淺談廠區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

1、.PAGE 1高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案一、概述1.1 背景分析中國制造為世人所熟知，隨著產業(yè)不斷升級，生產技術越來越興旺，中國作為真正的世界技術工廠也為時不遠?，F今，工廠的現代化管理手段越來越豐富，準確性也越來越高，各種先進的技術手段比方視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可有效的加強對各種場合，特殊設備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區(qū)域的現場情況，增強平安保障措施，同時進一步規(guī)各崗位的生產管理。目前監(jiān)控系統(tǒng)手段已經從傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控開展到了高清網絡數字視頻監(jiān)控，利用現有的辦公網絡、企業(yè)專網，光纖專網敷設，甚至互聯網和無線網絡都能夠構建工廠的高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng);與此同時，百萬像素網絡攝像機的大

2、規(guī)模普及也解決了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)清晰度缺乏的為難局面;浩宇信息HYTEC公司開發(fā)的基于低碼率、高清畫質、多功能等特性的720P、1080P高清網絡攝像機與HYTEC網絡視頻監(jiān)控管理平臺為不同規(guī)模工廠提供了多構造，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)主要滿足兩大局部的需求，一是工廠公共區(qū)域平安防的需要;二是工廠生產區(qū)域監(jiān)控管理的需求。工廠平安防周界視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在工廠周界區(qū)域部署感紅外的固定高清網絡槍式攝像機，滿足全天候24小時監(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。廠房部：在廠房部部署大圍監(jiān)控的攝像機，以滿足對整個廠

3、房的全局監(jiān)控。庫區(qū)監(jiān)控：在庫房外部署攝像機，嚴密監(jiān)視現場情況。生產區(qū)域管理重要設備監(jiān)控：在車間、廠房一些重要的設備處安裝高清攝像機，對設備運行狀態(tài)、防盜、防破壞進展監(jiān)視。生產過程監(jiān)視：對于一些生產線上、操作崗位進展重點監(jiān)控，記錄操作過程和生產線上的生產過程。其他需求整個系統(tǒng)應該采用模塊化、數字化、網絡化架構，滿足構造簡單化和系統(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)控管理平臺應能與紅外報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等實現聯動，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調度。1.3設計原則1. 先進性本系統(tǒng)采用先進的、具有前瞻性的視頻監(jiān)控技術

4、，包括130 萬像素數字高清技術、高清視頻編解碼技術、視頻海量存儲和高效檢索技術和視頻智能分析技術等。同時采用先進的綜合視頻管理平臺，借鑒海量多媒體資料管理系統(tǒng)的經歷和技術，不僅實現對高清、標清視頻的統(tǒng)一管理，還應實現整個系統(tǒng)設備的運維管理，以及各類視頻綜合智能化應用。2. 可靠性系統(tǒng)設計、設備選型、調試、安裝等環(huán)節(jié)應嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關標準及公安部門有關平安技術防的要求，貫徹質量條例，采用穩(wěn)定、可靠的技術設備，確保系統(tǒng)級別的高穩(wěn)定性和可靠性，滿足實際需求，實現全年365 天的全天候長期穩(wěn)定運行。系統(tǒng)中核心的存儲設備、重要的效勞器及后臺效勞軟件等，支持掉電恢復后設備及軟件自動恢復正常連接、

5、斷網或網絡風暴恢復后設備及軟件自動恢復正常連接，啟動過程無需過多人工干預。3. 平安性系統(tǒng)傳輸采用專網，充分利用光纖資源，保證視頻信息、控制信息網絡傳輸的平安和暢通，防止采用互聯網和VPN 進展傳輸。同時設備接入、傳輸采用加密技術，提供網絡非法入侵保護和防止信息非法被竊取。4. 開放性高清數字攝像機、網絡設備、存儲設備及軟件平臺等均應采用開放式的產品或架構，能夠提供完整的SDK、API 等二次開發(fā)環(huán)境，滿足構建統(tǒng)一的視頻管理及應用平臺的需要。5. 易管理性、易維護性前端設備支持遠程升級和遠程故障排除功能，維護便捷，降低系統(tǒng)運維管理本錢。同時可自動檢測系統(tǒng)中任何一臺設備的運行狀態(tài)，并示出詳細參數

6、，以輔佐管理人員及時準確地判斷和解決問題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具，既降低了對管理人員進展專業(yè)知識的培訓費用，又節(jié)省了日常頻繁地維護費用。6. 兼顧現實與開展的原則根據目前實際需求并適當考慮開展，選配各種系統(tǒng)設備的數量、型號等，適中選擇通訊光纜等，做到經濟性與科學性最正確結合。7. 可施工性原則兼顧以上各原則，從實際出發(fā)，使系統(tǒng)設計具有可施工性。二、系統(tǒng)設計按照技術領先、結合實際，統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)同部署的指導思想，在實現工廠平安防的同時，又能通過高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對生產環(huán)節(jié)進展集中視頻監(jiān)控管理，同時通過視頻傳輸專網將相關視頻資源傳輸到上一級部門實現遠程聯網監(jiān)控，充分利用

7、計算機、視頻壓縮、網絡通信等領域的穩(wěn)定的、先進的技術，實現對平安、環(huán)境、生產、人物等各類信息資源科學有效的管理和應用，進一步提高工廠的平安防管理工作和生產效率。2.1 總體設計系統(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)聯動建立等幾局部，整個系統(tǒng)采用全網絡數字視頻監(jiān)控架構，前端都采用高清網絡攝像機進展視頻采集，通過攝像機的網絡端口直接接入到工廠視頻傳輸網絡中去，傳輸到后端進展NVR存儲和管理。傳輸主干網采用部的局域網或者光纖網，后端通NVRH或者管理平臺軟件來完成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中預覽、控制、管理、存儲以及視頻分發(fā)等功能。實現工廠高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理?？傮w設計嚴格遵循用

8、戶要求和行業(yè)規(guī)，滿足用戶功能需求為主要目的，提高平安防管理效率。拓撲圖如下：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場視頻、音頻等信息的采集，當然也涉及個別點位有前端報警聯動信號的輸入。系統(tǒng)設計中前端點位的布置是否合理，以及所采用的設備是否恰當都是整個系統(tǒng)的關鍵所在。因此本次設計中，前端監(jiān)控設備根據用戶需求分析全部采用高清網絡攝像機。通過需求分析我們得知總共約有14多個點位，我們選用基于基于標準的H.264 Main Profile Level 4.1算法的百萬像素網絡攝像機來采集前端視頻，根據每個監(jiān)視區(qū)域的圍不同選用適宜的高清鏡頭，它采用130萬像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機采

9、集壓縮后的有效分辨率為最高可達1920*1080，1280*720，預覽和回放的圖像線數也到達了700-1000TVL播送級圖像畫質，而且動態(tài)視頻為全實時30幀/秒。由于高清網絡攝像機的顯示比例為標準的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)域我們設計采用高清網絡高速球的方式來組建，如果對監(jiān)控現場清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用D1畫質的網絡高速球來部署，網絡高速球是基于標準H.264的D1畫質進展壓縮和傳輸，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

10、加非標H.264算法視頻編碼器的效果更好。而且和其他網絡攝像機攝像機一樣，從球機出來就是網絡數字信號，通過攝像機本身的標準網絡接口就可以直接接入到視頻傳輸網絡中去，并入整個監(jiān)控網絡中，實現統(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備，減少故障環(huán)節(jié)、簡化系統(tǒng)構造。2.3 網絡傳輸系統(tǒng)網絡傳輸系統(tǒng)的組建對于高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組建至關重要，如果傳輸系統(tǒng)不能滿足網絡視頻流的傳輸要求，則網絡監(jiān)控也就無從談起。本系統(tǒng)總共有14多臺高清網絡攝像機，我們設計每個廠區(qū)的建筑物部根據攝像機點位的分布采用雙絞線進展會聚，較遠區(qū)域可以通過光纖主干網進展傳輸。每路720P高清網絡攝像機的推薦傳輸帶寬為2

11、Mbps，標清D1的傳輸帶寬為1Mbps;所以在為視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分傳輸通道時應考慮每個區(qū)域會聚后到中心的傳輸帶寬，同時各個廠區(qū)會聚交換機和監(jiān)控中心的核心交換設備也應該具備較強的數據交換能力和承載突發(fā)多用戶大容量的頂峰能力，以便網絡視頻數據的快速交換，滿足數據請求的快速響應。中心核心交換機建議采用背板帶寬和包轉率較高的千兆交換機來承擔。視頻監(jiān)控傳輸網絡可以根據要求與工廠部局域網規(guī)劃到一起，或者通過物理設備將兩個網絡互聯起來。這樣工廠其他局部就可在獲得授權后直接前端攝像機的視頻資源。2.4集中監(jiān)控管理后端設計由于本次系統(tǒng)建立覆蓋點位不多，有14個點位，只需兩條臺8路NVR高清網絡視頻錄像機構成后端

12、存儲管理。也可以通過后端管理平臺軟件集中管理。 集中用戶驗證效勞設計用戶驗證效勞是整個網絡視頻監(jiān)控的核心模塊，它完成所有設備信息和用戶信息的注冊、驗證、授權、控制等功能。 集中管理控制對于大型的多級聯網視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如何有效的對前后端物理設備、虛擬軟件模塊進展統(tǒng)一管理、控制、信息收集、處理等都是首要考核的條件，VMP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、操作而設計的。 存儲轉發(fā)系統(tǒng)針對工廠視頻監(jiān)控的需求分析，我們設計將存儲效勞和轉發(fā)效勞部署在同一硬件平臺上，以滿足系統(tǒng)的可靠性和合理性。存儲轉發(fā)系統(tǒng)主要用于完成前端攝像機傳回的網絡視頻數據存儲和分發(fā)任務，通過存儲軟件模塊和轉發(fā)軟件

13、模塊的組合部署同步完成數據的存儲和數據分發(fā)。存儲轉發(fā)硬件效勞器均采用專業(yè)效勞器，通過雙千兆網口負載均衡，提升網絡數據吞吐能力，高達4GB大容量存及時讀取，以及RAID5高速硬盤I/O速度，都為整個存儲轉發(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，如實時流存儲、方案備份、報警錄像等;流媒體轉發(fā)提供多種轉發(fā)模式，如多級轉發(fā)等。視頻存儲容量計算公式：1080P高清攝像機：20路*4Mbps*3600s*24H*15天/8/1024/1024=12TB720P高清攝像機：140路*2Mbps*3600s*24H*15天/8/1024/1024=43TB 電子地圖系統(tǒng)設計高清

14、網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機數量眾多，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備，是不利于發(fā)揮集中網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網絡化、數字化、簡單化的根本理念的，只有通過完善的后端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)域進展監(jiān)視，及早發(fā)現可疑行為，事發(fā)后也能及時切換到現場。因此針對大型網絡視頻監(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GIS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展標注，通過點擊電子地圖上的點位標注圖標調用該點的視頻圖像，而且還可將報警系統(tǒng)集成到一起實現報警聯動提示，當報警點位產生報警信號后

15、會自動聯動附近關聯的攝像機的圖像在電子地圖上彈出進展現實顯示，也可彈出到電視墻上進展顯示。且攝像機本身具備的移動偵測功能也可向中心電子地圖效勞器進展聯動提示。在高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通過這些方式在配合前端高清攝像機的清晰圖像可以快速定位*一個點位的攝像機，當發(fā)生異常行為后可自動切換該點位的攝像機進展圖像顯示。在本系統(tǒng)中指揮中心配置一臺報警電子地圖效勞器，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)的先進性上都會有很好的表達，將所有點位通過地圖形式表現出來，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，實現多級地圖聯網監(jiān)控。 監(jiān)控中心顯示系統(tǒng)在監(jiān)控中心設計采用

16、2臺22寸監(jiān)視器來顯示監(jiān)控圖像。每臺支持8畫面高清720P高清視頻圖像的分割顯示。2.5設備清單序號名稱品 牌型號參數單 位數 量單 價總 價1130萬高清攝像機HYTECHY-NT6262HBCMOS 1/2.5130萬像素，支持自動光圈控制，0.1LU*/0.02LU*，1個RJ45，10/100M自適應 POE供電可選臺1418002NVR高清網絡視頻錄像機HYTECHY-NR1604最多支持16路高清的接入管理，支持VGA輸出顯示臺170003攝像機護罩及支架HYTEC套144監(jiān)視器HYTECHY-LM26B26寸液晶監(jiān)視器臺136005解碼器HYTEC臺6攝像機電源國產個147網絡交

17、換機臺8超五類雙絞線AMP米9電源線RVV2*1.0米10PVC管米11輔助材料批1工程施工、調試小計稅金7%總計四、 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絡數字攝像機的網絡視頻監(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)網絡視頻監(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準H.264壓縮算法和200萬圖像傳感器百萬像素網絡攝像機可輕松對監(jiān)控區(qū)域實施清晰的有效的監(jiān)視，所帶來的視覺效果是傳統(tǒng)網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。前端攝像機在進展高清視頻采集的同時還可通過攝像

18、機本身集成的音視頻輸入輸出、報警輸入輸出、485控制接口等功能實現音頻監(jiān)聽和報警探測器聯動、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絡攝像機與傳統(tǒng)攝像機相比不僅僅是清晰的提升，還有功能上多樣化。同時百萬像素網絡攝像機為全數字化、全網絡化，可輕松接入平安城市傳輸網絡中去，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高清網絡攝像機是基于標準的 H.264 Main Profile Level 4.1算法，在完成720P百萬像素全實時成像的時候

19、只需要1.5-2Mbps的低碼流，1080P也只需要4Mbps的碼流，這對于工廠等大型系統(tǒng)來說，這樣的碼流在網絡傳輸上已經非常成熟，因為在傳統(tǒng)網絡監(jiān)控系統(tǒng)來說也是需要這樣2Mpbs的碼流才能滿足D1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)模的實際應用。3.3 系統(tǒng)構架靈活高清網絡攝像機具備強大的網絡功能和功能接口，省去了傳統(tǒng)網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的復雜構造，比方不需要單獨的視頻編碼器或者是DVR這些設備，攝像機本身就可利用已有的局域網、光纖專網、城域網、微波傳輸、互聯網和即將到來的3G傳

20、輸等進展接入，將前端的音視頻、控制、報警信號直接通過攝像機的網絡接口傳輸上級監(jiān)控中心。同時在系統(tǒng)建立時可分步、分級逐步實施，不會影響其他區(qū)域，可適應不同類型工廠的復雜環(huán)境和特殊功能需求。3.4 配套設施功能強大配合高清網絡數字攝像機我公司推出配套的高清網絡視頻監(jiān)控管理平臺，整個平臺基于大型網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構，采用模塊化設計，適用于不同類型的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng);比方可以根據需要部署相應模塊實現本地高清視頻。諸如視頻轉發(fā)、報警處理等模塊可實現多構造、多用途的集中管理平臺，多級轉發(fā)可適應各種終端用戶的視頻請求;報警處理可集成周界報警系統(tǒng)、消防聯動接口、門禁信號聯動接口、防盜報警聯動接口等，將這些系統(tǒng)

21、與管理平臺對接，可實現這些聯動信號與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯動控制，比方聯動視頻彈出、報警聯動錄像、報警聯動監(jiān)控攝像機預置位調用、電子地圖防區(qū)管理等等。3.5 工程施工方便采用全網絡，全數字化架構，前端高清網絡數字攝像機只需要考慮網絡接入就可以了，不需要在為視頻線、控制線等繁雜的工序頭疼，減少了故障節(jié)點。而且減少了干擾的可能性，強大的網絡功能更方便設備安裝、調試，使整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大為提高。主干光纖網的建立在系統(tǒng)更新換代時還可以重復使用，具有更長的使用有效期。3.6 應用前景工廠高清網絡視頻監(jiān)控解決方案的實施將極大的改善目前類似的行業(yè)應用現狀，除去在清晰度上有本質提升外，其全新的網絡化、數字化的

22、架構更為工廠監(jiān)控的靈活擴展和系統(tǒng)升級提供了保障。高清紅外攝像機、高清一體機、高清智能球機的不斷涌現，為更多復雜的監(jiān)控場景和應用模式提供了解決依據，高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實現了工廠平安防工作的同時也為生產管理提供了更有力的技術保障手段。五、產品介紹1、百萬高清網絡槍形攝像機型號： HY-NT6262HB采用標準H.264壓縮方式。最高可到達1080P畫質，支持多種分辨率720P、D1、H-D1、CIF、QCIF、VGA、QVGA；最高幀率30fps適應多種網絡環(huán)境應用，傳輸高質量圖像，包括LAN、WI-FI、ADSL、以及各種專網。支持雙碼流，用戶可根據需要選擇不同的視頻碼流，用于傳輸、存儲、瀏覽。提供SDK二次開發(fā)包，方便用戶二次開發(fā)，實現更多的功能。支持PPPoE、自動撥號。置Web Server，直接通過 IE瀏覽器就能連接、查看、參數設置。支持雙向語音對