)能與紅外報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等實現(xiàn)聯(lián)動，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調(diào)度。二、系統(tǒng)設(shè)計在實現(xiàn)工廠

4、安全防范的同同時通過視頻傳輸專網(wǎng)按照技術(shù)領(lǐng)先、結(jié)合實際，統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)同部署的指導(dǎo)思想,時，又能通過高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行集中視頻監(jiān)控管理,將相關(guān)視頻資源傳輸?shù)缴弦患壊块T實現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，充分利用計算機、視頻壓縮、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域的穩(wěn)定的、先進(jìn)的技術(shù)，實現(xiàn)對安全、環(huán)境、生產(chǎn)、人物等各類信息資源科學(xué)有效的管理和應(yīng)用，進(jìn)一步提高工廠的安全防范管理工作和生產(chǎn)效率。2.1 總體設(shè)計系統(tǒng)分為前端監(jiān)控資源采集、視頻傳輸、后端平臺組建、多系統(tǒng)聯(lián)動建設(shè)等幾部分，整個系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控架構(gòu)，前端都采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機進(jìn)行視頻采集，通過攝像機的網(wǎng)絡(luò)端口直接接入到工廠視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行集中存

5、儲和管理。傳輸主干網(wǎng)采用千兆光纖網(wǎng)，后端通過集中管理平臺來完成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中預(yù)覽、控制、管理、存儲以及視頻分發(fā)等功能。實現(xiàn)工廠高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理?？傮w設(shè)計嚴(yán)格遵循用戶要求和行業(yè)規(guī)范，滿足用戶功能需求為主要目的，提高安全防范管理效率。2.2 前端監(jiān)控資源采集前端監(jiān)控資源的采集主要是指現(xiàn)場視頻、音頻等信息的采集，當(dāng)然也涉及個別點位有前端報警聯(lián)動信號的輸入。系統(tǒng)設(shè)計中前端點位的布置是否合理，以及所采用的設(shè)備是否恰當(dāng)都是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。因此本次設(shè)計中，前端監(jiān)控設(shè)備根據(jù)用戶需求分析全部采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機。通過需求分析我們得知總共約有300多個點位，我們選用基于基于標(biāo)準(zhǔn)的H.2644

6、.1算法的百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機來采集前端視頻，根據(jù)每個監(jiān)視區(qū)域的范圍不同選用合適的高清鏡頭，它采用500萬像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機采集壓縮后的有效分辨率為最高可達(dá)1920*1080,1280*720,預(yù)覽和回放的圖像線數(shù)也達(dá)到了700-1000廣播級圖像畫質(zhì)，而且動態(tài)視頻為全實時30幀/秒。由于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的顯示比例為標(biāo)準(zhǔn)的16:9寬屏顯示比例，具有比傳統(tǒng)模擬攝像機更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫面比傳統(tǒng)模擬攝像機更清晰地效果。同時其他需要動態(tài)監(jiān)視的區(qū)域我們設(shè)計采用高清網(wǎng)絡(luò)高速球的方式來組建，如果對監(jiān)控現(xiàn)場清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用D1畫質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)高

7、速球來部署，網(wǎng)絡(luò)高速球是基于標(biāo)準(zhǔn)H.264的D1畫質(zhì)進(jìn)行壓縮和傳輸，由于采用了最新的算法和壓縮模塊，使得整個清晰度也比原來的模擬攝像機加非標(biāo)H.264算法視頻編碼器的效果更好。而且和其他網(wǎng)絡(luò)攝像機攝像機一樣，從球機出來就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號，通過攝像機本身的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口就可以直接接入到視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，并入整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)統(tǒng)一管理；無須再攝像機和后端管理系統(tǒng)中間再增加額外的設(shè)備，減少故障環(huán)節(jié)、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時我們還建議在各個廠區(qū)的制高點架設(shè)1080P全高清網(wǎng)絡(luò)球機實現(xiàn)全范圍的高清監(jiān)控，以便掌握整個園區(qū)的狀況。2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的組建對于高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組建至關(guān)重要，如果傳輸

8、系統(tǒng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)視頻流的傳輸要求，那么網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也就無從談起。本系統(tǒng)總共有300多臺高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，分布在多個廠區(qū)，我們設(shè)計每個廠區(qū)的建筑物內(nèi)部根據(jù)攝像機點位的分布采用雙絞線進(jìn)行匯聚，然后統(tǒng)一接入光纖主干網(wǎng)進(jìn)行傳輸。部分公共區(qū)域、獨立區(qū)域的點位可就近單獨敷設(shè)傳輸資源；根據(jù)產(chǎn)品特點，每路1080P全高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的傳輸帶寬為4,720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的推薦傳輸帶寬為2,標(biāo)1#D1的傳輸帶寬為1；所以在為視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分傳輸通道時應(yīng)考慮每個區(qū)域匯聚后到中心的傳輸帶寬，同時各個廠區(qū)匯聚交換機和監(jiān)控中心的核心交換設(shè)備也應(yīng)該具備較強的數(shù)據(jù)交換能力和承載突發(fā)多用戶大容量的高峰訪問能力，以便網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的快速

9、交換，滿足數(shù)據(jù)訪問請求的快速響應(yīng)。由于前端攝像機主要由720P構(gòu)成，因此每個廠區(qū)各自到監(jiān)控中心的主干光纖帶寬資源已經(jīng)完全夠用，中心核心交換機建議采用背板帶寬和包轉(zhuǎn)率較高的千兆交換機來承擔(dān)。視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)要求與工廠內(nèi)部局域網(wǎng)規(guī)劃到一起，或者通過物理設(shè)備將兩個網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來。這樣工廠其他部分就可在獲得授權(quán)后直接前端攝像機的視頻資源。2.4 集中監(jiān)控管理平臺設(shè)計由于本次系統(tǒng)建設(shè)覆蓋多個區(qū)域和多個用戶群體，工廠成立集中監(jiān)控指揮中心，因此我們設(shè)計采用二級架構(gòu)，即工廠指揮中心為一級監(jiān)控中心，保衛(wèi)部門和其他管理部門為二級中心，指揮中心具有最高權(quán)限可對所有設(shè)備以及下屬兩個分中心用戶群體的視頻監(jiān)控終端進(jìn)

10、行集中管理，統(tǒng)一調(diào)度；指揮中心完成視頻數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，各個分中心或者其他用戶通過工廠公司內(nèi)部局域網(wǎng)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺中的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，獲得視頻和其他相關(guān)的監(jiān)控資源。2.4.1 集中用戶驗證服務(wù)設(shè)計用戶驗證服務(wù)是整個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的核心模塊，它完成所有設(shè)備信息和用戶信息的注冊、驗證、授權(quán)、訪問控制等功能。我們設(shè)計在指揮中心部署一臺集中用戶驗證服務(wù)器（安裝用戶驗證軟件模塊）來完成所有前端網(wǎng)絡(luò)攝像機的信息注冊、后端軟件模塊注冊以及用戶信息的驗證；同時可根據(jù)用戶需求部署冗余備份用戶驗證服務(wù)器，以便當(dāng)主認(rèn)證服務(wù)器故障時，可啟動備用冗余用戶驗證服務(wù)器，繼續(xù)提供驗證服務(wù)，保障指揮中心和其他用戶可繼續(xù)訪問視

11、頻監(jiān)控系統(tǒng)；用戶驗證服務(wù)器采用專業(yè)級服務(wù)器配置，如雙千兆網(wǎng)口、至強服務(wù)器中央處理器、專業(yè)服務(wù)內(nèi)存、服務(wù)器電源、高速總線帶寬等。2.4.2 集中管理控制對于大型的多級聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如何有效的對前后端物理設(shè)備、虛擬軟件模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理、控制、信息收集、處理等都是首要考核的條件，管理平臺中的集中管理控制模塊是針對管理員對系統(tǒng)的配置、操作而設(shè)計的。我們設(shè)計指揮中心部署一臺集中管理控制服務(wù)器（安裝管理控制軟件模塊），保衛(wèi)分中心和生產(chǎn)管理部門各自部署一臺副控管理控制服務(wù)器（安裝副控軟件模塊）；集中管理控制服務(wù)器硬件配置采用了滿足高清網(wǎng)絡(luò)視頻圖像處理能力的專業(yè)級服務(wù)器，能夠同時支持8畫面高清720P圖像

12、解碼預(yù)覽、滿足全范圍信息收集顯示、具有快速響應(yīng)等功能。分中心通過向指揮中心驗證服務(wù)器進(jìn)行用戶驗證，通過后獲取各自管轄區(qū)域的視頻監(jiān)控資源。2.4.3 存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計本解決方案中，針對工廠視頻監(jiān)控的需求分析，我們設(shè)計將存儲服務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)部署在同一硬件平臺上，以滿足系統(tǒng)的可靠性和合理性。存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)主要用于完成前端攝像機傳回的網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)任務(wù)，通過存儲軟件模塊和轉(zhuǎn)發(fā)軟件模塊的組合部署同步完成數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)分發(fā)。通過前端點位設(shè)計可知，整個系統(tǒng)有300多路高清網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)流，按照15天的存儲時間計算也會有上2百個的存儲容量，如此大的存儲容量對于視頻監(jiān)控來說最佳的存儲方式主要有基于架構(gòu)的區(qū)域

13、存儲解決方案和基于網(wǎng)絡(luò)視頻存儲服務(wù)器的分散式存儲解決方案。為了滿足功能實用性、系統(tǒng)可靠性的需求，我們設(shè)計采用分散式的視頻存儲服務(wù)器解決方案。同時利用每臺分散式存儲服務(wù)器的強大網(wǎng)絡(luò)資源可同步做視頻流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，那么每臺服務(wù)器就只需要承受幾十路視頻存儲和并發(fā)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器之間不會相互影響，各自負(fù)責(zé)相關(guān)區(qū)域的存儲，當(dāng)某臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時不會影響到其他區(qū)域，提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、冗余性。存儲轉(zhuǎn)發(fā)硬件服務(wù)器均采用專業(yè)服務(wù)器，通過雙千兆網(wǎng)口負(fù)載均衡，提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐能力，高達(dá)4大容量內(nèi)存及時讀取，以及5高速硬盤速度，都為整個存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)提供了強有力的資源保障和穩(wěn)定性保障。存儲軟件提供多種視頻記錄方式，

14、如實時流存儲、計劃備份、報警錄像等；流媒體轉(zhuǎn)發(fā)提供多種轉(zhuǎn)發(fā)模式，如多級轉(zhuǎn)發(fā)等。視頻存儲容量計算公式：1080P高清攝像機：20路*4*3600s*24H*15天/8/1024/1024=12720P高清攝像機：140路*2*3600s*24H*15天/8/1024/1024=431網(wǎng)絡(luò)高速球：40路*1*3600s*24H*15天/8/1024/1024=62.4.4 電子地圖系統(tǒng)設(shè)計在工廠高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機數(shù)量眾多，如果僅僅靠集中管理控制模塊或者是其他監(jiān)控終端來瀏覽視頻圖像資源和控制前端設(shè)備，是不利于發(fā)揮集中網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、簡單化的基本理念的，只有通過完善的后端

15、管理平臺和操作平臺快速查詢和定位圖像資源才能及時的對所有攝像機覆蓋的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)可疑行為，事發(fā)后也能及時切換到現(xiàn)場。因此針對大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)而開發(fā)的報警電子地圖模塊解決了上述難題，它通過電子地圖載入，將前端攝像機，乃至前端報警探測器等在電子地圖上進(jìn)行標(biāo)注，通過點擊電子地圖上的點位標(biāo)注圖標(biāo)調(diào)用該點的視頻圖像，而且還可將報警系統(tǒng)集成到一起實現(xiàn)報警聯(lián)動提示，當(dāng)報警點位產(chǎn)生報警信號后會自動聯(lián)動附近關(guān)聯(lián)的攝像機的圖像在電子地圖上彈出進(jìn)行現(xiàn)實顯示，也可彈出到電視墻上進(jìn)行顯示。且攝像機本身具備的移動偵測功能也可向中心電子地圖服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)動提示。在高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通過這些方式在配合前端高

16、清攝像機的清晰圖像可以快速定位某一個點位的攝像機，當(dāng)發(fā)生異常行為后可自動切換該點位的攝像機進(jìn)行圖像顯示。在本系統(tǒng)中指揮中心配置一臺報警電子地圖服務(wù)器，還可通過大屏顯示系統(tǒng)來顯示，不管從功能上還是從系統(tǒng)的先進(jìn)性上都會有很好的體現(xiàn)，將所有點位通過地圖形式表現(xiàn)出來，直觀方便，其他分中心可通過客戶端或者是電子地圖軟件模塊向中心下載地圖信息，實現(xiàn)多級地圖聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。2.4.5 監(jiān)控中心拼接顯示系統(tǒng)在監(jiān)控中心我們設(shè)計采用一套46寸3*3的大屏拼接系統(tǒng)來顯示監(jiān)控圖像。我們再后端配置4臺數(shù)字矩陣服務(wù)器，與拼接系統(tǒng)進(jìn)行連接。虛擬數(shù)字矩陣每臺最高可支持8畫面高清720P或者4畫面1080P高清視頻圖像的分割顯示，通

17、過數(shù)字矩陣服務(wù)器的顯卡接口送至大屏幕拼接器后在拼接墻上進(jìn)行顯示。2.5 系統(tǒng)拓?fù)鋱D第三章高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢基于720P,1080P等超百萬像素的高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體優(yōu)勢非常明顯，這使得在各行業(yè)、各領(lǐng)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程中變得實實在在，而且所帶來的視覺震撼和強大功能是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的，其主要優(yōu)勢如下。3.1 百萬像素的前端視頻采集基于標(biāo)準(zhǔn)H.264壓縮算法和500萬圖像傳感器百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機可輕松對監(jiān)控區(qū)域?qū)嵤┣逦挠行У谋O(jiān)視，所帶來的視覺效果是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。前端攝像機在進(jìn)行高清視頻采集的同時還可通過攝像機本身集成的音視頻輸入輸出、報警

18、輸入輸出、485控制接口等功能實現(xiàn)音頻監(jiān)聽和報警探測器聯(lián)動、控制等擴展功能。前端攝像機高度集成性和功能性使得百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機與傳統(tǒng)攝像機相比不僅僅是清晰的提升，還有功能上多樣化。同時百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機為全數(shù)字化、全網(wǎng)絡(luò)化，可輕松接入平安城市傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，并接入到后端管理平臺。3.2 基于H.264的低碼流傳輸和存儲優(yōu)勢目前很多用戶甚至包括很多視頻監(jiān)控行業(yè)的人士都覺得高清視頻監(jiān)控附加的是高碼流的傳輸壓力和存儲壓力，但我們所采用的720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機是基于標(biāo)準(zhǔn)的H.2644.1算法，在完成720P百萬像素全實時成像的時候只需要1.5-2的低碼流，1080P也只需要4的碼流，這對于工廠等大型系統(tǒng)

19、來說，這樣的碼流在網(wǎng)絡(luò)傳輸上已經(jīng)非常成熟，因為在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來說也是需要這樣2的碼流才能滿足1的視頻效果。同樣存儲壓力也并沒有因為前端是高清攝像機而提升，因此我們實現(xiàn)了高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的低碼流傳輸和存儲實用性的革命性突破，將高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)推向了大規(guī)模的實際應(yīng)用。3.3 系統(tǒng)構(gòu)架靈活高清網(wǎng)絡(luò)攝像機具備強大的網(wǎng)絡(luò)功能和功能接口，省去了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，比如不需要單獨的視頻編碼器或者是這些設(shè)備，攝像機本身就可利用已有的局域網(wǎng)、光纖專網(wǎng)、城域網(wǎng)、微波傳輸、互聯(lián)網(wǎng)和即將到來的3G傳輸?shù)冗M(jìn)行接入，將前端的音視頻、控制、報警信號直接通過攝像機的網(wǎng)絡(luò)接口傳輸上級監(jiān)控中心。同時在系統(tǒng)建設(shè)時可分步、分級逐步實施，不會影響其他區(qū)域，可適應(yīng)不同類型工廠的復(fù)雜環(huán)境和特殊功