為了滿足市場對視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化需求,許多視頻監(jiān)控企業(yè)紛紛開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。本文所介紹的某監(jiān)控系統(tǒng)正是在基于Intranet或Internet網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的系統(tǒng),其可以較好地滿足一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ΡO(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化需求。
文/廣州達(dá)鑫科技有限公司總經(jīng)理 錢軍平
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)V.S模擬監(jiān)控系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)與常規(guī)的模擬監(jiān)控系統(tǒng),有著以下性能特點(diǎn)方面的比較。
圖像質(zhì)量
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)主要采用相當(dāng)于550TVL的高分辯率顯示器,圖像解晰度最高可以達(dá)到720×576,遠(yuǎn)程傳輸?shù)膱D像質(zhì)量最高達(dá)到720×576。
模擬監(jiān)控系統(tǒng)則在采用同樣價格監(jiān)視器的情況下,無法達(dá)到相當(dāng)于380TVL的分辨率,其遠(yuǎn)程傳輸僅限于很少的幾種線路,圖像質(zhì)量不高于352×288。
錄像功能
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)采用硬盤壓縮錄像,其圖像質(zhì)量無損失,多個攝像機(jī)在同時錄像時,每個攝像機(jī)的解晰度都可以達(dá)到720×576,相當(dāng)于550TVL,而且它還可以存儲一個月的錄像,檢索時可任選時間和攝像機(jī)。
模擬監(jiān)控系統(tǒng)則采用磁帶錄像方式,其圖像嚴(yán)重失真,只相當(dāng)于230TVL,多個攝像機(jī)同時錄像時,每幅圖像都變小,不到100TVL,一般只能存儲一天的錄像資料,檢索時手工選帶,采用進(jìn)倒帶方式。
組網(wǎng)能力
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)是一個完全網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng),其以TCP/IP方式組網(wǎng),組成Intranet(又稱為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng))或可掛接于Internet網(wǎng)絡(luò)。
而模擬監(jiān)控系統(tǒng)并不具備大型組網(wǎng)能力。
系統(tǒng)擴(kuò)展和升級
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)可采用多機(jī)互聯(lián)或在單機(jī)上增加模塊,實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的系統(tǒng)連接。在系統(tǒng)升級方面僅需要更換軟件即可。
模擬視頻系統(tǒng)在擴(kuò)展時一般要更換一個更大的矩陣系統(tǒng),甚至無法與其他模擬系統(tǒng)互聯(lián),因?yàn)樗鼈兊膮f(xié)議不同,即使是在相同的模擬系統(tǒng)中,互聯(lián)時也只能限于本地,遠(yuǎn)程無法相互控制,而升級則需要廠家干預(yù)改寫硬件。
系統(tǒng)操作
網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)可用鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行操作,電腦可顯示各個畫面,控制方便、直接,具有Windows多文檔程序風(fēng)格、幫助信息很多、美觀易學(xué)等優(yōu)勢。
模擬監(jiān)控系統(tǒng)的電腦則只能作簡單控制,操作人員需要死記硬背許多復(fù)雜的操作指令,控制程序較為繁瑣。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
作為一個完全網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上可劃分為單主控機(jī)系統(tǒng)、現(xiàn)場子系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)三級架構(gòu)。
單主控機(jī)系統(tǒng)
單主控機(jī)系統(tǒng)(如圖1)是網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)中最簡單的應(yīng)用,一般只有一臺主控機(jī),不需要接分控機(jī)。它將視/音頻矩陣切換、云臺及鏡頭控制、報警采集處理及行動輸出等基本功能集成于一臺工控機(jī)中。單主控系統(tǒng)主要應(yīng)用于單個建筑物或小范圍建筑群(如賓館、超市、別墅小區(qū)等)的安防監(jiān)控場合。
單主控機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)視/音頻矩陣切換和電視墻控制、報警聯(lián)動及行動輸出兩種主要功能。
視/音頻矩陣切換及電視墻控制
采用工控機(jī)內(nèi)置的矩陣式視頻/音頻切換電路,標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)可監(jiān)視32路視頻或16路視/音頻,最多可擴(kuò)展到監(jiān)視256路視頻源。系統(tǒng)可任意設(shè)置各視頻輸入是否有伴隨的音頻輸入,各視音頻通道間的隔離度能達(dá)到55db以上。
其顯示器主畫面可實(shí)現(xiàn)單畫面全屏或多畫面窗口組合監(jiān)視,各個監(jiān)視畫面可任意調(diào)整位置,任意縮放尺寸,或者添加刪除監(jiān)視窗口等。顯示器可固定地以全屏方式只顯示一個視頻源圖像,也可以輪流切換方式激活各視頻源,以子畫面或者以全屏方式輪流顯示。
系統(tǒng)可將視頻輸出接到監(jiān)視器,或由其組成的電視墻上,以及錄像機(jī)等其它視頻設(shè)備,在指定的監(jiān)視器上按指定時間段輪流顯示或定點(diǎn)顯示來自于本地或遠(yuǎn)程的視頻信號,特別適用于監(jiān)控中心對各重要監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)測。
報警聯(lián)動及行動輸出
該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以任何一種多媒體事件作為報警輸入,可聯(lián)動一系列多媒體事件輸出作為行動輸出。如:外接報警、其它系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)報警、網(wǎng)絡(luò)信息、本系統(tǒng)的設(shè)定時刻、視頻檢測報警以及視頻斷線報警等都可以作為報警輸入;鳴響警笛、語音提示、打開現(xiàn)場照明燈光、錄像機(jī)對現(xiàn)場精細(xì)錄像和自動硬盤錄像、自動切換現(xiàn)場圖像、自動抓拍現(xiàn)場圖像以及網(wǎng)絡(luò)通知系統(tǒng)其它主分控作相應(yīng)聯(lián)動等都可以作為行動輸出。系統(tǒng)用報警控制器采集報警輸入及控制報警行動輸出。各報警點(diǎn)的報警探頭由報警控制器集中供電,報警輸入和行動輸出連接到報警控制器上,每臺報警控制器可連接16路的報警輸入和8路的行動輸出。
現(xiàn)場子系統(tǒng)
現(xiàn)場子系統(tǒng)(如圖2)是在局域網(wǎng)內(nèi)構(gòu)成的跨地域多監(jiān)控微機(jī)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),由一臺或多臺主控機(jī)以及若干臺分控機(jī)組成,可進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)互控,主要包括主控機(jī)、分控機(jī)、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及其他附加設(shè)備如打印機(jī)、錄像機(jī)、報警器材等。其采用集中式管理模式,在每一個子系統(tǒng)內(nèi)都有一臺微機(jī)(可和主、分控機(jī)共用)運(yùn)行監(jiān)控服務(wù)器程序,進(jìn)行路由管理、權(quán)限管理和報警數(shù)據(jù)庫管理?,F(xiàn)場子系統(tǒng)主要適用于局域網(wǎng)(或可敷設(shè)局域網(wǎng))環(huán)境內(nèi)的多地域監(jiān)控,如小區(qū)、辦公樓群分散的工礦企業(yè)、智能大廈、機(jī)場、監(jiān)獄等類似監(jiān)控條件及監(jiān)控要求的地方。
當(dāng)現(xiàn)場子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時,其視頻傳輸在LAN范圍內(nèi),可直接采用模擬視頻線纜連接,不必進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。另外,在局域網(wǎng)內(nèi)也可以通過局域網(wǎng)傳輸控制信息和視頻信號,但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸視頻時必須使用視頻壓縮解壓縮卡(CODEC),這種方法會使成本增加很多。
分控機(jī)
分控機(jī)是指一臺安裝視頻捕捉卡并運(yùn)行分控軟件,且與主控機(jī)有網(wǎng)絡(luò)和單向視頻連接的微機(jī),其可通過網(wǎng)絡(luò)傳遞控制信號,享有與所連接主控機(jī)相同的操作界面和操作效果。每一臺分控占用相連主控機(jī)的一個輸出通道,同一臺主控機(jī)可擁有多個分控機(jī)。
系統(tǒng)管理機(jī)
系統(tǒng)管理機(jī)是一臺運(yùn)行服務(wù)器管理軟件和報警布防圖軟件的微機(jī),系統(tǒng)配置、管理軟件可運(yùn)行在獨(dú)立微機(jī)上,也可運(yùn)行在某臺主、分控機(jī)上,使之同時成為系統(tǒng)管理機(jī)。系統(tǒng)管理員通過管理機(jī)集中地為監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置各項(xiàng)信息。在任何一臺主控、分控或者系統(tǒng)外的一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行系統(tǒng)服務(wù)器管理軟件和報警布防圖軟件,這臺機(jī)器就可提升為系統(tǒng)管理機(jī),實(shí)行對現(xiàn)場子系統(tǒng)的路由管理、權(quán)限管理和報警數(shù)據(jù)庫管理。
電子報警布防圖功能
系統(tǒng)的報警布防圖,實(shí)質(zhì)上是監(jiān)控區(qū)域監(jiān)控資源分布圖。布防圖可以嵌入與現(xiàn)場相關(guān)的清晰、準(zhǔn)確的背景圖,以更精確地模擬現(xiàn)場的實(shí)際情況。報警布防圖有一個樹形的查詢窗口,可以按主控機(jī)所掛接的監(jiān)控設(shè)備方式來檢索。
在報警布防圖的設(shè)置工具中,用戶可直接對視頻源、監(jiān)視器、錄像機(jī)等視頻資源和報警探頭、行動輸出等報警資源直接設(shè)置,包括中文名稱、布防撤防時間、行動輸出類型等。報警聯(lián)動項(xiàng)也可在報警布防圖中設(shè)置,一個報警信號可以對應(yīng)于多個主分控的組合聯(lián)動。
動態(tài)路由管理
動態(tài)路由管理功能使得管理機(jī)能夠隨時查詢子系統(tǒng)的視頻線路資源占用情況及占用者的權(quán)限,并根據(jù)申請者的權(quán)限,動態(tài)地分配線路資源。換而言之,當(dāng)某一操作者在某臺主控或分控上申請觀看或操作位于另一主控機(jī)的視頻源時,管理機(jī)將根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來構(gòu)造一條鏈路,當(dāng)鏈路上的各條實(shí)際線路的占用者的權(quán)限都低于該操作者時,申請成功,管理機(jī)允許操作者觀看該視頻源,同時通知各線路的原先占有者放棄觀看權(quán)。
系統(tǒng)安全管理
系統(tǒng)的安全管理主要由兩部分組成。首先是用戶權(quán)限的設(shè)置,每個用戶都有用戶名和密碼以及相應(yīng)的用戶權(quán)限,最高級用戶可以監(jiān)控系統(tǒng)全部的資源,節(jié)點(diǎn)級用戶可以監(jiān)控指定主控機(jī)的所有資源,而低級別用戶只可以監(jiān)控指定主控機(jī)的指定資源;多個不同權(quán)限級別的用戶同時監(jiān)控同一個攝像機(jī)或操作同一個行動輸出時,在多個控制請求情況下,最高級用戶所發(fā)控制命令有效;報警信號的定點(diǎn)傳輸也屬于安全機(jī)制之一,只有本地主控機(jī)和指定的分控以及指定的遠(yuǎn)程主控或分控才有權(quán)接受某一報警信號并予以響應(yīng)。其次是系統(tǒng)的容錯性,其能夠?qū)τ脩舻恼`操作、錯誤設(shè)置或者不符合預(yù)定權(quán)限的操作及時作出提示。
聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(如圖3)是在廣域網(wǎng)上構(gòu)成的大型多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。其子系統(tǒng)的各個主分控一般以局域網(wǎng)方式組網(wǎng)傳遞控制信息,用視頻電纜傳輸本地視頻,分控機(jī)界面及操作方式與主控機(jī)相同;遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)則根據(jù)通訊線路的實(shí)際情況,借助ATM、E1、ISDN、PSTN或DDN等通信媒介以廣域網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)間的資源共享,實(shí)時傳送視頻信號和控制信號。
對于能提供64K以上帶寬的線路,采用遵循H.323會議電視標(biāo)準(zhǔn)的CODEC卡進(jìn)行傳輸,提供實(shí)時的動態(tài)圖像;當(dāng)帶寬達(dá)到384K時,傳輸速度可以達(dá)到25幀/秒,與現(xiàn)場采集的動態(tài)圖像質(zhì)量相同。而當(dāng)用戶只能提供一路電話線或64K的中繼線路時,系統(tǒng)將根據(jù)用戶對實(shí)時性和圖像質(zhì)量的不同需求,提供專門的解決方案。如監(jiān)控?zé)o線基站時,無人值守的無線基站沒有什么動態(tài)物體,用戶對圖像的實(shí)時性要求不高,僅需定時傳送高質(zhì)量的現(xiàn)場情況靜態(tài)圖像。在基站處的攝像及圖像傳輸處理設(shè)備采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),可不停地在Internet網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布其抓拍的JPEG圖像,由監(jiān)控中心將所有待監(jiān)測的基站圖像統(tǒng)一在一個界面內(nèi)。如果用戶要求觀看實(shí)時圖像時,則用電話線套件利用1條電話線實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的動態(tài)圖像傳輸,在352×288的解晰度下最高可達(dá)到15幀/秒的傳輸速率。
系統(tǒng)設(shè)備
從前面的介紹,可知道整個系統(tǒng)應(yīng)用了多種設(shè)備,這些設(shè)備又可分為前端和中心設(shè)備。
前端設(shè)備
該系統(tǒng)的前端設(shè)備一般包括攝像機(jī)、鏡頭(含三可變鏡頭)、云臺、云臺解碼器、報警探頭、報警控制器、報警器材等。
·攝像機(jī):現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)絕大多數(shù)都是采用模擬攝像機(jī),將場景圖像轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號,通過同軸電纜傳輸至指定的視頻監(jiān)控設(shè)備;
·鏡頭:一般選用定焦鏡頭和電動可變焦鏡頭兩種,不同的監(jiān)控范圍選用不同焦距的鏡頭;
·云臺:攝像機(jī)安裝在云臺上,用以控制調(diào)節(jié)攝像機(jī)監(jiān)控的范圍;
·云臺解碼器:通過串口接收控制主機(jī)的命令,內(nèi)部解碼識別后產(chǎn)生相應(yīng)的控制輸出,以控制云臺的上下左右轉(zhuǎn)動和鏡頭的三可變控制;
·報警探頭:包括紅外雙監(jiān)、紅外對射、門磁開關(guān)、煙感、水禁和振動感應(yīng)器等;
·報警控制器:接收各種報警探頭的報警信號,按預(yù)先的配制設(shè)定控制聲光報警設(shè)備,并將單一的報警信號編碼通過串行接口傳送給監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī);
·聲光報警設(shè)備:包括警燈、警笛和燈光控制繼電器等。
中心設(shè)備
中心設(shè)備包括視頻主控機(jī)、視頻分控機(jī)、遠(yuǎn)程視頻終端機(jī)、電視墻、畫面處理器、錄像機(jī)和多畫面數(shù)字錄像機(jī)等。
·視頻主控機(jī):監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備,系統(tǒng)在硬件方面直接接入包括音視頻矩陣切換卡、音視頻矩陣切換控制器、云臺解碼器、報警控制器等系統(tǒng)集成設(shè)備,在軟件方面包括系統(tǒng)核心軟件、通信軟件、配制軟件、管理軟件、報警信息處理軟件和控制軟件等;
·音視頻矩陣切換設(shè)備:包括切換卡和切換控制器;
·視頻分控機(jī):監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)展控制終端設(shè)備,滿足多用戶操作控制需求,其視頻輸入信號是從主控機(jī)傳來的模擬信號或數(shù)字信號;
·視頻傳輸設(shè)備:可以是內(nèi)置視頻壓縮傳輸卡的一對計(jì)算機(jī),也可以是類似于Modem一樣的視頻傳輸模塊,支持LAN、WAN、PSTN、ISDN;
·電視墻:即多臺監(jiān)視器組合,其屏幕大,顯示效果清淅,便于監(jiān)控人員充分監(jiān)視各監(jiān)控場景;
·多畫面處理器:將多路視頻信號組合成一路視頻信號,在效果上可使一臺監(jiān)視器的屏幕分割成2路、4路、9路或16路畫面,節(jié)省監(jiān)視器數(shù)量減少投資;
·錄像機(jī):傳統(tǒng)模擬錄像機(jī),采用單盒錄像帶記錄單路視頻信號;
·多畫面數(shù)字錄像機(jī):采用PC機(jī)內(nèi)置多塊視頻壓縮處理卡,對多路模擬視頻信號分別進(jìn)行數(shù)字編碼壓縮,并將信息保存在硬盤中,還可根據(jù)任意檢索條件對所記錄的圖像進(jìn)行隨機(jī)檢索。