机房远程监控系统设计方案

机房远程监控系统设计方案内容摘要：

与 MPEG1 和 MPEG2 相比，MPEG4 的特点是其更适合于交互 AV 服务以及远程监控。 MPEG4 是第一个使使用者由被动变为主动（不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性）的动态图像标准；它的另一特点是其综合性。 MPEG4 的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。 MPEG4 试图达到两个目标： A 低比特率下的多媒体通信； B是多工业的多媒体通信的综合。 由此可见 MPEG4压缩技术是一种适用在低带宽下进行信息交换的音视频 处理技术，它的特点是可以动态的侦测图像各个区域变化，基于对象的变化而调整压缩方法可以获得比 MPEG1 及 MPEG2更大的压缩比，压缩码流更低。 因而无论从清晰度还是从存储量上都比前（ MPEG1 及MPEG2）两者具有更大的优势。 正是基于以上的比较优势，我们在此方案中的选用了基于 MPEG4 压缩标准的KITOZER 的压缩编解码设备（ KTR 150e） , 可以确保监视画面质量高度清晰。 系统概述 本方案书设计的远程监控系统以视频图像监视为核心，同时集成了报警子系统及远程控制子系统。 视频图像监视采用 MPEG4 压缩技术 ，对前端图像进行数字化压缩处理，形成的视频数据流以 VSIP 包的格式经由中间网络传送到监控中心。 在传输方式上，系统可以根据实际需要选择单播、多播、存储服务器多播及最合适的方式。 由于多播（ Multicast）可以在占用一条视频流带宽的情况下为多个后端用户提供实时视频流，因此大大节省了网络资源，在建立多个监控中心、多用户监视、或者与上一级的监控网络相连时拥有强大的优势。 考虑到机房一般需要 24 小时连续监控，而且已经开始向无人值守的方向发展，集成报警及控制对于监控系统的可用性具有重要影响。 本系统主要通过 KTR 150eT 的RS485/422 端口及 I/O 端口将报警和控制功能集成到一起。 前端摄像机通过 RS485/422输出控制信号，而报警信号、门禁状态信号、灯光控制的输入 /输出则通过 I/O 端口进行。 另外，考虑机房的夜间监控尤其重要。 若采用红外摄像机，不但价格很高，而且图广州莱安智能化系统开发有限公司 中心机房监控系统设计方案 11 像质量比较差。 采用可远程遥控的照明系统，则是一种经济实用的方案。 本方案设计集成了灯光的远程控制功能，利用 KTR150eT上的 I/O 端口，通过我公司专门设计的软件，可以在监控中心远程遥控机房内的灯光。 系统特点  系统模块化结构 系统软件与硬件全部 采用模块化结构，各模块功能明确。 根据用户不同的要求组建模块从而实现多种配置与功能。 根据用户不同的要求组建模块从而实现多种配置与功能。  高可靠性与稳定性 分站主机系统采用嵌入式结构与专用软件系统，无故障运行时间超过 26000 小时。  采用 MPEG4 编码 MPEG4 编码技术的采用，可以使本系统相对于其它编码格式的系统提供更清晰的监视画面及更低的带宽占用。  网络兼容性强 系统前端主机提供 10/100BaseT 端口，可以直接接入以太网。 而且传输是基于 IP协议，可以跨越不同类型的网络，网络兼容性强。 该特点可以使网络连 通的任何地方都可以实现监控。  可控制传输带宽 各路视频服务器数据传输带宽可根据需要限定，保证与其他设备共用网络通道传输数据时不相互影响。 该功能的实现将避免用户因使用图像监控而增加网络负载，影响其它数据的传输。  远程维护 通过网络可对各前端视频服务器进行远程设置与维护，在系统遇到故障时可以远端恢复视频服务器的运行。 系统提供支持 TCP/IP 协议的局域网接口，可以使局域网内用户对远端站点进行网络化的统一监控管理，并交互使用数据、图表、视频等多种信息。  软硬件紧密结合 监控中心可以通过软件解压用于网上监视，也可以通 过硬件解压并接入监控中心的电视墙。 突破以往只能以硬件实现远程监控的局限性，充分体现了软硬件结合，实时性、可靠性与灵活性、实用性并存。  应用了多播（ Multicast）技术 多播技术可以在占用一条视频流带宽的情况下，为多个用户提供实时视频，非常适合于多个用户同时监视或建立多级监控中心的系统需求。  多画面自动切换 可以多画面分割模式间自动切换，监视画面可全屏幕显示。 广州莱安智能化系统开发有限公司 中心机房监控系统设计方案 12  界面友好 图形化中文界面，可全屏幕显示监视画面、视频显示、报警联动、操作控制一目了然。 系统原理 系统流程 系统主要面向视频图像、报警及控制信号 ，以对于视频流和数据流（报警输入 /控制输出）的处理为核心流程。 详见下图： I P V i e w C l i e n tI P V i w e w C l i e n tI P V i e w S e r v e rI n t e r n e t监 控 中 心B N C 视 频 口R J 4 5光 纤 接 入„ „远端站1远端站N远端站2„园 区 网 络 系 统VSIP视频流光 纤 网 接 口1 0 0 0 B a s e T交 换 机V D T 1 5 0 e RV D T 1 5 0 e T1 0 / 1 0 0 B a s e T画 面 分割 器CCC解 码 器解 码 器R S 4 2 2 / 4 8 5B N C 视 频开 关 信 号 输 入开 关 信 号 输 出I / O 端 口R S 4 2 2 / 4 8 5电 视 墙 视频流 首先由位于远端机房的摄像机采集视频图像，经由 KITOZER 的 KTR 150eT 视频服务器对视频信号进行 MPEG4 编码压缩后，以 VSIP 数据包的格式将视频数据送入网络，形成基于 IP 寻址的 VSIP 视频数据流。 视频流进入科技园园区内的光纤网络系统。 设在广州莱安智能化系统开发有限公司 中心机房监控系统设计方案 13 监控中心的 KITOZER Server 通过园区网络系统取得视频流用于存储 ,KITOZER Server还负责监控系统各种 应用程序的运行和客户端的登录管理。 KITOZER Client 则负责对数据包进行软件解压，解压还原后的视频图像供用户在监视工作站上进行视频监视。 此外，KTR 150eR 可以在软件解压的同时，对视频流可以进行硬件解压，解压还原后的视频流经矩阵或画面分割设备进入电视墙，供监控中心集中监控。 在整个视频流形成、传输及解压还原的流程里，需要补充说明以下几点：  当同一个机房的摄像机数量较多而网络带宽或投资又有限时，可考虑用视频矩阵或画面分割器将前端的摄像机画面切换接入 KITOZER KTR 150eT 视频服务器。 如果需要对每个摄像机进行全实时监视而不是切换监视时，则需要为每一个摄像机配一个 KTR150eT视频服务器，或者采用 KTR 150eT4 可以同时接入4路摄像机（总资源仍然是 30 帧 /秒。 后面硬件解压时，需要为一个 KTR 150eT4配 4个 KTR 150eR。  在视频流从前端的变电站到监控中心的传输机制中， KITOZER 采用了先进的Multicast 技术，该技术的采用使得在网络上提供一个视频流的条件下可以供多个监视点同时进行监视，大大节省了网络资源。 这一特点不仅可以保证多个用户同时进行监视时不会造成网络阻 塞，而且非常有利于系统与上一级监控系统进行联网或者设立多个监控中心。  KITOZER Server（ Enterprise）目前可支持 48个摄像机，可以在网络上运行多台服务器，并支持视频流的分布式存储。 信息数据流 信息数据流主要是包括前端云台控制、报警输入、灯光控制及烟感输入。 信息数据在前端的输入输出主要通过集成在 KTR 150eT 内的 RS485/422 自适应端口进行。 数据从 KTR 150eT 视频服务器与位于监控中心的 KITOZER Server 服务器之间的传输也以VSIP 包的格式进行，因而可以与视频流同步，穿越各种不同物理结构的网络进行传输。 前端 KTR 150eT视频服务器采集的报警信息传输到 KITOZER Server 系统服务器进行存储，同时可以设置为触发后端的 KITOZER Server 进行录像。 监控中心的 KITOZER Server主要用于系统的后台管理，客户端的操作则可以集成在 KITOZER Client 上。 这样做的好处是即可以减 KITOZER Server 的负载，提高系统的稳定性，又可以方便操作员的日常使用。 本流程需要说 明的是：  KTR 150eT 的 RS485/422 端口可以根据需要进行更多扩展，最多支持 256 个RS485/422 控制模块，从而集成更多的前端设备。 广州莱安智能化系统开发有限公司 中心机房监控系统设计方案 14 接口及信息流程说明 前端的 KTR 150eT提供了一个 BNC 视频输入口，一个 RJ45 的 10/100BaseT接口，一个 RS232 口，一个 RS485/422 自适应端口及 1 个 I/O 端口（可根据需要进行扩展）。 监控中心的 KTR150eR 则提供一个 RJ45 的网络视频流输入端口，一个 BNC 输出，一个RS485/422 自适应端口， 1 个 I/O 端口。 摄像机的视频图像 经过 BNC视频输入口接入 KTR 150eT视频服务器，然后通过 RJ45端口进入网络，经光纤收发器进入光纤网传输至园区的监控中心。 报警及烟感探头的信号则经 I/O 端口进入 KTR 150eT，也通过 RJ45 端口进入网络，传输流程与视频图像相同。 云台控制信号则由监控工作站经由传输网络送至前端设备，通过 RJ45 以太网口进入 KTR 150eT，然后通过 KTR 150eT的 RS485/422 自适应端口发送到解码器，通过控制线将解码后的指令送至云台完成控制功能。 灯光控制信号则是由监控中心经由传输网络送至前端视频 服务器，通过 RJ45 以太网口进入 KTR150eT，然后通过 KTR150eT的 I/O 端口将信号送到控制器，实现灯光控制。 各接口技术参数如下：  模拟视频口（ BNC）  信号制式：全电视信号 PAL/NTSC 只可选  信号输出电平： 1Vpp，最大 2V  输出接口： BNC 接头， 75Ω 阻抗  RS485 数据接口  数据接入速率：  数据接口方式：异步  接头方式： PIN  RS232 数据接口参数  数据接入速率：  数据接口方式：异步  接头方式： 9针 广州莱安智能化系统开发有限公司 中心机房监控系统设计方案 15 4. 系统结构 软件结构 KITOZER 系统软件目前采用 Client/Server 模式（也可支持 B/S 结构），服务器（ Server）主要实现对用户、权限、系统设备及视频流存储等方面的管理功能。 客户端（ Client）是由 KITOZER 监视中心（用于监视及摄像机控制）、 KITOZER 系统配置工具（用于系统配置和管理）及 KITOZER 播放器（用于回放）三个功能模块集成在一起构成的操作平台，可以提供实时监视、远程控制、系统配置、存储回放等功能操作。 整个KITOZER 产品的软硬件产品均是基于 TCP/IP 协议进行网络 通信，系统支持远程客户（ Client）登录，远程登录的客户功能与局域网客户登录完全一样。 KITOZER KTR 部分型号产品目前也可以支持 IE 浏览器，系统使用标准的浏览器作为远端客户机，提供在128 位加密验证机制下的远程系统登录，系统的应用将因此而更加广泛和方便。 硬件结构 系统主要由前端系统和监视中心系统组成。 前端设备主要实现视频信号采集和实时压缩。 监控中心系统主要实际对来自前端视频服务器的视频流进行实时解码显示、存储和回放，并提供系统管理功能。 前端系统是由 KTR150eT 视频服务器、摄像机、探头（ 红外、烟感）、云台解码器及灯光控制。