工廠高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

工廠高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案第一章

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)技術越來越發(fā)達，中國作為真正的世界工廠也為時不遠?，F(xiàn)今，工廠的現(xiàn)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如視頻監(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(xiàn)場情況，增強安全保障措施，同時進一步規(guī)范各崗位的生產(chǎn)管理。目前監(jiān)控手段已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控發(fā)展到了高清網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控，利用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)絡、企業(yè)專網(wǎng)，光纖專網(wǎng)敷設，甚至互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡都能夠構建工廠的高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)；與此同時，百萬像素網(wǎng)絡攝像機的大規(guī)模普及也解決了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)清晰度不足的尷尬局面；Aipstar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(wǎng)絡攝像機與VMP網(wǎng)絡視頻監(jiān)控管理平臺為不同規(guī)模工廠提供了多結構，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)絡槍式攝像機，滿足全天候24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。

?廠房內部：在廠房內部部署大范圍監(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：在庫房內外部署攝像機，嚴密監(jiān)視現(xiàn)場情況。

生產(chǎn)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)應該采用模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化架構，滿足結構簡單化和系統(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(xiàn)聯(lián)動，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調度。

第二章

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(xiàn)工廠安全防范的同時，又能通過高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行集中視頻監(jiān)控管理，同時通過視頻傳輸專網(wǎng)將相關視頻資源傳輸?shù)缴弦患壊块T實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，充分利用計算機、視頻壓縮、網(wǎng)絡通信等領域的穩(wěn)定的、先進的技術，實現(xiàn)對安全、環(huán)境、生產(chǎn)、人物等各類信息資源科學有效的管理和應用，進一步提高工廠的安全防范管理工作和生產(chǎn)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(lián)動建設等幾部分，整個系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控架構，前端都采用高清網(wǎng)絡攝像機進行視頻采集，通過攝像機的網(wǎng)絡端口直接接入到工廠視頻傳輸網(wǎng)絡中去，傳輸?shù)胶蠖诉M行集中存儲和管理。傳輸主干網(wǎng)采用千兆光纖網(wǎng)，后端通過HD-VMP集中管理平臺來完成整個視頻監(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(xiàn)工廠高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理?？傮w設計嚴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。

2.4

集中監(jiān)控管理平臺設計

由于本次系統(tǒng)建設覆蓋多個區(qū)域，指揮中心具有最高權限可對所有設備以及下屬兩個分中心用戶群體的視頻監(jiān)控終端進行集中管理，統(tǒng)一調度；指揮中心完成視頻數(shù)據(jù)存儲和轉發(fā)任務，

各個用戶通過工廠公司內部局域網(wǎng)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺，獲得視頻和其他相關的監(jiān)控資源。

2.4.1

集中用戶驗證服務設計

用戶驗證服務是整個網(wǎng)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、訪問控制等功能。

我們設計在指揮中心部署一臺集中用戶驗證服務器（安裝用戶驗證軟件模塊）來完成所有前端網(wǎng)絡攝像機的信息注冊、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器，以便當主認證服務器故障時，可啟動備用冗余用戶驗證服務器，繼續(xù)提供驗證服務，保障指揮中心和其他用戶可繼續(xù)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)；用戶驗證服務器采用專業(yè)級服務器配置，如雙千兆網(wǎng)口、至強服務器中央處理器、專業(yè)服務內存、服務器電源、高速總線帶寬等。

2.4.2

集中管理控制

對于聯(lián)網(wǎng)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、操作而設計的。

我們設計指揮中心部署一臺集中管理控制服務器（安裝管理控制軟件模塊），中心和生產(chǎn)管理部門各自部署一臺副控管理控制服務器（安裝副控軟件模塊）；集中管理控制服務器硬件配置采用了滿足高清網(wǎng)絡視頻圖像處理能力的專業(yè)級服務器，能夠同時支持8畫面高清720P圖像解碼預覽、滿足全范圍信息收集顯示、具有快速響應等功能。分中心通過向指揮中心驗證服務器進行用戶驗證，通過后獲取各自管轄區(qū)域的視頻監(jiān)控資源。

2.4.3

存儲系統(tǒng)設計

本解決方案中，針對工廠視頻監(jiān)控的需求分析，我們設計將存儲服務和轉發(fā)服務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(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)存儲，通過存儲軟件模塊部署同步完成數(shù)據(jù)的存儲。通過前端點位設計可知，整個系統(tǒng)有10多路高清網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)流，按照15天的存儲時間計算也會有上2TB的存儲容量。

視頻存儲容量計算公式：

1080P高清攝像機：10路*4Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=13TB

720P高清攝像機：10路*2Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=7TB

FULL-D1網(wǎng)絡高速球：40路*1Mbps*3600s*24H*15天/8/1024/1024=6

TB

2.5

系統(tǒng)拓撲圖

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)絡數(shù)字攝像機的網(wǎng)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(wǎng)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500萬圖像傳感器百萬像素網(wǎng)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(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。前端攝像機在進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)絡攝像機為全數(shù)字化、全網(wǎng)絡化，可輕松接入平安城市傳輸網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡傳輸上已經(jīng)非常成熟，因為在傳統(tǒng)網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)來說也是需要這樣2Mpbs的碼流才能滿足FULL-D1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)模的實際應用。

3.3

系統(tǒng)構架靈活

高清網(wǎng)絡攝像機具備強大的網(wǎng)絡功能和功能接口，省去了傳統(tǒng)網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的復雜結構，比如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(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)絡接口傳輸上級監(jiān)控中心。同時在系統(tǒng)建設時可分步、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(wǎng)絡數(shù)字攝像機我公司推出配套的高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控管理平臺，整個平臺基于大型網(wǎng)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)；比如可以根據(jù)需要部署相應模塊實現(xiàn)本地高清視頻。諸如視頻轉發(fā)、報警處理等模塊可實現(xiàn)多結構、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訪問請求；報警處理可集成周界報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動接口、門禁信號聯(lián)動接口、防盜報警聯(lián)動接口等，將這些系統(tǒng)與VMP管理平臺對接，可實現(xiàn)這些聯(lián)動信號與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制，比如聯(lián)動視頻彈出、報警聯(lián)動錄像、報警聯(lián)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(wǎng)絡，全數(shù)字化架構，前端高清網(wǎng)絡數(shù)字攝像機只需要考慮網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)的建設在系統(tǒng)更新?lián)Q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(wǎng)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(xiàn)狀，除去在清晰度上有本質提升外，其全新的網(wǎng)絡化、數(shù)字化的架構更為工廠監(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(xiàn)，為更多復雜的監(jiān)控場景和應用模式提供了解決依據(jù)，高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實現(xiàn)了工廠安全防范工作的同時也為生產(chǎn)管理提供了更有力的技術保障手段。主要設備1.130萬高清網(wǎng)絡陣列式紅外攝像機（紅外100米）WS-HW710C2圖像傳感器1/2.5inch500萬像素逐行掃描數(shù)字CMOS有效像素2592（水平）×1994（垂直）視頻掃描逐行鏡頭50mm最低照度0.5Lux/F1.2（彩色）/0Lux（紅外開啟）紅外距離10信噪比大于50dB視頻壓縮格式H.264MainProfile@level3.0/MPEG4/MJPEG可選圖像分辨率1920*1080（1080高清）/1280*720（高清）/640*352（VGA)/352*192(CIF)視頻壓縮碼率16Kpbs～8Mpbs視頻幀率1-30幀音頻壓縮格式G.726多碼流可同時支持3路碼流(720P/VGA/CIF)支持協(xié)議支持HTTP、TCP/IP、UDP、RTSP等多種協(xié)議SD卡本地儲存無字母疊加支持通道名、日期時間、疊加字母用戶可自定義移動偵測支持心跳機制支持手機監(jiān)視支持可選附件 恒溫護罩、風扇、遮陽罩、光學玻璃、雨刷器3G網(wǎng)絡/WiFiEVDO/WCDMA/TD-SCDMA/WiFi可選電源DC24V/6防水等級IP66工作溫度-10℃～尺寸180（L）×140（W）×71（H）mm重量8042.200萬高清網(wǎng)絡紅外攝像機（紅外50米）WS-DY1127D/50圖像傳感器1/2.5inch500萬像素逐行掃描數(shù)字CMOS有效像素2592（水平）×1994（垂直）視頻掃描逐行鏡頭25mm最低照度0.5Lux/F1.2（彩色）/0Lux（紅外開啟）紅外距離5信噪比大于50dB視頻壓縮格式H.264MainProfile@level3.0/MPEG4/MJPEG可選圖像分辨率1920*1080（1080高清）/1280*720（高清）/640*352（VGA)/352*192(CIF)視頻壓縮碼率16Kpbs～8Mpbs視頻幀率1-30幀音頻壓縮格式G.726多碼流可同時支持3路碼流(720P/VGA/CIF)支持協(xié)議支持HTTP、TCP/IP、UDP、RTSP等多種協(xié)議SD卡本地儲存無字母疊加支持通道名、日期時間、疊加字母用戶可自定義移動偵測支持心跳機制支持手機監(jiān)視支持3G網(wǎng)絡/WiFiEVDO/WCDMA/TD-SCDMA/WiFi可選電源DC12V/1.5防水等級無工作溫度-10℃～尺寸385（L）×120（W）×135（D）mm重量13.管理服務器的推薦配置產(chǎn)品簡介視頻監(jiān)控網(wǎng)絡存儲設備是為了能滿足大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)中視頻（尤其是多發(fā)并發(fā)視頻）信息長期存儲的需要而開發(fā)的，專注于數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品應用服務的歐迅特存儲公司推出一款特價的入門級IPSAN存儲，為視頻監(jiān)控行業(yè)帶來企業(yè)級的存儲能力。作為經(jīng)濟且用途廣泛的統(tǒng)一存儲平臺，視頻監(jiān)控存儲設備融合當前最先進的iSCSI、SATA存儲標準和技術，專業(yè)的企業(yè)級磁盤、功能強大的存儲管理軟件以及模塊化結構為用戶快速、簡便和動態(tài)響應不斷變化的容量和性能要求提供了前所未有的靈活性。功能特點*操作系統(tǒng)和應用軟件基于成熟的Linux2.6內核，系統(tǒng)軟件保存在DOM盤中，正常情況下DOM盤處于只讀狀態(tài)，只有在配置改變時才會進行寫操作。*2個千兆網(wǎng)絡端口，支持萬兆網(wǎng)卡。支持冗余的多路徑數(shù)據(jù)傳輸*采用64位雙核CPU，全面發(fā)揮設備數(shù)據(jù)傳輸和處理的卓越功能，提供更大網(wǎng)絡吞吐能力以及更佳網(wǎng)絡容錯性。*自主設計的機箱，環(huán)境性能監(jiān)控（硬盤，溫度監(jiān)控，風扇檢測和控制，電源檢測）*根據(jù)視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲特性，大容量、不間斷數(shù)據(jù)讀寫保證；*專業(yè)iSCSI方案支持；*極強的兼容性，兼容各種監(jiān)控平臺軟件。*支持SATA、SAS類別硬盤。單個硬盤最大支持1TB*為視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)提供容錯保護機制，提高數(shù)據(jù)的安全可用性，支持RAID0、1、5、10磁盤陣列技術；*視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)流通過IP網(wǎng)絡存儲到設備，系統(tǒng)存儲擴容方便；*支持硬盤熱插拔功能，更換硬盤時業(yè)務不間斷；*多臺設備集中管理，目錄權限管理（提供有效的權限設定，保證數(shù)據(jù)的安全，使非法用戶無法入侵）*除提供自定義高性能存儲協(xié)議外，還可對以下傳統(tǒng)客戶端提供存儲服務：Linux,Unix,Windows,MacOSx

*提供基于WEB的配置管理功能，以及基于RS232的前端配置管理界面，操作簡便和維護成本低*提供了e-mail通告能力（系統(tǒng)運行狀況與錯誤報告）*可以通過級聯(lián)構建更大規(guī)模存儲網(wǎng)絡，配合內建的集中管理技術，為用戶將來的應用提供了廣闊的擴展空間*可選FCTarget功能，可選FCInitiator功能*系統(tǒng)配置不僅僅保留在flash中，還隱藏保存在陣列中，當系統(tǒng)軟件損壞的時候，更換軟件介質可以迅速從陣列中導出配置*可以根據(jù)客戶需求，集成客戶的Linux應用軟件*方便輕松的做到備份（恢復）文檔、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，支持不同的用戶權限設置，支持管理介質服務器。產(chǎn)品參數(shù)CPU標配64位雙核CPU內存標配2G內存，支持最大8G網(wǎng)絡接口兩個Intel10/100/1000千兆位以太網(wǎng)接口存儲獨立硬盤支架，支持硬盤熱插拔，防震結構設計，SATA/SATAII/SAS硬盤(×24)最大支持容量36TB預裝軟件基于LinuxEXT3的防病毒操作系統(tǒng)接入視頻路數(shù)CIF400路，D1150路回放視頻路數(shù)CIF200路，D180路,1080P10路存儲協(xié)議專業(yè)支持iSCSI附帶軟件快速查找和設置工具(NasNow?)備份軟件（AnyBackup）軟件功能文件系統(tǒng)（日志、ACL、用戶配額管理、操作系統(tǒng)的故障恢復、RAID0,1,5,JBOD,5+1