巡逻指挥车3G无线视频监控系统设计方案

巡逻指挥车 3G 无线视频监控系统 设 计 方 案 设计单位：中国通信服务福建 XX 公司 设计时间： 年 月 日 2 目 录 一、前言 . 5 二、概述 . 5 三、用户需求、设计原则及依据 . 6 3.1.用户需求 . 6 3.2.系统设计原则 . 6 3.3.系统设计依据 . 7 四、技术方案建议 . 8 4.1.系统示意图及工作原理 . 8 4.1.1.视频流传输示意图 . 8 4.1.2.系统网络结构拓扑图 . 8 4.2.系统组成 . 8 4.2.1.前端子系统 . 9 4.2.2.传输系统 . 9 4.2.3.监控中心 . 11 4.3.系统功能 . 12 4.3.1.远程图像传输 . 12 4.3.2.远程设备监控 . 12 4.3.3.多画面监视 . 12 4.3.4.多画面轮巡 . 12 4.3.5.控制优先权机制 . 12 4.3.6.录像与回放 . 12 4.3.7.双向语音对讲功能 . 13 4.3.8.电子地图功能 . 13 4.3.9.串口功能 . 13 五、系统应用优势 . 15 5.1.功能集成，充分利用网络资源 . 15 5.2.优秀的图像品质 . 15 5.3.低带宽占用 . 15 3 5.4.系统结构灵活 . 15 5.5.可扩容性强 . 15 5.6.易操作性 . 16 5.7.自主开发 . 16 六、系统的安全性 . 17 6.1.多级用户名密码认证机制 . 17 6.2.DES 加密传输协议 . 17 6.3.独有的网络传输协议 . 18 6.4.自主知识产权的嵌入式系统 . 18 七、售后服务 . 19 7.1.质量保证承诺 . 19 7.2.培训 . 19 八、产品介绍 . 21 4 版本号 变更时间 变更内容 设计者 备注 V1.0 2010.12.09 初始设计 5 一、前言 随着国内 3G 牌照的发放，三大运营商开启了无线网络的运营时代。 3G 无线视频监控系统利用高带宽的无线接入，支持在任意地点上传现场图像、在任意位置接收远程图像，并可与固定网络 视频监控系统融合实现随时随地、无所不在的视频监控应用。 3G 无线视频监控是具有高端和差异化特色的 3G 多媒体业务的典型代表，可广泛服务于风景区监控、应急指挥、公交轮船监控、 公安警车 监控等领域，极大地扩展了视频监控的应用环境和使用方式，给用户更友好、更便捷、更贴身的业务体验，具有广阔的市场前景。 二、概述 随着城市、道路建设的不断发展，公交事业也在飞速发展， 2010 年全国公交车的保有量达到 50-60 万辆的规模，营运人员在营运过程中的安全、管理越来越被重视，全国各地不断发生乘客与营运人员因服务态度、逃票等问题而产 生的纠纷。同时，在公交车辆上盗窃、抢劫、公交爆炸、劫持和侮辱妇女等违法案件时有发生，另外，公交车辆的司乘人员乘职务之便盗取票款、私自搭客等行为都给公交公司带来巨大的损失。公交系统传统的管理方式已不再能满足这种根本性变化，一种先进的智能化管理就显得非常必要。 公交车载 3G 无线视频监控系统能够实现多角度的实时监控和记录公交车运营过程中的音、视频信息，任意时刻、任何一条线路、任何一辆车的各种信息，如行驶车辆的运行速度、位置、载客量等情况，并通过无线传输方式将信息实时传递到监控调度中心，中心的公交公司或公安人员可以 实时了解到车辆的运行情况，方便调配管理，且一旦发生意外情况，可以在第一时间采取有效措施，保障乘客的生命财产安全及公交系统的正常运转，而且录像资料可以为发生纠纷和刑事案件之后追查和划分责任提供强有力的证据。 6 三、用户需求、设计原则及依据 3.1.用户需求 观查到指定的区域，防止犯罪活动； 有效的危机处理机制，充分保证人员与财产的安全； 保证视频随时随地可以打开浏览实时图像，保证视频文件不间断录像； 中心站点管理所有全市的公交车的视频监控系统，并应能够提供录像、检索、播放等系统管理方式； 视频需要以数字视频 的形式存储在硬盘上，网络中的授权用户，可以很方便检索、下载、回放。并可以转送到投影仪或者某个监视器上； 系统建立起了车辆与系统之间迅速、准确、有效的信息传递通道。监控中心可以随时掌握车辆状态，迅速下达调度命令。还可以为车辆提供服务信息，有多种监控方式可供选择。 3.2.系统设计原则 先进性：运用了最新的 3G 通讯技术，针对 3G 无线网络采用了信道动态适配、可靠的传输纠错等技术，保证视频传输的最佳效果。系统在国内率先采用基于 WEB 嵌入式的车载无线硬盘录像机为核心的视频监控系统，它采用超低码率 H.264 视频压缩技术 ，图像更清晰，视频压缩效率更高，是基于第三代嵌入式技术的网络视频监控产品； 实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、集中录像、可连接多种报警设备、报警可定时布防撤防等功能，完全满足用户的监控要求； 兼容性：设备可以轻松接入原有系统，本系统也可以灵活接入融入其它系统，做到系统整体升级，保护用户原本投资； 扩展性：系统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时，只需要增加前端的服务器，并升级相应的系统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设 7 备； 灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域 网和无线网络中使用；在网络中的授权用户可通过 IE 浏览器实时监控前端现场，客户端无需添加任何硬件； 可靠性：采用嵌入式实时操作系统和专用的硬件结构，保证了嵌入式无线车载硬盘录像机比基于 PC 机的系统具有更高的实时性、稳定性和可靠性。 3.3.系统设计依据 我们主要依据如下的规范和标准设计本解决方案： 安全防范工程程序与要求（ GA/T 75-1994） 安全防范系统通用图形符号（ GA/T 74-2000） 民用闭路监视电视系统工程技术规范（ GB 50198-1994） 民用建筑电气设计规范（ JGJ 16-2008） 智能建筑设计标准（ GB/T 50314-2006） 安全防范工程费用预算编制办法（ GA/T 70-2004） 防盗报警控制器通用技术条件（ GB 12663-2001） 入侵探测器 第 1 部分：通用要求（ GB 10408.1-2000） 数字通信接口标准（ G.703） 国际图像音视频编码标准（ ISO 11172） 报警图像信号有线传输装置（ GB/T 16677-1996） 安全防范系统验收规则（ GA 308-2001） 8 四、技术 方案 建议 4.1.系统示意图及工 作原理 4.1.1.视频流传输示意图 4.1.2.系统网络结构拓扑图 4.2.系统组成 本系统设计是基于 3G 无线传输的视频监控系统，将车载硬盘录像机和摄像 9 机安装在公交车上，利用 3G 无线传输视频信号，可以轻松实现随时随地的远程视频监控，视频资料可以随时进行录像，方便检索查阅。系统的设计充分考虑了系统扩展性，系统扩展时只需添加车载硬盘录像机和摄像机等前端设备， 即可在不影响系统正常运行的情况下 ，实现系统扩展。 整个系统分为前端子系统、传输系统和监控中心三 部分。 4.2.1.前端子系统 前端视频采集系统由车载硬盘录像机、摄像机等组成。其中车载硬盘录像机作为核心设备，负责将摄像机采集的各监控点视频图像并经过压缩编码后通过3G 上传到监控中心，实现视频的远程观看。同时可以根据监控中心的操作发出的命令来控制视频。 具体设计如下： 1) 前端子系统采用车载硬盘录像机和摄象机，完成对所有监控点的布设； 2) 车载硬盘录像机和摄像机的电源由公交车来提供，只需配置一个逆变电源就可以完全满足要求； 3) 车载硬盘录像机和摄像机之间通过屏蔽同轴电缆线连接，车载硬盘录像机通过 RS485 串口控制云台 解码器，控制线建议采用用屏蔽双芯线； 4) 车载硬盘录像机正常工作必须有一张运营商提供的无线上网卡； 5) 车载硬盘录像机自动拨号无线上网，获取一个动态公网 IP 地址。拨号成功之后，通过 3G 无线通道，把通过 H.264 压缩算法编码后的图像信息流，主动发送到 3G 网关程序中，无线设备在客户不浏览的情况下不产生流量； 6) 3G 网关程序的安装位置必须有固定的公网 IP 地址，或在有固定公网 IP 地址的局域网中，在公网路由器上做端口映射也可，默认映射端口： UDP 5000;TCP 8212;端口可由用户自行更改！ 7) 用户通过监视器软件，连接到 3G 网关程序中，获取视频或控制摄像机。 8) 本地录像：设备带有 3.5 英寸硬盘本地存储，最大支持 2T, 通常 1 路运动画面 1 小时的录像文件大小在 250M 左右。 4.2.2.传输系统 本系统利用 3G 无线网络将视频信号从前端子系统传输到监控中心。 10 11 4.2.3.监控中心在监控中心机房，配置 3 台服务器分别作为中心服务器（无线视频网关）、存储服务器、以及监控主机，实现对各监控点视频的管理、存储和视频浏览，以及对前端摄象机的控制。 1) 中心服务器上安装“服务器管理平台软件”、“ SQL2000”软件，负责对整个系统的管理； 2) 存 储服务器安装“存储服务器”软件，负责各监控点视频资料的录像。所需硬盘空间大小由录像视频数目、录像时间长短、录像保存周期，图像质量、帧率以及画面复杂度等决定。通常 1 路运动画面 1 小时的录像文件大小在70M 左右，静止图像约 20M 左右，典型值约 50M。例如： 50 路视频录像 3天，每天录像 24 小时，所需磁盘空间： 50M/H 24H 3 天 50 路 200G； 3) 监控主机安装“监视器”软件，实现对各监控点的视频浏览和摄像机姿态调整等功能。 4) 监控中心安装有视频解码器，负责将前端的采集来的数字信号解码还原出图像和声音传输到电视墙 上。 12 4.3.系统功能 4.3.1.远程图像传输 系统采用 3G无线传输，根据设备的不同可使用一张或者二张 3G卡传输视频。监控中心安装视频监控服务器，局域网中的授权用户可通过 IE 浏览器监控远程现场。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。 4.3.2.远程设备监控 监控用户可分配给不同的控制权限。控制权限高的用户可优先对设备进行控制，如控制云台转动选择监视区域对象；调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果；还可以对指定的其他现场设备开关 进行控制等。 4.3.3.多画面监视 系统具有在同一客户终端上同时监视一路、四路、六路、八路、九路、十路、十二路、十六路前端图像的功能，用户点击某一路图像时可放大实时监控。 4.3.4.多画面轮巡 监控用户可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换，也可在一个图像框内轮巡显示全部的摄像机画面。画面切换间隔时间可灵活设置，画面间隔时间可调节。 4.3.5.控制优先权机制 管理机制完善，可以给不同级别的用户分别分配相应的控制权限。 4.3.6.录像与回放 用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索 回放记录的录像资料，可以用软件内置的播放器进行播放。图像播放速度可手动调节。 计划录像 系统管理员可设定多个时间段对多个监控前端的图像进行录制，图像数据保 13 存在图像监控系统服务器的硬盘上。定时方式可选择单次录像和每天定时录像，各个时段可以单独设置。录像速度可以调节。 报警自动联动录像 若某一报警探测器布防时选择录像功能，则当该报警探测器有报警发生时，自动进行录像，录像时间用户可以事先设定，录像的帧数也可以调节。报警自动录像文件保存在图像监控系统服务器的硬盘上。 手动录像 监控终端用户可根据需要随时选择系统各个 监控前端进行录像控制，图像数据保存在客户端本地的硬盘上。 录像回放 用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料，可以用软件内置的播放器进行播放。图像播放速度可手动调节。 录像管理 录像硬盘空间：录像空间管理采用自动循环覆盖的方式，即可根据用户的需求保存相应。 4.3.7.双向语音对讲功能 车载硬盘录像机可实现双向语音对讲功能，前端设备的使用人员可以外界麦克风或者拾音器与后端实现实时语音通话。 音频输入、输出接口都是莲花母头（阴 RCA）。音频输入一般接麦克风、拾音器等音频采集装置 。音频信号输入电压范围 2V 以内。 音频输出接口只有 1 个，单声道输出；电流驱动，非电压驱动。可外接 16欧或 32 欧左右的无源耳机等类型扬声器。 4.3.8.电子地图功能 可以在管理器软件里面添加一个 .jpg 文件的地图，将摄像点布置在电子地图上，可以通过选择电子地图的某一个区域的摄像点实现直观的视频浏览。 4.3.9.串口功能 无线视频服务器提供一个 RS-232 透明串口，可以将客户需要发送的数据通 14 过该串口发送到后端监控中心，监控中心可以根据这些数据进行再编码。 15 五、 系统应用优势 5.1.功能集成，充分利用网络资 源 常规的解决方案都是将上述的功能利用多个系统来实现，造价高且以后的扩充和升级不方便。本方案利用现代计算机网络技术的先进性，将多个功能集成起来，不仅充分利用了网高速准确的优点，同时也容易将各种服务需求集成于Intranet，体现了先进性和经济性。 5.2.优秀的图像品质 采用先进的 MPEG-4 编解码技术，图像清晰、自然。标准分辨率 352 288像素（ CIF 格式），最高达 704 576 像素（ D1 格式）。图像无闪烁，连续性好，标准图像帧率 25 帧 /秒（ PAL 制式）、 30 帧 /秒（ NTSC 制式）。 5.3.低带宽占用 传输图像在 25 帧 /秒、分辨率 352 288 像素时，平均占用带宽仅为 250kbps，使用户在同样的网络条件下可传输的视频路数提高了数倍，无形中节约了用户的网络资源投入。 5.4.系统结构灵活 采用标准的组网方式，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，可以组成多级监控系统。 5.5.可扩容性强 采用模块化设计，能够平滑实现端局扩容、中心扩容和分控台扩容。无论单级扩容或多级扩容都可以充分利用前期资源，降低扩容投入成本。 16 5.6.易操作 性 控制界面、菜单全为中文，用户可以非常迅速地熟悉操作软件的使用。 5.7.自主开发 系统的核心硬件设备和管理软件均属自主开发，能够及时提供良好的售后服务，响应用户的特殊需求，针对用户的要求进行功能方面的量身定做。 17 六、 系统的安全性 XX 通信的配套软件系统的安全性非常高，多级用户名 /密码保护认证机制，自主研发的嵌入式系统软件，加密传输方式等等措施，保障系统的安全不受侵害。具体体现在如下四个方面： 6.1.多级用户名密码认证机制 各个设备和系统，相互之间的通讯连接都是有用户名 /密码保护的。“前端设备”、“中 心服务器”、“用户客户端”三者之间都是通过网络连接。 “用户”登陆“前端设备”，“中心”登陆“前端设备”，以及“用户”登陆“中心”都是需要用户名和密码的，这些用户名和密码机制是系统安全最基本，最可靠的的措施之一。 6.2.DES 加密传输协议 用户名和密码在网络传输，如果是明码传输，被窃听获取的可能性很大，帐户被盗用的可能性就很大， XX 通信监控系统的任何一次用户名和密码在网络上传输都是经过加密的。即便被盗用也无法破解。 DES 加密方式理论上没有破解的可能。 DES 加密的原理是：在传输用户名和密码之前，系统随即 生成 32 位随机数，对用户名和密码进行后再传输，每次生产的随机数都是不一样的，虽然可能是相同的用户名和密码，但是每次传输出去的加密后的代码都是不同的。传输就一次，被截获的可能小，截获后破解的可能性更小，即便有能力破解，帐户下次的加密格式已经变化，不知下次加密的随机数也无法正常登陆系统。这也就是 18 DES 加密理论上都无法破解的原因。 6.3.独有的网络传输协议 视频数字流在视频服务器中打包发送到 IP 网络中的时候，打包的格式，以及流媒体的压缩编码格式都是独有的。只有专有的解码软件才能解出正常的图像，否则只是乱码而已。 6.4.自主知识产权的嵌入式系统 网络视频服务器是个内置简单操作系统的嵌入式设备，自成一体，脱离 PC单独工作，操作系统的工作模式、指令等都是自定义的，且是具备自主知识产权的机密核心产品。设备不会受到外部病毒、恶意软件的侵扰和