【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴展布控區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力。所有設(shè)備都以 IP地址進行標識，增加設(shè)備只是意味著 IP地址的擴充?？山M成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。采用基于視頻服務(wù)器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于 PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，由于視頻服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠程視頻傳輸。視頻服務(wù)器實際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng) 第 13 頁 (RTOS)，又由于視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)功能集中到一個體積很小的設(shè)備內(nèi)，直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，即插即看，系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高。前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方向。第四代以計算機技術(shù)及圖像視頻壓縮、圖像傳輸技術(shù)為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然。圖像壓縮處理技術(shù)目前比較流行的圖像壓縮標準有：MJPEG、MPEGMPEG 等。 標準是國際標準化組織 ISO/IEC下轄的運動圖像專家組(MovingPictureExpertsGroup,簡稱 MPEG)于 1999年制定的專門用于多媒體信息內(nèi)容訪問的、適宜于各種帶寬下傳輸?shù)膱D像壓縮標準，不僅是目前最新的國際標準，也是目前最適合圖像監(jiān)控系統(tǒng)的圖像壓縮標準。 技術(shù)目前已被國際各大知名廠商采納為國際互聯(lián)網(wǎng)(Inter)和第三代移動通訊系統(tǒng)(3G)進行圖像傳輸?shù)臉藴?。，這樣就便于操作和控制對象，而以前傳統(tǒng)的圖像壓縮技術(shù)是基于幀的。在傳輸帶寬有限制的情況下，傳統(tǒng)圖像壓縮技術(shù)的圖像質(zhì)量是幀平均的，而 帶寬，而對用戶不感興趣的對象分配較小的帶寬，從而大幅度地提高了在同等帶寬下圖像的主觀質(zhì)量。 標準還吸收了傳統(tǒng)圖像壓縮技術(shù)的許多優(yōu)點，在帶寬可以得到保證的情況下，其圖像質(zhì)量可以達到 MPEG2(即 DVD)的標準。同時，其圖像傳輸延遲很小，一般低于 ，非常適合圖像監(jiān)控系統(tǒng)的要求。先進的分布式服務(wù)器集群架構(gòu)隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的快速發(fā)展，客戶對系統(tǒng)訪問的響應(yīng)時間、監(jiān)控圖像質(zhì)量以及所提供服務(wù)的可靠性、即時性等要求也越來越高，使得以單臺服務(wù)器來支撐整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)已無法滿足客戶需求。取而代之的是一組服務(wù)器群。我公司的 SDCSVision網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)利用第四層至第七層通信管理技術(shù)，可以根據(jù)服務(wù)器實際的響應(yīng)時間，平衡服務(wù)器群中所有服務(wù)器之間的通信負載，從而提高整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的性能和響應(yīng)能力，提高服務(wù)器群的效率，節(jié)省投資。負載均衡是由多臺服務(wù)器以對稱方式組成一個服務(wù)器群集，除主服務(wù)器外 第 14 頁 其他從服務(wù)器都具有同等地位，均能單獨對外提供服務(wù)。通過特定的負載均衡技術(shù)，將外部客戶請求視服務(wù)器群集中各服務(wù)器上的負載狀況合理分配到某臺服務(wù)器上，負載均衡技術(shù)根據(jù)實際響應(yīng)時間制定優(yōu)先響應(yīng)策略，從而提高系統(tǒng)性能、優(yōu)化流量管理、提高服務(wù)器群集性能，保證系統(tǒng)正常運行的高可用性和高可靠性。如果訪問量超出了服務(wù)器的響應(yīng)能力，只需增加服務(wù)器數(shù)目就可平滑升級。由于采用了負載均衡技術(shù)，進一步強化了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和持續(xù)性。它也支持路徑外返回模式，即繞過流量分配器，為急于等待大量訪問請求響應(yīng)的客戶提供更快的響應(yīng)服務(wù)。我公司在 SDCSVision網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中提出并運用了先進的 MAXROUTER負載均衡算法(對個別服務(wù)器配置最大連接數(shù)閥值或加權(quán)值)以及基于實際響應(yīng)時間的智能流量分配算法，在性能不同的服務(wù)器之間進行負載平衡，充分利用服務(wù)器群中的每一臺服務(wù)器，保護用戶投資。位于主服務(wù)器上的負載均衡模塊能定時監(jiān)測從服務(wù)器的可用性，包括物理連接、服務(wù)器運行狀況。當發(fā)現(xiàn)某臺從服務(wù)器不能提供內(nèi)容訪問時，主服務(wù)器自動把用戶請求分配到其他健康的服務(wù)器上，從而保證了用戶的訪問服務(wù)。同時負載均衡模塊可通過設(shè)置每臺服務(wù)器能承受最大的會話數(shù)、設(shè)置溢出服務(wù)器、備份服務(wù)器等手段來進一步保證系統(tǒng)連接的可靠性(根據(jù)實際系統(tǒng)需求用戶可要求定制)。 　　多級組網(wǎng) 　　可按多級組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，高一級的監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級監(jiān)控中心的運行。組網(wǎng)經(jīng)濟，基于 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，利用寬帶資源或客戶原有資源，成本低。平臺統(tǒng)一升級，維護成本低。 　　先進的視頻流調(diào)度管理 　　支持多種傳輸協(xié)議(TCP、UDP、RTP)和多種傳輸方式(單播、廣播、組播)，支持多級轉(zhuǎn)發(fā)模式。 　　系統(tǒng)擴容方便 　　用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨時增加前端監(jiān)控點的數(shù)量。SDCSVision 系統(tǒng)是一個開放的、通用的視音頻處理平臺，可制定相定的功能模塊。 　　擴展性強 　　可與其它標準接口的設(shè)備配套使用。系統(tǒng)接供 OCX控件和 DLL動態(tài)庫，可 第 15 頁 與其它信息管理系統(tǒng)集成。 　　先進穩(wěn)定的 C/S結(jié)構(gòu) 　　系統(tǒng)主干框架采用 C/S結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)嚴密，系統(tǒng)穩(wěn)定，且高度保密，非常適合專業(yè)部門使用。在 C/S結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)有嚴格的用戶身份認證機制，對用戶的合法性及權(quán)限有嚴密的控制。系統(tǒng)內(nèi)，客戶端與服務(wù)器之間有專有的通訊協(xié)議，可防止入侵和復(fù)制，從而達到系統(tǒng)的整體安全和保密效果。另外從總體系統(tǒng)安全性上考慮，由于 B/S結(jié)構(gòu)是建立在瀏覽器基礎(chǔ)上的，功能上就受到瀏覽器本身功能的限制，如瀏覽器不支持直接寫屏，很多時候會造成系統(tǒng)顯示的不必要延時等。而且目前網(wǎng)絡(luò)上的絕大多數(shù)病毒是針對瀏覽器的，所以導(dǎo)致整個監(jiān)控系統(tǒng)易受到攻擊，給日常工作帶來不必要的麻煩。因此，建議采用專業(yè)的 C/S結(jié)構(gòu)。 　　考慮到部門領(lǐng)導(dǎo)或某種場合下使用的方便性，SDCSVision 系統(tǒng)配置了專門的插件，用戶可通過瀏覽器訪問系統(tǒng)的服務(wù)器，后臺自動安裝該插件后，用戶即可方便使用該系統(tǒng)的全部功能，使用效果上和 B/S幾乎沒有差別。 　　多級用戶管理機制 　　系統(tǒng)用戶設(shè)立多級管理模式，從視頻管理服務(wù)器完成所屬用戶和站點的建立、權(quán)限管理工作，并向管理中心主視頻管理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫備份。主視頻管理服務(wù)器完成所有用戶和所有站點的建立、權(quán)限管理工作，管理中心用戶具有最高級別的管理權(quán)限。各個用戶依據(jù)不同權(quán)限、不同管理范圍、不同優(yōu)先權(quán)進行對詢問記錄的查看和控制。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。SDCSVision 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上開發(fā)了專用通訊層，針對圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理，適合多點視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，降低了系統(tǒng)資源的占用率。該通訊層支持多種 TCP/IP協(xié)議的傳輸，包括 TCP、UDP、RTP 和組播等。組播是一種允許一個或多個發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個接收者(一次的，同時的)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組，而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。組播可以大大的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，因為無論有多少個目標地址，在整個網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上只傳送單一的數(shù)據(jù)包。它提高了數(shù)據(jù) 第 16 頁 傳送效率，減少了主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞的可能性。組播組中的主機可以是在同一個物理網(wǎng)絡(luò)，也可以來自不同的物理網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)存儲、處理、分析技術(shù)為了對告警數(shù)據(jù)進行分析處理，綜合管理系統(tǒng)使用了 Microsoft公司的SQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的分布存儲和訪問，有效地降低了系統(tǒng)負擔，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，系統(tǒng)支持對數(shù)據(jù)的多種查詢和分析方式。同時系統(tǒng)提供了各類數(shù)據(jù)庫。主要有告警數(shù)據(jù)庫、歷史統(tǒng)計值數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)事件數(shù)據(jù)庫。從而為整體數(shù)據(jù)的存儲、處理及分析提供了強有力的依據(jù)。系統(tǒng)采用文件傳輸協(xié)議進行錄像文件的傳輸，防止外來入侵對文件系統(tǒng)的破壞和由于錄像文件過大而帶來的不穩(wěn)定性。根據(jù)幼兒園視頻監(jiān)控要求，結(jié)合實際情況，設(shè)計如下方案：所有的視頻的傳輸、切換主要是由 SDCSVision系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器及綜合管理軟件來完成。SDCSVision視頻服務(wù)器能清晰的實時的顯示監(jiān)控畫面的圖像信息，滿足系統(tǒng)的嚴格要求。對本系統(tǒng)的設(shè)計，我們嚴格遵照國家及部級標準進行設(shè)計，使整個系統(tǒng)的配置充分的體現(xiàn)科學(xué)合理、實用、經(jīng)濟的原則，以達到較高的性能價格比和技術(shù)的先進性，同時也使系統(tǒng)的功能和容量都具有可擴展性，為今后的升級和擴充創(chuàng)造一個較大的技術(shù)空間。幼兒園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理現(xiàn)主要分為一級管理，下設(shè)一個視頻監(jiān)控中心，所有的前端監(jiān)控源通過網(wǎng)絡(luò)全部接入到監(jiān)控中心的視頻管理服務(wù)器上進行統(tǒng)一的管理?？紤]到未來與上級教育部門的聯(lián)網(wǎng)，本系統(tǒng)還提供能與上級部門連接及系統(tǒng)擴容的接口。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖： 第 17 頁 監(jiān)控前端攝像頭：由于整個監(jiān)控體系需要在多個區(qū)域進行布防監(jiān)控，包括園區(qū)內(nèi)主要公共場所如教師、休息室、活動區(qū)及園區(qū)出入等，針對不同地方的實際情況和需求安置不同類型的攝像機，比如在公共活動區(qū)需要安裝球機，在樓道可以安裝吸頂半球或者槍機，如果考慮到夜間監(jiān)控或光線不足的地方監(jiān)控可以使用帶紅外燈的攝像機等。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器主要功能就是將前端輸入的視頻信號以方便在網(wǎng)絡(luò)上進行遠程傳輸。根據(jù)各監(jiān)控點之間相對集中程度，該系統(tǒng)前端可以采用一路、兩路或者四路的 SDCSVision系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,SDCSVision系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器支持 MPEG4圖像壓縮標準，并按照 TCP/IP標準送入專網(wǎng)傳 第 18 頁 輸。SDCSVision 系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器支持實時圖像傳輸和雙向的音頻對講，支持 6路報警輸入和 3路報警輸出。同時可以通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上的 485接口、RS232 接口等可以和多個其他系統(tǒng)進行整合。視頻監(jiān)控中心監(jiān)控中心建設(shè)包括電視墻顯示系統(tǒng)、服務(wù)器及存儲系統(tǒng)、監(jiān)控管理軟件。監(jiān)控中心配備高性能的管理服務(wù)器并在其上安裝監(jiān)控服務(wù)器軟件，可以對多級服務(wù)器、用戶權(quán)限、視頻錄像回訪和檢索、報警聯(lián)動等功能進行管理。根據(jù)監(jiān)控點數(shù)量情況和錄像時間要求，可以在服務(wù)器上添加磁盤陣列或者硬盤擴展柜來進行海量存儲，同時轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流，用來管理記錄指向到該服務(wù)器的視頻服務(wù)器的視頻流。這樣與前端子系統(tǒng)就建成了一個完全基于網(wǎng)絡(luò)，功能非常強大的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)。聯(lián)網(wǎng)的授權(quán)用戶都可通過登陸 SDCSVision管理服務(wù)器完成包括查看系統(tǒng)內(nèi)任意一路圖像及錄像文件等操作。物理安全物理安全性主要分設(shè)備自身安全性和網(wǎng)絡(luò)安全性。1)軟件自身安全性對于 SDCSVision軟件，服務(wù)端提供完善的事件日志和系統(tǒng)診斷功能。整套軟件包括日志管理、設(shè)備巡檢、客戶端巡檢、服務(wù)器巡檢、服務(wù)器工作上下文診斷、故障弱化功能。有效的避免了故障的發(fā)生，并能第一時間自愈。2)網(wǎng)絡(luò)安全性幼兒園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采取獨立的監(jiān)控局域網(wǎng)，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基本物理安全性。用戶權(quán)限安全 第 19 頁 監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)通過多目錄服務(wù)器來統(tǒng)一管理的用戶和監(jiān)控設(shè)備的權(quán)限管理。系統(tǒng)的管理規(guī)則由用戶自行定義，多目錄服務(wù)器的管理模式可以保證系統(tǒng)內(nèi)所有用戶的權(quán)限管理統(tǒng)一，采用身份認證技術(shù)最常用的是使用者名稱與密碼或 Key認證等方式。對于整個系統(tǒng)的用戶安全性，可以采用身份秘密認證系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的用戶進行整個認證。擁有統(tǒng)一的用戶權(quán)限管理，每一級機構(gòu)的用戶只要在自己所屬的監(jiān)控中心開設(shè)帳號、分配權(quán)限即可。以此設(shè)立用戶權(quán)限(可細分為圖像瀏覽、控制、語音等權(quán)限)。監(jiān)控設(shè)備管理安全統(tǒng)一的監(jiān)控設(shè)備管理機制，所有前端監(jiān)控的信息和權(quán)限由設(shè)備管理服務(wù)器管理，設(shè)備管理服務(wù)器的權(quán)限由目錄服務(wù)器管理，形成一個統(tǒng)一管理機制。所有的設(shè)備登陸必須經(jīng)過用戶認證才能夠登陸。網(wǎng)絡(luò)阻塞方案采用分布式的多服務(wù)器群的設(shè)計理念，利用流媒體技術(shù)，完成視頻信號的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，避免客戶端直接訪問前端攝像機，降低網(wǎng)絡(luò)流量，避免了大流量數(shù)據(jù)造成網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題，同時由于這種結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)在部分子系統(tǒng)出故障時整個系統(tǒng)不會癱瘓，仍然能正常運行。在有限帶寬下處理大流量數(shù)據(jù)主要采用以下技術(shù)避免網(wǎng)絡(luò)堵塞：基于發(fā)端的速率控制因為 TCP重傳造成的時延對于實時業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響是不能承受的，通常采用 UDP包來傳輸實時業(yè)務(wù)。但 UDP包沒有提供擁塞控制和質(zhì)量保證的機制，所有需要在 UDP的上層加上擁塞控制的機制。這個過程主要是通過調(diào)整視頻編碼的速率使其適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬。抽偵策略碼率控制是視頻編碼中一個重要的問題，在超大運動量時，由于運動量的急劇增大，使得這時編出的碼流突然增多。在 IP網(wǎng)絡(luò)中，將引起丟包。要解決此問題，在超大運動量的情況下，須采取一定的抽幀策略來降低碼流，使得上述情況避免發(fā)生，同時還要保證圖像的流暢。