XX地方3G网络数字视频监控系统技术方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除XXX地方3G网络数字视频监控系统技术方案公司名称：深圳市拓普威视科技有限公司地 址：深圳市福田区保税区万里工业城二期B座7楼网 址：二一一年十一月第1章 前言 随着Internet和宽带网络技术的日益发展，传统的以文字和图片为主的内容服务已不能满足用户的需求，具有视频和音频的多媒体内容服务即将成为主流，这是互联网技术发展的必然趋势。近两年来一种崭新的全数字化网络视频监控系统正在得到广泛应用。网络视频监控系统使用现有的网络系统，采用纯数字的网络监控，实现从监控点前端、监控中心、监控工作站的数字化处理，是监控系统发展的必然趋势。A. 利用3G无线网络资源，不需要为新建监控点铺设大量网线，视频线等线材，减少布线施工，轻而易举地实现远程无线视频监控。B. 系统扩展能力强，只要有3G网络的地方就可扩展新的监控点。 C.前端设备是即插即用.适合移动行进，灵活方便。D. 系统功能强大、利用灵活、前端设备全数字化录像方便于保存和检索。E. 在网络中的每一台计算机，只要安装了客户端的软件，给予相应的权限就可成为监控工作站，直接远程实时访问前端视频图像，同时可语音对讲。第2章 用户需求分析总体需求：XX地方有60个监控场所，每个监控场所有4个摄像头，监控中心可以集中监控场所所有摄像头，并且监控中心随时调用查询回放前端录像文件，实时通过网络观看前端现场的视频画面，以及可以远程云台控制这块，前端要求有报警信号接入，前端报警后，监控中心监控屏幕可以自动弹屏，另外部分用手机观看用户可以通过手机查看视频，控制云台。第3章 方案设计思想3.1设计原则任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。该在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。 先进性图像监视系统采用H.264/MPEG-4图像压缩处理技术，具有图像质量清晰，文件占用空间小，传输带宽小，速度快等特点；各子系统（音视频、报警、门禁、环境变量）紧密结合，提供强大的系统集成功能； 灵活性系统支持基于WEB方式的网络浏览功能，可供用户方便使用；灵活进行系统软件升级，避免对系统产生过大的影响；灵活的组网方式，有线或无线均可，方便监控点数量的增加； 实时性基于带宽的优势，各类前端信号可做到实时的传输；同时可利用其他传输通道进行实时传输，如：GSM、CDMA 1X、GPRS、3G网络等； 稳定性具有独特的图像管理功能，严格控制丢帧现象；完善的视频流控制功能，保证网络传输的顺畅；管理、操作权限的分级实现，保障管理的统一、规范；强大的自我诊断、恢复功能； 完善性与数据采集监控系统无缝地结合，实现报警信号的联动，报警设备的自启动；当报警信号产生时，可实现多种可用通道的信息传输，如网络、电话、短消息等； 扩展性系统预留相的接口以便扩充之用；控制部件（软、硬件）采用模块式结构、内部总线化等技术措施，可以方便灵活进行扩充，保证未来的适性； 易用性基于优良的操作平台；采用模块化设计，操作简便；界面人性化；3.2 设计依据安全防范工程技术规范 （GB 50348-2004）；安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94）；安全防范系统验收规则 （GA308-2001）；安全防范系统通用图形符号 （GA/T74-2000）；安全防范系统（DB33/T334-2001）；民用闭路电视监控系统工程技术规范 （GB50198-94）；工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87）；音频、视频及类似电子设备安全要求 （GB8898-2001）；测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 (GB4793-2001)；信息技术设备的安全 （GB4943-2001）；邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范。EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准ISO/ICE/IS11801结构化布线标准ISO TCP/IP协议标准ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准ISO IGMP/CGMP协议标准10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3U中华人民共和国通信行业标准（YD/T926）防盗报警控制器通用技术条件GB50198-94电视系统视频指标CCTR RECOMMENDATION 472-3 电气指标标准ELA-422 ELA-485 电子设备雷击保护导则GB7450-87标准号标准名称GBJ115-87工业电视系统工程设计规范GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件GB 4798.4-90电工电子产品用环境条件无气候防护场所使用GB50217-94电力工程电缆设计规范GB/T17626.2静电放电抗扰度试验GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.5浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.8工频磁场的抗扰度试验GA308-2001安全防范系统验收原则GA/T75-94安全防范工程程序与要求DL 476-92电力系统实时数据通信用层协议DL/T 720-2000电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/Z 713-2000500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求ITU-T H.323网络电视电话系统和终端设备标准CCITT G.703脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数标准ISO/IEC13818MPEG2视音频编解码标准ISO/IEC14496-2H.264视音频编解码标准-视听对象的编码（6部分）IEC364-4-41保护接地和防雷接地标准IEC60870-5-101基本远动任务配套标准IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准IEC60870-5-104远动网络传输规约IEEE802.310BASE-T 以太网接口标准IEEE802.3U100BASE-TX快速以太网接口标准DB33-2001安全防范系统第4章 方案总体设计4.2系统总体架构前端3G无线传输，将视频数据，RS485信号，报警信号，传输到监控中心流媒体转发服务器，然后通过电脑或手机可以进行监控并实现云台控制。如上图。4.3系统组成从系统的物理组织结构来看，系统可以分为三层：底层的前端采集部分、中间层的网络传输部分和上层的监控中心总控部分。其中前端和中心端监控喊话是我们的重点。具体包括：前端采集部分：根据要求前端采集部由模拟摄像机，视频监控前端设备如下： 模拟摄像头，红外模拟摄像机，或球机，根据实际环境自选。 单路、或四路 硬盘 存储型3G网络视频服务器 （硬盘自配 ）传输部分：根据系统要求，所上前端设备都是采用3G无线传输，通过3G信号把所有的监控点视频信号，RS485信号传回监控中心。监控中心总控部分：搭建平台：在本项目中，监控中心总控部分就是整个监控系统的后台部分。系统采用多域结构控制中心。在中心要实现视频监控显示、报警联动录像、抓拍、云台控制等功能。本系统，监控中心采用linux系统大型监控管理平台，对整个项目60处240个监控摄象点进行统一管理。具体包括如下部分： 嵌入式平台流媒体管理转发服务器LINUX系统，服务器安装包含中心管理服务单元，中心转发服务单元、中心录像单元程序软件。 视频管理监控客户机 异地访问视频监控客户机 手机监控客户端 电视墙 （可选）第5章 方案详细设计任何一个完整的视频监控系统，从系统的功能逻辑来看都可以分为五大部分：视频采集部分，视频存储部分，视频传输部分，管理控制部分，视频显示部分。设计方案时，每个部分都必须进行充分论证。本方案重点从以上五大部分进行详细分析设计。5.1总体拓扑图5.2视频采集部分网络数字视频监控系统，视频采集部分一般由模拟摄像机、编码器组成。在本系统中，前端采集部分全部采用模拟摄像机+3G网络视频服务器来实现。5.3视频存储部分网络视频监控系统一般有三种存储方式：基于前端编码设备的前端存储、基于中心平台服务器的中心存储、基于后端监控电脑的本地存储。这三种存储方式可以任意组合使用。前端存储：视频服务器支持硬盘存储中心存储：集中存储，利用网络磁盘阵列集中存储。本地存储：用观看的电脑存储。本项目从节约3G流量费用方案考虑推荐前端存储。5.4视频传输部分整个系统，传输前的视频采用压缩比很高的H.264压缩的设备进行编码。编码器采用内置无线3G无线模块进行视频，RS485信号传输。5.5管理控制部分管理控制部分是视频监控系统中的核心部分，是用户使用系统的交互核心部分，在中大型监控系统显得特别重要。本系统通过中心平台来实现集中管理与控制。系统组建如下图所示：如上图所示，CMU、MDU、MSU、NAS、管理客户机等是监控中心平台最核心的组成部分。每一部分的解释如下：CMU：中心管理单元，对中心进行统一控制也管理。是监控系统中的核心。相当于人的大脑。是整个系统的指挥中心。MDU：媒体转发单元，负责对数据流进行转发与分发。MSU：媒体存储单元，负责数据的录像存储。5.6视频显示部分视频显示一般有两种方式：根据甲方需求可选。1、电脑主机解码显示方式：2、解码器配套电视墙软件上电视墙显示方式：5.7 视频报警联动 电子地图告警防区是一种虚拟的管理平台，可以更加形象对当前机构进行管理。选择菜单栏【设备管理】【电子地图】即进行告警防区及电子地图管理界面，如下图所示，防区管理界面有两个列表信息框，左上为所选机构下的防区列表，左下边的为在防区列表里选中防区对应的布防点列表，如图4-43所示：图4-43防区管理l 添加防区在防区列表里右键菜单“添加防区”，即可弹出防区信息添加对话框如图4-44所示：图4-44防区信息在界面上可配置防区名称，布防时间及该防区采用的电子地图文件，目前支持JPG格式的地图文件，添加防区信息：选定设防、星期和时间段，最多可设置4个时间段， 可选中当前配置应用于每一天，如图4-45所示：图4-45添加防区信息配置完成后选“确定”，防区列表里就会显示新添加的防区了。l 布防点配置在防区列表里选定待配置的防区名，选取右键菜单“防区配置”，即可进入该防区布防点配置界面如下图4-46所示：图4-46布防点配置左侧树型列表为该防区所在机构下的设备业务列表，作为机构下的防区只可以配置和处理该机构下的设备业务，右侧为防区对应电子地图。通过鼠标拖曳左侧的列表设备到右侧电子地图里，即可将该监控点业务布防到防区电子地图里，并且一个布防点业务在同一防区地图里最多只可能出现一次。在地图上对应不同业务类型的监控布防点系统会显示为不同的图标。目前布防点类型主要分为：音视频、报警输入、报警输出、子防区。子防区作为一个快速链接可直接切换到其他防区地图。l 布防点联动配置监控布防点位置摆定后，即可对布防点进行告警联动配置了，一旦配置了联动，在企业客户端收到告警后，就会执行相应的联动动作，如图4-47所示：图4-47 布防点属性选中点后，选择属性，可对选中的点进行设防配置，业务类型为音视频的如图4-48：图4-48 音视频业务类型业务类型为报警输入的属性配置，如图4-49：图4-49 报警输入业务类型告警联动包括：联动弹出视频窗口，联动预制位调用，联动I/O输出，以及声音等其他联动。具体的配置方法见本文档里业务管理中的联动管理章节，布防点属性如图4-50所示： 图4-50 布防点属性 视频联动配置：选中点后，可对选中的点进行布防配置，是否显示视频、是否录像、抓拍及录像时间等信息，便于在当前点报警后，触发视频联动，如图4-51：图4-51视频联动信息配置确定后添加成功，显示如下4-52所示：图 4-52 添加视频联动成功修改该视频联动信息：选中后，点属性，可修改录像时间、抓拍等信息，如图4-53所示：图4-53 修改视频联动信息预置位联动，对点设置好布防后，便可触发预置位联动，对当前点所设定好的预置位，进行联动，如图4-54：图 4-54 预置位联动配置添加预置位联动信息，点添加，选中其中某个点，选定好预置位，按确定保存，如图4-55：图 4-55 设定预置位联动添加预置位联动成功，如图4-56所示：功，如图4-56所示：图 4-56 预置位联动添加成功IO告警联动配置：如图4-57：图 4-57 IO告警联动配置 IO联动设置：选定某个点，可设置IO值开/关、时间值，如图4-58：图4-58 IO联动信息设置其他联动设置：可选定报警声音，设定电子邮件，短信联动，如图4-59：图 4-59其他联动配置所有布防点属性配置好后，点确认保存，添加成功后显示如图4-60：图4-60防区添加成功后 上述添加的是一个布防点的属性，要添加多个，操作步骤一样，所有点添加成功后，在用户管理分配权限，通过权限的分配后均可从平台获取到原有配置好的防区信息。 4.4.3报警管理选择菜单栏【设备管理】【报警管理】即可进入联动管理界面，如图4-108所示。图4-108联动管理可以让该前端有告警发生时，联动自己录像，也可联动录像到其它业务端子（报警输入业务告警时本身没有音视频流）。注意:对于已经进行防区设置的业务端子，建议在防区设置里进行告警联动管理，而不要在录像策略里进行告警联动处理。l 添加布防时间在业务列表中选中前端设备，然后在右方时间段列表中右键添加布防时间，如果设备的布防时间段较长，可以选中“把当前配置应用于每一天”，如图4-109所示：图4-109 添加布防时间添加每一天，设定好时间端后，点确定后，如图4-110显示：图4-110布防添加成功l 联动录像配置选中业务类型后，选择右下方列表中【联动录像配置】，右键添加配置，可以选择联动录像的设备号、录像时长和对应的录像服务器，如下图4-111所示：图4-111联动录像配置配置完成后，点右下方确定键保存配置，如图4-112所示：图4-112 保存联动录像配置l 联动抓拍配置：选中业务类型后，选择右下方列表中【联动抓拍配置】，右键添加配置，可以进行联动抓拍图片，报警后可联动抓拍，可设置抓拍图片数量。如图4-113所示： 图4-113 联动抓拍配置l 联动预置位配置选中业务类型后，选择右下方列表中【联动预置位配置】，右键添加配置，可以进行联动设备和其预置位的选择，如图4-114所示：图4-114预置位联动信息配置完成后，点右下方确定键保存配置，如图4-115：图4-115 保存预置位联动信息l 切换联动配置选中业务类型后，选择右下方列表中【切换联动配置】，可以进行定点切换、巡回切换和群组切换的配置，如图4-116所示：图4-116 切换联动配置定点切换：选中定点切换，在下面列表中右键添加定点切换配置，选择定点切换的编码类业务、解码类业务和显示类业务，点击确定完成配置，如图4-117所示：图4-117定点切换配置完成后，点击右下方“确定”保存配置，如图4-118：图4-118 保存定点切换配置巡回切换：选中巡回切换，在下面列表中右键添加巡回切换配置，选择巡回切换的编码类业务、解码类业务和显示类业务，点击确定完成配置，如图4-119：图4-119 巡回切换群组切换：选中群组切换，在下面列表中右键添加群组切换配置，选择群组切换列表，点击确定完成配置，如图4-120： 图4-120群组切换l I/O联动信息，如图4-121：图4-121 IO联动信息l 联动Email信息，可联动Email，设定好邮件服务器，用户名，密码，收件人等信息，如图4-122所示：图4-122 联动Email信息在抓拍业务列表里，点右键添加：选中测试点，设定抓拍数后，点确定，如图4-123：图4-123 添加抓拍业务信息可添加多个收件人邮箱，设定好参数后，点确定保存，如图4-124所示： 图4-124点确定保存，即可保存，如图4-125：图4-125 保存配置l 联动短信信息：输入联动手机和联动短信内容，也可选中附带该业务点的告警信息，点确定，如图4-126：图4-126 联动短信信息l 联动彩信信息：如图4-127：图4-127在抓拍业务列表里，点右键添加：选择测试点，输入抓拍数后确定：如图4-128：图4-128 添加抓拍业务信息填好信息后，保存。当发生联动报警后，就抓拍测试点三的图片发送到添加的手机号码里：如图4-129所示：图4-129点确定保存：如图4-130:第6章 方案功能特点本方案充分考虑用户需求，并整合了当前IP网络、视频等领域的技术优势，方案具备以下特点： 6.1先进的体系架构大型平台监控系统充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的技术，采用开放的架构，标准的技术实现。系统将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。系统中视频流并不在CMU 上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于媒体流处理的性能压力而造成的瓶颈问题，从而可以实现监控规模的无限制扩展。 真正完全的分层分布式设计架构，核心模块基于安全稳定的Linux操作系统及高性能的MySQL数据库。6.2严格的模块化设计整个系统采用模块化设计，系统配置灵活方便。总体上来说系统由以下五大模块组成：l 中心管理单元（CMU）：整个平台系统的管理核心模块，对系统的所有接入设备及用户进行管理。负责系统的所有信令及流的分发管理。l 流媒体转发服务器(MDU)：统一前端设备的流的接入方式，将前端的流根据用户的请示进行分发。l 中心录像服务器(MSU)：整个系统可以采用三种录像方式：前端设备录像、中心服务器录像及客户端本地录像。中心录像服务器负责进行中心集中录像。根据用户的要求可以进行定时录像、手动录像及报警录像等多种录像方式。l 平台监控客户端(CU)：为用户提供视频监控业务的操作界面软件。软件操作方便灵活。可以实现视频监控、报警管理、设备参数管理及云镜控制等功能。l 系统配置工具(CT)：大型监控平台软件在进行具体的监控业务之前一定要进行大量的配置操作。主要包括：接入设备配置、用户及权限配置业务逻辑配置等。配置工具一般是由系统管理员使用，对一般的监控业务的用户不提供。严格的模块化设计，保证系统分工明确、运行稳定、安装方便、维护简单。6.3多级网络拓扑结构根据具体监控规模的大小，进行灵活实用的组网设计。小到几十个点，大到成千上万个监控点。从小型应用到组建大型网络均可满足。对于小型监控系统，可以组成一个单域网络实现监控的功能需求。对于分层分级的大型监控项目，可以通过多域级联方式来实现。理论上可能进行无限级联从而达到无限扩容的目标。6.4高清晰的图像质量 整套系统接入的前端设备采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1高清晰图像分辨率，支持H.264编码格式，编码带宽最高可达8M，尤其是在高动态图像监控场合，可以为用户提供最高质量的高清晰图像。同时通过组播优化等网络技术，使得具备良好的实时性，满足专业监控的要求。尤其是采用一次编码、全网交换的方式，避免了传统监控系统因为矩阵多级级联而造成的图像质量下降和时延增加的现象，在多级扩展后仍可以保持最佳的高清晰图像质量和低时延。6.5专业可靠的数据存储 可以采用本地硬盘、NAS、IP SAN、磁盘阵列等多种存储方式。NAS、IP SAN作为监控数据存储设备，可以在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多独特的优势，如支持RAID、支持硬盘在线热插拔、支持硬盘电源短路保护、支持可选冗余热插拔电源、支持电源自动故障切换等。从而确保了海量视频信息的可靠存储。同时由于端到端的IP SAN存储是基于数据块的存储模式，克服了传统监控模式中文件存储容易损坏文件和无法查询最近图像的弊端，提高系统可靠性同时大大缩短了系统的图像回放响应时间，为紧急情况处置争取了时间。 6.6灵活方便的管理模式 系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同的用户可以根据指定的权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合政府、公安、机场等行业的管理模式。系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过中心管理单元CMU和媒体转发单元MDU不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作。6.7廉价的布线成本 技术方案采用全网络化、纯数字化设计。所有前端设备、中心平台服务器都采用网络方式连接，通过一根网线可以解决大量的监控媒体终端的接入，省去了大量的模拟视频线及控制线，大大节省了用户的布线成本。6.8对新技术的包容 同时，我们看到，监控所涉及的每个子领域的技术都处在快速的发展中，如监控接入层中的各种无线技术，包括WLAN、GPRS、3G等；网络承载层中的IPv6、高性能以太网等；控制层的模块化软件技术、中间件技术等；业务应用层的IP SAN、图像识别、人工智能等。方案采用这种标准、开放的架构，有利于每个层次技术的独立发展及平滑演进，保护用户的技术投资。6.9支持多种应用互连包括网络视频监控、语音监听及双向对讲、电视墙、电子地图、防火防盗、电子围栏、机房环境监控、机房动力设备监控、远程数据采集、门禁及智能设备监控等。另外系统提供完善的SDK，方便与其它系统进行对接，如：GIS系统、110指挥系统等。6.10操作简单、方便本着使用者的工作特点及操作习惯，平台监控客户端的界面友好，互动性强。扬州公安局3G项目效果演示第7章 设备清单品名品牌厂家/生产型号数量单价合计备注一、前端设备：四路3G网络视频服务器支持硬盘存储TOPVS拓普威视VS-3301R-3G601500（EVDO电信）模拟枪机自选模拟球自选硬盘自选1T60500自配电信3G号码卡自选60二、后端设备嵌入式平台服务器：内置流媒体转发单元、集中管理单元、报警录像单元TOPVS拓普威视VS-EP2081台16000硬盘希捷1T8块监控管理主机1中心交换机H3C1液晶显示器1第8章主要设备介绍 采用高性能、功能强大的可编程媒体处理器SOC芯片，内置（ARM+DSP）和高速视频协处理器 支持各种高灵敏度CCD或CMOS传感器（SONY、SHARP等）的模拟视频输入 采用优秀的H.264视频压缩算法，轻松实现高清晰图像的低网络带宽传输 图像QCIF/CIF/ Half- D1/D1可调，允许NTSC/PAL制切换；最高帧率：NTSC制30fps，PAL制25fps。码流36Kbit/s-3Mbit/s可调 内置Web Server方便用户使用标准的浏览器实现对前端的实时监控和配置管理 预留USB接口，方便用户扩展WIFI和3G功能 支持远程系统升级；内置硬件看门狗，保证系统稳定运行 支持动态域名解析，支持LAN、Internet（ADSL、Cable Modem）和3G 支持多种网络协议：TCP/IP、UDP/IP、多播、HTTP、Telnet等 内置3G上网模块，根据3G网络带宽调整视频帧率及码流 视频丢失、移动侦测、探头等丰富的报警功能(可设报警区域和灵敏度) RS-422串口和内置各种云台解码器协议，支持透明传输 支持图像屏蔽/图像抓拍 内置实时时钟，保证系统断电重启后时间的正确性 最大可支持10个用户同时P2P浏览 完善的用户、日志、告警管理功能 异常自动恢复功能，网络中断后可自动连接 内置多种平台连接协议，支持多平台的无缝连接 完整的SDK支持，允许用户通过SDK调用进行二次开发项目设备参数VS-3304R-3G视频视频输入4路NTSC/PAL，1Vpp 75（BNC）视频输出NTSC/PAL,1Vpp 75(NBC).1路VGA（可选）压缩标准H.264最高图像分辨率Half-D1：704*288（PAL），640*240（NTSC）帧率、码流最高：25fps(PAL), 30fps(NTSC)、OSD功能支持文字、时间在图像上的叠加 音频音频输入1路RCA麦克；4路BNC线路输入，单声道音频输出1路RCA输出，单声道音频