网络高清监控系统解决方案设计

网络高清监控系统解决方案设计内容摘要：

CCD 的 1/3 左右。 网络摄像机作为网络视频产品的新兴代表 ,具有其自身的优势那就是使用便捷。 CCD 图像传感器由在单晶硅基片上呈二维排列的光电二级管及其传输电路构成。 光电二极管把光转化成电荷，再经转化电路传送和输出。 A/D 转换器的功能是将图像和声音等模拟信号转换成数字信号。 经 A/D 转换后的图像、声音数字信号，按一定的格式或标准进行编码压缩。 编码压缩的目的是为了便于实现音 /视信号与多媒体信号的数字化，便于在计算机系统、网络以及万维网上不失真地传输上述信号。 控制器是网络摄像机的心脏，它肩负着网络摄像机的管理和控制 工作。 如果是硬件压缩编码，控制器是一个独立部件；如果是软件编码压缩，控制器是运行编码压缩软件的 DSP，即二者合而为一。 网络服务器提供网络摄像机的网络功能，它采用 RTP/ RTCP、 UDP、 HTTP、TCP/IP 等相关网络协议，允许用户从自己的 PC 机使用标准的浏览器根据网络摄像机的 IP 地址对网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台等。 网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的 485 接口，用于报警信号输入输出的 I/O 口。 如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像 机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。 网络摄像机的特点 1) 远程实时监控 利用网络优势，经过数字化并压缩后的图像数据可以达到网络能到达的地方，实现远程监控。 2) 全面开启数字机化时代 3) DVR 即数字硬盘录像主机，要基于已经大量安装的模拟监控摄像机等把模拟信号转换为数字信号，再进行存储和处理。 而网络摄像机内建有 Web server 和CCD，可以将数字化的视频信号转换成网络通信传输协议（ TCP/IP 协议）的数据流，远端的应用优势。 4) 即插即用、随时随地 5) 无 须像模拟摄像机一样必须安装同轴电缆，只要利用现有的网络就可以使用。 网络摄像机可以广泛应用在世界的任何角落，进行实时连续地传输图像，甚至可以在那些不适宜布线的环境中，使用无线宽带网络完成远端监控及录影。 6) 灵活集成 7) 只要有网络接口即可随时接入网络摄像机， RS232/RS485 通讯口便于扩展周边设备。 8) 结束隔行扫描时代 9) 模拟摄像机最多可以提供 4CIF 级别的分辨率，也就是 40 万像素左右，因为模拟摄像机的技术原因，采用的是隔行扫描的成像方式，成行扫描可以利用不高的带宽实现更好的视觉效果 刷新率更高，人的视觉效果舒服些。 隔行扫描的成像采用奇数场 +偶数场相加得到一帧图像，当图像中有激烈运动目标，会表现成“锯齿”或模糊的现象。 网络摄像机采用逐行扫描，每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。 要得到稳定的逐行扫描图像，每帧图像必须扫描整数行。 举例来说，一帧图像是连续扫描625 行组成的，每秒钟共扫描 50 帧图像，即帧扫描频率为 50 帧 /秒。 10) 以太网供电节省成本、提高稳定性 11) 网络摄像机使得通过网线对摄像机供电成为可能，人们不再需要为摄像机单独加电源。 标准的 POE 方式已经得到验证并成功应用 ，过去，人们是不敢想象用小小的网线完成对摄像机的供电的，这个技术为人们带来便利同时节约的成本。 POE 方式的另外一个好处是，由于电源集中采自机房的交换机，这种集中的供电方式可以保证电源的稳定性。 12) 百万像素高分辨率 13) 受制于传统模拟摄像机本身技术限制，其最高分辨率可以达到 40 万像素，但是，网络摄像机可以达到百万像素级，百万像素给人们带来的好处是：更多的细节、更大的角度。 更多的细节，意味着我们可以分得清车牌号码，人脸；更大的角度，我们可以减少普通模拟摄像机的安装便可以覆盖更大的范围。 在本项目中金库，柜台， ATM 现金 填送处，档案室，凭证库和保险柜等重点区域建议使用百万像素数字摄像机。 14) 智能视频分析置于前端，结构更合理 15) 如今人们已经基本认同智能视频分析单元置于前端的好处了。 早期的视频分析工作，复杂而繁重，因此都是基于后端服务器的 CPU，此方式的弊端在于，需要实时传输视频给服务器，服务器再进行繁重的分析工作，过分集中的方式导致的问题是带宽、存储的浪费；而前端分散智能，利用网络摄像机内置分析单元，直接对未压缩的视频进行分析，发现异常触发报警 改变帧率及分辨率并通知视频控制终端。 16) 更好的集成音频 17) 音频录制乃至双向录音已经 成为 比较广泛的需求了，对于模拟系统，实施比较困难并且需要单独增加设备；而对于网络摄像机，此工作变得非常容易，人们可以进行音频录制，并自动合成同步的音视频文件，可以实现双向语音对讲，相当于免费的 PA 系统，而一切变得非常简单，实现真正的 VOIP,音频 VOICE，视频 VIDEO 都网络化了。 18) 高的安全性传输 19) 在模拟时代，模拟信号通过铜缆传输，然后利用矩阵进行纯粹电信号的切换，这种与数字、网络关系不大的方式使得信号的加密变得不可能（ VCR 磁带的不可篡改是另外一回事）。 最糟糕的情况是可能前端摄像机已经被调包了但是控制中心人员还没发觉。 网络摄像机的视频遮挡、视频丢失告警功能，视频加密功能、权限管理等功能可以更好的防止这类问题。 20) 结构灵活，成本更低 21) 对于模拟监控系统，工程设计及施工人员最头疼的是刚刚建设完成的系统需要扩容升级。 此时，需要考虑的问题很多，核心矩阵的位置，线缆的铺设，电源、分控的位置，前端摄像机的位置及距离 ，传输及供电方式等等，受制于诸多因素的根本原因在于模拟系统的结构不灵活。 对于网络摄像机，让这些问题统统见鬼去吧，只要网络是通的，不管你的摄像机位置如何，系统都没有限制，另外，由于信号基于 IP 包的，因此视频不会因为位置或路由而质量下降。 但是传统的矩阵级联可能碰到明显的问题。 22) 集中管理、节约成本 23) 无需专人管理，即插即用，无距离限制，又可省去布线的环节，节约了成本。 网络摄像机的优势 网络摄像机能在世界的任何一个角落通过 Inter 进行远端监控之外，通过网络监控也可以有效地降低成本，它的“即插即用”功能 ，无须像模拟摄像机一样必须安装同轴电缆、控制电缆、音频线等问题。 只要利用网络就可以使用，这都是网络摄像机的优势之处。 除了具有这个特点外，还有以下几大优势： 1． 先进性 利用现有的综合布线网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备少，连线简洁，后端仅需一套软件系统即可。 2． 可靠性 3． 主要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统，所需设备简单，而图像的传输是通过综合布线网络实现的，系统可靠性相当高。 4． 性能价格比 5． 所需设备极其简单，系统的控制由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割 器、切换器、视频转网络的主机等。 由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费用。 6． 安全性 7． 系统设置了不同等级的使用者权限，仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改，没有权限的用户是接收不到图像的。 另外，图像数据的存储是专有的格式。 8． 使用及维护性 9． 系统的安装极其简单，软件系统的安装及使用也非常易懂。 在维护性方面，系统的接线十分简洁，而主要设备的可靠性很高，维护性能好，而且可实现远程维护。 10． 扩展及延伸性 11． 当需要增加监控点和监控主机时，只需要通过现有网络增加一台摄像机或PC 机即可，不 需要对现有布线系统做什么改动。 12． 应用范围广阔 13． 区域性监控，利用网络传送实时图像，如办公室、大楼等；跨区远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。 摄像机功能要求 本次 设计 为全 IP 监控解决方案，网络摄像机主要功能应包括：  采用 CCD 成像器件  采用逐行扫描或隔行扫描与动态帧合成技术相结合的成像方式  采用 MPEG4/JPEG/ 双或三压缩引擎，可实现双码流同时传输  重点区域采用 200 万像素摄像机，其他区域摄像机图像分辨率 达到 130 万 像素以上  采用分布式智能视频分析技术，具有智能移动探测和智能目标探测功能  具备双向音频传输功能  具备智能语音报警功能  具备 IP 地址过滤和密码保护功能  具备隐私区域遮盖功能  为保证更好的图像效果，日夜型摄像机需采用机械式红外滤光片  球型摄像机应具备数字防抖动功能  摄像机平均无故障工作时间高于 50000 小时 摄像机图像压缩延时小于 200ms 支持 PoE 供电 /AC24V/DC12V 方案设计 监控指挥管理中心系统以高新的数字安防联网技术，分布式远程集中监控为核心，结合客户内部管理， 集远程监控、信息资源共享、客户服务等为一体的网络视频监控管理系统。 系统具有远程视频监控、报警服务管理、电视墙管理和电子地图等各大主要功能。 通过对各个网络结点 NVR 的联网，以监控中心为枢纽建立了一个安全、高效、先进的远程网络监控体系。 最终可实现监控中心系统对所辖区域内所有 NVR 监控设备单元的网络化，集成化的高效管理。 总监控指挥管理中心系统分为数据处理部分、客户管理与操作部分、显示部分。 主要配置千兆核心汇聚交换机、 DSS 管理服务器、 DSS 客户端、图像解码设备、显示电视墙组成。 DSS 管理服务器主要组成： CMS 中心管理服务器、 DMS 设备管理服务器、 MTS 流媒体转发服务器、 SS 存储服务器、 ESS 网络智能存储服务器、 VMS 电视墙管理服务器、 ARS 主动注册管理服务器。 系统采用模块化设计，可根据系统规模将一些服务器组合在一台服务器上实现。 DSS 客户端：与 DSS 实现 CS/BS 访问架构。 本系统分为两级管理架构：前端监控值班中心系统与总监控指挥管理中心系统。 前端监控值班中心系统： NVR 作为前端监控值班中心系统的管理核心，担负着前端 IPC 的音视频管理、云台控制，本地图像实时预览及录像的本地存储与回放，与上级总监控指挥管 理中心管理平台 DSS 的音视频上传、状态通讯数据交互等。 总监控指挥管理中心系统：实现对地域或业务分散的下级前端监控值班中心进行集中监控、统一管理、业务领导决策等功能。 前端监控值班室系统介绍 前端监控值班中心系统分为四个部分： IPC 图像采集、数据传输、管理控制与图像显示。 显 示 器客 户 端交 换 机网 络 硬 盘 录 像 机高 清 网 络 摄 像 机高 清 网 络 球 机视 频 流网 络网 络 摄 像 机网 络 球 机 前端 IPC 图像采集 IPC 图像采集 ： IPC是视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容经镜头进入图像传感器转换为图像信号，经 DSP 进行数据转换与编码，打为 IP 包后经网络传输。 IPC 摄像机主要采用浙江 大华品牌，根据分辨率分为标清 D1显示分辨率与高清 130万分辨率摄像机； 前端网络摄像机具有图像采集、音频采集、报警信号接入等功能，并能根据应用场景的差异选择枪式、半球式、红外式、球型摄像机。 均采用数字网络摄像机具有远程访问，远程配置调试的优势。 上图： IPC远程 WEB访问界面 大华网络摄像机的特点是： 功能齐全： 支持 MPEG4压缩，实现集本地监控和远程浏览、录像存储及抓图、 PTZ 控制、视频与报警联动于一体的监控解决方案。 配套完备： 支持 PSS 客户端、 DSS 中心管理平台等管理软件、可通过 DMSS 手机客户端进行视频监看。 同时还支持 NVD、 SNVD、 SVR、 NVR，完成设备的存储、管理与解码上墙等功能。 硬件接口丰富： 虽然设备体积形态被限制，外围接口根据各款产品的定位，常用接口也集于一身，如 RS48 RS23音视频接口、网络接口、报警 I/O 等。 智能化：。