项目概况
园区内公共区域实施网络视频监控系统,实时监控可视区域,做到控制现场实际工作现状,实时快速的反映所发生的一切事件,便于园方及时应付处理突发事件。本系统利用现有的园区网络资源,进行网络数据传输,实现园区网络视频监控系统的全部功能。系统具有一定的实用性和前瞻性,既能满足目前的应用需求,又具有较强的技术特点及应用价值,使园区的软硬件管理能上一个新的平台。
园区网络视频监控系统利用现有的园区网络,对整个园区的建筑、园区的主要出入口及重要公共场所进行监控。本系统主要采用红外防水网络摄像机、网络匀速球和网络半球。所有摄像机的视频监控图像将通过园区内已建成的园区网传送到各个园区领导的办公机上(包括园区办公室、保卫处等),园领导只要输入正确的用户名和密码,既可看全部的实时图像,并能够对图像进行控制、录像、回放。可以实现一点对多点,多点对多点,多点对一点的实时监控。
视频监控系统的设计
监控系统的发展历程
网络视频监控的发展经历了三个阶段,早期由安防产品演化而来的闭路视频监控系统是我国第一代模拟视频监控系统(CCTV),也有人称VCR (Video Cassette Recorder) 模拟监控系统。模拟摄像机连接到VCR 上,模拟信号存储在盒式录影带上。
到了九十年代中期,一种基于PC机插卡式的视频监控系统的出现,尽管初步实现了数字化,但由于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足,使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控,或者说是DVR (Digital Video Recorder) 数模混合监控系统,模拟摄像机连接到DVR 上,将模拟信号数字化,并存储在电脑硬盘上。直至九十年代末,随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟,各种实用型视频技术的不断完善,以嵌入式技术为依托,以网络、通信技术为平台,以智能图像分析为特色的网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。
与传统的视频监控相比,网络视频监控更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理,从而实现无人值守;通过网络平台实现了远距离监控,即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果;利用先进的软件系统不仅在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析,提高了监控效率,且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。总之,网络视频监控是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品,因此对于产品在研发、推广中的综合技术与整体质量也提出了更高的要求。
网络视频监控系统的优势及发展前景
网络视频监控系统不仅具有传统的本地数字监控系统所具有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点,而且,能够切实发挥宽带网络的优势,通过IP 网络,覆盖范围可以到达的任何地方的监控目标组合成一个完整的、一体化的系统,真正适应目前视频监控系统针对远程、实时、集中控制的需求。
与此同时,完全网络化的网络视频监控系统解决方案,可以兼容和支持多种原有模拟视频设备,保护用户投资,降低用户整体拥有成本,简化工作强度,提高工作效率和可靠性。基于完全网络化的网络视频系统,可扩展出更多监控分析功能,让视频监控与其他应用集成在同一个企业IT 环境中成为可能。另外,网络视频监控系统解决方案,在多媒体应用中的数字化、网络化、智能化、系统化及超大规模组网能力等方面,优势也相当突出。
对于大型的监控系统来说,网络监控相对本地监控有着无可比拟的优势,具体体现在监控方式更灵活、系统施工和维护造价相对低廉、可保存的数据量更大、数据保存方式更多、数据应用形式更广、系统集成度更高。而另一方面,以网络为基础的视频监控突破了时间、地域的限制,只要有网络存在的地方就可以建立网络监控系统,省去了传统的布线和线路维护费用,降低了监控成本;用户在授权的情况下,就可以不受地域限制随时按需监控,实现即插、即用、即看。
可以说,现阶段通过网络及网络产品已经真正实现了分散布点、集中监控的远程传输。在一些特定的场合,网络监控得到了有效的应用,受到了广大安防厂商和行业用户的广泛关注。
熟悉远程监控的人都知道,将图像摄取后进行远程传输的主要方式除了互联网,还有光纤。有人认为,通过光端机和光纤进行远程监控,其视频图像的质量和传输速度要优于网络传输,但是它昂贵的成本和复杂的布线工程让人望而却步。更重要的是,其组网能力相对较差,不能满足大型监控项目的需求。
而网络监控则在此显示出它独有的优势:凡是有网络的地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用,使得网络监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说,网络监控还不受时间、地点限制,在授权的情况下可以随时按需监控,实现即插即用即看,使用方式相当便捷。于是,IP 网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。
视频监控系统以基于嵌入式的中、大型网络视频监控方式来规划
作为第三代视频监控领域,集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术,它是大型的,分散的地理区域监控系统的最佳选择,它正以无可比拟的绝对优势取代着前二代监控系统。第三代视频监控技术不仅仅在可解决图像传输、远程控制、现场信号采集等监控功能,还可提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。它一般基于TCP/IP 架构,符合通信网的发展趋势。嵌入式系统所有硬件软件全都采用专业设计、具备专业的制造工艺。
在编解码方面,采用专用的高速专用压缩处理芯片,系统软件采用稳定性更高的实时嵌入式操作系统,因此具有功能最强大、可靠性最高、功耗小、环境适应能力强、软件的扩展升级方便等优点,具有非常广泛而灵活的应用。
视频监控系统采用浏览器/服务器(B/S)管理架构来进行设计
B/S 模式是一种以Web 技术为基础的新型的MIS 系统平台模式。把传统C/S 模式中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器(Web 服务器),从而构成一个三层结构的客户服务器体系。
第一层客户机是用户与整个系统的接口。客户的应用程序精简到一个通 用的浏览器软件,如微软公司的IE 等。浏览器将HTML 代码转化成图文并茂的网页。网页还具备一定的交互功能,允许用户在网页提供的申请表上输入信息提交给后台,并提出处理请求。这个后台就是第二层的Web 服务器。第二层Web 服务器将启动相应的进程来响应这一请求,并动态生成一串HTML 代码,其中嵌入处理的结果,返回给客户机的浏览器。如果客户机提交的请求包括数据的存取,Web服务器还需与数据库服务器协同完成这一处理工作。
第三层数据库服务器的任务类似于C/S 模式,负责协调不同的Web 服务器发出的SQ 请求,管理数据库。
网络视频监控系统采用MPEG-4 编码技术方案
MPEG4 标准的占用带宽可调,占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的技术,一般占用带宽大致在几百K 左右。从视频压缩编码技术来看,新一代的基于对象的编码标准MPEG-4目前是实现对视频图像编解码、压缩、传输等过程最适宜的编解码技术。
MPEG-4 的特点及优势
•MPEG-4 是作为一个国际化的标准来制定研究的,因而具有很好的兼容性及开放性。
•MPEG-4 提供高压缩比的同时,对数据的损失很小,达到以最小的数据获得最佳的图像质量的目的。
• MPEG-4 是个开放标准,因其高质量的数字影像,以及允许内容创建者从MPEG-2 质量一直到极低带宽的Internet 流式内容全程进行品质和带宽的均衡,而被全世界的无线、电脑及娱乐公司广泛采用。
系统的总建设目标
本系统采用数字化解决方案,前端摄像机采集的模拟图像信号转换为数字信号,并通过TCP/IP 网络传输到私立华联学院监控中心,对私立华联学院整个园区进行实时监控和记录,使管理人员充分掌控园区的安全动态,做到24 小时录像,并能实现实时报警和灯光联动功能。为私立华联学院创造一个良好、安全的环境。
产品选型
本方案选用HeeToo 网络视频产品。HeeToo 网络摄像机采用ARM9 高速嵌入式处理器、基于MPEG-4 硬件解码器和嵌入式实时操作系统,产品稳定可靠。具有占用带宽资源少、接入方式多样,图像质量和码率灵活可调的特点。瀚唐网络摄像机可以通过ISDN、PSTN、或xDSL 路由器,在局域网、广域网或者国际互连网上方便地实现视频音频的同步传输。
前端摄像部分
本视频监控系统采用红外防水网络摄像机、网络匀速球和网络半球。在学生宿舍楼的入口、多媒体课室西门安装红外防水网络摄像机;在新篮球场、足球场安装网络匀速球。摄像机尽量装在周围的建筑上面,例如墙,天花板等地方,用于节约资金。对于一些比较难装的监控点,可以采用摄像机机安装立杆,但是考虑其成本较高,尽可能避免安装。如果今后安装时一定需要,再进行设计和核算。该部分费用不在本次设计方案中体现。监控点设置分布。
传输部分
传输方式采用基于MPEG4 数字视频编码技术的远程数字传输方式。前端摄像机摄取的图像压缩成数字信号,利用TCP/IP 网络进行传输。各栋楼至网络中心的网络已经建立好。私立华联学院的园区网主干已经铺设好光缆,因此在本次的园区监控网建设中不需要考虑园园监控网的主干光缆及网络,利用原来的园区网进行网络视频的传输。因此在本次设计中不考虑网络系统的建设及其费用。新增设的各网络视频监控点就近接入附近的园区网系统中,如果网络端口不够用。再添加部分网络设备。或者在施工前和园方网络技术人员进行规划,以确定是否增加网络端口。
操作控制部分
监控中心设在保卫楼的1 楼,在监控中心配置1 台管理录像工作站,用于轮巡显示全部图像和录像,或监视重点区域的图像。紧急情况发生时,可定格在警情画面,便于管理人员实时观看处理。本监控系统通过软件实现图像调用、云台控制等控制功能,通过授权,用户可以登录该服务器,浏览前端图像、切换视频、控制摄像机。可通过局域网、广域网进行远程客户端登录,支持多级或多个分控中心模式,支持分布式存储服务器模式。
系统性能指标
1.图像水平清晰度,彩色≥420 线;
2.系统在低照度使用时,监视画面达到可用图像,其系统信噪比不低于25dB;
3.综合评估:系统图像质量的随机信噪比大于等于40dB;
4.图像质量按五级图像质量标准评定,图像质量大于等于四级。
系统主要特点
系统采用标准的模块化设计
前端视频压缩系统采用 HeeToo 网络视频监控产品,该设备采用先进的嵌入式操作系统,视频压缩格式遵循MPEG4,图像质量和码率可调,便于IP 传输,设备体积小、稳定性高,完全适合在无人值守的环境中使用。当用户系统扩充时,只需要扩充网络摄像机或者网络视频服务器即可,不用对中心服务器和客户端硬件进行升级,可保护用户的现有设备投资。
适合网络化、数字化的监控要求
系统采用标准的TCP/IP 协议,能架构在局域网、无线网络之上。HeeToo 网络摄像机提供RJ-45 以太网接口,可直接接入局域网交换机或者HUB 上,同时,设备可任意设置网关,完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。通过视频服务器压缩的视频信号和控制信号完全通过网络传输,节省了铺设长距离线缆的成本,真正做到“一网多用”。
完善的系统功能
系统监控中心和各分控中心可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控,不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。现场图像可根据地点分组管理,以4、 9、16分屏方式显示,组内图象可自动轮巡,切换时间可以任意调节。
图像清晰
图像压缩采用MPEG4 标准,图像清晰度高,在低带宽或者多次路由的条件下,不会出现图像“马赛克”的现象。
嵌入式技术稳定性高
系统采用先进的具有嵌入式操作系统的网络视频监控产品,该设备采用RISC 芯片,视频处理速度快,稳定性极高。该设备有自动恢复功能,当前端发生掉电后,可自动启动,无需人工维护。
节省带宽资源
图像传输以“点播”的方式发送,即当有用户发出请求时才发送图像,没有用户观看时,不占用网络资源,从而使网络带宽的利用率更高。
操作简便
可以直接使用Microsoft 公司提供的IE6.0 以上版本的浏览器,操作界面全部为中文可视化界面,用户可根据清晰的中文功能提示,实现全部的监控操作。用户在实时监控过程中,可利用鼠标移动或者键盘的上、下、左、右控制键对摄像机进行控制。
维护管理方便
支持远程WEB 访问功能,管理员不必到达设备现场,就可修改设备的各项参数,提高的设备维护效率。
同时,管理员可远程增加、删除、修改用户、监控地点、用户的控制权限、录像时间和报警等信息。当这些信息修改之后,管理员不用对客户端进行维护,用户只要在重新登录系统一次,即可得到管理员重新分配的信息,大大的减轻管理人员的软件维护工作量。
设备简单,便于施工
通过使用HeeToo 网络视频监控产品,极大的简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量,它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等需要配合使用才能实现的功能,不仅减少了调试设备的施工周期,同时较少设备的使用,可提高整体系统的稳定性和可靠性,减少日后维护设备的难度。
良好的可扩展性
今后系统扩充时,只需要扩充网络视频服务器即可。在监控中心,管理人员只需要将增加的监控现场加入监控地点组,这样就完成了全部的系统升级工作。本系统不限制用户访问数量,用户可利用浏览器IE65 和客户端控件,使用办公微机随时随地监控现场环境。
防病毒侵入
系统前端设备采用嵌入式技术,操作系统固化在芯片之中,不易受目前网络中爆发病毒的侵害。
选用产品的技术参数
红外防水网络摄像机HT400-M
HT400 是一款高性价比的红外网络摄像机。针对室外的应用需求设计,HT400 内置红外灯,支持IP66 防护等级。适用于有雨水和灰尘的恶劣环境,用户无需购买额外的防护配件。
HT400 能在所有的光线条件下提供高质量的影像。
HT400 内置红外灯,红外距离高达40 米。特别适合于对夜晚监控和录像要求较高的应用需求。HT400 内置自动调节的CCD,白天呈现绚丽的彩色图像,晚上自动转变为黑白图像。
搭载HeeToo 免费的多路网络视频监控管理软件。HT400 提供了室外监控需求的全面解决方案。
网络匀速球HT1221PTZ
HT1001PTZ 是针对学园、工厂、超市等应用环境而设计的、基于IP 监控的应用方案。
HT1001PTZ 可选22 倍、23 倍、27 倍光学变焦镜头。球机可以在水平方向实现355°旋转,垂直方向90°旋转。HT1001PTZI 支持64 个预置位,支持智能轨迹循扫描。是一款低成本的恒速球形网络摄像机,搭载HeeToo 免费的多路网络视频监控管理软件。HT1001PTZ提供了针对室内外监控应用需求的全面解决方案。
带云台网络半球HT1002PTZ-M
HT1002PTZ 是针对学园、商铺、超市、仓库等应用环境而设计的、基于IP 监控的低成本应用方案。HT1002PTZ 水平转动角度为355°垂直转动角度为90°。从而提供了更广阔的图像覆盖范围,HT1002PTZ 内置红外灯,白天提供彩色图像,在低照度或不可见光环境下,自动转换为清晰的黑白图像,主要针对夜间的远程监控应用。采用壁装安装方式或者吸顶安装方式。搭载HeeToo 免费的多路网络视频监控管理软件。HT1002PTZ提供了针对室内监控需求的全面解决方案。
HeeToo 网络视频服务器集中管理软件
瀚唐电子强大的后台管理软件V2.1 、V2.2 都提供了良好的报警系统管理平台。新版本的后台管理软件V2.3 增加了安防报警的独立功能模块,不但提供了基于单机的报警联动,同时彻底解决了报警系统中各报警模块间的联动控制功能。
网络视频集中管理软件主要实现以下功能:
实时视频显示:可实时显示监控网络内1-16 路的实时视频图像,可以实现单画面,4 画面,6 画面,8 画面,9 画面,16 画面分割显示,支持轮巡显示;云台控制:在权限许可范围内,通过对前端云台和镜头的控制,改变摄像机的方位,俯仰角度和焦距等。
录像:可以根据设定的录像时间自动录像或是接收视频服务器的报警信号作报警录像。实时视频图像抓拍:实时图像抓拍是用来实时拍摄图像的辅助功能,它将动态的图像中的单帧图像以BMP 的图像格式保存下来,可以对正在监视或正在回放的图像抓拍。音频监听及对讲:客户端与前端设备之间可以进行双向语音传输。客户端可以监听前端设备的音频,同时客户端可将音频发送到前端设备,与前端设备实现对讲。报警处理:客户端接收到前端设备发送的报警信号后,客户端将根据设置启动录像,以及根据设置显示电子地图和显示实时图像。
电子地图显示:电子地图中包含了监控场景名称和该场景中的前端设备,点击电子地图上分布的前端视频设备图标,即显示该设备的实时图像。回放:可以检索回放本地录像中的设备任意时间的视频文件,检索回放下载前端视频设备中的录像文件。
传输与供电
闭路电视监控系统的供电通常有两种方式,一是使用独立的稳压电源集中供电,以便保证系统运行的安全和设备的同步性能,二是在现场独立供电。本方案采用现场独立供电的方式。
管理工作站与服务器配置
在监控中心,配置一台管理工作站安装视频服务器软件和数据库,录像资料都保存在服务器里。