海康威视解决方案-全数字视频监控系统解决方案.doc

海康威视解决方案海康威视解决方案 全数字视频监控系统解决方案 （第一稿） 杭州海康威视数字技术股份有限公司 技术热线：400-700-5998 1概述概述.3 1.1项目概况.3 1.2设计原则.3 1.3总体目标.3 1.4设计依据.3 2系统总体设计系统总体设计.4 2.1总体设计思路.4 2.2系统定位.4 2.3系统架构.4 2.4系统关键业务流程.5 3系统详细设计系统详细设计.10 3.1前端子系统.10 3.2存储子系统.13 3.3解码子系统.18 3.4显示控制子系统.21 4应用软件平台应用软件平台.24 4.1中心服务模块.26 4.2存储服务模块.27 4.3流媒体服务模块.28 4.4电视墙服务模块.29 4.5报警服务模块.31 3 4.6配置客户端模块.32 4.7操作客户端模块.36 5附录附录.41 5.1海康威视简介.41 5.2成功案例.42 5.3产品规格书.43 4 1概述概述 1.11.1 项目概况项目概况 1.21.2 设计原则设计原则 1.31.3 总体目标总体目标 构建一套全数字网络视频监控系统； 实现 D1 以上高清晰图像质量； 提供海量数据存储系统和数据防丢失机制； 建设数字化监控中心； 建成的系统具备高可管理性、高可扩展性、易维护易升级。 1.41.4 设计依据设计依据 5 2系统总体设计系统总体设计 2.12.1 总体设计思路总体设计思路 全数字网络视频监控系统由监控专网、监控设备和应用软件组成。建成以 后是一套综合性网络视频监控系统。 按照“抓应用、求先进、上台阶”的思路，在可靠运行的前提下借助先进 的视频监控技术提升系统的先进性，满足未来 5-10 年的发展要求；完善监控系 统的管理和运用，使监控系统对安保、业务的作用最大化；完善系统之间的联 动和应用软件的功能，使用户在运用本套系统时能充分感受到稳定、实用和便 利。充分利用监控资源，发挥整体效益，做到系统具有可持续发展特性。 2.22.2 系统定位系统定位 全数字网络视频监控系统建设我们提出以下定位： 高起点的设计系统，系统具有先进性和可持续发展特性； 强调系统的实战性，一切围绕用户业务和安全防范展开，系统服务于实 战； 强调系统的联动，将报警系统与监控系统结合起来，在一个平台上实现 报警联动的功能； 强调系统资源的共享，让本次建设的系统成为一个立体的、多层次的、 全方位的、具备防御层概念的视频监控系统，开放式平台为系统资源二 次利用、共享提供基石； 强调录像图像画面的有效性和实时监控的有效跟踪； 强调系统的稳定性和简单操作性； 确保系统是一个安全可靠的信息系统。 2.32.3 系统架构系统架构 目前监控系统联网架构模式主要有全数字和数模结合模式两种，前者的典 6 型标志是采用网络摄像机和数字矩阵，后者的典型标志是采用模拟摄像机加视 频编码器。通过实地调研对比分析，我们认为全数字更符合本次项目，原因如 下： 全数字网络视频监控系统是当前网络视频监控最先进的架构，是网络视 频监控今后的发展方向，其它网络监控模式会逐步过渡到全数字模式； 全数字网络视频监控系统是实现高性价比的高清视频监控的基石； 全数字网络视频监控系统易于扩容，易于开发应用新功能，是一套符合 发展规律的、具有可持续性的、先进的网络视频监控系统； 全数字网络视频监控系统运作于监控专网内，对未来跨公网网络监控系 统改造具有指导意义。 故此，本系统架构按全数字模式设计网络视频监控系统。 2.42.4 系统关键业务流程系统关键业务流程 全数字网络视频监控系统按安防规范分作几个部分：采集部分（网络摄像 机） 、传输部分（IP 视频专网、流媒体模块） 、存储部分（存储模块） 、显示部 分（电视墙模块）和管理控制部分（中心服务模块、客户端） ，并单独设计一个 报警服务模块来接收、转发报警信号。 各服务模块因信令交互构成一套有机整体，在网络上合理部署服务模块， 优化信令（数据流）流程，使监控系统更好地运作，整体效能得以最大限度地 发挥。系统关键业务流程如下图所示： 7 图 2.1 系统关键业务流程图 图 2.1 呈现以下几类信令、数据交互： 1 1、注册、管理、控制信令注册、管理、控制信令 包含注册信令、管理信令和配置信令。前端设备和服务模块都注册到中心 服务模块上，接受中心服务模块的统一管理和资源调度。 统一管理统一管理：指只有在中心服务模块上注册成功的组件才能使用，重要性尤 其体现在对复杂前端设备的接入管理和后端客户端的权限管理。 资源调度资源调度：指主要体现在存储服务的调度、流媒体服务的调度等。 2 2、实时流（预览）实时流（预览） 前端设备的实时流送至流媒体服务模块，再转发给 1 个（或多个）客户端 解码显示在 PC 显示屏，亦可转发给电视墙服务模块解码输出到电视墙显示。采 用流媒体服务模块一方面能减轻前端设备接入带宽的压力和设备的处理压力， 另一方面能将用户与设备隔离，确保系统的安全性。 通常前端设备的接入带宽较少，所处环境也较恶劣；使用流媒体模块以后， 后端多路并发预览也只需从前端获取 1 次码流即可，相应地降低了前端处理输 出多路码流带来的压力和功耗。 其次，用户若能直接访问前端设备，会存在系统风险，存在用户恶意破坏 前端设备的可能。将它们隔离开，能从根本上杜绝这种风险。 3 3、存储流存储流 前端设备根据录像计划将视频流写入存储服务模块。如前文所述，合理设 计存储系统能确保录像过程高效、稳定、可靠。 4 4、检索指令、回放流检索指令、回放流 客户端向存储服务模块发起录像检索请求，后者从存储介质中检索出指定 录像并返回给客户端解码显示，客户端也可将回放流推给电视墙服务模块解码 上墙回放。 5 5、告警信令告警信令 可能存在的 11O 报警、视频丢失报警、遮蔽报警、移动侦测报警、智能分 析报警、设备运行状态报警都将上传到报警服务模块，由它判断报警归宿和报 8 警优先级，将报警信息转发给合理的客户端去处理。 系统组网示意图： 图 2.2 系统拓扑示意图 图 2.2 以功能模块方式呈现全数字网络视频监控系统的系统拓扑架构。从 图可知系统分为 4 大块，分别是：已有监控资源、新建监控资源、中心机房和 监控中心。 新建监控资源新建监控资源指本项目的前端子系统，散布在各监控点。 中心机房中心机房设置在监控中心旁，内部包含了存储子系统、管理控制子系统和 集成联动部分。是整个监控系统的核心，是软件平台的核心。 监控中心监控中心一般分 3 大块，总控中心、分控中心和查询室，体现在解码显示 部分、控制台和操作位。 前端采集部分前端采集部分采用网络摄像机（或/和）网络半球作为主要的图像采集设备， 特点为图像清晰度达到全实时高清晰质量，分辨率为 4CIF、HD720p 甚至 9 1600*1200；夜间照度较差又无补光措施的位置选用红外网络摄像机，复杂环境 选用 1 只网络高速球供机动监控使用。所有摄像机都采用 6 类线直接接入大楼 监控专网。 网络存储部分网络存储部分采用支持国际标准 iSCSI/NFS 传输协议的磁盘阵列作为核心 存储设备。支持国际标准的 iSCSI/NFS 传输协议的网络摄像机，能直接将视频 数据写入磁盘阵列。其它网络摄像机需借助网络视频存储模块（NVR）来辅助完 成写入视频数据的操作，NVR 通过 SDK+API 获取网络摄像机的视频数据，再以 iSCSI/NFS 传输协议写入磁盘阵列。 管理控制部分管理控制部分包含了管理服务器、流媒体服务器、报警服务器和控制（配 置客户端） 。管理服务器对全网监控设备和服务器实行统一的注册管理功能，包 括对前端网络摄像机的巡检、配置、维护，工作异常的网络摄像机将在平台产 生报警；监视存储系统的工作状态，监视电视墙服务器的工作状态，设备工作 异常产生报警信息，并产生相关的日志；管理控制中心和客户端的登陆用户名/ 密码，并为每个用户分配对应的权限，用户只能在授权范围内操控监控资源。 流媒体服务器将视频数据转发给分控客户端使用；控制（配置客户端）对整套 网络视频监控系统执行配置操作。 多系统联动部分多系统联动部分，管理控制部分的报警服务器能接收来自报警主机和门禁 主机的报警信号，通信基础为互通协议。根据提前设置好的联动策略，报警服 务器会在收到报警信号之后，完成转发功能，由监控中心执行接警处警工作， 属于预案体系中级别较高的报警信号来临时，平台将自动弹出报警点的图像和 报警点对应电子地图的位置，并以“应急预案”的方式提示处警人员如何采取 下一步动作。 显示部分显示部分采用高清解码器构建高清数字矩阵，输出高清图像到高清电视墙， 向下兼容解码 D1 图像，兼具传统模拟矩阵的切换、轮巡等功能。每 1U 的高清 解码器可同时解码输出 4 路全实时 720p 的高清图像。控制台部分由操控客户端 和控制键盘组成，能完成：调看实时监控图像，回放录像文件，切换电视墙的 显示方式等等。操作位部分由多台 PC 客户端组成，主要用于监控、追溯非杭州 地区的监控点。 多级联网部分多级联网部分，软件平台支持将已建监控系统的视频图像都接入该平台。 10 选择一套易于接入现有 DVR 的软件平台，一方面可保护用户投资，实现可持续 发展，另一方面可充分减小互联对接的难度，避免利用视频网关等二次编解码 对图像造成的损失。 11 3系统详细设计系统详细设计 3.13.1 前端子系统前端子系统 1 1、简述简述 全数字网络视频监控系统的前端子系统包含了图像采集和编码服务两种功 能。主要满足各级监控中心对各监控点图像的调用和观看。都将采用网络摄像 机提供数字图像，网络摄像机部署在监控点位，通过视频监控专网汇集到各区 域中心，并完成数据转发，供各部门调用。 2 2、组成及选型原则组成及选型原则 前端部分主要包括：摄像机、护罩、防雷器、补光灯、立杆等。本项目总 共包括 xx 个监控点，选型原则是网络摄像机（含网络高速球） 。 摄像机选型原则： 序号位置分辨率选型 1普通监控点D1（704*576）网络摄像机 2要求高清监控点HD720p（1280*720） 3开阔区域HD1200p（1600*1200 ） 高清网络摄像机 4光照不良区域D1红外网络摄像机 5要求跟踪的复杂区域D1网络高速球 6难于布线的监控点D1无线网络摄像机 点位表： 单元楼功能区 网络 摄像机 高清网络 摄像机 红外网络 摄像机 网络 高速球 层 层 层 号楼 电梯 号楼层 12 层 层 电梯 层 层 层 层 号楼 电梯 层 层 层 N 号楼 电梯 室外 地下室 总计 3 3、前端工作方式前端工作方式 网络摄像机（含网络高速球）采集的视频图像在网络摄像机内已完成视频 压缩，通过六类线接入监控专网，直接输出 IP 码流（包含视频、音频、控制、 报警等） 。基于实时流与存储流分离的原则，实时流送往流媒体交换并转发给客 户端、数字矩阵等解码显示，存储流直接写入网络存储系统。 网络摄像机采用 MPEG4/H.264 等先进编码方式，标清摄像机输出码流为变 码率 1.5Mbps，图像分辨率为 4CIF；高清摄像机输出码流为变码率 3Mbps，图 像分辨率为 HD 720p。 网络摄像机还提供报警输入、输出接口，靠近网络摄像机的报警点可以开 关量形式直接送入网络摄像机，并能在本地产生报警联动输出，如：打开射灯、 蜂鸣器响。报警信号也能经过 IP 专网上传至软件平台，并在监控平台产生一系 列的联动功能，比如：自动弹出现场图像、电子地图上对应报警点和监控点图 标闪烁等。 用户能远程控制网络高速球，能远程配置网络摄像机的参数和对其升级。 软件平台还能通过 IP 网对网络摄像机校时以及监测其工作状态。若用户配备 13 PoE 交换机，网络摄像机还可选配 PoE 模块，实现以太网线对网络摄像机的供 电。 网络摄像机可内置 SD 卡，当与网络存储设备之间无法通信时，产生的录像 文件将缓存在 SD 卡内。 4 4、对比其它前端组成方式对比其它前端组成方式 摄像机作为视频监控系统的图像采集设备，它所获取的图像质量好坏，将 直接影响到编码图像的质量进而影响到最终在监控中心呈现的图像质量。与传 统模拟摄像机+视频编码器的方式相比，网络摄像机将带来如下好处： 对比项网络摄像机视频编码器 数据源全数字信号处理模拟信号数字信号混合 清晰度 可达到百万像素、两百万像 素 最高只能达到 D1（40 万像素） 抗干扰能力 好，无模拟传输过程一般，存在基带传输的各类干 扰 布线、安装 便利，仅需一根网线复杂，需要部署视频线、音频 线、控制线、电源线和网线 环境适应性 好。与传统摄像机的工作环 境相当。 较差。工作在环境差的弱电井 内，会影响其工作稳定性。 平均成本性价比高性价比较低 关键指标对比详解： 高清图像质量 传统模拟摄像机受 CVBS 传输系统的限制，水平 TVL 线理论最高仅有 625 线， PAL 制下 50 场扫描，而网络摄像机的数字图像处理芯片与编码压缩芯片之间直 接传输数字信号，不再经过 D/A、A/D 转换，消除了数模、模数转换带来的图像 质量受损，消除了 CVBS 系统对图像分辨率、帧率的限制，可轻松实现 1280*720、1280*960、1600*1200 等多种高清画质。 图像传输无损耗 模拟摄像机的图像信号经同轴线缆传输送入视频编码器时，图像质量已有 明显损失，传输距离越远损失越大。如下面两幅测试图所示： 在 0 距离时测试模拟摄像机输出的信号特性，可知在主要包含图像信息的 14 2M6M 频带范围内图像质量优异；经过 1KM 同轴电缆传输以后，频率越高的部 分损失越严重，表现为图像细节丢失。 图 3.1 零距离测试信号特性图 3.2 1KM 距离测试信号特性 采用网络摄像机即相当于在 0 距离时对模拟图像进行编码，采用模拟摄像 机+视频编码器相当于在 1KM 距离时对模拟图像进行编码，可知网络摄像机输出 的图像质量将优于视频编码器输出的图像质量。 网络布点、接入灵活 相对于模拟摄像机加视频服务器，只要有网络接入的位置都能安装网络摄 像机，部署更便捷。无需考虑视频编码器的存放位置、工作环境等因素，应用 更灵活。 5 5、前端设备选型前端设备选型及主要参数及主要参数 网络摄像机推荐使用 DS- 高清网络摄像机推荐使用 DS- 红外网络摄像机推荐使用 DS- 网络高速球推荐使用 DS- 无线网络摄像机推荐使用 DS- 防雷器推荐使用 补光灯推荐使用 立杆推荐使用 3.23.2 存储存储子系统子系统 存储部分主要是对网络存储设备进行选型，并优化网络存储结构以保证网 15 络存储的可靠性。本项目设计的存储系统需满足 xx 个监控点按 xx 分辨率（xx 码率）保存 xx 天的要求。 1 1、简述简述 全数字网络视频监控系统的存储服务子系统主要为实现各监控点在区域中 心进行集中存储、在总中心进行冗余存储和管理而设计的，并且视频存储服务 系统能够向总控中心、区域分控中心、分控客户端等用户提供历史视频检索回 放等服务。 视频存储服务子系统支持 NAS、IP SAN、磁盘阵列等方式的海量视频存储 功能，支持快速定位检索功能，支持对视频存储数据的查询、管理、备份功能。 2 2、设计思想设计思想 在设计全数字网络视频监控系统的存储部分时，我们依据以下设计思想： 监控系统的存储压力全部集中到监控专网，需解决大规模持续并发视频 数据写操作的存储难题。要考虑网络故障以后，录像数据的缓存以及网 络恢复以后的补录技术。 关键录像需冗余存储，提高关键录像可靠性。对关键录像的定义是移动 侦测触发的录像、报警信号触发的录像、电视墙显示过的图像。 系统平台能集中管理所有存储资源并统一调度，统一部署存储策略。与 存储资源分布的物理位置无关，只要 IP 网可达，便可实现对存储资源 随时随地检索和回放。 保障存储数据的安全性，对访问权限进行集中管理与分配。存储的数据 无法被更改，利用水印技术检测视频数据在传输过程中是否被篡改。 存储可无缝扩容。 3 3、存储架构存储架构 本方案采用分布式存储与集中存储相结合的存储架构。分布式存储体现在 各管理区域中心安装网络存储设备，保存本区域的视频图像；集中存储体现在 总中心安装网络设备，保存总中心直属区域的视频图像和全网关键录像的冗余 数据。如下图所示： 16 图 3.3 存储架构示意图 区域存储选用的网络存储设备秉着因地制宜的原则，根据具体环境选用 NAS、IPSAN、NVR、Hybrid DVR 等，作为开放式的存储系统，均能为 IP 前端提 供存储服务，并接受软件平台的统一管理。 总中心选用 IPSAN 作为存储设备，通过存储服务器能提供丰富的存储策略， 比如：中心报警录像、冗余录像、电视墙显示录像和录像备份。 存储管理服务器可集中管理总中心和区域的存储设备，监控它们的工作状 态，对存储设备产生的报警进行提示，比如：录像失败、磁盘坏等。管理和分 配录像任务，部署录像计划以及设定录像参数等。 所有存储设备全部采用千兆以太网线接入监控专网，单台 NAS、IPSAN 接入 IP 前端数量较多，因此采用双千兆冗余链路接入，以提升可靠性。 4 4、录像流程录像流程 17 图 3.4 录像工作流程 IP 前端根据定时录像计划将实时数据写入 NVR 或 H DVR，当接于 IP 前端或 NVR/H DVR 上的报警触发时，NVR/H DVR 会将对应通道的报警录像保存一份冗余 在总中心 IPSAN 内。 5 5、存储功能存储功能 视频存储功能 视频存储服务系统支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、SAN 等多种存储设备。 视频存储服务系统支持手动录像、计划录像、报警录像，对这三种方式触 发的录像方式如下： 手动录像：当用户在客户端上选择手动录像后，将要录像的摄像机信息存 储到数据库对应的表中，并通知视频存储服务系统执行该条记录。 计划录像：用户可以在客户端软件上制定录像方案，并对录像方案进行保 存，当选择执行某个录像方案时，就会通知视频存储服务系统按照该方案进行 计划录像。 报警录像：当发生视频报警时，视频存储服务系统会收到触发视频报警录 像的信息，视频存储服务系统便根据包含的摄像机信息进行录像存储。 网络摄像机支持双码流，其中一路码流用于视频存储。当有视频存储需要 时，视频存储服务系统会主动连接网络摄像机，对视频流进行存储。并可根据 需要扩展支持 OggVorbis 等音频编解码标准实现音频同步存储。 18 视频存储服务系统支持节假日设定、录像文件最大长度设定、存储容量设 置和状态显示等功能。 视频存储管理功能 支持对存储的视频数据进行管理和设置。 可设置当磁盘空间不足时处理方式（提前预警、覆盖） 。 录像状态（计划、手动、报警、运动检测）显示。 可检测存储设备的工作状态，对异常情况报警。 视频资料检索功能 视频存储服务系统支持客户端的历史视频检索功能。系统支持客户端按日 期、时间、类型、服务器、通道检索客户端本地或远程服务器端的录像文件， 系统以文件信息列表形式将检索结果返回给客户端。 视频资料回放功能 视频存储服务系统支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一 时间的录像文件，最多可达 16 画面同时同步回放，支持 1/4/6/9/16 画面显示。 回放时能够支持暂停、播放、停止、快放、慢放、单帧步进、循环播放、 精确定位到某帧、备份、调节音量、调节亮度色度对比度色调等操作。 视频存储服务器还能够支持录像剪辑，录像文件下载等功能。 6 6、存储设备选型存储设备选型 区域中心存储设备推荐使用 DS-9000HF-S 系列 每台 DS-9016HF-S 可接入 16 只 IP 前端或 8 只高清 IP 前端，最大可挂接 8 块 SATA 硬盘，目前单块硬盘可选用 1TB 容量。录像保存周期如下： 前端接入类 型 分辨率/帧率码率总容量保存周期 16 路标清前 端 4CIF/25fps1.5Mbps8TB32 天 8 路高清前 端 HD720p/25fps3Mbps8TB32 天 总中心存储设备推荐使用 DS-A1016R 系列 19 每台 DS-A1016R 最大可接入 180 只 IP 前端或 90 只高清 IP 前端，最大可挂 接 16 块 SATA 硬盘。目前单块硬盘可选用 1TB 容量。录像保存周期如下： 前端接入类型分辨率/帧率码率总容量保存周期 60 路标清前端4CIF/25fps1.5Mbps16TB15 天 120 路标清前 端 4CIF/25fps1.5Mbps16TB7 天 30 路高清前端HD720p/25fps3Mbps16TB15 天 60 路高清前端HD720p/25fps3Mbps16TB7 天 DS-A 系列还有 24 盘位、48 盘位供用户选择，目前最大可达到 24TB、48TB 的存储容量。 3.33.3 解码子系统解码子系统 1 1、简述简述 视频解码服务子系统主要是为满足不同监控中心对模式图像应用需求而设 置的，视频解码服务子系统可相应视频显示控制子系统的控制指令，并调用新 建和已建的视频资源。 视频解码服务子系统主要完成如下功能： 响应控制指令：视频解码服务子系统响应视频显示控制子系统的视频调用、 切换功能。 视频调用功能：视频解码服务子系统可根据用户调用指令，实现对制定视 频源的调用功能。 视频解码功能：对接收的视频，完成解码，输出模拟信号。 因为解码子系统也按“交换”方式实现图像的切换控制，与模拟矩阵相似， 故称为数字矩阵。 2 2、数字矩阵工作方式数字矩阵工作方式 在监控中心采用多台数字高清解码器构成高清数字矩阵取代了传统的模拟 视频矩阵来管理电视墙。它的主要功能与模拟视频矩阵基本相同，都是基于交 换的原理来管理前端视频源切换上电视墙。 控制中心向数字矩阵发送相关预览指令，高清数字矩阵从指定前端获取高 20 清数据流，并解码由高清接口输出到高清电视墙；由此能进一步实现切换、轮 巡等操作。 控制中心还能向存储系统发送检索指令，存储系统将相关的历史码流推给 高清数字矩阵，解码上墙。 单台高清解码器可同时解码四路 HD720p 高清码流，实现单画面显示或四分 割显示。当然，也向下兼容解码输出 4CIF 的视频图像。 图 3.5 解码数据流向示意图 3 3、数字矩阵功能数字矩阵功能 高清解码效果 高清解码器支持解码 HD720p、1280*960、1600*1200 等多个高清编码格式。 为未来高清系统升级已经预留解码资源，可实现无缝升级。标清解码器最高支 持解码 QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF 等多个标清编码格式。 全实时解码效果 预览和回放时，画面均可达到 25fps 全实时图像画质，随着系统的不断优 化，未来将突破传统的 25fps 限制，达到更高的帧率，比如 50fps。 优化的解码方式 正对数据源不同，可设置更合理的解码方式。当数据源为实时数据流时， 可设置为实时性优先以降低延迟；当数据源为回放数据流时，可设置为流畅性 优先以获得更清晰流畅的回放效果。 单画面和四画面分割 21 目前业内首推支持高清视频四分割显示，更合理利用大尺寸的高清显示屏。 拖拽操作 可将任意高清监控头拖拽至任意高清显示屏解码显示。可将一组监控头拖 拽至一组高清显示屏解码显示。 多种轮切效果 由海康威视首推的 IP 矩阵概念实现基于 IP 网络的轮切功能。多个高清监 控头在 1 个高清显示屏中自动轮巡切换显示；一组高清监控头在一组高清显示 屏中自动轮巡切换显示；轮巡间隔时间可由用户自定义。灵活的切换模式有利 于提高监控有效性。 4 4、数字矩阵优势数字矩阵优势 高清图像质量 高清数字矩阵可无损地还原出原始编码图像的效果（与模拟系统不同，数 字信号经过网络传输后，不会因传输距离、线路质量等因素受到干扰） 。在标准 的 HD720p 分辨率格式下，还原出的模拟图像可实现大于 700TVL 以上的图像效 果，确保图像显示质量。与此同时，还能解码 HD960p、1600*1200 的高清码流。 易于搭建 高清数字矩阵采用成熟技术和产品，易于构建和维护；其次，数字解码器 的视频输入是通过网络来完成，不涉及大量的模拟信号输入，其安装和管理都 非常简便； 易于部署 如上所述，高清数字矩阵的视频输入是通过网络来实现的，只要有 IP 网络 的地方都可以部署数字矩阵，不受到信号传输距离的限制； 易于扩展 前端高清网络摄像机的码流经过网络传输到高清数字矩阵后，经过解码还 原为非压缩信号输出到电视墙。也就是说，只要能够接入网络的视频信号，均 可作为数字矩阵的输入端。这与传统的模拟矩阵 MN 的架构（例如 128 进 16 出矩阵，M=128，N=16）相比，其输入数量几乎是无限制的。 22 易于管理 与模拟系统不同，数字矩阵系统是标准的 IP 网络模块，可接入统一的视频 管理平台进行统一管理，其视频切换策略等均可通过电脑管理界面完成，不受 到硬件的物理限制。而且通过管理平台可方便的实现其工作状态管理和在线保 活等网管功能。 5 5、解码设备选型解码设备选型 标清解码设备选用 DS-6008D 多路视频解码器。能并发解码显示 8 路 4CIF 全实时图像，输出接口为 8 个 BNC 口，通过 SYV75-5 电缆直接与监视器连接。 高清解码设备选用高清解码服务器。能并发解码显示 4 路 HD720p 全实时图 像，输出接口为 VGA，通过 VGA 线与高清显示器或高清监视器连接。 3.43.4 显示控制子系统显示控制子系统 1 1、简述简述 视频显示控制子系统主要为实现总控中心、区域分控中心和全网视频统一 调用、控制及显示而设计的，实现对数字视频的远程访问、视频流接收、数字 视频的解码显示和大屏幕视频显示控制等功能。以显示电子地图的形式，展示 可用的视频资源，通过点击电子地图上视频标识的方式，查看该处的视频，以 图形化的操作方式，实现了视频的统一调用及管理。 2 2、组成及选型组成及选型 显示控制子系统由电视墙和操作台组成。监控中心效果图： 23 图 3.6 监控中心电视墙效果图 电视墙包括 32 台 19 英寸液晶监视器及一个 30600cm 的 LED 显示屏。 根据实际工程实施经验，建议控制台到大屏幕的观看距离不小于 3 米。同 时，为了方便安装维护，投影单元箱体后面至少需要保留净空间 80 厘米。 3 3、主要功能主要功能 视频显示控制子系统的主要功能如下： 监控视频资源调用、控制功能，实现对所有监控位及相关设施视频进行统 一调用、切换和控制的基本功能； 原有视频资源调用接口功能，提供接入、调用、显示视频图像； DLP 大屏幕多种显示模式设置，支持根据用户需要在 DLP 大屏幕上设置多 种显示模式，实现视频、报警、地理位置等各种信息的展示功能； 基于电子地图的视频资源展示功能，可以通过电子地图直观显示各视频资 源的分布，并可以通过电子地图直接调用相关位置的视频图像； 基于列表的视频资源展示功能，提供快捷的视频图像调用操作方式，实现 摄像机图像的快速调用； 视频轮巡功能，可以对大屏幕指定的显示单元预先设置轮巡列表，人工、 自动触发视频轮巡功能； 摄像机云台的控制功能，可控制摄像机镜头的转动、光圈、变倍、焦距等 24 参数； 可以通过键盘操作，控制摄像机镜头的参数； 视频解码服务器控制功能，控制视频解码服务器视频流的连接，从而控制 大屏幕显示图像的内容； 历史视频检索回放及智能检索功能，可以根据摄像机的属性、时间等条件 检索回放存储的历史视频图像； 报警视频联动处置功能，可立即响应园区内发送的视频报警信息，对报警 视频进行实时查看、处置，并可以选择在大屏幕上显示。 4 4、显示控制设备选型显示控制设备选型 SMT-1922P 监视器 屏幕大小：19 屏幕模式：4:3 最大分辨率：12801024 CUBS 分辨率：620TVL 亮度: 300cd/ 对比度: 1000:1 响应时间: 5ms 可视角度(上/下/左/右):80/80/80/80 2 路视频输入/输出 1 路 Y/C 输入/输出 1 路 VGA 输入 2 路音频输入 尺寸：412 (W)398.5(H,连底座高度)220(D,底座深度)mm 25 4应用软件平台应用软件平台 平台软件是一套定位在监控专网环境中使用的网络集中监控软件，以分布 式系统设计理念为基础，从监控业务中抽象出各功能模块，各施其职、相对独 立，之间的信令交互又使它们构成一个有机的整体。网络视频监控系统需要实 现前端接入、网络存储、网络接处警、监控中心图像呈现与控制和集中管理的 功能。 因此，平台软件包括以下功能模块：中心服务模块、存储服务模块、流媒 体服务模块、电视墙服务模块、报警服务模块、客户端模块。各服务模块的物 理承载形式为 Server，构成中心服务器、存储服务器、流媒体服务器、电视墙 服务器和报警服务器，客户端模块的物理承载形式为高性能 PC，构成配置客户 端和操作客户端。各应用服务器的主要功能如下表所示： 软件平台各应用服务器主要功能 中心服务器 视频安防监控系统的“大脑” ，统一管理视频监控设备，包 括：IP 前端、DVR、DVS、NVR、Hybrid DVR 及上述各 应用服务器。 存储服务器 网络存储服务的提供者，它依托于磁盘阵列等存储介质为其 提供存储容量，阵列挂载方式支持 DAS、NAS、IPSAN、FCSAN 等。它能解决 IP 前端、视 频服务器（DVS）的网络存储难题，也能为 DVR 提供中心 备份存储。多台存储服务器通过逻辑堆叠的方式构成存储子 系统，为大规模视频监控系统提供海量、可靠的存储服务。 流媒体服务器 把实时数据流转发给多个用户观看，起到缓解前端设备压力、 节省网络接入层带宽和隔离内外网设备的作用。 电视墙服务器 实现数字矩阵功能的组成部件，兼具解码、显示输出、轮巡 切换等功能。软件界面呈现上与真实电视墙一一对应，对它 的操作结果将直接反应在电视墙上。 报警服务器 监控系统报警信息的汇聚点，接收报警信息并按优先级转发 报警信息给不同客户端执行处警。过程记录在报警日志中。 26 配 置 客 户 端 系统维护员的操作对象，它对设备、服务器、控制单 元信息、用户执行添加、修改、删除等操作，维护中 心服务器的数据库信息。它还能配置录像计划、电子 地图、用户权限、电视墙布局等。 客户端 操 作 客 户 端 用户执行日常监控操作的对象，包括：预览、PTZ 控制、回放、切换上墙、报警处理、日志查询等。根 据分配权限的不同，控制中心具备分级功能，所能访 问的监控资源和使用的功能截然不同。 将各服务模块组合使用便能构成多级视频监控系统，结构示意图如下所示： 图 4.1 软件平台架构 27 4.14.1 中心服务模块中心服务模块 中心服务模块的软件界面图如下所示： 中心服务模块担当系统管理的角色，将完成以下功能： 设备与服务注册管理 记录设备和服务模块的信息，设备包括：IP 前端、DVS、DVR、Hybrid DVR，服务模块包括：流媒体服务、存储服务、电视墙服务、报警服务。 客户端信息管理 记录配置客户端、操作客户端的信息，包括用户名、密码和用户权限（系 统资源） ，在客户端访问监控系统前执行登陆验证功能。 NTP 全网校时功能 对监控专网内全部设备启用 NTP 校时服务，保持全部设备时间统一。可由 操作员发起手动校时或中心服务器启用定时自动校时功能。 自动切换备份存储设备功能 为了确保录像数据存储的可靠性，当中心服务模块发现存储服务器出现损 坏、掉线、宕机等异常情况时，会将存储服务自动切换到备用存储服务器上， 维系存储服务正常运转。 手机网关服务功能 中心服务模块自带手机网关服务功能，手机客户端能登陆至监控系统使用 权限范围内的监控资源。也支持关闭手机网关服务。 28 内置 WebServer 服务功能 中心服务模块内置 WebServer 服务功能，维护员可通过 IE 浏览器登陆管理 页面完成配置维护工作。也支持关闭 WebServer 服务。 4.24.2 存储服务模块存储服务模块 存储服务模块担当管理集中存储的角色，将完成以下功能： 磁盘分组管理功能 自动获取可用磁盘分区，包括本地磁盘和网络映射盘，用户可将各磁盘分 区指定到不同的磁盘分组。用户可利用磁盘分区大小来控制循环录像保存的时 间。 预分配技术 对磁盘执行格式化和预分配功能，确保未来使用中不产生磁盘碎片，磁盘 不会因为长期运行而导致工作效率降低。 受损分区修复技术 存储服务器因掉电或系统被恶意重启导致磁盘分区（索引文件）遭受破坏， 存储服务器重启后，对受损分区自动执行修复操作，确保存储服务器能继续正 常工作。 主动更新录像计划 存储服务器会自动从中心数据库获取最新的录像计划并执行，接受配置客 户端实时更新录像计划。 支持定时录像计划、移动侦测报警录像计划、报警录像计划，并提供预录 功能。 自动重连机制 因网络异常或设备重启导致丢失与视频源的连接，存储服务器将持续执行 重连操作，侦测视频源是否上线，直到恢复连接为止，继续执行录像计划。 自动接续存储服务 当存储服务器遭遇掉电或恶意重启后，重启自动修复受损分区并恢复录像 服务。若存储服务器受损严重，将报警信息自动上报中心，发出报警信息提示 工作人员排障，给出排障的参考信息。异常信息保存在本地日志文件中。 29 故障自调整功能 存储服务器出现程序崩溃、异常退出等情况时，将自动重启以确保存储服 务正常工作。 VOD 点播服务 为客户端提供录像检索、点播服务，支持按录像起止时间、录像类型检索 录像文件，播放历史数据。支持播放过程中按时间定位功能，用户可快速跳转 到某时间点的录像。 录像片段锁定功能 支持用户对重要录像数据执行加锁功能，防止执行循环录像时重要录像数 据被覆盖。当录像数据被下载备份以后，可对其执行解锁功能，释放存储空间。 数据补录功能 当存储服务器和备份存储服务器均失效或网络故障以后，IP 前端将数据缓 存在本地 SD 卡内，DVS 将数据缓存在本地磁盘内，当存储服务器或网络恢复工 作以后，将缓存的数据自动补传至存储服务器挂载的磁盘内，保证录像文件的 完整性。 S.M.A.R.T 检测 存储服务器对挂载的磁盘执行 S.M.A.R.T 检测操作，当发现磁盘工作不正 常或寿命将近时，主动向报警信息上报中心，提醒工作人员更换硬盘。 4.34.3 流媒体服务模块流媒体服务模块 流媒体服务模块的软件界面图如下所示： 30 流媒体服务模块担当数据流转发的角色，将完成以下功能： 实时流转发功能 将客户端请求的实时流转发给客户端查看，若请求的实时流已经被流媒体 服务器获取，将执行复制分发工作，若请求的实时流未被流媒体服务器获取， 将执行连接获取再转发的工作。 连接情况统计功能 能统计流媒体服务器的进出码流数，每个通道码流转发路数、客户端的请 求路数以及实时流丢包率和延时。 故障自调整功能 流媒体服务器出现程序崩溃、异常退出等情况时，将自动重启以确保存储 服务正常工作。 异常信息主动上报 流媒体服务器可将自身遇见的实时流断流等异常信息上报中心，提醒管理 员检查断流原因。异常信息记录在本地日志文件中。 4.44.4 电视墙服务模块电视墙服务模块 电视墙服务模块的软件界面图如下所示： 31 电视墙服务模块担当管理电视墙显示的角色，将完成以下功能： 远程修改显示参数 客户端可远程修改解码分辨率（CIF 或 4CIF） 、输出制式（PAL 或 NTSC） 、 输出通道数、索引号显示和画面分割方式。索引号可帮助客户端控制切换操作， 支持 1、4、9、16 等画面分割方式。 客户端能实时获取电视墙服务器的运行状态，显示通道是否有输出、画面 分割类型、分割区域是否解码及是否有音频输出。 远程切换上墙操作 客户端能任意指定某一路视频源（含音频）显示在任意显示通道的画面分 割区域中，电视墙服务器支持直连设备和从流媒体服务器获取数据流。客户端 也可远程停止某一路视频源的解码显示。 主动轮巡解码输出 电视墙服务器将按照预先配置好的轮巡计划进行轮巡解码输出，能实现单 画面按序列轮巡、单画面多分割按组轮巡、多画面按序列轮巡和多画面多分割 按组轮巡。抑或仅在部分监视器轮巡，灵活的轮