网络高清数字监控系统

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1.1 概述
  在现代化企业中，工厂实施全面网络视频监控系统：保安监控部分可以对企业厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控，对厂内各主要通道和出产场地进行监控;行政监控部分对办公场所进行视频监控，以了解员工工作情况，加强员工考勤治理，提高工作效率；出产治理部分对产线以及出货实施全程监控，以及时了解各车间的工作情况和流水线的出产情况。
　　对于工厂安防来说，其主要需要满足以下两方面的要求。其一，视频监控系统要保障厂区和公共活动区域内工作人员的人身安全，保障生产设备及其它重要设施的财产安全，预防人为破坏活动，并在意外事件发生后，第一时间取得事件发生的过程录像，为及时处理和追究责任提供有力证据。这是视频监控的基本功能要求。其次，视频监控系统可以在工厂日常生产过程中，起到辅助生产的作用，实现生产线的无人值守。
1.2 设计原则
（1）标准化
结构体系满足EIA/TIA568、IEEE 802、EIA-569、EIA-606、ISO/IEC11801 等标准。
（2）实用性
系统的各子系统，包括数据、语音、视频、控制等都满足国际标准，具备友好的用户界面，管理功能完善，方便实用。
（3）灵活性
系统中的任何一部分的联接都是灵活的，即从物理布线，到数据通讯，语音通讯，视频通讯、监控设备的联接都不受物理位置和这些设备类型的限制。
（4）扩展性
由于这些基础设施（材料、部件、通讯设备）都采用国际标准，因此，无论计算机设备、通讯设备、控制设备随技术如何发展，将来都可很方便地将这些设备联到系统中，对于系统的扩容及各部分调整带来很多方便性。
（5）安全性
数字智能化网络监控系统最大特点之一就是利用现有的，成熟的计算机存储技术存储来自网络摄像机传送的数字图像。一方面保证了高效，可靠的存储，另一方面易于存储的扩展，从而组成更大的存储空间。结合JSUP的数字矩阵专业管理软件，不仅轻易存储来自网络摄像机采集到的数字图像，而且提供强大的录像检索，可以迅速检索到发生事件时段的录像资料。为处理事件提供强有力的图像证据资料。
（6）模块化
所有用于连接这些设备的适配件都是标准件，并且形成一定的功能模块，如各个采集终端作为一个独立的运作单元，其自身可以实现音视频的采集、压缩、传输等功能。作为独立模块运作对系统的扩展来说非常方便。
（7）可靠性
在系统设计中除选用符合国际通用标准的、技术上成熟的名牌产品以确保其可靠性外。还在设计中根据其功能、重要性等分别采用冗余、容错等技术，确保系统的长期稳定运行。在本系统的设计中，对各子系统的可靠性作了充分考虑，具有高效、快速的故障自诊断和自恢复功能。
（8）成熟性、兼容性
本系统设计中优选成熟、稳定、运行良好、技术可靠的设备。系统设计布置各种先进的监控设备，可方便地接入网络视频服务器，系统具有良好的兼容性。
1.3 系统技术要求
如何选择“数字化系统” 以下几个步骤，不但可用于从各色数字化产品及解决方案中区分出“数字化系统”，同时也是衡量“数字化系统”品质的指标：因此，方案的设计必须在以下几个方面得到保证：
（1）是否具备明确的系统组建
数字化系统对设备的资源配置有较高的要求，而数字化产品的系统资源，如CPU处理能力往往相当有限。视频编码、视频解码、录像存储、视频显示操作、系统设置及安全管理，是数字化系统的主要功能，各项功能均占用相当高的系统资源。若将多项甚至所有功能集中于单个设备完成，不但各功能所分配到的资源相对低、效果相对差，而且若多项功能同时启动，设备的负载急剧提高，较易引起阻塞甚至死机。
因此，数字化系统必须由多个系统设备组成，各设备仅完成其所属功能。“专有设备专门化使用”，这便是明确组建的含义。
（2）是否具备合理的网络结构
各种异构网络接入条件存在差异性，表现在带宽、时延、误码率等方面。为保证视频流在传输的过程中的实时性、连续性和平稳性，需根据网络的当前状况自适应调节视频的码率、质量，以适应当前的网络环境。视频监控的城域和广域互联都必须采用这种自适应视频传输机制以适应目前公安专网或公网的实际网络环境。目前的自适应网络传输可以分为基于发送方的、基于接收方的以及混合控制的速率调整方式。也可以采用动态多码率技术，使视频流的码率能够根据带宽的不同而相应变化。
数字化系统的视频流属于高带宽信号，传输时要求网络具备足够的带宽资源及交换能力。然而目前的监控系统，其视频量往往达到百余路甚至几百路，而用户对图像质量的追求（如4CIF@25IPS）再次加剧了视频流的带宽占用。如此数量庞大的高带宽信号传输于网络，若不进行有效的带宽管理，对任何类型的网络都将是一场灾难！
合理的网络结构，可通过划分VLAN等方式，对视频流进行“围堵”。将高数量高带宽视频流限制于VLAN内，而各VLAN间仅传输有限数量及带宽的视频流，以保障系统主干网的通畅。
（3）是否具备完善的安全管理
监控系统亦称为闭路电视系统（CCTV），原因在于其系统资源是闭合的，非开放的。然而，网络是相对开放的资源，病毒、黑客等都会对网络及其资源造成严重破坏。数字化系统既然建设于网络环境，如何保持其必要的闭合性，这便是“安全管理”所关注的问题。
系统要求能够实现在监控中心对监控资源的集中控制、管理和监视等功能，通过授权方式实现用户终端的权限控制。系统中所有注册用户根据权限、所在机构的不同组成树状的管理结构，用户根据级别访问不同内容的视频资源。其中高级别权限用户可以随时掌控其权限范围内用户的客户端使用情况，并对可疑用户进行远程封杀管理。用户之间根据业务需求，也可提供临时的授权，使低级别或其余机构的用户跨级访问非权限范围内的视频资源。这种基于权限的纵深式管理机制使平台的管理更加灵活、方便。
（4）是否具备流畅的数字矩阵切换操作
“监控系统”发展至今已有相当长的历史。其间，系统的规模、结构及功能曾经过多次变革及提升。可以发现，无论监控系统如何进化发展，其本质并未改变——监控系统实质为切换显示系统，而其他诸如编程、联动、集成等都是在此基础上的附加，目的使监控系统功能更强大。因此，切换操作是否便捷、是否流畅、是否简单易控，是判断一套监控系统本质性能的关键。
传统的模拟系统，其切换显示只需利用键盘即可完成。其操作流程的简单快捷，已经广泛受到全球各类用户的青睐与认定。目前，不少数字化系统采用图形化界面，通过鼠标拖曳实现切换操作，其用户操作体验与模拟系统相比，不可否认地缺乏流畅性，且较易因用户误操作而引起系统故障。数字化系统拥有如模拟系统般流畅的操作体验，这不但是系统本质的坚持，更是广大用户的强烈需求。
（5）基于流媒体分发技术的视频浏览和存储回放
前端设备的媒体发布是城市联网监控系统的瓶颈之一。前端设备带宽有限，一般只有1Mb-10Mb，多路用户（5至10路）并发访问就会发生网络拥塞而传统的流媒体系统能够支持1000路以上并发视频播放，并且可通过消除抖动和图像后处理保证客户端的视频质量，将流媒体技术应用到视频监控系统中将极大提高系统的媒体发布能力。通常是将网络摄像机作为流媒体的前端，流媒体系统作为视频传输的载体，充分利用流媒体系统的传输优势，扩展系统的容量，容纳上千、上万用户的并发访问。同时平台的存储系统也可以通过流媒体服务器的点播能力实现。诸如存储网络的读写，视频文件的检索和发布等功能都可以借助流媒体服务器强大的转发能力完成。