園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)專項方案

大型園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)控制軟件技術方案沈陽先凱麗柯電子工程9月

目錄TOC\o"1-4"\h\z\u第一章系統(tǒng)框架設計 3第二章軟件結構 61.軟件總體結構 62.管理中心軟件結構 63.控制中心軟件結構 7第三章系統(tǒng)功效描述 91.功效概述 92.系統(tǒng)管理 92.1系統(tǒng)管理概述 92.2接入和狀態(tài)管理 102.3監(jiān)控中心信息查詢 102.4巡檢及事故通知 102.5報警布防及報警通知 113.電視墻功效 123.1電視墻功效概述 123.2開啟解碼器 123.3顯示實時圖像 143.4視頻編碼器故障處理 153.5回放歷史圖像 164.錄像功效 174.1錄像功效概述 174.2計劃錄像 184.3電視墻圖像錄像 204.4報警聯(lián)動錄像 204.5硬盤錄像機故障時熱備份錄像 204.6回放歷史圖像 215.報警聯(lián)動 22第四章系統(tǒng)性能 231.優(yōu)異性 232.數(shù)據(jù)安全性 233.擴展性 23

第一章系統(tǒng)框架設計本監(jiān)控系統(tǒng)方案以小平島為例，該島3000多個監(jiān)控網點做一個統(tǒng)籌計劃設計。本案將監(jiān)控系統(tǒng)設計為垂直管理、平行職能按區(qū)域計劃兩層結構。監(jiān)控系統(tǒng)分為前端采集接入；接入點數(shù)字化、網絡化處理，本區(qū)域控制、集中錄像、監(jiān)視；監(jiān)控中心集中管理、監(jiān)控等三個部分。設置“區(qū)域監(jiān)控分中心”、“監(jiān)控中心”兩級監(jiān)控單位，配置對應功效服務器和監(jiān)控控制端?；陧憫⒊接脩粢罄砟?，提供以前端采集、監(jiān)控站視頻綜合處理、監(jiān)控中心系統(tǒng)管理、控制、服務全套包含軟硬件無縫處理方案。我們提供全D1畫質實時視頻監(jiān)控和回放，監(jiān)控延時小于300ms；基于C/S架構軟件系統(tǒng)，在一個控制席上便能完成全部監(jiān)控操作；基于區(qū)域管理垂直管理模式，確保系統(tǒng)安全、有序運行，又明確各崗位職責；靈活細致聯(lián)動，和報警子系統(tǒng)有機結合，在有警情發(fā)生時，自動進行圖像切換、錄像，報警提醒、統(tǒng)計等處理，實現(xiàn)更智能化視頻監(jiān)控；強大網管功效，可在監(jiān)控中心實現(xiàn)對全部用戶、設備管理和維護。系統(tǒng)結構圖以下：圖1系統(tǒng)結構圖監(jiān)控中心作為整個監(jiān)控系統(tǒng)管理關鍵，含有系統(tǒng)功效配置、管理，系統(tǒng)用戶權限分配、管理，系統(tǒng)設備配置、管理權限，在監(jiān)控中心配置“管理服務器”、“流媒體服務器”、“存放服務器”、“解碼服務器”、“監(jiān)控用戶端”等功效服務軟件及其配套硬件服務器和PC。監(jiān)控分中心實現(xiàn)采集信號匯總、接入、處理、傳輸、壓縮、監(jiān)視等功效，配置“DVR”、“解碼服務器”、“監(jiān)控用戶端”等服務軟件及其配套硬件設施。監(jiān)控系統(tǒng)具體結構圖：圖2監(jiān)控系統(tǒng)具體結構圖如監(jiān)控系統(tǒng)總體框架計劃中設計，本案設1個監(jiān)控中心和5個監(jiān)控分中心，監(jiān)控中心和監(jiān)控分中心在當?shù)亟ㄔO局域網，進行內部聯(lián)網監(jiān)控；各監(jiān)控管理中心之間經過監(jiān)控專用網絡相連接。監(jiān)控分中心放置DVR（網絡硬盤錄像機），實現(xiàn)對前端采集模擬信號接入。前端放置拾音器拾取音頻信號，進行音頻監(jiān)聽和統(tǒng)計；放置攝像機攝取視頻信號，進行實時視頻監(jiān)視和統(tǒng)計，以進行實時遠程監(jiān)視和事后調看；放置報警探測設備，對異常警情進行探測，將探測信息以信號量方法，送入DVR進行數(shù)字化處理，供管理中心進行警情管理；放置報警輸出設備，對警情、異常等情況進行報警提醒，通知處理。DVR對接入模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，將視音頻數(shù)據(jù)壓縮后進行當?shù)卮娣?，當?shù)嘏渲米銐蛉萘坑脖P進行視音頻分散存放。以D1碼流1.5Mbps計算，一路一天二十四小時錄像約需13GB硬盤空間。DVR提供網絡傳輸功效，將壓縮碼流經過分控中心局域網和監(jiān)控網絡傳輸給監(jiān)控分中心及監(jiān)控中心各功效服務器進行解碼上墻、用戶端監(jiān)控和集中存放。DVR發(fā)送反向控制命令，控制前端攝像機角度、焦距，依據(jù)需要調用預置點、軌跡等，實現(xiàn)按需監(jiān)控。分控中心控制用戶端，從總控中心管理服務器上獲取自己監(jiān)控權限和功效服務器使用權限，對轄區(qū)內監(jiān)控點進行遠程監(jiān)控和控制，并控制解碼服務器，實現(xiàn)壓縮后視頻流解碼上電視墻顯示。分控中心解碼服務器，提供數(shù)字信號解碼成模擬信號反向解碼服務，接收分控用戶度端控制命令，進行監(jiān)控視音頻解碼顯示、監(jiān)聽。依據(jù)需求，本案中設計解碼服務器含有同時解碼20路D1碼流能力?？偪刂行脑O置管理服務器，對監(jiān)控系統(tǒng)內全部用戶、設備進行配置和管理；設置流媒體轉發(fā)服務器，對監(jiān)控中心局域網網內監(jiān)控需求和各功效服務器碼流獲取需求進行響應，代為建立視音頻連接，進行視音頻復制、分發(fā)；設置集中存放服務器，對關鍵視音頻進行中心集中存放統(tǒng)計，如對報警聯(lián)動視頻、人工切換關鍵監(jiān)控視頻（如需調看上電視墻視頻）進行集中存放錄像，并提供統(tǒng)計視頻VOD點播服務，響應其它用戶端查看需求?？偪刂行脑O置電視墻服務器和控制用戶端實現(xiàn)功效和分控中心相同服務器功效保持一致。

第二章軟件結構1.軟件總體結構視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件基于C/S架構設計，系統(tǒng)功效采取模塊化設計。圖3是總體結構示意圖。圖3視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體結構示意圖視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件分管理中心（ServerControl）、監(jiān)控中心（ControlCenter）和控制中心三部分。監(jiān)控中心提供視頻安放監(jiān)控系統(tǒng)功效服務，包含集中存放服務、電視墻服務、流媒體服務等?？刂浦行氖且粋€用戶進行監(jiān)控交互用戶端軟件。管理中心包含一個服務程序和一個數(shù)據(jù)庫，對各監(jiān)控中心服務模塊、控制中心用戶、前端設備（硬盤錄像機、視頻編碼器）實施有效管理，管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計在數(shù)據(jù)庫中。視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件支持分布式組網，可組建多個監(jiān)控中心，監(jiān)控中心之間可形成一個樹形結構，最高等級監(jiān)控中心能夠管理各個分監(jiān)控中心，上級監(jiān)控中心能夠按權限實時監(jiān)看下級監(jiān)控中心管理監(jiān)控點。2.管理中心軟件結構圖4是管理中心模塊示意圖。圖4管理中心功效模塊示意圖用戶管理：對每個控制中心操作用戶做添加、刪除和配置等管理，用戶管理分管理員、超級用戶、一般用戶等3個等級?？刂浦行墓芾恚簩θ靠刂浦行奶砑印h除和配置。服務器管理：對電視墻服務器、集中存放服務器、流媒體服務器等各類功效服務器添加、刪除和配置。設備管理：對全部前端設備（硬盤錄像機、視頻編碼器等編碼設備）添加、刪除和配置。日志管理：統(tǒng)計用戶對管理中心操作日志等。網絡傳輸：接收控制中心發(fā)送過來驗證請求、網絡報文和經過這個模塊于各個控制中心保持心跳。數(shù)據(jù)庫：讀寫用戶和控制中心等數(shù)據(jù)。3.控制中心軟件結構ControlCenter關鍵是于前端設置做直接操作交互包含預覽、錄像、回放、遠程配置等操作，和配置控制區(qū)域、預覽通道、日志管理和電子地圖，同時和ServerControl保持心跳。圖5是控制中心軟件結構示意圖。圖5控制中心軟件框架圖中間件用戶端抽象層：是中間件抽象出來和視頻編碼設備交互接口，應用層經過這一層控制設備。獲取碼流：關鍵有兩種模式，一個直連一個是經過流媒體。錄像：應用實現(xiàn)管理全部通道錄像計劃，調用集中存放中間件提供接口給存放服務器發(fā)命令控制集中存放服務器和硬盤錄像機錄像。。解碼：包含預覽模塊軟解碼和硬解碼兩種模式，其中硬解碼上電視墻調用電視墻抽象層封裝接口控制前端電視墻服務器。參數(shù)控制：設置預覽視頻參數(shù)（亮度、對比度等）和控制預覽畫面前端云臺（包含聚焦等）。遠程配置：調用用戶端抽象層接口配置設備全部參數(shù)（包含網絡、通道、串口、報警、用戶等）。報警：在controlcenter開啟監(jiān)聽被動接收前端服務器上傳全部報警信息，而且在這個模塊中將全部報警信息做脈沖過濾處理。消息聯(lián)動：對過濾過報警信息建立聯(lián)動關系而且觸發(fā)全部相關聯(lián)動動作開啟。設備管理：編碼設備通道添加、刪除及配置管理，包含多種組合配置（組畫面分割、組中通道添加等等）。日志管理：統(tǒng)計、查詢controlcenter全部操作和報警日志。網絡傳輸：向上級ControlCenter或Server發(fā)送報警、操作信息，而且上傳該controlcenter運行情況。第三章系統(tǒng)功效描述1.功效概述系統(tǒng)功效關鍵由功效服務模塊來實現(xiàn)，關鍵功效包含：系統(tǒng)管理電視墻功效錄像功效報警聯(lián)動流媒體服務2.系統(tǒng)管理2.1系統(tǒng)管理概述 系統(tǒng)管理由管理中心實現(xiàn)。管理中心是整個系統(tǒng)關鍵，各監(jiān)控中心必需得到管理中心授權才能夠接入系統(tǒng)，同時，管理中心還對監(jiān)控中心各類服務器（電視墻服務器，存放服務器，流媒體服務器）、接入前端編碼設備（硬盤錄像機、視頻編碼器）、控制中心操作用戶進行管理。圖6是管理中心主界面。圖6管理中心主界面管理中心負責對設備工作狀態(tài)進行監(jiān)控，在出現(xiàn)設備掉線/死機情況下會發(fā)出報警并通知相關監(jiān)控中心進行處理；管理中心負責接收前端設備多種報警信號（移動報警/遮蔽報警/IO報警/系統(tǒng)報警等），對這些報警進行過濾后，發(fā)送給相關監(jiān)控中心進行處理。2.2接入和狀態(tài)管理圖7是監(jiān)控中心各類服務器接入系統(tǒng)（系統(tǒng)登錄）及?；睿üぷ鳡顟B(tài)管理）步驟圖。圖7監(jiān)控中心登錄及保活步驟圖2.3監(jiān)控中心信息查詢圖8是監(jiān)控中心信息查詢步驟圖。圖8監(jiān)控中心信息查詢步驟圖查詢信息關鍵包含操作、報警等日志信息，編碼設備、攝像機等狀態(tài)信息。2.4巡檢及事故通知對前端編碼設備（硬盤錄像機、視頻編碼器）進行巡檢，若發(fā)覺設備故障，管理中心進行事故通知，由監(jiān)控中心對事故進行處理。圖9是巡檢及事故通知步驟圖。圖9巡檢及事故通知步驟圖當監(jiān)控中心收到事故通知時，如硬盤錄像機故障，那么，監(jiān)控中心開啟存放備份任務，立即將故障硬盤錄像機監(jiān)控點圖像，熱切換到視頻編碼器進行傳輸，集中存放服務器開啟這些監(jiān)控點錄像。如故障硬盤錄像機修復，當管理中心獲取其狀態(tài)改變，即通知監(jiān)控中心停止備份錄像。2.5報警布防及報警通知圖10是報警布防及報警通知步驟圖。圖10報警布防及報警通知步驟圖報警源來自前端編碼設備（視頻編碼器），管理中心負責對報警信息進行過濾處理，以降低操作人員工作量，同時避免報警信息占用網絡帶寬資源、管理中心服務器系統(tǒng)資源。管理中心只負責接警，處警由監(jiān)控中心完成。3.電視墻功效3.1電視墻功效概述電視墻功效由管理中心、視頻解碼服務器（以下簡稱解碼器）、控制中心共同完成，PTZ控制能夠由控制中心完成。本系統(tǒng)中監(jiān)控分中心電視墻規(guī)模為18個監(jiān)視器，鑒于電視墻規(guī)模較大，為便于值班人員進行有效監(jiān)視，監(jiān)視器選擇單畫面顯示方法。多功效大屏幕可做以下用途：顯示手動切換關鍵圖像；顯示自動切換報警畫面；顯示回放畫面；……電視墻顯示圖像起源于解碼器，所以，要進行正常工作，首先要開啟相關解碼器。管理中心添加解碼器，控制中心從管理中心獲取服務器列表。確定解碼器開啟后，控制中心就可經過網絡對解碼器發(fā)送配置、控制等命令。在預覽模式（顯示實時圖像）下，控制中心經過網絡向解碼器發(fā)送命令，控制某個解碼通道到設備獲取圖像數(shù)據(jù)，而且顯示指定監(jiān)控點實時圖像；在回放模式（回放歷史圖像）下，控制中心將指定監(jiān)控點視頻圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼器并顯示圖像。控制中心可發(fā)送命令，控制電視墻在視頻圖像上顯示關聯(lián)解碼通道序號，方便使用者靈活地進行手動切換控制。當視頻編碼器發(fā)生故障，監(jiān)控中心將相關監(jiān)控點圖像軟切換到硬盤錄像機對應圖像通道，直到故障排除。3.2開啟解碼器控制中心將顯示已添加解碼器及目前選中解碼器解碼通道數(shù)。圖11是開啟解碼器工作步驟圖。圖11開啟解碼器工作步驟圖圖12是解碼器主界面。圖12解碼器主界面3.3顯示實時圖像 由控制中心進行實時圖像顯示控制，圖13是控制中心主界面。圖13控制中心主界面在主界面上彈出解碼服務器配置窗口，顯示目前選中解碼服務器解碼路數(shù)，圖14所表示。經過拖動主界面樹上監(jiān)控點、組、序列、組序列至電視墻界面窗口來指定電視墻對應窗口顯示監(jiān)控點實時圖像及切換模式。圖14解碼輸出通道切換模式包含：拖動通道到電視墻具體配置界面通道中顯示該通道圖像。拖動組，播放組中配置全部通道圖像。拖動序列，實現(xiàn)序列中配置通道單畫面輪循。拖動組列表，實現(xiàn)列表根據(jù)輪巡時間循環(huán)顯示列表下組。經過控制中心或控制鍵盤可控制目前選中通道前端云臺。圖15是電視墻顯示實時圖像工作步驟圖。圖15電視墻顯示實時圖像工作步驟圖3.4視頻編碼器故障處理當管理中心巡檢到視頻編碼器故障，通知監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將經過對應DVR（硬盤錄像機）視頻通道替換故障視頻編碼器對應通道，從而不影響電視墻顯示圖像。圖16是視頻編碼器故障處理步驟。圖16是視頻編碼器故障處理步驟3.5回放歷史圖像回放是控制中心模塊去存放服務器或硬盤錄像機上獲取符合查詢條件視頻數(shù)據(jù)進行播放，能夠在電腦屏幕播放，也能夠上電視墻。在控制中心主界面中拖動歷史圖像至電視墻界面某個窗口（圖17所表示），若該窗口正在預覽將停止預覽，但不影響其它窗口圖像顯示及切換。圖18是回放歷史圖像工作步驟圖。圖17電視墻回放歷史圖像控制界面圖18回放歷史圖像工作步驟圖4.錄像功效4.1錄像功效概述采取各監(jiān)控分中心分散存放和監(jiān)控中心控制室集中存放同時進行冗余錄像模式。前端監(jiān)控分中心全部硬盤錄像機采取7×二十四小時定時錄像，配置對應容量硬盤空間使錄像資料保留周期滿足要求；監(jiān)控中心控制室集中存放服務器可依據(jù)需要選擇進行報警聯(lián)動錄像、電視墻顯示圖像錄像、前端硬盤錄像機故障時備份錄像。全部錄像采取循環(huán)覆蓋方法。硬盤錄像機分散存放關鍵統(tǒng)計全部監(jiān)控點錄像，監(jiān)控中心控制室集中存放關鍵統(tǒng)計報警等事件錄像，實際上是經過網絡實現(xiàn)了錄像備份，而且經過網絡實現(xiàn)存放數(shù)據(jù)回放功效。在軟件中有一個存放服務器模塊，全部數(shù)據(jù)全部是經過網絡發(fā)命令給存放服務器，服務器接收到命令，經過解析后由網絡去視頻編碼器或硬盤錄像機上獲取視頻數(shù)據(jù)并進行存放。在存放同時存放服務器會建立相關索引文件和在數(shù)據(jù)庫中保留相關錄像統(tǒng)計。圖19是存放服務器模塊基礎軟件框架示意圖。圖19是存放服務器模塊基礎軟件框架示意圖存放服務器基礎功效包含：支持對磁盤分區(qū)進行分組，采取磁盤預分配技術對錄像數(shù)據(jù)進行管理。支持對服務器基礎運行參數(shù)進行調整。支持以半小時為單位設置錄像計劃。提供完整錄像計劃管理界面。內建VOD服務器，支持錄像數(shù)據(jù)遠程查詢和點播功效。支持遠程設置錄像計劃、開啟服務器、停止服務器、實時啟停錄像等。圖20是存放服務器主界面。圖20存放服務器主界面整個軟件關鍵存放功效包含：計劃錄像電視墻圖像錄像報警聯(lián)動錄像硬盤錄像機故障時熱備份錄像回放歷史圖像4.2計劃錄像 在控制中心上能夠設置對前端任一通道做存放服務器上計劃錄像，而且能夠配置其錄像計劃。圖21是錄像計劃配置界面。圖21錄像計劃配置界面開啟了存放服務器后，服務器就會依據(jù)設置好計劃去前端視頻服務器（DVR/DVS）獲取實時碼流，將碼流存放到目前存放服務器上。圖22是計劃錄像工作步驟。圖22計劃錄像工作步驟4.3電視墻圖像錄像 在控制中心切換圖像時給配置好存放服務器也發(fā)對應開始對該監(jiān)控點進行遠程網絡存放命令，存放服務器則會去遠程視頻編碼器上獲取實時碼流做存放。圖23是電視墻圖像錄像工作步驟。圖23電視墻圖像錄像工作步驟4.4報警聯(lián)動錄像控制中心一旦收到來自管理中心通知報警，那么控制中心以前端視頻編碼器獲取聯(lián)動通道實時碼流，發(fā)送命令給存放服務器開啟該通道錄像。4.5硬盤錄像機故障時熱備份錄像 控制中心一旦收到硬盤錄像機故障等類似報警后，控制中心就開始查找其對應視頻編碼器信息，而且立即發(fā)送命令給存放服務器要求存放服務器對對應視頻編碼器通道圖像做遠程網絡存放。圖24是具體工作步驟。圖24硬盤錄像機故障時熱備份錄像工作步驟4.6回放歷史圖像 控制中心能夠依據(jù)時間檢索條件自動去存放服務器或前端硬盤錄像機上獲取歷史圖像進行回放，而且能夠將圖像數(shù)據(jù)推給解碼器控制回放上電視墻。經過拖動主界面樹上（圖17