網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在大型企業(yè)管理中的應用

10-150 10-08-23 動力廠辦公室張軍0533-294434513953300677fahaozezhen001@163.com√編輯意見：1根據(jù)審計機關的通知要求，文章作者需提供身份證復印件。復印件函寄；或掃描件發(fā)電子郵件（僅掃證件，文檔大小200~250kB，JPG格式，非照片）。2本文所涉及的課題是否獲得國家、省、部級科研基金項目（含項目編號），攻關立項，或單位科研項目？若有，務請注明之。3請附前3位作者簡介，項目有：姓名（出生年-），性別（民族—漢族省略），籍貫（省及市/縣），職稱，學歷，主要從事何種工作或研究方向，現(xiàn)任職（可選）。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在大型企業(yè)管理中的應用蘇兆勇，楊鵬升，張軍，喬建安，趙則珍(中國鋁業(yè)山東分公司動力廠辦公室，山東淄博255000)[摘要]針對本企業(yè)無人值守崗位，生產(chǎn)調(diào)度人員和安保人員無法遠程監(jiān)控現(xiàn)場設備的安全、穩(wěn)定運行情況，出現(xiàn)問題，不能及時做出反應的現(xiàn)狀，設計了一種基于網(wǎng)絡通訊基礎的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了重要崗位、重要設備的實時圖像監(jiān)控，為無人值守的崗位提供了更加安全的保障。[關鍵詞]網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)；視頻服務器；NAS存儲器；路由器Networkvideomonitoringsysteminlarge-scaleenterprisemanagementapplicationsSUZhaoyong，YANGPengsheng，ZHANGJun，QIAOJianan，ZHAOZezheng（ChineseAluminumbusinessShandongSubsidiarycompanyDongLi’sOfficeShanDongZiBo255000）Inviewofthisenterpriseunattendedpost,theproductionschedulingpersonnelandthesecuritypersonnelareunablethelong-distancemonitoringfieldapparatus'ssecurity,thesteadyoperationsituation,hastheproblem,cannotmaketheresponsepromptlythepresentsituation,hasdesignedonekindbasedonthenetworkcommunicationfoundationvideofrequencysupervisorysystem,hasrealizedtheimportantpost,theimportantequipment'sreal-timeimagemonitoring,hasprovidedasafersafeguardfortheunattendedpost.Keywords:networkvideosurveillancesystems,videoservers,NASstorage,routers蘇兆勇楊鵬升（1982），男，山東膠州人，助理工程師，本科，能源計量和儀器儀表張軍（1972），男，山東菏澤人，高級工程師，本科，工業(yè)電氣自動化0前言圖像監(jiān)控一直是人們關注的應用技術熱點之一，它以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應用于許多場合。尤其被廣泛應用于安保、生產(chǎn)管理等場合。本地圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般采用模擬方式傳輸，采用視頻電纜，傳輸距離不能太遠，主要應用于小范圍內(nèi)的監(jiān)控，如大樓監(jiān)控等。但隨著數(shù)字視頻壓縮編碼技術的日益成熟，微機的普及化，通訊網(wǎng)絡的發(fā)展，網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)被更多地應用在大型企業(yè)以及現(xiàn)代化社區(qū)中。1本企業(yè)工作性質(zhì)和設計要求中國鋁業(yè)股份有限公司山東分公司動力廠擔負著全廠水、電、蒸汽、天然氣的供應和輸送工作，很多崗位分布在離公司較遠的水源地、配電站、總蒸汽站等場所，最近的崗位距離動力廠調(diào)度室也有1000m左右。其中部分崗位實現(xiàn)了無人值守，生產(chǎn)人員只能通過數(shù)據(jù)了解現(xiàn)場設備的運行情況，由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定性，出現(xiàn)問題，調(diào)度人員很難在第一時間發(fā)出準確指令，所以生產(chǎn)部門和保衛(wèi)部門提出以下要求（1）值班人員在調(diào)度室通過電視墻可以看到現(xiàn)場的設備運行和工藝流程，以便及時準確地發(fā)出調(diào)度指令。（2）重要運行崗位的設備實現(xiàn)遠程和就地同時監(jiān)控，確保設備運行無誤。（3）安保人員在保衛(wèi)室通過電視墻可以看到各崗位的安全情況。（4）采用NAS存儲技術，對畫面進行錄像保存，要求24h不間斷錄像，錄像保存時間15天。（5）工程師可以通過局域網(wǎng)訪問下層的視頻網(wǎng)絡，利用視頻軟件進行遠程管理。（6）系統(tǒng)具備可擴展性，根據(jù)安全、生產(chǎn)的要求，可以隨時增加監(jiān)控點而不影響系統(tǒng)的正常運行。2網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計2.1系統(tǒng)設計所需要的硬件和軟件2.1.1硬件（1）一體化變倍攝像機：采用1/4〃SONYCCD，RS485控制，PELCO-D協(xié)議。（2）高速全方位云臺：采用AC24V/3A供電，支持多協(xié)議和多波特率。（3）視頻服務器：支持TCP/IP協(xié)議，可以實現(xiàn)遠程訪問和就地訪問。（4）光纖收發(fā)器：光電信號轉換。（5）路由器：實現(xiàn)對外網(wǎng)的訪問。（6）NAS存儲器：對現(xiàn)場所有畫面進行存儲。（7）視頻矩陣：使畫面在電視墻上實現(xiàn)循環(huán)播放。（8）硬盤錄像機：實現(xiàn)就地和遠程同時顯示。（9）服務器、交換機、硬解碼卡、電視墻。2.1.2軟件海康威視的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控軟件（V4.0版本）2.2系統(tǒng)的設計思想系統(tǒng)主要由三個層次構成：前端設備層、傳輸網(wǎng)絡層和應用層。各層之間相對較為獨立，模塊化強，設備更換不會影響系統(tǒng)運行。層與層之間采用標準的TCP/IP協(xié)議進行通訊，不受網(wǎng)絡平臺的限制?！?】前端設備提供采集并壓縮視頻圖像、狀態(tài)信號采集及控制信號輸出等功能，支持用手提電腦對前端設備進行本地設置，本地維護時具有各種圖形顯示、視頻圖像的當?shù)貙崟r監(jiān)控功能；應用層提供視頻及報警數(shù)據(jù)存儲、訪問控制、視頻解碼顯示、回放、控制以及各種系統(tǒng)管理功能的操作界面等，攝像機模擬視頻信號首先接入前端視頻服務器進行視頻編碼和壓縮，形成網(wǎng)絡化的視頻數(shù)據(jù)流，經(jīng)由網(wǎng)絡傳輸至中心機房。監(jiān)視工作站接收視頻流進行解碼顯示。解碼后的視頻流可以直接在電視墻上顯示或切換到其它顯示輸出設備。2.3系統(tǒng)工作原理現(xiàn)場需要遠程監(jiān)控的崗位安裝視頻服務器，需要就地和遠程同時監(jiān)控的崗位安裝硬盤錄像機。在各個關鍵點安裝一體化攝像機，同時將信號通過視頻電纜接入到視頻服務器或硬盤錄像機。利用硬盤錄像機和視頻服務器支持TCP/IP協(xié)議的功能，通過光纖收發(fā)器，將電信號轉換成光信號，通過光纜，把信號上傳至中心機房。所有信號上傳至機房后，利用光纖收發(fā)器將光信號轉換成電信號，接入交換機，同時服務器和NAS存儲器也接入該交換機，形成一個內(nèi)部局域網(wǎng)，實現(xiàn)互相通信。在調(diào)度室和保衛(wèi)科分別放置一臺微機，通過雙絞線接入機房交換機，接受現(xiàn)場視頻信號，再通過硬解碼卡和視頻矩陣將現(xiàn)場信號輸送到電視墻。由于工程師站的微機均屬于外部局域網(wǎng)，為了實現(xiàn)遠程控制，利用路由器實現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)的交互。2.4設備地址的設定欲保證網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行，攝像機地址的設定（參見表1）和視頻服務器地址、端口號（參見表2）的設定至關重要，因為在該網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，每個設備都有自己獨有的地址，不能發(fā)生沖突。中心機房的服務器首先要查詢下層網(wǎng)絡中每個視頻服務器的地址，當找到相應的地址后，再通過視頻服務器查詢每個攝像機的地址，當查詢結果完全與服務器上的地址相匹配時，才能完全實現(xiàn)遠程控制。視頻服務器是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，它作為系統(tǒng)中的前端設備，模擬信號轉換成數(shù)字信號進行傳輸，在整個視頻網(wǎng)絡系統(tǒng)中起到承上啟下的作用，實現(xiàn)了上位機對攝像機的遠程控制。視頻服務器支持RS485、RS232、TCP/IP通訊，可以利用手提電腦進行現(xiàn)場調(diào)試，也可以通過網(wǎng)絡進行遠程控制、參數(shù)設置等。圖3視頻服務器參數(shù)設置(Figure3videofrequencyserverparameterestablishment)視頻服務器就好比一臺簡單的主機，在整個網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中有屬于它自己的IP地址、網(wǎng)關、子網(wǎng)掩碼、端口號，在整個網(wǎng)絡中不能與其它地址發(fā)生沖突，換句話說，可以把它稱作現(xiàn)場服務器。4NAS存儲器NAS是英文“NetworkAttachedStorage”的縮寫，中文意思是“網(wǎng)絡附加存儲”。NAS是一種專業(yè)的網(wǎng)絡文件存儲及文件備份設備，它基于LAN（局域網(wǎng)），按照TCP/IP協(xié)議進行通信，以文件的I/O（輸入/輸出）方式進行數(shù)據(jù)傳輸?！?】在LAN環(huán)境下，NAS已經(jīng)完全可以實現(xiàn)不同平臺之間的數(shù)據(jù)級共享，如NT、UNIX等平臺的共享。一個NAS系統(tǒng)，包括處理器，文件服務管理模塊和多個硬盤驅動器(用于數(shù)據(jù)的存儲)。NAS可以應用在任何的網(wǎng)絡環(huán)境中，主服務器和客戶端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件。通過任何一臺計算機，采用IE或Netscape瀏覽器即可對NAS設備進行直觀方便的管理。在本系統(tǒng)中，選用的網(wǎng)絡存儲設備為?？低暤腄S-A916R，主要功能如下。（1）NAS文件級數(shù)據(jù)存儲功能DS-916R提供了16個硬盤槽位，安裝和使用了750G硬盤4塊，可以使35路視頻圖像不間斷保存15天。（2）RAID0、1、5、級別的數(shù)據(jù)冗余功能圖4RAID管理的陣列創(chuàng)建確認界面(Figure4RAIDmanagementarrayfoundationconfirmationcontactsurface)（3）設備運行狀態(tài)的聲、光報警例如：當磁盤損壞時，設備會發(fā)出間斷的發(fā)出“嘟”、“嘟”報警聲，同時頁面提示“盤位丟失”。（4）具有設備運行狀態(tài)、操作記錄的日志保存和查詢功能5視頻矩陣矩陣是一個數(shù)學名詞，下面給出了一個n列、m行的矩陣。其中元素用a來代表。12

......n123..............................Mam1am2......amn從這個矩陣可以看出，矩陣中的每一種元素均代表一種狀態(tài)。我們把行作為矩陣式切換器的輸入，那么矩陣中行的數(shù)量m就代表攝像機的數(shù)量或系統(tǒng)輸入通道數(shù)量；把列作為矩陣式切換器的輸出，那么矩陣中列的數(shù)量n就是監(jiān)視器的數(shù)量。【3】因此，矩陣中每一種狀態(tài)代表系統(tǒng)的輸入、輸出狀態(tài)。如a43代表第四路攝像機圖像在第三個監(jiān)視器上的顯示，依次類推。因此，所有通道的圖像均可在任何一個監(jiān)視器上顯示；同理，所有監(jiān)視器都能顯示任何一個通道的圖像，而相互不影響?；诖斯δ埽仃嚽袚Q器對于圖像的切換就不僅僅是原始的手動定點切換，而增加了更多的諸如序列切換、分組切換、群組切換、圖像巡游等功能，同時輸出口的增多，又可以增加分控顯示的數(shù)量，滿足了現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的需要。本系統(tǒng)有35臺攝像機，11個等離子顯示屏，大屏幕循環(huán)4次就可以將所有畫面覆蓋一遍，循環(huán)周期不超過20s。6網(wǎng)絡視頻監(jiān)控軟件的應用工程師站安裝的是?？低暤木W(wǎng)絡視頻監(jiān)控軟件（V4.0版本），工程師通過此軟件對動力廠的監(jiān)控系統(tǒng)進行組態(tài)；對現(xiàn)場攝像機進行云臺控制、變焦、亮度調(diào)整等操作；可以隨時查看NAS存儲器上的視頻錄像，操作簡單，方