网络视频监控系统解决方案.doc

北京融创经纬科技有限公司网络视频监控系统方案北京融创经纬科技有限公司2007年8月13目 录1、整体方案设计概述31.1.系统监控平台31.1.1.中心管理服务平台31.1.2.中心网管平台61.1.3.中心存储平台61.1.4.分发服务器71.2.客户端控制台71.2.1.主控台71.2.2.数字显示墙81.2.3.副控台101.3.客户监控点（前端）111.3.1.视频服务器111.4.传输网络和接入方式121.5.存储方案121.5.1.前端存储131.5.2.中心存储131、 整体方案设计概述我们提供的解决方案以综合系统管理软件为核心，该软件基于J2EE规范，使用java技术开发，以模块化的架构实现网络视频监控的强大功能。系统组成如下图所示，由系统监控平台、中心网管平台、客户监控中心及副控台、客户监控点设备和传输接入网络。 1.1. 系统监控平台系统监控平台分为中心管理服务平台、中心存储平台和分发服务器。1.1.1. 中心管理服务平台1. 功能中心管理服务平台作为整个系统的核心，主要完成系统管理、设备工作状态监视、命令请求响应、视频调度、用户管理、权限管理、日志管理等功能。2. 组成中心管理服务平台采用服务器集群的方式，由三部分组成：接入服务器组、中心管理服务器组和数据库模块。l 接入服务器负责响应客户端和设备提交的系统请求服务。如视频请求、云台控制请求、报警处理请求、视频存储请求、认证转发等。并进行视频分发和存储的调度管理。包括访问服务和调度服务模块。“访问服务”模块负责响应客户端和设备提交的系统请求服务。如视频请求、云台控制请求、报警处理请求、视频存储请求、认证转发等。“调度服务”模块进行视频分发和存储的调度管理。对视频流请求指令进行调度，有几种情况：根据前端的负载状态，直接在前端和客户端之间建立视频流，或间接地通过分发服务器在两者之间建立视频流；根据分发服务器（组）的负载状态建立视频流；根据存储服务器（组）的负载状态建立视频流。l 中心管理服务器采用J2EE架构完成设备管理、用户管理、权限管理、报警管理、日志管理等事务性业务处理。包括用户管理、权限管理、设备管理、存储策略管理、日志管理、AAA认证、通信管理、报警管理等模块，如下图所示。“用户管理”模块：负责“机构”的建立、修改、删除、停用、启用及其下属用户的开户、增加帐号、删除、初始密码、修改密码、停用、启用、资料查询等功能；“权限管理”模块：负责“角色”权限的添加、删除、修改，用户的“角色”分配，删除，修改；“设备管理”模块：负责平台和终端设备的添加、删除、参数修改，信息和告警查询；“存储策略管理”模块：负责前端和中心存储服务器的存储周期，时间段、触发策略的添加、删除、修改，查询；“日志管理”模块：负责系统设备、用户操作的日志管理；“AAA认证”模块：负责用户登录的认证管理；“通信管理”模块：负责和接入服务器、客户端的通信服务；“报警管理”模块：负责系统设备、前端报警事件的管理，包括报警时间、联动策略、报警预案的管理；前端客户端数据库存储服务器分发服务器接入服务器访问服务调度服务中心管理服务器设备管理用户管理权限管理存储策略AAA认证日志管理通信管理报警管理l 数据库模块由数据库服务器和磁盘存储介质组成，系统的核心运行数据和业务数据都存储在它上面。3. 系统硬件配置我们的整套软件系统在LINUX系统上使用java技术开发，在硬件平台的选择上，可以根据系统容量和服务要求灵活选择，可以选择使用IBM、HP、Dell等品牌的服务器产品，还可针对不同模块或系统分别部署双机热备系统。对于连锁酒店网络视频监控系统，我们以常见的DELL服务器为例介绍中心管理服务平台各模块的服务器组成数量和配置：中心管理服务平台服务能力取决于接入服务器节点的数量，如果系统不断状大，终端设备大量增加，系统只需增加服务器的数量即可实现系统容量的扩容。4. 中心管理服务平台的网络连接接入服务器组和中心管理服务器可以通过局域网部署在一起，也可以通过INTERNET连接，分散部署在不同地理位置。为保证系统的执行效率，建议将中心管理服务器和数据库服务器通过局域网络连接部署在一起。1.1.2. 中心网管平台负责所有被监控对象及网管本身上报的告警信息的采集与处理，为维护人员及时处理故障提供查询、统计和诊断手段。查看当前各被监控对象性能指标、设置性能门限；提供历史性能查询、统计及分析；提供业务报表。直观显示网络设备的状态及分布情况，能根据设备分布的区域特性进行多层次的拓扑显示。提供对整个网络资源设备的管理,包括: 视频服务器、摄像头、中心服务器、分发服务器、显示墙、数据库、存储服务器、接入服务器、客户端等。负责接入和授权管理等，主要功能包括：权限管理、数据安全管理及安全检测管理。提供系统参数配置、数据库管理等。1.1.3. 中心存储平台中心存储平台是系统的客户图像数据存储管理中心，主要完成图像中心存储的管理和监测功能，后台连接海量存储空间。由两部分组成：存储服务器和存储介质。根据大量测试的数据，安装在室外环境的旋转摄像头的码流在300Kb-800Kb左右，按照平均512Kb的码流来计算每路存储所需的空间如下：每路每天的数据量=512*60*60*24/8=5.53GB存储服务器标准配置：DELL 2950 2*Xeon 3.0G，2G内存，Scsi 73G，2*1000M网卡，2U机架式。规模：单台支持并发存储路数50或回放路数100（CIF，512kbps/路）。存储方式：DAS或SAN的存储架构。l SCSI阵列配置（服务器里加PERC5控制卡连接SCSI阵列）DELL 220S：2T裸容量，14*146G SCSI，可作RAID 5+HOTSPl SAN设备配置（服务器里加HBA卡连接SAN存储设备）DELL|EMC AX100：3T裸容量，12*250G SATA，可作RAID 5+HOTSP存储容量：需要的存储容量见本部分3.6的详细计算。1.1.4. 分发服务器平常用户客户端访问的合法图像，可以直接来自于前端视频服务器，以便保证现场图像的实时性。但是在大量用户同时访问某个热点前端图像的情况下，前端服务器压力就非常大，且网络带宽也有一定限制，这样可能无法保证所有用户的正常连接、观看图像。网络视频监控分发服务器就解决了这一难题。它根据事先设定好的启动触发条件，如前端的并发连接个数。当触发条件满足时，它从前端接收视频图像并转发给用户，而用户是无法觉察出他所观看的图像是来自于前端视频服务器还是分发服务器。分发服务器在网络视频监控系统中的部署位置和数量可根据网络状况，热点数量及投资状况决定，可多可少，它支持群集，也支持级连，部署起来非常灵活。分发服务器配置：DELL 2950 2*Xeon 3.0G，2G内存，Scsi 73G，2*1000M网卡，2U机架式。规模：单台服务器支持200个用户（客户端和前端）连接同时访问（CIF，512kbps/路）。带宽要求：每个分发服务器占用最大带宽=200路视频流占用带宽之和。1.2. 客户端控制台客户端控制台可分为主控台和副控台。主控台和数字显示墙又组成了客户监控中心。1.2.1. 主控台主控台由PC（带麦克风和音箱用于语音对讲）和控制台管理软件（主控台软件）组成。是整个图像监控系统的操作界面，也是整个系统的核心控制的用户接口部分，用户通过对它的操作来实现系统管理和图像管理。可完成用户管理、控制数字显示终端、实时图像显示、历史图像播放。除此之外控制台管理软件（主，副控制台软件）也可以安装在任何位置能够合法访问监控网络的PC上，实现多级多用户的分控管理。这种类型的客户端适合于大路数、长时间的图像监控。1.2.2. 数字显示墙数字显示墙由解码控制终端（数字显示终端）和显示墙两部分组成，其中解码器分为硬解码控制终端和软解码控制终端。1. 硬解码采用硬件解码卡和传统监视器共同组成，硬件解码卡是与传统电视墙接口关键产品，该产品将视频服务器压缩的码流实时解码并输出标准的模拟视频信号到监视器上。硬解码方式的电视墙采用一对多的方式，终端将视频信号输出到监视器及等离子电视机，背投，投影仪等上，一块硬解码卡可支持8个CIF输出。2. 软解码采用专用解码PC终端完成。通过解码PC终端TV输出接口输出图像到监视器或通过VGA输出到电脑显示器上。3.软解码方式的电视墙，采用一对一的方式。终端将视频信号通过TV端口输出到传统的监视器和电视机上，也可以以VGA信号输出到电脑显示器上，一台软解码显示服务器可支持12个CIF格式输出。3. 显示墙显示墙可以由普通CRT监视器、等离子电视或投影仪等显示设备组成。显示器墙的控制操作通过客户端主控台完成。可以实现任意视频的实时切换，还可实现手动或自动轮巡方式的分组显示。显示墙的规模和配置可根据具体机房条件及需求定制。另外可以根据需求，在不同区域建立区域显示监控中心。1.2.3. 副控台副控台主要有如下两种实现方式：1. 基于控制台管理软件在能够合法访问监控网络的任何一台PC上安装控制台管理软件中的副控制台软件之后，就成为副控台，允许管理人员在网络可通达范围内进入系统，根据用户权限和需求实现浏览监控等功能。2. 基于Web浏览器基于Web浏览器的网络视频监控客户端，允许管理人员在网络可通达范围内进入系统，根据用户权限和需求实现浏览监控等功能。这种方式不需要安装专门的客户端软件就能使一台PC成为副控台，因此使用范围广阔，灵活方便。1.3. 客户监控点（前端）前端监控点负责现场视音频、报警信号的收集和各种监控外围设备的控制，具体分为：视频监控设备（视频服务器、网络摄像机、硬盘录像机、摄像机和相关配套设备），报警设备和各种传感设备，以及其它各类数据采集设备等。摄像机的视频信号通过视频线缆输入到视频服务器，而视频服务器通过自身具有的RS-485接口连接解码器来控制云台及摄像机动作。报警探头、数据采集则通过连接报警箱或报警板或采集装置，并通过RS-232或RS-485接口连接到视频服务器，将报警信号及采集数据输入其中进行后台处理。声音输入输出设备通过音频线连接到视频服务器上实现与中心之间的语音交流。各模块连接如下图所示。前端部分采用75-5的视频线缆长度不应超过500米，以200-400米为宜，RS-485总线（3芯）长度不超过1200米，RS-232总线不超过5米，网络双绞线不超过98米。视频服务器RJ-45云台解码器RS-485VIDEOVIDEO固定摄像机报警箱拾音器音频输入音频输出音箱RS-485报警探头警铃等1.3.1. 视频服务器视频服务器是将现场采集的视频图像、语音信息和报警信息及其它数据经过数字压缩（MPEG-4或H.264）后，进行本地存储并通过网络进行传输的设备。视频服务器基本参数：l 网络参数：TCP/IP，10/100M RJ-45l 视频输入：PAL 75 1Vpp复合信号l 视频编码：H.264或MPEG-4l 分辨率：PAL QCIF/CIF/2CIF/4CIF l 帧率：PAL 25帧l 图像通道：1/2/4/8/16l 图像传输：实时流媒体和历史ftpl 语音输入：线路输入l 报警输入：直接开关报警l 报警输出：多路控制输出DC 12V 300mAl 解码器协议：KONY、PALCO、SONY、SANSUM、YAAN、GE、HONYWELL等。视频服务器可以设置连续不间断完整存储历史视频图像，也可以设置定时录像、报警录像功能来存储历史视频图像。视频服务器具有系统异常自动重启和定时自动重启功能。前端视频服务器可以使用LAN，也可以使用ADSL的方式接入网络，支持固定或动态IP；ADSL接入方式支持断线自动重拨PPPoE。图像码流可根据网络带宽任意设置。1.4. 传输网络和接入方式网络视频监控系统利用Internet作为系统的传输网络。主要是传输视频流、控制指令及其它数据信息。整个系统中视音频数据都是从前端视频服务器直接或通过分发服务器间接传输到客户端控制台，以保证图像的实时性和连续性，并且节约网络带宽；而控制指令则必须通过中心管理服务平台进行认证后转发，以保证系统的安全性。网络视频监控系统的各部分设备可以通过不同的方式接入网络，可以采用LAN、WLAN、数字专线、xDSL、VPN等不同的网络接入方式。湖北网通作为基础运营商，完全有能力根据客户的具体情况提供各种接入方式。1.5. 存储方案网络视频监控系统采用前端和中心混合存储的方式对图像进行保存。一般监控点图像存储在前端视频服务器里，重点位置的监控点图像和前端需要取证的图像传输到网络中心存储中心进行存储。这种存储机制保证图像的观看质量不受中心管理服务平台服务能力、进出口网络带宽的影响。按照“就近存储就近服务”的原则降低了城域网络的带宽占用。且不会对中心管理服务平台的扩容造成困难。1.5.1. 前端存储根据我们大量测试的数据，通常情况下摄像头的码流在300Kb-800Kb左右，按照平均512Kb的码流来计算每路存储所需的空间如下：每路每天