【文章內(nèi)容簡介】 0 世紀(jì) 90年代中期 ，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展，人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集與處理，從而大大提高了圖像質(zhì)量增強(qiáng)了視頻監(jiān)控功能，這種基于多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即模擬輸入與數(shù)字壓縮、顯示和控制系統(tǒng)。嚴(yán)格意義來說，這個(gè)階段的監(jiān)控系統(tǒng)稱為半數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其核心監(jiān)控設(shè)備是 DVR。到 2020 年以后，特別是最近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高，以及各種視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控進(jìn)入全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，稱為第三化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)或數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān) 控系統(tǒng)。第三代數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心，以智能實(shí)用的圖像分析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命。 根據(jù)本監(jiān)控項(xiàng)目的需求，我們選擇純數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方案來構(gòu)建本系統(tǒng)。 系統(tǒng)總體架構(gòu) 本項(xiàng)目主要是以監(jiān)控中心，小區(qū)道路，圍墻，公共場(chǎng)合等地方通過局域網(wǎng)把所有的點(diǎn)連在一起。如下圖： 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 11 頁 共 36 頁 由于本系統(tǒng)通過局域網(wǎng)的方式把前端所有的點(diǎn)組成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)雙向語音對(duì)講和廣播的功能，實(shí)現(xiàn)畫面的切換功能。 系統(tǒng)組成 從系統(tǒng)的物理組織結(jié)構(gòu)來看，系統(tǒng)可以分為三層：底層的前端采集部 分、中間層的網(wǎng)絡(luò)傳輸部分和上層的監(jiān)控中心總控部分。其中前端和中心端是我們的重點(diǎn)。具體包括： 前端采集部分：根據(jù)要求前端采集用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)智能球以及車牌攝像機(jī)，視頻監(jiān)控前端設(shè)備如下： 紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 網(wǎng)絡(luò)智能球機(jī)； 車牌照相機(jī) 傳輸部分：現(xiàn)在有三種方式進(jìn)行傳輸：局域網(wǎng)傳輸，無線 WIFI傳輸，廣域網(wǎng)傳輸。根據(jù)系統(tǒng)要求，這個(gè)項(xiàng)目采用的局域網(wǎng)傳輸?shù)姆绞剑圆恍枰紤]傳輸?shù)膯栴}，局域網(wǎng)是一個(gè) 100/1000M 的網(wǎng)絡(luò)。 監(jiān)控中心總控部分：在本項(xiàng)目中，監(jiān)控中心總控部分就是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)部分。系統(tǒng)采用多域結(jié)構(gòu)控制 中心。在中心要實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、錄像、上大屏顯示等功能。本系統(tǒng)，監(jiān)控中心采用大型管理平臺(tái)，對(duì)整個(gè)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。具體包括如下部分： 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控大型平臺(tái)軟件 中心管理服務(wù)器 中心轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 中心錄像服務(wù)器 視頻管理客戶機(jī) 視頻監(jiān)控客戶機(jī) NAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)（通過網(wǎng)絡(luò)接錄像服務(wù)器進(jìn)行集中錄像） 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 12 頁 共 36 頁 第 5 章 方案詳細(xì)設(shè)計(jì) 任何一個(gè)完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，從系統(tǒng)的功能邏輯來看都可以分為五大部分：視頻采集部分，視頻存儲(chǔ)部分，視頻傳輸部分，管理控制部分，視頻顯示部分。設(shè)計(jì)方案時(shí)，每個(gè)部分都必須進(jìn)行充分論證。本方案重點(diǎn)從以上五大部分 進(jìn)行詳細(xì)分析設(shè)計(jì)。 總體拓?fù)鋱D 系統(tǒng)拓?fù)鋱D如上， 從整個(gè)拓?fù)鋱D可以看出整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)都是采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，通過局域網(wǎng)在總控中心對(duì)前端所有的圖像進(jìn)行控制，抓拍，報(bào)警等功能。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 13 頁 共 36 頁 視頻采集部分 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻采集部分一般由模擬攝像機(jī)、音響和拾音器、編碼器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等組成。在本系統(tǒng)中，前端采集部分全部采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，音響和拾音器組合方式來實(shí)現(xiàn)，所有前端部分分布在小區(qū)里面。如下圖所示： 本次系統(tǒng)總共需有 71 個(gè)點(diǎn)都采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，建設(shè)詳細(xì)位置根據(jù)具體點(diǎn)位圖去做（具體可 以進(jìn)行實(shí)地勘查）。 視頻存儲(chǔ)部分 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般有三種存儲(chǔ)方式：基于前端編碼設(shè)備的前端存儲(chǔ)、基于中心平臺(tái)服務(wù)器的中心存儲(chǔ)、基于后端監(jiān)控電腦的本地存儲(chǔ)。這三種存儲(chǔ)方式可以任意組合使用。 前端存儲(chǔ)： 中心存儲(chǔ)： 本地存儲(chǔ)： 本系統(tǒng)采用集中存儲(chǔ)方式和管理方式，在控制中心安裝后臺(tái)存儲(chǔ)硬件、管理服務(wù)器及相應(yīng)軟件。采用服務(wù)器 +NAS 設(shè)備方式進(jìn)行存儲(chǔ)。所有數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送入 NAS 設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)。 NAS 采用 RAID 5 硬盤保護(hù)備份功能以達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全可靠。一路數(shù)據(jù)一天存儲(chǔ)硬盤大小的計(jì)算公式：碼流 *3600*24/8/1024/1024=？ G 按照要求，每路打到 3000K 碼流存儲(chǔ)30 天最少需要硬盤是 65815G由于系統(tǒng)要求最少是 65T 的容量。具體存儲(chǔ)方式如下圖所示： 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 14 頁 共 36 頁 視頻傳輸部分 整個(gè)系統(tǒng)全部采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?？紤]到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膸拞栴}（不管是用什么方式傳輸，帶寬都是有限的資源，盡可能節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬總是我們?cè)O(shè)計(jì)視頻監(jiān)控方案的要考慮的一個(gè)重點(diǎn)），傳輸前的視頻壓縮最好采用壓縮比很高的 。也就是說最好選擇 算法的設(shè)備進(jìn)行編碼。在本系統(tǒng)中采用局域網(wǎng)傳輸，編碼設(shè)備全部采用 的壓縮。 管理控制部分 管理控制部分是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的核心部分，是用戶使用系統(tǒng)的交互核心部分，在中大型監(jiān)控系統(tǒng)顯得特別重要。本系統(tǒng)通過中心平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)集中管理與控制。系統(tǒng)組建如下圖所示： 如上圖所示， CMU、 MDU、 MSU、 NAS、管理客戶機(jī)等是監(jiān)控中心平臺(tái)最核心的組成部分。每一部分的解釋如下： 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 15 頁 共 36 頁 CMU：中心管理單元，對(duì)中心進(jìn)行統(tǒng)一控制也管理。是監(jiān)控系統(tǒng)中的核心。相當(dāng)于人的大腦。是整個(gè)系統(tǒng)的指揮中心。 MDU：媒體轉(zhuǎn)發(fā)單元，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)與分發(fā)。 MSU：媒體存儲(chǔ)單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的錄像存儲(chǔ)。 NAS：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)方式輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。 視頻顯示部分 視頻顯示一般有兩種方式：集中式的電視墻方式與電腦解碼直接分屏顯示方式。 電視墻顯示方式： 電腦解碼顯示方式： 根據(jù)本項(xiàng)目監(jiān)控點(diǎn)必須考慮最少支持 1000 路的系統(tǒng)設(shè)備，監(jiān)控點(diǎn)比較分散的特點(diǎn)，視頻顯示部分最好采用成本更低，更加靈活的電腦軟件解碼后直接分屏顯示方式和電視墻顯示方式。本公司的視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠完全滿足這方面的要求 根據(jù)客戶需求 ,我方提供的中心視頻管理 TC2800（ M） D 服務(wù)器接口有 VGA 和 DVI的接口 ,可直接連 接招標(biāo)方已配置的 64 寸高清液晶大屏幕上。 基于實(shí)時(shí)監(jiān)控， 應(yīng)具有良好的實(shí)時(shí)性，時(shí)延應(yīng)在毫秒級(jí)別。同時(shí)，中心視頻管理 TC2800（ M） D服務(wù)器應(yīng)具有分屏輪切顯示功能 , 在實(shí)時(shí)顯示圖像應(yīng)支持多畫面分屏顯示功能 .同時(shí)配置智能網(wǎng)絡(luò)鍵盤 ,可通過鍵盤直接顯示圖像 . 由于本項(xiàng)目提供了兩臺(tái)監(jiān)視器，通過畫面合成器的方式，通過我公司網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器來實(shí)現(xiàn)數(shù)字矩陣功能，通過電視墻軟件來實(shí)現(xiàn)視頻切換顯示功能。如下圖所示： 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 16 頁 共 36 頁 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 17 頁 共 36 頁 第 6 章 方案功能特點(diǎn) 本方案 充分考慮用戶需求，并整合了當(dāng)前 IP 網(wǎng)絡(luò)、視頻語音等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)借鑒了 NGN 中控制與交換分離的先進(jìn)理念，方案具備以下特點(diǎn)： 先進(jìn)的體系架構(gòu) VS6100 充分整合了 IP 網(wǎng)絡(luò)、視頻、存儲(chǔ)、信令等領(lǐng)域的技術(shù)，采用開放的架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)將信令控制與媒體流交換分離的先進(jìn)理念引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)中音視頻流并不在 CMU 上集中處理，而是通過網(wǎng)絡(luò)的處理交換以分布式的形式分發(fā)出去，避免了由于媒體流處理的性能壓力而造成的瓶頸問題，從而可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控規(guī)模的無限制擴(kuò)展。 真正完全的 分層分布式設(shè)計(jì)架構(gòu) ， 核 心模塊 基于 安全穩(wěn)定的 Linux操作系統(tǒng)及高性能的MySQL 數(shù)據(jù)庫。 嚴(yán)格的 模塊化設(shè)計(jì) VS6100 整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置靈活方便?？傮w上來說系統(tǒng)由以下五大模塊組成： 中心管理單元（ CMU） ：整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)的管理核心模塊，對(duì)系統(tǒng)的所有接入設(shè)備及用戶進(jìn)行管理。負(fù)責(zé)系統(tǒng)的所有信令及流的分發(fā)管理。 流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 (MDU)：統(tǒng)一前端設(shè)備的流的接入方式，將前端的流根據(jù)用戶的請(qǐng)示進(jìn)行分發(fā)。 中心錄像服務(wù)器 (MSU)：整個(gè)系統(tǒng)可以采用三種錄像方式：前端設(shè)備錄像、中心服務(wù)器錄像及客戶端本地錄像。中心錄像服 務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行中心集中錄像。根據(jù)用戶的要求可以進(jìn)行定時(shí)錄像、手動(dòng)錄像及報(bào)警錄像等多種錄像方式。 平臺(tái)監(jiān)控客戶端 (CU)：為用戶提供視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的操作界面軟件。軟件操作方便靈活?？梢詫?shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、報(bào)警管理、設(shè)備參數(shù)管理及云鏡控制等功能。 系統(tǒng)配置工具 (CT)：大型監(jiān)控平臺(tái)軟件在進(jìn)行具體的監(jiān)控業(yè)務(wù)之前一定要進(jìn)行大量的配置操作。主要包括：接入設(shè)備配置、用戶及權(quán)限配置業(yè)務(wù)邏輯配置等。配置工具一般是由系統(tǒng)管理員使用，對(duì)一般的監(jiān)控業(yè)務(wù)的用戶不提供。 嚴(yán)格的模塊化設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)分工明確、運(yùn)行穩(wěn)定、安裝方便、維護(hù)簡單。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 18 頁 共 36 頁 多級(jí)網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 根據(jù)具體監(jiān)控規(guī)模的大小，進(jìn)行靈活實(shí)用的組網(wǎng)設(shè)計(jì)。小到幾十個(gè)點(diǎn)，大到成千上萬個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。 從小型應(yīng)用到組建大型網(wǎng)絡(luò)均可滿足。 對(duì)于小型監(jiān)控系統(tǒng)，可以組成一個(gè)單域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的功能需求。對(duì)于分層分級(jí)的大型監(jiān)控項(xiàng)目，可以通過多域級(jí)聯(lián)方式來實(shí)現(xiàn)。理論上可能進(jìn)行無限級(jí)聯(lián)從而達(dá)到無限擴(kuò)容的目標(biāo)。 高清晰的圖像質(zhì)量 TOPVS VS6100系統(tǒng)接入的前端設(shè)備采用最新的專業(yè)圖像技術(shù)，可提供 FULL D1高清晰圖像分辨率，支持 MPEG2/MPEG4/，編碼帶寬最高可達(dá) 8M，尤其是在高動(dòng) 態(tài)圖像監(jiān)控場(chǎng)合， VS6100 可以為用戶提供最高質(zhì)量的高清晰圖像。同時(shí)通過組播優(yōu)化等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得 VS6100 具備良好的實(shí)時(shí)性，滿足專業(yè)監(jiān)控的要求。尤其是 VS6100 采用一次編碼、全網(wǎng)交換的方式，避免了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)榫仃嚩嗉?jí)級(jí)聯(lián)而造成的圖像質(zhì)量下降和時(shí)延增加的現(xiàn)象，在多級(jí)擴(kuò)展后仍可以保持最佳的高清晰圖像質(zhì)量和低時(shí)延。 專業(yè)可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) VS6100 可以采用本地硬盤、 NAS、 IP SAN、磁盤陣列等多種存儲(chǔ)方式。 NAS、 IP SAN作為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，可以在分布式部署的同時(shí)實(shí)現(xiàn)集中管理、跨域共享、 平滑擴(kuò)容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如支持 RAID、支持硬盤在線熱插拔、支持硬盤電源短路保護(hù)、支持可選冗余熱插拔電源、支持電源自動(dòng)故障切換等。從而確保了海量視頻信息的可靠存儲(chǔ)。同時(shí)由于端到端的 IP SAN 存儲(chǔ)是基于數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)模式，克服了傳統(tǒng)監(jiān)控模式中文件存儲(chǔ)容易損壞文件和無法查詢最近圖像的弊端，提高系統(tǒng)可靠性同時(shí)大大縮短了系統(tǒng)的圖像回放響應(yīng)時(shí)間，為緊急情況處置爭取了時(shí)間。 靈活方便的管理模式 VS6100 系統(tǒng)針對(duì)不同的用戶可以采用域管理、用戶管理和云臺(tái)控制沖突管理等多種權(quán)限管理模式。不同的用戶可以根據(jù)指定的權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。這種分級(jí)分域的多種管理模式非常適合政府、公安、機(jī)場(chǎng)等行業(yè)的管理模式。 系統(tǒng)根據(jù)用戶業(yè)務(wù)管理模式的特點(diǎn)，采用集中式的管理方式。通過中心管理單元 CMU和媒體轉(zhuǎn)發(fā)單元 MDU 不僅可對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行集中的管理和控制，還可對(duì)分布在各區(qū)域的存儲(chǔ)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中管理。用戶只需要在一臺(tái)客戶端上就可以對(duì)整網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行批量配置下發(fā)、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程操作、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)等操作。 廉價(jià)的布線成本 VS6100 技術(shù)方案采用全網(wǎng)絡(luò)化、純數(shù)字化設(shè)計(jì)。所有前端設(shè)備、中心平臺(tái)服務(wù)器都采用網(wǎng)絡(luò)方式連接，通過一根網(wǎng)線可以解決大量的監(jiān)控媒體終端的接入，省去了大量的模擬視頻線及控制線，大大節(jié)省了用戶的布線成本。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品制造商 第 19 頁 共 36 頁 對(duì)新技術(shù)的包容 同時(shí)，我們看到，監(jiān)控所涉及的每個(gè)子領(lǐng)域的技術(shù)都處在快速的發(fā)展中，如監(jiān)控接入層中的各種無線技術(shù)，包括 WLAN、 GPRS、 3G等；網(wǎng)絡(luò)承載層中的 IPv高性能以太網(wǎng)等；控制層的模塊化軟件技術(shù)、中間件技術(shù)等；業(yè)務(wù)應(yīng)用層的 IP SAN、圖像識(shí)別、人工智能等。VS6100 方案采用這種標(biāo)準(zhǔn)、開放的架構(gòu)，有利于每個(gè)層次技術(shù)的獨(dú)立發(fā)展及平滑演進(jìn)，保護(hù)用戶的技術(shù)投資