ip网络视频监控系统安装与调试

IP网络视频监控系统安装与调试,本情景主要内容, IP网络视频监控系统分析 IP网络视频监控系统设备安装与调试 IP网络视频监控系统使用与维护 项目实训,一、 IP网络视频监控系统分析,任务要求：掌握IP网络视频监控系统的构成与特性学习要点： 1、计算机网络基础 2、IP网络监控系统的结构 3、系统特性,1、计算机网络基础,1.1计算机网路概述 计算机网络是现在通信技术与计算机技术结合的产物。计算机网络的功能 （1）资源共享：软件资源、硬件资源、数据资源 （2）通信 （3）分布处理与负载均衡 （4）信息服务,1.1计算机网路概述,计算机网络的组成 为了便于分解研究，一般把计算机网络分解为资源子网和通信子网。如图： 资源子网的主题为网络资源设备，包括服务器、用户计算机、网卡存储系统、网络终端等。,1.1计算机网路概述,通信子网主题为网络通信传输介质和通信设备，包括网络接口卡、通信线路、集线器、网络交换机、路由器、网桥等。网络的拓扑结构 网络拓扑结构是抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式，是指网络电缆连接构成的几何形状。在网络方案设计中，网络拓扑结构是关键问题之一，器相关知识对系统集成有知道意义。,1.1计算机网路概述,1、点对点信道的拓扑结构，如下图：,1、广播信道的拓扑结构，如下图：,1.1计算机网路概述,以太网技术以太网从诞生至今发展迅速，几乎成为局域网的代名词，发展历程如右表：,1.1计算机网路概述,子网划分及IP管理1、IP地址的作用 IP地址在逻辑上可以分为两部分：网络号和主机号。 高位表示网络号，低位表示该网络上的主机号。其中网络号用来标识一个网络，同一个网络的中的所有主机需要同一个网络号，该号在互联网中是唯一的；而主机号用来确定网络中的一个工作站、服务器、路由器或者其他IP主机。,1.1计算机网路概述,2、IP地址的分类IP地址由4个字节组成，习惯的书写形式是W.X.Y.Z；W、X、Y、Z各为一个十进制数，每个十进制数的取值范围是0255。IP地址一般分为5种类型，见下表。,1.1计算机网路概述,3、IP地址的利用如果办公室有一个网络，其IP地址为202.99.160.0（C类地址，且主机地址为空，是用来标识一个网络的）。那么，办公室的机器地址只能在202.99.160.1至202.99.160.255之间，否则便不能互通。如果你希望与相邻建筑中IP地址为16.10.155.0的网络互通，就必须用路由器来连接。由于IP地址在互联网中的唯一性加之目前联入网络中的主机数量庞大，所以在IP地址扩容前只能采用私有地址来解决IP地址资源匮乏的问题。私有地址只能在内部网络中使用，只用通过代理服务器才能与Internet通信。,1.1计算机网路概述,4、子网掩码 IP地址必须与子网掩码配对出现。子网掩码也由4个字节组成，书写格式为：A.B.C.D。子网掩码的逻辑结构可表示为“高位低位”，高位是全1，低位是全0。子网掩码起着过滤器的作用，它仅将与1对应的那些高位解释为网络地址，而将与0对应的那些低位解释为网络上的主机地址。 显而易见，对于A、B、C三类网络来说，子网掩码应分别是255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0。,1.1计算机网路概述,（1）子网掩码的功能 区分IP地址中的网络号与主机号；将网络分割为若干个以IP路由器连接的子网。（2）划分子网的必要性 按照网络资源的用途或主机之间的距离来分组，可达到隔离各组之间的通信流量的目的。 一个A类/B类网络，往往拥有多于实际需要的主机地址，若将其划分为若干子网，使每个子网内的IP地址都能得到充分利用，从而减少地址资源的浪费。而一个C型网络主机数量不多，对于一个大型企业来说可能不够使用，又需要将其合并为更大网络，但C网络类型不会因此而改变。,1.2计算机网络设备,计算机网络系统可分为通信子网和资源子网。网络通信设备网络通信设备包括网络接口卡、集线器、交换机、路由器等。网络接口卡通过传输介质将PC机、打印机等与网络相连；集线器是对网络进行集中管理的最小单元，是一个共享设备；交换机能有效将网络分成小的冲突域，为每个工作站提供更高的带宽；路由器的使命是为不同网路类型、不同地理位置或不同网段的源节点和目的节点之间提供最优化的互通手段。,1.2计算机网络设备,网络资源设备网络资源设备主要包括网络服务器和网络存储系统设备。作为最重要的网络资源设备，服务器先后经历了文件服务器、数据库服务器、互联网通用服务器和专用服务器几种角色的演变。现代服务器系统一般通过采用SCSI接口和I/O接口来连接网络存储设备， SCSI接口可实现并行存取访问，具有低CPU占用率、低系统开销的特点。,1.3网络操作系统,网络操作系统的功能单机操作系统的主要功能：（1）处理机管理；（2）存储器管理；（3）文件系统；（4）设备管理。网络操作系统除了管理网络资源、实现资源共享外，另一重要任务是实现网络上节点之间的数据通信。所以，网络操作系统除了具备单机操作系统所具有的功能外，还应具备网络支持功能，由通信服务和网络控制模块组成。可以认为：网络操作系统是在计算机网络中，管理一台或多台主机的硬、软件资源，支持网络通信，提供网络服务的程序集合。,1.3网络操作系统,网络操作系统的主要产品网络操作系统主要有Unix和Windows两大系列，近年Linux的发展十分迅速，以“开放源代码”取得了成功。Unix是一个支持多用户、多任务的交互式系统；其优点非常明显：小巧灵活、功能强大、方便移植且直接支持网络功能。因而在企业级的大型网络中有不可替代的优势。但也有不足：与Windows的兼容存在问题，互联有障碍，其本身也种类繁多、互不兼容。Windows系统以其良好的界面、众多的软件资源、性能强大的开发工具，在个人电脑领域被广泛采用，但在多用户应用中，维护、管理、安全与Unix相比存在明显差距。,2、典型IP网络监控系统的结构,局域网,网络摄像机,视频解码器,监视器,控制PC,2、典型IP网络监控系统结构,典型的网络监控系统结构如前页图示，包括三个主要环节：视频获取-视频传输-视频显示。IP网络摄像机获取视频并转化为适于网络传输的数据流，经由网线接入网络；在无线网络覆盖的范围内，前端可选用无线摄像机，如此便省去网络布线的工序，其获取图像的原理与有线摄像机相同，只是数据传送采用无线方式。视频数据传输依赖于计算机网络，任何一台接入网络的PC机均可凭密码截取图像，有两种方法：,2、网络监控系统结构,（1）用IE浏览器登陆网络摄像机，实时浏览视频图像；（2）用数字化监控中心系统软件（NVSCenter）查看视频。在采用监视器进行实时监控时，需另外配置网络视频解码器，其作用是接收网络上的数字视频数据、将其转换为模拟视频信号输出到监视器。如果需在一台监视器上同时显示多个视频源的监控画面，可将视频信号经由画面分割器再输出到监视器。画面分割器原理见模拟视频监控系统部分。,3、系统特性,利用计算机网络技术将数字化的图像 (语音 )监控信息传送到网络上 ,与现有的信息管理网络融为一体 ,成为兼具监控、通信、管理功能的全新的远程监控系统 ,代表了信息技术发展的趋势。IP网络摄像机有内置的IP服务器 ,可以在互联网及区域网络上作即时或连续传输的摄像机。它内置有对模拟视频进行数字化处理的芯片 (DSP芯片 ) ,可以将数字化的视频信号转换成符合网络传输协议 (如TCP/IP协议 )的数据流，通过计算机网络送到监控中心进行管理。,3.1 系统优势,先进性：利用现有的综合布线网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备少，连线简洁，后端仅需一套软件系统即可； 可靠性：主要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统，所需设备简单，而图像的传输是通过综合布线网络实现的，系统可靠性相当高；性能价格比：所需设备极其简单，系统的控制由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如,3.1 系统优势,昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、 分割器、切换器、分割器、切换器、视频转网络的主机等。由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费用；安全性：系统设置了不同等级的使用者权限，仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改，没有权限的用户是接收不到图像的。另外，图像数据的存储是专有的格式；使用及维护性：系统的安装极其简单，软件系统的安装及,3.1 系统优势,使用也非常易懂。在维护性方面，系统的接线十分简洁而主要设备的可靠性很高，维护性能好，并可实现远程维护；扩展及延伸性：当需要增加监控点和监控主机时，只需要通过现有网络增加一台摄像机或PC机即可，不需要对现有布线系统做什么改动；应用范围广阔：区域性监控，利用网络传送实时图像，如办公室、大楼等；跨区远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。,3.2 与其他方案比较,相对于传统的闭录电视监控系统：网络摄像机监控系统无须同轴电缆、无须庞大的视频分配器；软件实现NxN多对多（即多个观察员可同时看多个镜头画面）；安装所需设备少，工程成本大幅降低（整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上安装系统管理软件），大幅减少线材；充分利用网络资源，用宽带网络图像传输非常廉价，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控，利用网络更新软件。这些都是传统的闭路电视系统无法比拟的。,3.2 与其他方案比较,相对于当前的监控系统：网络摄像机监控系统对PC机的要求范围减少，一般普通配置即可；无须软件维护；无须机房，可以安装在过道和环境差的地点；可以避免了死机现象和重新启动时造成无法监控的缺陷。这些是基于PC的数字监控系统无法比拟的。,二、 IP网络视频监控系统设备安装与调试,任务要求：要求掌握各硬件设备的工作原理与用途 学习要点： 1、网络摄像机的原理、安装与维护 2、视频解码器的功能、设置与调试,1、网络摄像机的原理、设置与维护,网络摄像机包括网络枪机、无线枪机、红外半球机、红外防水机、网络高速球等多种类型。摄像机采用单片SOC 芯片实现音频、视频采集、压缩、传输，确保清晰、流畅的音频、视频传输效果。内嵌Web Server 允许用户通过IE 浏览器方便地实现对前端摄像机的实时监看和远程控制。,1.1 摄像机与镜头,摄像机是获取图像的设备，也就是说，被监视场所的画面是由摄像机将其光电信号（画面）变为电信号（图像信号）的。目前，无论是彩色还是黑白摄像机，其光电转换的器件均采用了CCD器件。摄像机通过它的镜头把监视场所的画面成像在CCD片子上。通过CCD本身的电子扫描，把成像的光信号变为电信号，再通过放大、整形等一系列信号处理，最后变成标准的视频信号。,1.1 摄像机与镜头,网络摄像机与普通设想机的区别在于多一个信号转换功能，它将标准视频信号打包并以网络来传送。左图为存储/无线存储网络枪机后面板图，可以清楚的看到：网路摄像机的后面板上有一个LAN以太网接口，可用双绞线将摄像机联入网络。而无线摄像机除了有LAN口，还有一根天线，在无线网络覆盖范围内，通过配套软件设置，音/视频信号也可以通过无线信道传入网络。,1.1 摄像机与镜头,CCD摄像机的特点是体积小、灵敏度高、寿命长。衡量设像机性能的技术指标主要有以下几方面：1、清晰度；2、照度（或灵敏度）；3、信噪比；4、输出信号幅度。镜头是安装在摄像机前端的成像装置一般分为：、定焦距镜头；2、自动光圈、电动变焦距镜头（目前常用）；3、自动光圈自动聚焦、电动变焦镜头。在选择摄像机与镜头相配合时，除对机械安装方面要求一致外，还要求镜头成像规格与摄像机耙面规格要一致。,1.2 云台和防护罩,云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。云台内装有两个电动机，这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。在选用云台时，最好选用在云台固定不动的位置上安装有控制输入端及视频输入输出端接口的云台，并且在固定部位与转动不为之间有用软螺旋线形成的摄像机及镜头的控制输入线和视频输出线的连线。这样的云台不会因长期使用导致转动部分的连线损坏，特别是室外用的云台更应如此。,1.2 云台和防护罩,防护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置。防护罩一般分为两类：一类是室内用防护罩，这种防护罩结构简单、价格便宜，其主要功能是防止摄像机落灰尘并有一定的安全防护作用，如防盗防破坏等；室外防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防罩内的摄像机正常工作。目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩，并且功耗较小。,1.3 一体化摄像机,摄像机是一种光电转换设备，在安装镜头候才能完成摄像工作。在视频监控系统中，为了我完成摄像功能，有时需要云台、防护罩等附属设施，使得摄像系统的配置、安装变得繁琐、复杂。一体化摄像机则将摄像机、镜头、云台等器件符合在一个透明的防护罩中，成为一个产品，形成系统，为摄像系统的安装、调试提供了方便，同时降低了价格。,1.4 摄像机的立柱,摄像机立柱一般有水泥立柱、钢管立柱，由于摄像机多数安装在野外，要适应恶劣的天气变化，一般立柱上都装有避雷针，对设备要有防雷处理。水泥立柱的优点是不发生晃动、缺点是不美观，采用标准杆题走线不方便；钢管立柱的缺点是大风时会有较大晃动，但外观漂亮，安装简单，易于走线、易于固定摄像机，目前高速公路监控系统使用的立柱多为钢管立柱。,1.5 网络摄像机的安装与维护,摄像机的安装为简化安装过程，通常监控系统都选用一体化摄像机。将立柱或底座固定到指定位置并装上摄像机，接通电源线、网络线后摄像机系统即安装完成。如果摄像机系统带有云台，上电后云台会带动摄像机镜头根据预设角度自转，可初步验证系统是否正常接电。,1.5 网络摄像机的设置,摄像机的参数设置用一条交叉网线将摄像机与PC机相连（如图所示），网络摄像在出厂时已设定了默认IP地址，假设该地址为：192.168.16.199，那么先将该PC机的IP地址设为与摄像机相同的网段，如：192.168.16.1，即可用PC以IE登录网络查看实时图像。,1.5 网络摄像机的设置,在IE浏览器的地址栏中输入摄像机的IP地址，确认即可看到系统登录界面，初次登录时输入摄像机系统默认密码，该密码可登录后在“用户管理”中修改。,1.5 网络摄像机的设置,输入正确密码登入系统后，可看到内嵌系统的菜单，左图为点击“实时浏览”时看到的摄像源图像。在该页面可以进行视频图像的抓拍、录像、回放，声音的监听、对讲，报警清除及视频参数，镜头的控制等。 不同厂家、不同版本的系统菜单会有一定差异，但其主要内容是相同的。,1.5 网络摄像机的设置,参数设置包括系统、视频、报警、网络及用户管理等多个项目，在实际运用中可根据需要来进行设定。作为监控系统的子系统，报警设置需要特别关注。在“移动报警”中可以设置视频移动布防时间、移动检测开关、移动报警检测的灵敏度、联动输出、报警延迟及联动存储设备等。,1.5 网络摄像机的设置,“探头报警”用于设置报警参数: 布防时间、报警检测开关、探头类型、联动输出、报警延迟及联动PC端录像、联动SD卡抓拍等。而“网络设置”是摄像系统能够联入网络并正常传输数据的保证，因此必须进行相关设置：摄像机的IP地址、子网掩码、网关、物理地址、数据端口、Web端口、DNS地址等基本参数，当修改了网络参数并保存后，设备将自动重启。如果是应用在局域网中，请注意防止IP地址与局域网内部计算机IP地址冲突。,1.5 网络摄像机的设置,球机及云台解码器使用RS485接口，当摄像机有外接控制设备，需根据控制设备的设置（地址、协议、波特率）对RS485参数进行设置，并下载对应的协议，参数设置正确即可对外接控制设备进行控制。,2、视频解码器的功能、设置与调试,网络视频解码器是针对网络应用而设计的嵌入式监控设备, 采用DSP方案并结合RTOS实时操作系统。通过解码器可直接从网络上接收数字音、视频数据，然后将解码输出到电视墙，同时能与编码器进行语音对讲。内嵌图形用户界面，支持遥控器、键盘或矩阵。,2.1视频解码器的特性,支持四路解码或一路解码支持点对点通讯支持一点对多点通讯支持被动模式(接收PC或其它设备送来的数据，解码后输出)支持PAL/NTSC视频输出支持动态IP地址(DHCP)、DNS异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接,2.2 视频解码器的接口,前面板,后面板,Vout：复合视频输出 Aout：音频输出LAN：网络接口 RS485 RS232：串口,2,1,视频解码器的前面板上有多个指示灯，观察指示灯的情况可以粗略了解解码器的工作状态，如果解码器工作有异常，则“ALARM”灯会闪烁。解码器的后面板提供了多个接口，其中视频及音频输出用于接到监视器视频及音频输入端；网络接口用于接收网络传送的数据；串口用于有云台的摄像机，用于传送控制信号。,PWR：电源指示灯 LINK：网络连接指示灯ACT：网络传输指示灯 ALARM：报警指示灯遥控指示灯 遥控接收窗口,2.3 视频解码器的安装与调试,1、视频解码器的设定用交叉网线将解码器直接连接到PC将PC的IP地址设为与视频解码器的出厂IP相同的网段;通过IE浏览器登陆解码器（在IE地址栏中输入解码器的IP），在“网络设置”中将解码器的IP地址修改到新的网段，子网掩码、网关等其他参数根据需要设定；确定后解码器系统会重启，重启后解码器IP即为所设地址，可将解码器安装到预定位置。,2.3 视频解码器的安装与调试,2、解码器的物理连接将视频解码器连接到网络，而将视频输出Vout及音频输出Aout与监视器的视频输入及音频输入口相连;接通电源(DC 9V);网络正常情况下在5秒内网络的连接灯(橙色)会亮起，此时视频解码器的物理连接完成。,2.3 视频解码器的安装与调试,3、视频解码器的调试完成设定和物理安装后，任何一台接入网络的PC均可通过网络登陆解码器、修改其参数；要使视频图像在监视器上正常显示，需要PC机上安装电视墙管理软件（TVWall）并运行软件。,2.4 TVWall安装和使用,1、TVWall的主要功能中心电视墙管理软件可实现交叉网络矩阵的功能，可以将前端视频服务器或转发服务器上的音视频源送到电视墙的任何一个电视上。可同时管理300个TV、300个视频解码器；支持6张解码卡、24路TV输出；支持分组切换、顺序切换及手动切换。,2.4 TVWall安装和使用,2、TVWall的设定,设定步骤：设置电视墙模式设置解码设备（将解码设备和电视墙上的监视器号关联起来）设置视频源（NVS）启动分组切换或顺序切换模式,2.4.1 设置电视墙模式,选择【电视墙】【电视墙模式】菜单, 弹出如下窗口：点击【确认】，电视墙进入编辑状态，根据实际电视墙的情况，合并相邻的区域，然后点击【锁定电视墙】，软件保存当前设置，然后退出。,2.4.2 设置解码设备,选择【编辑】【解码设备】菜单, 弹出如下窗口：,（1）搜索解码设备，将设 备添加到本系统中；（2）将解码设备与监视器关联起来，先选择解码设备，然后选择监视器；（3）最后关闭保存当前设置。,1,2,3,2.4.3 设置视频源,选择【编辑】【视频源管理】菜单, 弹出如下窗口：,（1）搜索视频服务器设备，将设备添加到本系统中;（2）也可以双击最后一行，手动添加视频服务器;（3)最后关闭保存当前设置.,1,3,2,2.4.4 启动分组切换或顺序切换模式,用鼠标右键点击模拟电视墙上的监视器，如果本窗口对应的解码设备为解码器，将弹出如下所示菜单:,点击【控制NVD】进入NVD控制界面，如下图所示: 点击【启动单路连接】,三、IP网络视频监控系统使用与维护,任务要求：要求掌握系统操作与维护技能学习要点： 1、数字监控中心管理软件的使用 2、互联网应用解决方案 （举例）,1、数字监控中心管理软件的使用,中心管理软件用于实现对前端所有网络视频监控设备（包括网络视频服务器、网络存储视频服务器、网络摄像机）的集中监视、存储、数据转发、管理和控制。可对任一设备进行设置和控制；支持1/4/9/16/36 画面单屏显示，以及双向语音对讲、电子地图、日志检索、报警控制、远程检索回放等功能。对于大型远程网络监控系统的组网非常实用。,1、数字监控中心管理软件的使用,1、软件主界面,软件启动时需要输入密码，凭密码登陆后可以看到软件的主界面。通过“多画面及画面切换”可以选择一屏同时显示的画面数：1/4/9/16/36 。必须进行一定的设置才可从图像窗口查看从网络上截获的监控图像，这可通过“窗口分配”来实现。,1、数字监控中心管理软件的使用,在图像窗口内单击鼠标右键选择【窗口分配】或点击【窗口分配】 按钮， 弹出窗口分配界面，如左图所示：窗口的列表里显示了每个窗口的分配与设置情况。,2、窗口分配,1、数字监控中心管理软件的使用,点击【搜索】按钮可以搜索并罗列出网络上的所有NVS（网络摄像机) 及其相关信息；【添加】按钮是将列表中的NVS 添加到所选的窗口； 光标移到所选中的窗口，点击【设置】按钮，弹出窗口设置界面，如右图，在其中可指定与窗口关联的摄像机的IP地址，只有登陆用户名密码正确窗口才能显示对应的摄像源图像。,1、数字监控中心管理软件的使用,3、本地设置,点击【本地设置】按钮 ，将弹出本地设置界面，如左图所示。本地设置里有十一个页面功能，包括【一般设置】、【录像回放】、【运行模式】等。每一个功能均包含一些重要参数的设置，具体项目可在实训过程中逐步了解。,1、数字监控中心管理软件的使用,点击【DVS 设置】按钮将弹出设置DVS参数的界面，其中包括系统、网络等十项功能，左图为网络参数设置界面。在此可设置 DVS 的IP 地址、子网掩码、网关、Web 端口号、多播地址等参数