SIP联网协议—跨区域视频监控联网平台设计的关键.doc

SIP联网协议跨区域视频监控联网平台设计的关键 发布日期：2010-04-09 来源：安防知识网 浏览次数：183 本文以市级跨区域动态视频监控联网共享平台项目开发为背景，将整个系统分为四层，结合SIP(Session Initiative Protocol，会话初始协议本文以市级跨区域动态视频监控联网共享平台项目开发为背景，将整个系统分为四层，结合SIP(Session InitiativeProtocol，会话初始协议或通信启动协议)监控联网协议，提出了基于分布式网络通讯技术的跨视频监控联网平台软件设计方案，该方案设计的监控系统具 备跨平台、多终端设备接入的能力。 视频监控管理平台的发展现状视频监控联网平台的发展大致可分为三个阶段。第一个阶段大约在20世纪8090年代，该阶段主要是以单一技术系统为主，如视频监控系统、电子警察系统、信号灯控制系统等，此阶段是以不同 的部门为单位进行系统运行管理。这个阶段主要是通过模拟的产品与技术实现道路现场的查看与信号的控制，在指挥中心做一个汇聚的中心控制，不存在数字平台的 建设。第二阶段是20世纪90年代末到2005年，这个阶段以全国大规模平安城市项目、治安卡口项目建设为标志，在一个区县市分局层面内统一管理各自 独立的技术子系统，如视频监控系统、信号控制系统、电子警察闯红灯抓拍系统、GPS警车定位系统等，但各个子系统之间又是完全独立运行的，相互之间协作依 靠操作人员完成，且不同系统之间的用户、权限、口令相互独立。在这个阶段的发展过程中，各个技术子系统的技术更加趋于成熟且工作稳定，基本上形成了各自业 务领域内的功能规范。第三个阶段是以2005年左右开始至今，经过基础建设与技术子系统的建设之后，随着系统应用的不断深入，系统规模的不断扩大,系统的整合需求日 益强烈;各级公安机关也对远程图像资源、卡口车牌信息共享提出了新的要求。诸如警种并发资源共享冲突日益突出;横向跨区域共享需求日益增多;系统管理难度 不断加大。这就要求建设一个支持三级联网的软件平台，对全市范围内的视频监控资源、卡口车牌数据进行统一管理和调度，支持多级布控和全网协查。本文以地市级跨区域视频监控联网共享平台项目开发为背景,我们在视频监控系统分层架构的基础上, 通过结合SIP监控联网协议,利用分布式网络通讯技术，设计并实现了一个易于管理、易于扩展、可重用、可伸缩、健壮的监控系统应用平台。其功能包括:注册登记、目录发送、实时监控、心跳信息传递、历史图像的获取、前端设备控制、信息查询等。与其它的系统比较,该软件平台有着扩展方便、维护简单、便于管理和易于加载服务等特点，该平台通过初步应用已经显示出了很好的效果。系统分层 以市级跨区视频监控系统为例，整个系统分为四层，分别是监控资源层、SIP接入层、监控管理层和监控应用层，如图1所示。图1 治安视频监控系统分层结构图监控资源层监控资源层包含所有的监控设备及服务器，如球机、矩阵、DVR(数字硬盘录像机)、DVS(数字视频编码器)、中心服务器等。遵循浙江省地方标 准DB33/T 629-2007跨区域视频监控联网共享技术规范的第4部分，对设备及服务器的地址进行统一编码。SIP接入层SIP接入层则在资源层的基础上，遵循浙江省地方标准DB33/T629-2007跨区域视频监控联网共享技术规范的第2部分，采用基于SIP的联网协议实现签到、认证、点播、控制、回放、转发等功能。监控管理层监控管理层由SIP监控联网服务器、Web监控服务器、视频代理转发服务器等相关服务器，实现前端设备管理、用户管理、视频调度等功能，构成了 治安视频监控系统软件平台。监控应用层监控应用层主要面对最终的用户、管理员和其它应用系统，包括用户接口、管理员接口、WEB应用接口、互联应用接口。SIP监控联网协定 SIP(Session InitiationProtocol)会话初始协议是IETF制订的，用于多方多媒体通信。按照IETFRFC2543的定义，SIP是一个基于文本的应用层控制协议，独立 于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议可在TCP或UDP之上传送。联网系统在进行视音频传输及控制时应建立两个传输通道：信令/控制通道和视音频流通道。信令和控制通道用于在设备之间建立会话并传输控制命令; 视音频流通道用于传输视音频数据，经过压缩编码的视音频流采用流媒体协议RTP/RTCP传输。通信协议的结构见图2所示。图2 SIP联网通讯协议的结构信令协议用来实现会话的建立、维护和释放的过程。注册登记、目录发送、实时监控图像的获取等应用的会话控制采用RFC3261(SIP)规定的 REGISTER、NOTIFY、INVITE等请求和回应方法实现;心跳信息传递、历史图像的获取、前端设备控制、信息查询采用SIP扩展方法DO请求 和回应实现。系统设计根据系统分层结构和SIP通讯的要求，在每个分局部署一台SIP网关服务器，在市局部署SIP网关服务器集群。通过市局网关服务器与分局网关服 务器之间的通讯，实现控制命令和视频数据的传输和转换，实现市局平台与15个区县市分局平台的视频资源、卡口资源、外部监控资源的互联互通，共享应用，如 图3所示。图3 系统架构图通过SIP网关服务器，屏蔽掉各个厂家和设备之间的差异。这种思路，即解决了互通的问题，又不陷入各个管理平台的内部细节，解决了当前的关键问 题互通，又尊重现实，充分实现各个平台厂家的特性。联网协议设计 各区县市公安分局二级数位视频共享平台在系统建设时应配置与市局联网的网关服务器，联网协议设计如下。注册与发现初次联网或断网后重新联网时，各区县市公安分局平台间应具有自动注册功能，接口协议应采用RFC 3261中定义的方法REGISTER。心跳功能市局共享平台应能感知到各区县市公安分局平台上的设备状态信息(如前端连接状况)，接口协议应采用RFC 3261中扩展定义的方法DO。云台控制市局共享平台在权限设置允许的条件下，应能实现对各区县市公安分局平台前端云台进行操控，接口协议应采用RFC3261中扩展定义的方法DO。实时监控市局共享平台在权限设置允许的条件下，应能实现对各区县市公安分局平台前端摄像机的实时视频进行访问，接口协议应采用RFC3261中定义的方法INVITE。录像调阅市局共享平台在权限设置允许的条件下，应能实现对各区县市公安分局平台录像数据进行查看、下载，接口协议应采用RFC3261中扩展定义的方法DO。报警事件预定和通知市局共享平台可预定各县(市)公安局、公安分局平台的报警事件，当各区县市公安分局平台对应的报警发生时，应及时通知市局平台，接口协议应采用 RFC 3265中定义的方法SUBSCRIBE。SIP协议作为联网监控的信令标准承载协议，不仅能适用当前联网监控的各种业务需要，而且能使监控平台的标准化，更易于其他业务(比如可视电 话)整合。在本项目中，虽然SIP的整体框架一致，但是各个厂家在具体的某些SIP方法的使用和SIP协议所承载的内容描述协议上有些区别，因此在互联互 通的过程中，仍需要花费相当多的精力。