工厂监控项目技术系统方案

1 工厂网络视频监控项目工厂网络视频监控项目 深圳安普威视科技有限公司深圳安普威视科技有限公司 一 工程综述一 工程综述 一 项目建设背景 一 项目建设背景 随着我国经济的持续发展 制造业的规模不断扩大 工厂职工高密度集中 厂区网络建 设力度加大 信息系统不断完善 工厂不断在人防和物防方面加大投入 如增加卫生检查人 员 由工厂职工组织厂保安队 改善基础设置等等 这些措施产生了一定的效果 但也存在 一些弊端 如厂卫队带来持续的支出 安装基础不符合卫生和安全要求 其实在技术上 建 立技术防范监控系统 在各厂区重要考场安装监控点 实行人防 技防 物防结合的防控体 系 可以增强安全系数 减少日常投入 把可能发生案件几率控制在最低限度 近年来 数字化厂区建设已经成为许多工厂必不可少的建设项目之一 借助厂区网络 安普威视 平安厂区 系统可方便 迅速的建立起一套专门针对工厂的安防系统 该系统架 构简单 结构合理 系统组成紧凑 再加上全面兼容的强大软件 可以让该系统实现各种功 能 如 全天候监控与录像 日夜触发式报警装置与远程值守等 而系统的网络化工作方式决定了该系统可以产生很多基于网络的应用方案 全方位的为 厂区用户解决问题 厂区安防的特点 厂区安防的特点 工厂的安防系统与普通安防有共通之处 但也有很多自己的特点和要求 1 监控点多 工厂人员密集 要求监控到厂区食堂多个重点角落 因此需要在工厂内 食堂的多处都装有摄像探头 同时要考虑到避免侵犯工厂职工的隐私 2 监控面积大 工厂监控点多 要求系统支持多种布线方式 最好可利用现有线路 或允许多个子系统相对独立 方便施工及维护 3 要求远程报警 当工厂职工和管理人员离开后 可启动远程移动报警 各监控点发 生人员侵入 可通过网络将警情上传至网络监控中心 并将图像自动切换到现场 并自动录 像 便于及时采取措施 4 可防止厂区暴力 当厂区暴力事件发生或可能发生时 各级人员均可触动紧急按钮 向 110 报警中心报警 预防或制止厂区暴力事件 5 可取证 对监控点进行录像 当有案件发生时 能取证 6 可作其它应用 安防系统要与工厂日常工作相结合 最大限度的发挥作用 2 安普威视的 平安厂区 系统经过多年应用和完善 完全切合工厂的具体应用 二 工程规模及容量需求 二 工程规模及容量需求 工程需要对厂区内约 60 个厂房内监控点实时监控 并存储录像文件一周 还需要对厂 区室外 40 个点进行实时监控 都需要 24 小时录像 并保存录像文件一周 二 技术方案建议二 技术方案建议 一 整体设计 一 整体设计与拓扑图与拓扑图 针对本期工程建设的具体需求及现状和我公司产品的特点 我们建议构建统一的网络视 频监控业务平台满足监控业务需要 整个视频监控系统分为监控前端 中心服务平台 用户监控终端三个部分 中心服务平 台由中心管理服务器 视频转移分发单元 网络存储服务器和用户认证 授权 记帐服务器几 部分组成 中心管理服务器是网络视频监控业务的核心 稳定系数要求非常高 故采用冗余 设计 所有的前端设备都接入到网络中 并通过 IP 网络注册到中心服务平台 用户通过 IP 网络在有足够带宽保障的条件下可使用 IE 浏览器或专门的客户端软件对监控镜头进行浏览 与控制 本期工程为集中式管理 分布式部署的系统结构 中心机房设置中心服务平台作为监控 中心 负责管理全部服务器 管理所有视频转移分发 网络存储 处理各视频流的控制 用 户的分级管理 采集用户的认证计费等功能 并在中心运维部放置一台远程管理终端 实现 集中管理 集中开户 所有节点只是简单加入平台树 不影响原有系统的正常运转 从而实 现整个系统平台的集中管理 分层接入 既适用于初期小规模试验的需求 又满足大规模扩 容的需求 整个视频监控平台建设工程是基于 Internet 的可运营的数字化监控平台 在整个系统 的设计中 将遵循数字化 网络化 智能化的原则 提供灵活 完善的管理手段 保证整个 平台的可运营 可管理特点 3 系统整体拓扑图系统整体拓扑图 1 1 设计原则 设计原则 根据用户的需求 我们在制定方案时 主要遵循以下原则 先进性先进性 选用设备注重其技术领先 实时性强 压缩比高的音视频服务器 彩色高清晰 低照度摄像机 既可以保证网上传输占用较小的带宽 又可以保证较高的图像传输质量 安全性安全性 系统具有用户接入认证 前端设备接入认证 完备的权限管理 信令采用 TCP 传输 支持 SSL 稳定性稳定性 采用成熟稳定的产品 编解码设备采用嵌入式产品 能够保证系统 7X24 小时 不间断运行 可靠性可靠性 具有设计独到的视频流量管理 自诊断功能 系统平均无故障工作时间 MTBF 10000 小时 标准化标准化 遵循国内和国际的通用标准 网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的音 视频传输和共享 本系统采用的产品均遵循网络协议 TCP IP 和传输标准的要求 兼容性兼容性 系统具备很好的兼容性 同时能与已建成的监控点监控系统很好的融合 开放性开放性 软件可以与第三方系统相融合 可以读取第三方系统的相关数据 也可以为第 三方系统提供其需要的相关数据 提供 SDK 二次开发包 具有开放式结构 统一性统一性 对所有的图像在处理过程中统一数据格式 实现一体管理 同时传输网络协议 4 保持一致 形成网上监控调度的统一框架 易用性易用性 可远程调节视频图像质量与带宽占用 可以根据需要调节帧数 分辨率 图像 质量等 支持 64K 2048Kbps 的传输码率 支持多种图像浏览方式 软件系统应基于 B S 架 构 即 WEB 的组网技术 可以方便灵活的使用 实时性实时性 视频延时小于 1S 完善性完善性 当发生报警时 可实现相对应图像在主窗口探出显示 发送报警声音前往预制 位 并能把报警信息以短消息形式发送到指定客户端 或以 E mail 方式发送到指定管理员 的信箱中 功能完善的录像管理体系 系统可选用手动 移动侦测 告警 定时录像等多种录像方 式 提供指定周期的滚动删除功能 有效防止存储空间耗尽 同时可提供分布式网络存储功 能 与网络内其他服务器 或 NAS 紧密结合 系统具备完善的分级控制功能 系统设权限管理 对不同级别的用户给予不同的权限 有效防止越权操作 被授权的网上任意操作人员可根据权限对监控点进行监视 实现对摄像 机视角 方位 焦距 光圈 景深的调整 进行云台的预置和控制 多级管理功能 系统支持多级管理 多级结构为主服务器 从服务器 本地服务器等多 级结构 即每个本地服务器为独立子系统可支持管理若干路视频服务器 本地用户可通过登 陆本地服务器便可实现监控等功能 将若干本地服务器指向到所属从服务器便可实现统一管 理 登陆从服务器便可查看 管理下属各本地服务器的若干图像 同理 将从服务器指向到 主服务器便可建立一个庞大的网络视频监控系统 摄像机的数量理论上是不受限制的 可扩展性可扩展性 采用实时监控调度网络架构 内部采用可配置方式进行集中管理 当增加分 支局及重点企业扩展系统时 只需要看作增加网络上一个新的结点即可 由于用户以后的需求会不断发展 监控数量将随之扩大 只要增加前端设备 不用添加 其他附加设备 以保护用户的投资 为了适宜未来系统扩展的要求 系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以 便系统扩充之用 系统中控制部件 软 硬件 采用集中式结构 嵌入式等技术措施 可以 方便灵活的进行扩充 充分保证系统在将来的适应性 灵活的组网方式 方便被监控点的增加 几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统 可按多级组网的方式 形 成大规模的监控网络 高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行 经济性经济性 在确保完成系统功能的前提下 尽可能选择性价比高的产品 降低系统总体造 5 价 易维护性易维护性 由于各地市作为网络上的一个外部结点 之间是相互独立的 当某一个地市 出现系统故障时并不影响整个远程网络集中监控 增强了系统的易维护性 2 2 系统 系统架构图架构图 系统总体架构图系统总体架构图 系统的总体框架如图所示 组成部分包括前端子系统 客户端子系统以及中心服务平台 包括 中心服务器 数据分发服务器 存储服务器等 各部分均接入 IP 承载网 数据逻 辑通道则包括控制和管理信令通道 下称控制通道 以及媒体数据通道 下称数据通道 整个系统主要包括如下组成部分 1 视频采集 视频采集是保证整个系统工作质量最重要的部分 要求选用的摄像机需满足以下条件 厂区内采用 60 台网络红外枪机和厂区室外 40 个室外网络高速球所组成的全数字监控系统 要求水平清晰度不低于 420 电视线 信噪比大于 48Db 室外网络高速球可实现的最低照度为 0 5Lx 彩色 和 0 01Lx 黑白 内置自动切换双滤色片 实现白天彩色夜间黑白的自动转 换 满足全天候监控要求 其他根据厂区具体地理位置按照各种网络摄像机或者网络球机 6 2 信号传输 视频监控则要求信号实时 连续 清晰 而且图像信号的数据量非常大 这就要求传输 介质要有足够的带宽 所以本方案采用全数字信号传输 部分通过视频服务器来完成转换 实践证明 采用数字系统传输后 图像质量大大提高 屏幕彻底消除马赛克现象 而且控制 信号响应速度明显加快 完全达到了系统的设计要求 3 录像存储 数字化监控最基本的特征就是系统运用了计算机技术的最新成果 信号处理全部数字化 本 系统录像存储完全摒弃了传统监控用录像带存储记录的方式 而是采用新一代大容量安全的磁盘 阵列存储系统 该系统在图像质量 界面显示 保存日期 检索回放以及多种先进的新增功能等 诸多方面都是传统存储方式无法相比的 整个厂区在一个大型的局域网络 且厂区间是光纤传输 网络带宽有保证 4 视频监控录像存储 监控部分集中存储 100 路 1Mbps 码流的 D1 视频图像 需要 24 小时保存录像文件 且每 路保存 7 天 因此总的存储空间要求如下 D1 格式 D1 720 576 像素 刷新频率 25 帧 秒 每路视频的数字视频压缩码流带宽至少为 1Mbps 从以上三个输入条件 我们很容易计算出每个点每周所需要的存储空间 1024Kbps 8 3600 秒 24 小时 7 天 75 6G 每路 厂区一共按 100 个视频节点计算 总的图像存储容量为 100 75 6GB 7 5T 因此可以采用磁盘阵列进行存储 电视墙大屏幕显示部分 1 重要监控部分 安防监控的基本特征就是要求监控的实时性 为给监控人员提供一个良好的监控环境 系统在监控中心设置大屏幕电视墙来显示监控画面 7 现在工程要求有 45 个重要部位需要不间断监视 通过 45 个单路解码器加上 5 个 9 画面 分割器 能够将 45 路图象输出到 5 台监视器 每台监视器一次显示 9 路摄像机图像 不需 要轮询切换显示 5 9 全部实时监看 2 其它监控部分 通过 8 个解码器 并设置 7 组轮巡 将剩下的 55 路图象输出到 8 台监视器 每台监视 器一次显示路摄像机图像 需要进行轮询切换显示 1 7 8 所以屏显部分需要的设备的有 45 8 53 个解码器 8 5 13 个监视器 5 个 9 画面分 割器 3 网络传输部分 充分利用某厂区局域网资源作为整个系统传输到监控中心 远端对每只摄像机的历史记 录访问 调看 3 3 前端设备子系统 前端设备子系统 前端设备子系统主要实现音视频信息 报警信息的采集 网络传输以及辅助设备云台解 码云台视频矩阵的控制 前端子系统根据要求将摄像机采集到的图像信息 麦克风采集到的 声音信号 报警设备采集到的报警信息等经过编码设备编码后 将压缩后的流媒体文件通过 宽带网络发送到中心服务平台中 供用户实时观看或保存在存储设备中 同时 将中心服务 平台传来的控制信令抽取出来 进行命令格式分析 按照命令内容执行相应的操作 控制矩 阵切换器的切换 云台转动以及摄像机镜头的控制 前端子系统设备包括音频采集设备 视频采集设备 报警输入输出设备 云台设备 云 台解码器设备及网络视频编码设备等 其中网络视频编码主要是网络摄像机设备 8 音音 视视 频频 编编 码码 设设 备备 视频采集设备 报警输入设备 网络 云台及解码器 音频采集设备 报警输出设备器 RJ45 RS485 I O OUT I O IN 音视频数据信号线 输出控制信号线 开关量输入输出信号线 前端设备子系统前端设备子系统组成组成 前端设备子系统包含的功能主要有 1 基本功能 音频数据压缩处理 视频数据压缩处理 音视频数据存储与网络传输 云 台 镜头控制响应 辅助开关控制 报警输入输出控制 报警联动控制 设备参数配置管理 2 平台交换功能 设备注册 设备状态查询 设备参数设置 响应服务中心视频转移分 发子系统网络音视频数据流的请求 响应中心服务平台控制命令 控制云台摄像机操作 控制矩 阵切换指令等 事件控制 语音对讲与广播 3 录像和回放功能 支持定时录像 手动录像 事件触发录像三种模式 支持远程检索 回放功能 4 设备管理功能支持 实现设备状态 在线 离线 开关量状态 视频源状态 设备是否 录象等状态 的定期检测上报功能的支持 9 4 4 监控客户端 监控客户端 监控客户端主要支持显示电子地图操作 通道图像预览 报警处理 在电子地图操作界面上通过树和电子地图两种设备列表方式方便快速地定位前端设备 能对地图进行放大 缩小 拖动等操作 能够主动检测前端设备的状态 硬盘使用情况 摄像头工作是否正常 主机工作是否正 常 报警探头的状态等 能够接收前端报警探头的报警信号 并进行声光提示 联动图像 联动电子地图 对前端报警探头进行布防 撤防 报警解除等操作 监控客户端显示操作界面如下图所示 10 5 5 主控中心 主控中心 监控中心设在工厂警卫管理处 主要由系统管理服务器 WEB 服务器 电视墙服务器 监控客户端 网络设备 不间断电源等设备组成 监控中心能够监视整个系统范围内上传的 视频信息 能够对全范围内所需要的视频数据进行存储和管理 在必要时应能够对各现场监 视设备进行远程控制 系统采用中心统一认证 各监控中心分层管理的结构 具体实现方式 在中心设置系统管理服务器 作为系统统一认证服务的中心 任何客户 端登录系统时 都将通过网络到中心的管理服务器验证身份 获取相应的权限及其它数据 注 管理服务器只接收和处理认证信息 日志信息 设备参数等 不处理音视频数据流 因此数据量非常小 占用服务器资源很低 不会对管理服务器产生很大压力 中心系统管 理员有系统的最高管理权限 可以修改和设置系统内所有设备和用户的信息 各监控中心各 分配一个管理员的用户 该用户有权限管理所辖厂区的所有监控设备和用户 这样就可以实 现各级部门自主管理 但用户权限统一分配和验证 优点 有利于权限的统一分配 设备的 统一管理 有利于系统的安全性和可维护性 二 监控中心拓扑图 二 监控中心拓扑图 11 三 客户端软件 三 客户端软件 实现以下远程监控所需要的基本功能实现以下远程监控所需要的基本功能 远程预览 远程预览 通过网络获取前端图像 支持多画面分割 如 1 4 6 8 9 16 画面 分割显示 支持手动切换 自动轮巡 可以调节视频的亮度 对比度 饱和度 色度等参数 远程配置 远程配置 通过网络配置 修改前端网络硬盘录像机的各项参数 同时也可以远程升级网络 硬盘录像机内部的应用程序 实现远程维护 减少了维护成本 远程控制 远程控制 通过网络控制 PTZ 及其他辅助设备 如雨刷 灯等等 可通过透明通道控制其他 串行设备 如矩阵 报警控制器 门警 控制开关等等 也可接收串行设备通过透明通道发来的 数据 监控主机需要支持透明通道功能 远程回放 远程回放 通过网络回放指定要回放的录像资料 支持快放 慢放 逐帧播 放 抓图等操 作功能 远程下载 远程下载 通过网络下载网络硬盘录像机内的录像资料 远程监控辅助功能 语音对讲 语 音广播等等 客户端软件运行环境 软件环境 Windows2000Professional or XP 硬件环境 CPU Intel 酷睿 双核 P4 2 8GHz 或以上 内存 1G RAM 以上 显卡 128M 显 存 显卡支持缩放 推荐 Geforce Mx400 420 440 serials 或 ATI Radeon 7000 7200 7500 8500 9000 serials 四 系统管理服务器 四 系统管理服务器 1 1 硬件设备配置信息的管理 硬件设备配置信息的管理 12 由服务器对报警设备和音视频处理设备等各项硬件进行注册 分类管理 报警设备的注 册信息如 报警解码器的类型 端口地址 报警通道数等信息 报警设备报警信息的日志建 档及管理 音视频终端 DVR 注册信息如 IP 通信地址 网卡 MAC 地址 音视频终端板卡 的类型 通道数等信息 可对各项硬件设备的状态值可进行编辑并进记录 音视频终端设备 的重起 不影响服务器端硬件配置信息的设置 硬件设备重新启动后即恢复到启动前硬件功 能设置状态 2 2 系统用户的管理 系统用户的管理 监控系统的所有用户由服务器端统一注册并进行管理 用户的注册包括用户名和密码的 分配 用户的管理包括用户的登陆系统验证 用户权限的分配 用户的注销 系统并根据用 户权限的不同等级设立优先权 系统并为每个用户建立日志 记录每个登陆用户的各项行为 以时间 触发信息类别建档 对于用户访问权限的管理 可定向于指定设备如 某一台电脑 确保信息的安全 防止泄密事件 3 3 视频数据集中存储 视频数据集中存储