安全防范設(shè)備集成研究

安全防范設(shè)備集成研究

目前，市面上銷售的安全防范系統(tǒng)主要包括三個(gè)系統(tǒng)：圖像監(jiān)控系統(tǒng)、防止眼睛盜竊測量警報(bào)系統(tǒng)和后門控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)點(diǎn)是是以以單單個(gè)個(gè)設(shè)設(shè)備備完完成成某某項(xiàng)項(xiàng)功功能能,,產(chǎn)產(chǎn)品品功功能能單單一一,,大大多多沒沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作。要實(shí)現(xiàn)綜合控制,須購買多個(gè)類型、品牌的產(chǎn)品進(jìn)行集成,存在成本高、資源浪費(fèi)、系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低等問題,而且不易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式設(shè)計(jì)技術(shù)及智能控制技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代,隨著人們安防意識和要求的不斷提高,安全防范設(shè)備邁入系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化將是大勢所趨。本系統(tǒng)充分考慮與現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備的無縫連接,將門禁系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)連為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警錄像功能,既解決了現(xiàn)有門禁系統(tǒng)只有報(bào)警功能而無圖像信號的不足,又解決了數(shù)字視頻監(jiān)控錄像文件沒有報(bào)警提示的問題,同時(shí)大大降低了成本。系統(tǒng)在整體上采用客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu),兩者用互聯(lián)網(wǎng)/局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)接,并通過UDP協(xié)議進(jìn)行通訊。其中,客戶端主要實(shí)現(xiàn)管理監(jiān)控的功能,包括:遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程門禁系統(tǒng)管理和播放遠(yuǎn)程視頻文件三大功能。而本文則重點(diǎn)介紹服務(wù)器端的硬件設(shè)計(jì)。一、b產(chǎn)品的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端主要包括嵌入式安防控制器及智能門禁轉(zhuǎn)換模塊,主要實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和門禁系統(tǒng)管理兩大功能,包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、視頻錄像、視頻錄像回放、門禁管理、報(bào)警聯(lián)動(dòng)以及動(dòng)態(tài)視頻錄像參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置功能等六個(gè)方面。系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。嵌入式安防控制器提供了USB攝像和高清攝像兩種視頻監(jiān)控模式。USB攝像頭成本低,基于嵌入式系統(tǒng)與數(shù)字視頻壓縮技術(shù),實(shí)現(xiàn)外置數(shù)字化視頻采集模塊,提供低成本、易安裝的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控解決方案;高清攝像監(jiān)控模式兼容企事業(yè)單位已有模擬視頻監(jiān)控體系,通過差分電平傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)高清攝像頭信號長距離傳輸,基于高性能視頻采集卡實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量視頻圖像的采集、壓縮,并通過嵌入式安防控制器實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。智能門禁轉(zhuǎn)換模塊是整個(gè)門禁系統(tǒng)的主控機(jī)構(gòu),接收來自讀卡器信息、外部模擬、開關(guān)量信號(紅外、煙霧等報(bào)警信號),向電磁鎖、門開關(guān)及云臺控制器發(fā)送控制信號。有8路模擬、開關(guān)量的采集輸入通道,有8路繼電器輸出通道,可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)鎖,或作為告警聯(lián)動(dòng)使用。嵌入式安防控制器通過RS232/485串行接口與智能門禁轉(zhuǎn)換模塊通訊,它們之間以字符的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。讀卡感應(yīng)器和智能門禁轉(zhuǎn)換模塊之間通過韋根碼格式通訊,煙感、霧感等傳感器信息通過電纜與轉(zhuǎn)換模塊相連。此外,嵌入式安防控制器集成了云臺控制協(xié)議,門禁轉(zhuǎn)換模塊通過RS485串行接口可實(shí)現(xiàn)云臺控制。二、安防控制器硬件支撐平臺本系統(tǒng)以X86嵌入式CPU為中心,配合自主開發(fā)的智能轉(zhuǎn)換模塊和外置視頻數(shù)字化采集模塊,組成一個(gè)包含數(shù)據(jù)采集、傳輸控制和數(shù)據(jù)存儲三層體系結(jié)構(gòu)的硬件架構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。數(shù)據(jù)采集層的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)流的采集與壓縮,視頻數(shù)字化采集模塊采用的是先進(jìn)的H.264壓縮算法,采用這種硬件壓縮的模式有利于減少CPU的負(fù)擔(dān),讓CPU去處理更高層次的邏輯運(yùn)算。傳輸控制層的任務(wù)是系統(tǒng)的輸入輸出以及中央控制。最后,數(shù)據(jù)存儲層實(shí)現(xiàn)了錄像文件的生成和管理任務(wù)。本硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做到層次清晰,功能力求完善,為實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控與安防控制的集成提供了良好的硬件基礎(chǔ)。(1)嵌入式智能平臺本系統(tǒng)對硬件支撐平臺提出了以下要求:高可靠性、實(shí)時(shí)性、超低功耗、接口完善和性價(jià)比優(yōu)異。根據(jù)以上5點(diǎn)要求,本系統(tǒng)應(yīng)選用一個(gè)嵌入式主板來搭建安防控制器硬件支撐平臺。研祥智能的BC3-1622CVDNA型全功能嵌入式工業(yè)主板采用高集成度、低功耗元器件生產(chǎn),功耗極低。在高達(dá)65攝氏度的室內(nèi)仍無需冷卻風(fēng)扇,避免了系統(tǒng)因風(fēng)扇帶來的不可靠因素。主板自帶PCI總線接口、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口、CompactFlash、IDE、FDD、COM、LTP、四個(gè)USB、PS2接口,其完善的接口可以滿足本系統(tǒng)的需求,所以本安防系統(tǒng)采用研祥智能科技有限公司的BC3-1622CVDNA型嵌入式智能平臺,并配置一個(gè)大容量磁盤,用于保存監(jiān)控錄像。該平臺結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。(2)智能門禁轉(zhuǎn)換模塊安防控制器的門禁系統(tǒng)由智能門禁轉(zhuǎn)換模塊、讀卡器、電磁鎖、通道門開關(guān)、識別卡、煙感霧感、云臺等硬件配合通信管理軟件組成(3)視頻采集模塊基于高清攝像頭視頻采集的錄像控制系統(tǒng)由攝像槍、視頻采集壓縮卡、嵌入式主板、固態(tài)電子硬盤(DOM)和硬盤組成。其中固態(tài)電子硬盤用來存放嵌入式Linux操作系統(tǒng),硬盤用來存放錄像文件。高清攝像模式采用基于高性能視頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)H.264及G.722的音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻采集壓縮卡(?？低旸S-400xH),完全依靠硬件實(shí)現(xiàn)了視頻及音頻的實(shí)時(shí)編碼(CIF格式25幀)并精確同步,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)碼率、可控幀率、幀模式選擇、動(dòng)態(tài)圖像質(zhì)量控制,音頻預(yù)覽、視頻丟失報(bào)警,能獨(dú)立調(diào)整各通道參數(shù),性能穩(wěn)定而且可靠。與MPEG-I產(chǎn)品相比,在保持同等圖像質(zhì)量的前提下,能大大節(jié)省存儲空間,并非常適合寬帶網(wǎng)或窄帶網(wǎng)的傳輸,是新一代數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品的最佳選擇。DS-400XH系列壓縮卡可動(dòng)態(tài)設(shè)置幀結(jié)構(gòu)、幀率和圖像質(zhì)量,即在壓縮過程中可改變幀率和量化系數(shù)而無須停止、啟動(dòng)壓縮,還是保持同一數(shù)據(jù)流記錄。播放器會(huì)自動(dòng)識別幀率等參數(shù),按當(dāng)前壓縮幀率播放且聲音播放保持正常。三、門禁禁系系統(tǒng)基基于于嵌嵌入入式式主主板板和和嵌嵌入入式式操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的一一體體化化多多功功能能安安防防控控制制器器,,將將實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)圖圖像像監(jiān)監(jiān)控控、、門門禁禁系系統(tǒng)統(tǒng)管管理理與與控控制制及及報(bào)報(bào)警警信信號號檢檢測測等等多多項(xiàng)項(xiàng)安安防防功功能能集集成成于于一一體體,,具具有有集集成成度度高高、、體體積積小小、、功功能能強(qiáng)強(qiáng)、、能能耗耗低低、