全数字网络高清监控方案--海康威视解决方案

全数字网络高清监控方案海康威视解决方案海康威视解决方案全数字高清监控系统解决方案第一部分系统概述11设计方案依据及指导思想0设计依据民用建筑电气设计规范JGJ/T1692工业电视系统工程设计规范GBJ11587公安部安全技术防范工程标准电视监控工程程序与要求GA/T7594电视监控工程费用概预算编制办法GA/T7094防盗报警控制器通用技术条件GB1266390入侵探测器通用技术条件GB10408189民用闭路电视监控系统工程技术规范GB5019894中华人民共和国公安部行业标准GA2792指导思想实用性本系统能对各监控点进行实时的监控、录像，采用数字水印技术录像文件不能被修改，因此能为事后取证提供可靠的保障。简易性本系统前端采用IP摄像机，采用全数字化的传输方式，布线更加简单，监控更加轻松。先进性采用最新的H264MPEG4PART10视频压缩算法和最新海康客户端软件，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰。稳定性采用监控行业最新技术和高品质设备，采用具专业性的设备。兼容与扩展性全新“基于IP的视频技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要IP资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理中心将不再需要增加任何投资。外观效果美观所选设备体积小巧，布线简单，充分考虑了安全性、隐蔽性和美观性。12需求分析需求理解1系统的全面高清性要求前端信息采集点全部采用高清摄像机，若需要PTZ功能，采用高清摄像机云台的方式实现。要求存储系统以高清图像质量实现视频数据的保存。要求采用高清解码器进行图像解码，包括解码实时图像和录像文件。要求采用高清显示器呈现解码后的视频图像，解码器与高清显示器之间采用支持高清分辨率的传输接口。2系统的全面IP化要求高清摄像机以IP方式接入监控系统，利用网络传递高清视频信号、报警信号和控制信号。要求存储系统以IP方式为高清摄像机提供存储服务，并对外提供点播服务。要求解码器和客户端以IP方式获取实时高清码流/回放高清码流进行解码输出。3系统的技术优越性要求高清摄像机采用低功耗设计、先进的视频编码技术在满足图像质量要求的情况下充分保障前端信息采集点的可靠性。要求存储系统提供多样化的存储方式，可根据具体使用环境进行合理选择，保障存储系统的可靠性和易用性。4系统的可操作性和简捷实用高清视频监控系统在应用功能上不应与标清视频监控系统有差别。系统的设计需确保具体功能的可操作性，操作界面布局合理、操作流程直观简捷，整体上体现系统的实用性。根据总体要求，系统主要解决以下问题采集系统设计。采用130万像素高清IP摄像机，直接输出数字信号，实现全实时高清监控。存储与回放设计。服务中心监控中心集中存储录像数据，录像资料的回放。预览与控制设计。远程预览现场图像；远程控制、操作及设置监控设备。显示系统设计。VGA显示器。报警信息（报警类型、报警时间地点、报警图像）的处理。围墙周边地区采用红外对射报警器，产生的报警信号导入摄像机并作报警联动。传输系统设计。由于摄像机与监控中心距离较远，采用光纤传输的方式满足系统各类信息的传输。管理系统设计。对系统数据的集中管理，包括用户数据、设备数据、操作与报警数据。系统功能要求监控点的构成主要由高清IP像机、红外报警器，补光灯等组成。每个监控点部署高清IP摄像机或者高清IP高速球。所有前端监控点必须有良好抗雷击、防雷电和电源稳压等保护措施。视频采用H720P的高清分辨率。通过网络建立与各监控中心的通信。监控中心主要作用是对重点监控场所进行监视、记录，能及时发现并跟踪异常情况，并对现场情况进行记录并回放，以便于异常情况的进一步分析和处理。监控中心均配备流媒体服务器、存储服务器、客户端服务器等。流媒体服务器统一处理来自监控终端和存储服务器的视频请求，将前端监控点通过网络传送的数字视频进行流媒体转发。发送到客户端PC。存储服务器主要用于图像存储，录像查询等。有权限的用户可以选择操作台监控终端，利用客户端浏览器即可随时随军地依据权限查看到所需要的画面。可实现多画面实时监控，远程控制摄像机云台，和抓拍等操作。网络带宽要求组建百兆局域网，如要上传到公网实现远程监控，则各公网网络带宽需求都为上传速度，及每路上行带宽为2M/路。13技术可行性技术防范产品的数字化已经实现，产品亦走向成熟，网络化的安全防范系统已经在国内外大量投入使用，因此，本项目在核心基础技术方面是完全可行的，主要是合理运用、科学集成的问题。涉及到本项目的关键技术如下媒体的数字化技术国内媒体记录类技防产品早已走向数字化，从早期的MJPEG到MPEG1再到MPEG4，均是非常成熟的数字化产品。编解码技术国内视频压缩技术的最新代表是采用H264压缩算法的硬压缩产品，包括板卡和嵌入式设备，这项技术早已形成产品化和规模化。多媒体网络技术实时传输协议RTP/RTSP已经成熟，MSTP技术构建银行安全保卫的专用传输网络，结合前端设备的码流抑制（带宽控制）功能以及QOS管理机制，可以实现安全保卫信息的实时传输，并与其他业务信息系统合理占用网络资源，发挥网络资源的最大效率。14总体目标构建一套全数字高清网络视频监控系统；实现H720P以上高清晰图像质量；提供海量数据存储系统和数据防丢失机制；建设数字化监控中心；建成的系统具备高可管理性、高可扩展性、易维护易升级。第二部分系统总体设计21系统模式以下对建达高清视频监控系统的总体设计方案进行描述。1高清摄像机实时采集现场图像，高清摄像机接入监控专用网络，若附近有报警信息点，可借助高清摄像机将报警信号传回监控中心；2每个分控中心机房部署存储设备，可为大容量磁盘阵列或嵌入式NVR，为高清摄像机提供存储服务；（若需要）可部署流媒体服务器，将实时数据流转发给分控中心和总控中心的客户端/解码器。分控中心监控室设置客户端，对管辖区域内的高清摄像机施行实时监控和远程控制；3总控中心机房部署管理服务器，对监控专网内的高清摄像机、存储设备、解码设备、流媒体转发服务器实行集中管理，监测设备的运行状态；对总控中心、分控中心和其它部门的客户端进行帐户、密码、使用权限的集中分配和管理，对客户端登陆监控系统进行验证。总控中心监控室设置客户端对全网的高清摄像机施行实时监控和远程控制。22系统功能1HD高清图像质量高清摄像机提供高清编码功能，每部高清摄像机可输出720P高清画质的图像，利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和总体存储容量。2远程监控功能在整个地区范围内，通过视频监控专网，授权用户能远程监控任意监控点的图像，远程操作摄像机进行变焦和转动，可以清晰地查看现场图像。3网络传输功能高清摄像机自带编码网传功能，基于TCP/IP标准协议栈实现网络通信，授权用户可以通过网络访问监控系统图像，控制前端高清摄像机。4图像显示功能网络上传输的高清视频信号，显示在客户端上。5资料存储与共享系统具备高清视频流的存储功能，授权网络用户可以从点播服务器远程调看、下载视频资料。提供转码工具，转换为DVI格式，用户可将其刻录进VCD或DVD，直接在影碟机上播放。若前端带宽不富足（4MBPS），存储流可从流媒体服务器获取，实现高清摄像机仅需输出1路码流便可供实时预览和存储使用。6管理服务功能通过管理服务器，统一管理存储设备的音视频资料的访问，并为客户端提供流畅的视频流服务，实现全网系统管理和流媒体转发。7远程询问指挥功能实现总控中心对分控中心工作人员的信息指导，结合现场图像进行声音指导，实现声音的网络传输和控制。8权限管理功能可以添加和删除用户，并可对各级用户的控制权优先级进行管理。9系统日志功能系统自动记录系统的操作日志和运行日志。23系统架构目前监控系统联网架构模式主要有全数字和数模结合模式两种，前者的典型标志是采用网络摄像机和数字矩阵，后者的典型标志是采用模拟摄像机加视频编码器。通过实地调研对比分析，我们认为全数字更符合本次项目，原因如下全数字网络视频监控系统是当前网络视频监控最先进的架构，是网络视频监控今后的发展方向，其它网络监控模式会逐步过渡到全数字模式；全数字网络视频监控系统是实现高性价比的高清视频监控的基石；全数字网络视频监控系统易于扩容，易于开发应用新功能，是一套符合发展规律的、具有可持续性的、先进的网络视频监控系统；全数字网络视频监控系统运作于监控专网内，对未来跨公网网络监控系统改造具有指导意义。故此，本系统架构按全数字模式设计网络视频监控系统。24系统关键业务流程全数字网络视频监控系统按安防规范分作几个部分采集部分（网络摄像机）、传输部分（光纤传输、监控中心网络、流媒体模块）、存储部分（存储模块）、显示部分（显示器）和管理控制部分（中心服务模块、客户端），并单独设计一个报警服务模块来接收、转发报警信号。各服务模块因信令交互构成一套有机整体，在网络上合理部署服务模块，优化信令（数据流）流程，使监控系统更好地运作，整体效能得以最大限度地发挥。系统关键业务流程如下图所示系统关键业务流程图（1）注册、管理、控制信令包含注册信令、管理信令和配置信令。前端设备和服务模块都注册到中心服务模块上，接受中心服务模块的统一管理和资源调度。统一管理指只有在中心服务模块上注册成功的组件才能使用，重要性尤其体现在对复杂前端设备的接入管理和后端客户端的权限管理。资源调度指主要体现在存储服务的调度、流媒体服务的调度等。（2）实时流（预览）前端设备的实时流送至流媒体服务模块，再转发给1个（或多个）客户端解码显示在PC显示屏，亦可转发给电视墙服务模块（可选模块）解码输出到电视墙显示。采用流媒体服务模块一方面能减轻前端设备接入带宽的压力和设备的处理压力，另一方面能将用户与设备隔离，确保系统的安全性。通常前端设备的接入带宽较少，所处环境也较恶劣；使用流媒体模块以后，后端多路并发预览也只需从前端获取1次码流即可，相应地降低了前端处理输出多路码流带来的压力和功耗。其次，用户若能直接访问前端设备，会存在系统风险，存在用户恶意破坏前端设备的可能。将它们隔离开，能从根本上杜绝这种风险。（3）存储流前端设备根据录像计划将视频流写入存储服务模块。如前文所述，合理设计存储系统能确保录像过程高效、稳定、可靠。（4）检索指令、回放流客户端向存储服务模块发起录像检索请求，后者从存储介质中检索出指定录像并返回给客户端解码显示，客户端也可将回放流推给电视墙服务模块解码上墙回放。（5）告警信令可能存在的11O报警、视频丢失报警、遮蔽报警、移动侦测报警、智能分析报警、设备运行状态报警都将上传到报警服务模块，由它判断报警归宿和报警优先级，将报警信息转发给合理的客户端去处理。组网示意图系统拓扑示意图图以功能模块方式呈现全数字网络视频监控系统的系统拓扑