实用资料计算机专业本科生毕业设计论文基于无线网络的码头监控系统的实现

1、某市经济学院某市经济学院 本本 科科 生生 毕毕 业业 设设 计计 题题 目目:基于无线网络的码头监控系统的实现基于无线网络的码头监控系统的实现 姓姓 名名: * 学学 号号: 所在学院所在学院: 信息工程学院信息工程学院 专业班级专业班级: 指导教师指导教师: * 2012 年 05 月 10 日 声 明 本人郑重声明:所呈交的毕业设计,是本人在指导老师指导 下,独立进行研究工作所取得的成果尽我所知,除文中已经注明引 用的内容外,本毕业设计的研究成果不包含任何他人享有著作权 的内容对本设计所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体, 均已在文中以明确方式标明 本人签名: 日 期: 年 月 日

2、摘摘 要要 无线闭路监控系统是当今现代化管理的一个重要手段,采用视频监控分布式企 业局域网 H.264.它能实时形象真实地反映被监控的对象. 在设计上要首先保证现 场安全防范系统的先进性,在具体实施时又要本着经济实用合理可靠的原则来配 置系统的硬件和软件,同时系统所配置的硬件和软件必须是模块化的开放式的结构. 在本设计方案书中,我们力图基于成熟的技术提供一个建设远程无线网络视频监 控系统的完善方案,以无线网络的可管理可扩充,充分利用公司几年以来在无线领域 的技术资源和优势,在某使码头范围内提供稳定实现全天候无缝隙的无线网络监控 关键词关键词:无线网络;视频监控系统;网桥技术 Abstract

3、Wireless closed-circuit surveillance system is an important means of todays modern management, The use of video surveillance distributed enterprise LAN H.264.It real-time image, a true reflection of the object being monitored. Is designed to first ensure that the advanced nature of the site security

4、 system, The specific implementation but also to configure the system hardware and software, in line with economic, practical, reasonable, reliable principles. At the same time, the system configuration of hardware and software must be modular, open architecture. In the book of this proposal, we are

5、 trying to perfect program for construction of a wireless video monitoring system based on proven technology, wireless networks can be managed, scalable, and full use of technical resources and advantages of the company several years in the wireless vide a stable in a region within the wire

6、less network monitoring. Keywords: Wireless network;Video monitoring system;Bridge Technology 目目 录录 第一章第一章前前 言言.1 第二章第二章系统总体设计系统总体设计.2 2.1系统的组成.2 2.2系统功能说明.6 第三章第三章前端设备的设计和配置前端设备的设计和配置.9 3.1数据采集处理管理程序.9 3.1.1网络摄像机.9 3.1.2视频服务器和视频编码器.10 3.1.3视频服务器和云台进行配置.12 3.2无线网桥的配置.15 G 网桥的技术实现.15

7、G 无线网桥的技术实现.21 3.3传输系统的设计与实现.27 3.3.1网络技术TCP/IP 协议和组播方式.27 3.3.2无线指令传输设备.27 第四章第四章现场监控终端的规划与设计现场监控终端的规划与设计.29 4.1监控中心.29 4.2监控终端的功能规划.29 4.2.1系统管理模块.30 4.2.2设备管理模块.30 4.3监控终端的硬件结构组成.30 4.3.1电视墙显示.30 4.3.2硬盘录像机.30 第五章第五章登陆与调试登陆与调试.31 5.1 系统的联动与功能集成.31 5.2 网络数字监控系统调试 .31 5.2.1 摄像机测试 .31 5.3浏览与控制.32 5.

8、3.1监控中心软件登陆界面.32 5.3.2终端图像采集调试过程11.33 5.3.3系统维护.35 5.4系统整体测试.35 参考文献参考文献.40 致致 谢谢.42 第一章第一章前前 言言 随着各城市经济与城市建设的进一步发展,信息化产业的高速发展 ,现代化的 综合业务信息管理系统已成为兴企 强企的重要手段 向管理要质量 ,向管理要效 益,向管理要生机 ,已为商家之共识 网络视频管理系统和报警系统的安全防范系 统正逐步涉及到多媒体 软件工程网络技术办公自动化等诸多技术 ,它以其独 特的功能和先进的技术广泛应用于各行各业之中 ,成了综合管理系统不可缺少的 重要组成部分 ,它能将被监控系统的图

9、像信息准确 清晰快速直观地传送到监 控中心,监控中心能够直接地了解和掌握各个被监控点的情况,并能及时对发生 的情况做出反应和处理 为了改革开放和经济发展创造良好的社会环境,码头的治安管理面临新的挑战 码头的治安管理是社会治安管理的一个重要组成部分,与经济建设有着密切的关系, 综观当前国际国内的新形势,对码头的治安管理工作特别是预防犯罪和确保良好的治 安环境提出新的课题,要管理手段更科学更高效,为了适应新形势的需要,对提高城 市品味为招商引资提供一流治安环境城市管理监控系统显得具有十分重要意义 城市治安管理监控系统是公安系统对主要路口商贸社区重点部位及治安复杂场 所实施动态监视的千里眼,它能为指

10、挥人员提供路口重点部位与公众场所治安的 直观信息与实时的动态情况以及交通情况,它能与公安110报警区域联网报警有 线无线通信信息处理交通指挥等系统有机结合,将在维护社会安定打击犯罪等方 面发挥重要的作用 第二章第二章 系统总体设计系统总体设计 2.1系统的组成系统的组成 无线数字监控系统,是利用无线网络技术,无线传输音视频监控信号,以达到远 程监控的目的无线数字监控监控系统主要由;摄像机监控主机监视墙无线网桥 天线避雷防水视频服务器摄像机UPS 电源室外云台室外解码器护罩等组成 如图 2.1 是本系统的整体组成图: 图图 2.1 .1 设计原则设计原则 无线远程网络视频监控系统

11、应能将视频音频数据集合在一起通过无线宽带网 络传输设备进行点对点或点对多点无线传输,应是一套集影像监控声音监控环境监 控报警资料存储和查询站点集中管理等一体的高级多媒体监控管理系统系统应 基于 TCP/IP 协议,采用 M-JPEGMPEG4 编码方式1,实现单播广播组播功能,将监控 的功能与网络技术完美结合,具有高可靠性,高集成度产品应具有体积小功能强易 使用易安装,网络化管理等特点 在设计中为了保证本套数字化无线微波监控系统达到技术先进,安全可靠,性能 稳定,质量优良,经济实用的要求,设计中我们将遵循以下原则: (1)组网灵活,可扩展性好,即插即用,网络管理人员可以迅速将新的监控点加入 到

12、现有网络中,不需要为新建传输铺设网络增加设备,轻而易举地实现远程视频监控 (2)维护费用低,无线网络维护由网络提供商维护,前端设备是即插即用免维护系 统 (3)系统功能强大利用灵活全数字化录像方便于保存和检索根据监控中心存储 空间的大小图像采集的尺寸质量和频率,可记录长达几小时到几个月的录像数据 用户可对记录下来的录像数据进行播放定位及快放慢放等操作 (4)在网络中的每一台计算机,只要安装了客户端的软件或通过 IE 浏览器,赋予不 同级别的用户不同的权限,所有用户只能在授权范围内进行操作 (5)监控人员可任意控制和观察某一摄像头采集的实时动态图象场景,远程调节摄 像头的焦距光圈景深,控制云台全

13、方位单步微调或连续快调 (6)多画面显示双向通话:监控中心显示屏的画面可单画面,多画面循环显示,也 可手动单画面显示切换,并可与监控点控制室双向通话或监听 (7)可通过传感器进行远程监测及控制报警同时可以自动将远端监控点的现场 状况以图像及相关信息传输到监控中心,自动录像 (8)遵循全球统一的技术标准和通讯协议 TCP/IP,可以进行跨地域的远程实时监 控 (9)安全性较高,无线网络具有 ESSIDMAC 地址过滤及 WEP 加密等安全措施 (10)可以根据客户的要求,传输数据量模拟量开关量 (11)整个系统在建成后的十年内保持先进 ,系统所采用的设备与技术能适应以 后发展,并能够方便地升级

14、将成为一个先进 适应未来发展 可靠性高保密性好 网络扩展简便 连接数据处理能力强 系统运行操纵简便的安防系统 (12)监控设备采用模块化结构 ,系统能够在监控规模 监控对象或监控要求 等发生变更时方便灵活的在硬件和软件上进行扩展 ,即不需要改变网络的结构和 主要的软硬件设备 系统具有一定的冗余量 ,能够适应不断增加的业务需求 ,在 系统加入新的监控点或监控区域时 ,只须建立前端监控系统并建立和监控中心的 连接即可,系统监控中心的软硬件无须做大的改变 ,只需增加少量设备 ; 系统具 备多级组网能力以便组建更大的监控网络 2 (13)系统遵循开放性原则 ,系统提供符合国际标准 33的软件硬件通信网

15、络 操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具 ,使系统具备良好的灵活性 兼容性扩展性和可移植性 整个网络是一个开放系统 ,能兼容不同厂商的产品 , 并能支持二次开发 (14)系统组网方式灵活 ,系统功能配置灵活 ,能够充分利用现有视频监 控子系 统网络资源系统将其他子系统都融入其中 ,能满足不同监控单元的业务需求 , 软件功能全面 ,配置方便 (15)码头系统监控有一定特殊性 具备系统长期和稳定工作的能力 ,采用高可靠 性措施,这些措施利用如下的技术降低系统故障概率和有关影响正常运行的随机 性: 系统的使用不影响被监控设备的正常运行 ; 系统的局部故障不影响整个监控系统的正常工作 系统主要

16、设备存在结构和功能冗余 ,系统不存在瓶颈问题 ; 系统设备采用模块化结构 ,便于故障排除和替换 ; 系统具有自诊断功能 ,对各种程序出错 通道干扰等可自动恢复 ,对通信终端 软硬件故障等要能够诊断出故障并及时告警 ; 系统有具备处理同时发生的多事件的能力 ; 系统具备防雷和抗强电干扰能力 (16)系统采用标准化 网络化免维护式的系统结构 ,具有高度的可靠性和安全 性,同时符合 ISO/OSI 开放系统互联标准 4 系统具备软硬件的扩充能力 ,支持系统结构的扩展和功能升级 ; 系统为其它系统提供标准图像接口 ,以利于其它系统调用及二次开发 ; 系统所提供的支撑软件能支持用户进一步开发应用软件;

17、(17)系统实时监控设备的运行状态和参数 ,监测故障并及时告警 (18)操作安全性:视频监控系统可对每一功能操作提供检查和校核 ,当操作有 误时能自动或手动被禁止并报警 任何自动或手动操作可用存储记录或作提示指 导硬件软件的安全性 :视频监控系统采取以下措施保证其安全性 :具有电源故 障保护和自动重新启动 ;能预置初态和重新设置 ;设备故障能自动切除或切换并 能故障报警;系统设计或系统性能应考虑到重载和紧急临界情况 防止非法侵入 系统及非法操作 (19)充分依靠我们的技术优势,采用国际最先进的数字化视频压缩解压存储技 术,以及最可靠的 CCD 摄像机科技成果,使该系统在相当长的时间内与科技发展

18、相适 应,并使系统具有强大的发展潜力 (20)在满足使用环境和使用者功能要求的基础上,采用实用的方案,特别是功能操 作方法力求简便,软件界面力求友好,数据处理,管理模式均采用模快化所有警情及 地点资料能共享,特别方便保卫级人员使用 (21)可扩充性和经济性:为满足今后发展的需要,系统在使用的产品系列容量及处 理能力,未来技术发展方面具有很强的兼容性各种终端设备可以直接互换,黑白彩 色兼容,制式兼容传输技术可以直接面向计算机网络发展的各种传输媒介及远程信 息共享在以后升级过程中简便经济而能不淘汰已有设备,不增加基础设备的成本 (22)标准化和结构化:该系统是一个整体综合的智能化系统,在系统设计中

19、着重技 术的标准化和器材的结构化模块化从整体系统的完善上也体现了标准化的思想 (23)设计规范和依据:根据中国建设 “数字码头”的目标,全面实施码头系统远 程视频实时监控系统,对可能或正在发生的汛情险情灾情进行实时动态监控,及时 采取预防与补救措施,全面提高安保人员工作的有效性和可靠性,保障人民生命财产 安全具有重要作用 2.1.2设计说明设计说明 本系统所选取的频段为 2.4GHz 和 5.8GHz,国际免费开放频点,无线网络设备采 用扩频方式,QPSK 调制技术,可以实现 11Mbps 或 54Mbps 的数据传输速率.本监控系 统的目的是实时掌握监控点的实际情况.为此,整个系统将采用由

20、RO 系列所组成的无 线远程网络数字监控系统来实现.对监控点进行 24 小时有效的图像摄取传输显示 和记录, 而且还具有远程控制录像回放对讲等功能,以达到实时监控的目的 数字化音视频可以直接在计算机网络(局域网或广域网)5 5上传输图像数据,不 受距离限制,信号不易受干扰,可大幅度提高图像及语音的品质和稳定性;其次,数字 音视频可利用计算机网络联网,无须布线;另外,数字化储存,经过压缩的音视频数 据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中,查询十分简便快捷 LA-6080L 远程微波图像传输系统,采用 2.4-5.8GHZ 频段的无线微波来传输远 程监控视频信号LAR-485T/R 无线数字指令收发系

21、统,工作于 RF 射频频段,用于传输 速率为 1200BPS-9600BPS 的串行数字信号其接口方式有 RS232 和 RS485 两种,它既 可以与 KWT 多媒体控制系统配合使用,又能与控制矩阵和控制键盘相配套,应用十分 灵活其全向发射覆盖范围可达到 20 公里它的工作方式为点频方式,频点通常有 150MHZ230MHZ 和 450MHZ 等频点,发射功率为 5W 或 25W,视控制距离而定由于工作 频率远低于图像传输的频率,能够绕过一般的障碍物,一般情况下,某单位监控中心到 前端距离不远且无高山等大的障碍物时,无须中继设备,都可以将控制指令传输到监 控现场 2.2系统功能说明系统功能说

22、明 建立一套合理完善经济科技的监控系统来满足现场实际情况的要求,码头防 范系统不同其它领域的监控系统具有它的特殊性,前端点位分布位置一般都是坝头 港口或者直接的河岸边上监视的范围都是很广,很长,安装方式一般采用立杆高挂或 安装在建议物上的形式等等,据以上分析选用了全方位转动摄像机,全方位转动大镜 头变焦摄像机所具有速度和准确性恰是码头安防监控所需要的控制中心(单站控制 室)配置:系统的所有功能完成和功能设置及功能实现都通过监控中心配置来完成,因 此监控中心的配置成为系统的关键,本套码头安防监控系统属多级联网控制系统,前 端的监控图像授权在多个控制中心管理控制,整个系统图如下图 2.2第一个控制

23、中 心是单站控制中心;第二个控制中心是某市海洋局不同的控制中心可设置不同的授 限,实现多级管理的功能本系统结合模拟和数字的共同特点,发挥其各自的优势,并 互补各自的缺陷,采用了矩阵大系统的输入,联网方式,结合硬盘录像机录像功能矩 阵键盘控制图像切换联网,硬盘录像机保证效果的录像,共同把海防监控系统建立起 来在有人值守的区域选用光端机传输视频图像到控制中心,光端机选用了数字式光 端机,数字光端机采用先进的数字编码方式,可有效消除重影抖动和通道间的串扰, 从而可达到更高的视频传输品质数字式光端机即插即用的设计使得安装极为简便, 因而无需进行电气或光学调节光端机每个通道的载波探测数据发送和数据接收状

24、 态均有 LED 指示,可监视系统的运行状况 1.点对点传输方式 对于 3 公里以上或者不方便布线的监控点,我们可以使用无线数字微波,因为数 字微波成本低安装只需要在监控点立杆安装上摄像机,视频服务器和无线数字微波 发射机;3-25 公里中间在没有阻挡的情况下中间就不需要架线了,在监控中心安装数 字微波接收,在 PC 电脑上安装监控软件就可以录像和控制,非常方便;如果在监控点 同时有 4 个摄像机也可以通过一套数字微波传回监控中心,数字微波只需要一次性投 资,还可以同时传输多路图像;同时可以传输网络信号视频信号和各种控制信号等6 几种方式相互比较数字微波成本低 2.点对多点传输方式 数字微波支

25、持点对多点,比如前端有多个发射设备从不同的地方向监控中心发射,中 心用一个接收,同时接前方多个发射的图像 3.点对多点加中继传输 我们同时考虑了在恶劣环境中有阻挡,或者跨城区传输,比如区要往市控制中心 传输,这时就需要中继来延长传输距离或者绕越阻挡的障碍,无线数字微波也可以和 现有的光纤或者互连网连接,在大型监控项目中我们提供多路图像集中监控设备及技 术方案,多级监控中心分级别控制管理更多的节约施工成本和资源充分利用 如图 2.2 是关于本设计的核心技术:无线传输的设计图 图 2.2 第二章第二章前端设备的设计和配置前端设备的设计和配置 3.1数据采集数据采集 处理处理 管理程序管理程序 主要

26、负责现场图像的采集编码存储传输 使用 USB 接口数字摄像头连接到主板上,通过程序控制其采集图像;然后将获得的数 据通过程序(编码库)进行压缩编码其中,视频编码符合H.263 和H.264 标准,并且程 序 支持对采集参数的动态设置最终以动态库形式提供接口 3.1.1 网络摄像机网络摄像机 网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品,除了具备一般传 统摄像机所有的图像捕捉功能外,机内还内置了数字化压缩控制器和基于 WEB 的操作 系统,使得视频数据经压缩加密后,通过局域网,internet 或无线网络送至终端用户 而远端用户可在自己的 PC 上使用标准的网络浏览器,根据网路摄 像机

27、自带的独立 IP 地址,对网络摄像机进行访问,实时监控目标现场的情况,并可对图像资料实时编 辑和存储,另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头, 进行全方位地监控7 我们选择的网络摄像机是一种为内嵌镜头的一体化机种,这种网络摄像机的镜头 是固定的,不可换;是由镜头,滤光器影像传感器图像数字处理器压缩芯片和一个 具有网络连接功能的服务器所组成 网络摄像机作为摄像机家族中的新成员,也有着与普通摄像机相同的操作性能, 例如,具有自动白平衡电子快门自动光圈自动增益控制自动背光补偿等功能 另 一方面,由于网络摄像机带有的网络功能,因此又可以支持多个用户在同一时间内连 接,还具有双通道功能,既可同时实现

28、模拟输出和网络数字输出 机械特性: 一体化结构,聚云台解码控制器防护罩一体化摄像机于一体 RS-485 反馈云台信息;云台方位显示,摄像机变倍显示;AC 线性同步 128 个预置位,预置位精度小于 0.05 度 可变自动巡视速度 1o-40o/秒可设置 预置目标速度:水平 150o/秒垂直 100o/秒 水平手动控制速度 0.1o-100o/秒,垂直手动控制速度 0.1o-80o/秒 360o 持续水平转动,垂直转动有“自动翻转”功能 云台速度比例变化-云台速度与变焦镜头的深度成比例不断下降 8 个预置位巡视功能,停留时间可设置 上电自恢复式一用户可指定上电后球的动作;电气连接快而简便;内置浪

29、涌及雷击保 护装置,如图 3.1 是集成了云台摄像机编码器的一体机: 图 3.1 3.1.2 视频服务器和视频编码器视频服务器和视频编码器 采用高性能SOC 芯片进行音视频采集压缩传输于一体的嵌入式网络编码设备, 结合标准的 H.264 编码算法,能实现很好的清晰度与网络传输的流畅性 (1)从某种角度上说,视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机,或是不带硬 盘 的 DVR,它的结构也大体上与网络摄像机相似,是由一个或多个模拟视频输入口 图像数字处理器压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成视频服务 器将 输入的模拟视频信号数字化处理后,以数字信号8的模式传送至网络上,从而实现远 程实时监

30、控的目的由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像 机,因 此它也是网络监控系统与当前 CCTV 模拟系统进行整合的最佳途径 我们的视频服务器以 1 路视频输入为主,且具有低照度高灵敏度的特性,并且在 网络上远程控制云台和镜头的功能,另外,还可以支持音频实时传输和语音对讲功能 (2)实时网络传输的网络视频编码器 1 MPEG-4 ASP 硬件压缩,分辨率从 CIF 到 Full D1;视频流支持 QOS(L2, L3)(单 播/组播) 压缩格式: MPEG-4ASP 硬件压缩 分辨率: QCIF(160 x112)NTSC, 176x144(PAL) CIF (352x240)NTSC

31、, 352x288(PAL) Full D1(720 x480)NTSC, 720 x576(PAL) 影像帧速:30 帧/秒 full D1 分辨率(NTSC);25 帧/秒 full D1 分辨率(PAL) 支持协议: TCP, UDP, HTTP, PPPOE, DDNS, DHCP, 1GMP QOS:Layer 2, 3 WAN 端口: RJ-45x1(10/100base-T) LAN 端口:RJ-45x1(10/100base-T) 串行端口: 4-pin terminal block(TX+, TX_, RX+, RX_) 模拟视频输入: Composite x1,F/BNC

32、连接器(NTSC/PAL) 模拟视频输出:Composite x1,F/BNC 连接器(NTSC/PAL) 数字输入: 终端接口 x3 数字输出:终端接口 x3 电源:12V/1.5A/18W 工作温度:550 湿度:RH1090 安全性: 访问密码/身份验证保护 其它功能: 通过网络触发 D1/0 事件 内建 Web 管理界面和网络界面 支持客户端的操作系统: Win 2000; Win XP; Win 2003 1贾光炯. 3G 无线接入网络规划中的共容策略J . 通信世界, 2005, (04). 3.1.3 视频服务器和云台进行配置视频服务器和云台进行配置 因为视频服务器的初始 IP:

33、00,在浏览器中输入 00,进 入配置页面,然后在网络参数中更改 IP通讯端口WEB 端口,然后单击“设置”,如图 3.2 示 图 3.2 同理在“编码参数“选项中对通道编码类型分辨率码流进行如图 3.3 设置 图 3.3 同理在“云台参数“和”串口参数“选项中分别进行配置,如图 3.4-3.5 图 3.4 图 3.5 3.2无线网桥的配置无线网桥的配置 无线网桥传输标准常采用 802.11b 或 802.11g802.11a 和 802.11n 标准, 802.11b 标准的数据速率是 11Mbps,在保持足够的数据传输带宽的前提下,802.11b

34、 通常能够提供 4Mbps 到 6Mbps 的实际数据速率,而 802.11g802.11a 标准的无线网桥 都具备 54Mbps 的传输带宽,其实际数据速率可达 802.11b 的 5 倍左右,目前通过 turb 和 Super 模式最高可达 108Mbps 的传输带宽;802.11n 通常可以提供 150Mbps 到 600Mbps 的传输速率 本设计将用到 2 个 5.8GHZ 网桥进行一对一(WDS)配置(信道设为 11),6 个 2.4GHZ 网桥,都是进行二对一的配置(信道分别设为 1 和 5),当然是 2 个作为 AP,4 个 作为 S,为了不会互相干扰,或者来自运营商基站的干扰

35、,组名分别设为 A4 和 A5然后 就可以将这三路网络信号通过另外两个 5.8GHZ 网桥传回监控中心了 3.2.1 2.4G 网桥的技术实现网桥的技术实现 无线设备 WB24008G 室外型电信级无线 AP/网桥工作在 2.4GHz 频段,符合 IEEE802.11g 标准,采用 OFDM(正交频分复用)技术,具有速率高距离远等特点,可采 用点对点或点对多点的组网方式将分布于不同地点和不同建筑物之间的局域网连接 起来9 9室外一体化设计更进一步简化了客户安装程序和降低花费及成本本设计采 用防风防雨防雷防晒防尘防震以及散热设计,基于以太网线供电技术,易于在室 外安装使用;由于无需铺设专用馈缆,

36、可减少传输损耗 产品特点: 性能优异:符合 IEEE802.11g 标准,采用 OFDM(正交频分复用)技术,实际数据 速率高达 20Mbps 以上; 组网灵活:支持点对点点对多点中继模式,还具有 APClientRepeaterBridge 等多种应用模式; 支持动态信道系统 DFS自动功率控制 TPC支持 VLAN; 高输出功率:高达 200mW 的输出功率,特别适合远距离组网,外接天线时通信 距离达 30Km; 网络管理:基于 Web 远程管理或 SNMP 集中管理; 接收电平显示:根据信号质量变化,直观方便工程施工测试; IP 工具软件:当您忘记无线设备 IP 地址时,可以用(IP C

37、onfig)工具软件搜 索设备的 IP 地址; 多重安全措施:支持 64/128/152bit WEP 加密802.1xWPAMAC 地址过滤等多 种安全方式; 高速远距离通信,内置 20 度 18dBi 天线,该网桥同时提供外接 N 型头,可连接 外置天线; 友好的 WEB 方式管理,同时支持 Telnet,监控管理更方便;支持配置文件导入 /导出和软件升级; 无线网桥防雷 POE 提供(网络电源)防雷及及抗浪涌保护功能,加强了室外 应用的可靠性; 防风防雨防雷防晒防尘防震以及散热设计 如图 3.6 是 2.4GHZ 网桥示意图: 图 3.6 分别对 AP 和 Station-Infrast

38、ructure 模式进行配置如下图 3.7-3.14 图 3.7 图 3.8 图 3.9 图 3.10 图 3.11 图 3.12 图 3.13 由图 3.10 可知,此网桥已经配置完成,接下来要测试,如图 3.11 图 3.14 3.2.2 5.8G 无线网桥的技术实现无线网桥的技术实现 (1)无线设备 DZ5800-I23 室外型电信级无线 AP 网桥工作于 5.8GHz 全频段,为宽 带业务运营商提供了一种非常适用的,性价比极佳的远距离点对多点解决方案 DZ5800-I23 系统是真正实现高性能多功能平台的经济型设备,融合了无线接入以 及骨干网连接的功能系统可通过用户友好的 WEB 界面

39、进行远程管理,易于安装维护 我们将会为客户提供最经济性能最好的点对多点无线解决方案 DZ5800-I23 无线 设备的空中速率高达 54Mbps,同时支持 Super G 和 Turbo A 模式,在 Turbo A 模式下 可高达 108 Mbps2 具有射频链路测试能力,有效地解决了无线网络安装中最困难的 安装配置问题,使其安装和维护简便易行 产品特点: 工业级嵌入式专用系统设计标准,可靠性高,通过恶劣条件模拟测试 交流 220V 供电,宽范围电源变化适应;金属外壳,有效防止外来电磁干扰 FM 调制方式工作,低噪声设计;性能好抗干扰能力强,图像效果稳定清晰 IEEE802.11a/b/g

40、全兼容; 支持高达 108Mbps 传输速率的 Turbo A / 5.8GHz 和 Super G / 2.4GHz 等工作 模式; 组网灵活:支持点对点点对多点中继模式,还具有 APWDS RepeaterWDS BridgeClientClient AdhocWISP Router 等多种应用模式; 多重安全措施:支持 WEP / WPA2 / WPA / 802.1x / EAP / MAC 地址过滤等多种 安全协议; 接收电平显示:根据信号质量变化,直观方便工程施工测试; 网络管理:Web 方式管理,即插即用,支持 Telnet 远程管理,支持 SNMP 管理; 高速远距离通信,内置

41、 20 度 20dBi 天线,该网桥同时提供外接 N 型头,可连接外置天 线; 支持 HTTP 浏览器在线升级软件 POE 远程防雷供电,方便网络设备灵活布局,加强了可靠性; A前端发射机:HD-680 发射机 2曹淑敏. 第三代移动通信的发展现状及分析J. 电信网技术, 2001,(04). 规格: 视音频接入能力: 1 个复合视频输入接口 1Vp-p/75 和 1 个音频输入接口 20mV-1Vp-p/600 射频指标: 频率范围: L:1.01.4GHz S:2.32.5GHz C:5.7255.850 GHz 工作频率: f080MHz/ 手动锁相可调 射频带宽: 18MHz 频率稳定

42、度:30ppm 噪声抑制: 优于 40dB 调制方式: 图像:FM 声音:FMFM 伴 音: 6.5 或 6.6MHz 固定锁相 制 式: PAL 发射功率: 0.05W2W 射频输出阻抗: 50 射频输出接口:N 型母座接头 电 源: 供电电压:标配 AC 220V,或选择 DC 12V 功耗:815W(视发射功率不同而定) 工作环境: 温 度:-10+55 湿 度:10%95%(无凝结) 大 气 压:86106Kpa 接地电阻:5 尺 寸:240(W)160(D )105(H)mm 安装方式:通过连接件连接安装墙体或抱管安装等方式 B. 后端接收机:HD-680RX 接收机 规格: 输入频

43、率: L:1.01.4GHz S:2.32.5GHz C:5.7255.850 GHz 工作频率: f080MHz/ 手动锁相可调 输入电平:-6330dBm 输入阻抗:50 天线接口:N 型母座接头 镜像仰制比:30dB 解调门限:6dB 微分增益失真:15% 微分相位失真:10% 频率响应:50Hz5.0MHz;56MHz-3dB 总谐波失真:3% 伴音负载波频率:6.6MHz 视频输出:1 个复合视频输出接口 1Vp-p/75 音频输出:1 个音频输出接口 20mv-2Vp-p/600 电 源:标配 AC 220V,或选择 DC 12V 功 耗:15W 工作温度:-10+55 相对湿度:

44、10%95%(无凝结) 接地电阻:5 尺 寸:190(W)145(D )100(H)mm 如图 3.15 是 5.8GHZ 网桥的示意图: 图 3.15 (2)对 5.8GHZ 网桥进行配置 因为此型号网桥的初始 IP 为:,所以把本地计算机的 IP 改到 ,在 IE 浏览器中输入初始 IP 并进入“IP Settings“设置页面设置 IP 为 5,单击 apply 保存,如图 3.16-3.20 所示 图 3.16 图 3.17 点击”WDS Security”进入加密页面,通过提供的 128 位 WEP 加密方式,能够 提

45、供等同于有线网络相同的安全等级,如图 3.18 示 图 3.18 进入“Wireless Network“页面进行设置,并 apply 保存,如图 3.19 图 3.19 在“Wireless Advanced Settings“页面中设置如图 3.20 图 3.20 3.3传输系统的设计与实现传输系统的设计与实现 3.3.1 网络技术网络技术TCP/IPTCP/IP 协议和组播方式协议和组播方式 由于 TCP/IP 协议的可靠性,在网络视频传输中,我们可以根据实际情况,采用 TCPUDP 协议10共同来完成视频传输功能在视频数据传输中,由于数据量很大,采用 UDP 协议比较恰当;而对于那些控

46、制信息,由于数据量小,并且需要可靠传输,采用 TCP 协议同时在客户端设计双缓冲区,以解决网络传输的不稳定性(即发生抖动) 3.3.2 无线指令传输设备无线指令传输设备 由于每个监控点区的摄像机都要配置变焦镜头云台室外防尘罩等,为了方便某 单位监控中心对现场的监控,这就需要对这些设备进行控制LA-485T 远程无线遥控 系统可以很好的解决这一问题在中心和分控点用 LA485T 通过 230MHZ 或 460MHZ 无 线发射机来发射由控制键盘发出的控制指令;在控制现场由 LA-485R 无线指令接收机 来接收控制指令,然后输出指令通过 RS485 总线接到多个一体化摄像机,再通过解码 器来控制

47、云台镜头防尘罩或开机关机等,十分灵活如图 3.21 是无线接收设备图: 图 3.21 3.3.3前端传输至控制中心前端传输至控制中心 微波视频传输系统主要运用于中短距离无线视频监控传输器材组成:由前端发 射机+发射天线,可直接连接摄像机或其他视频输出设备后端接收机+接收天线,可直 接连接电视机或录像设备发射机内建无线双锁频设计,低噪声设计强抗干扰性能, 传输距离远,在复杂的环境下能取的最佳的效果 从前端摄像机到单站监控中心的传输,前端到监控中心距离在大约在 30 公里,在 无人值守无源区域采用太阳能供电方式和无线微波传输系统无线传输:在本系统中 我们选用可见微波扩频通信技术为无线网提供了良好的

48、通信信道扩展频谱通信 (Spread Spectrum Communication)简称扩频通信 扩频通信的基本特征是使用比发 送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展, 形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射增加带宽可以在较低的信噪比情况下以相 同的信息传输率来可靠地传输信息,甚至在信号被噪声淹没的情况下,只要相应地增 加信号带宽,仍然能够保持可靠的通信,也就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换 取信噪比上的好处这就是扩频通信的基本思想和理论依据 扩频通信技术在发射端 以扩频编码进行扩频调制,在接收端以相关解调技术收取信息,这一过程使其具有许 多优良特性,如抗干扰

49、能力强;隐蔽性强,保密性好;多址通信能力强;抗多径干扰能力 强;且有较好的安全机制扩频无线网络虽是一套新技术新产品,但已是一套具有很 强功能性能可靠符合规范的系列产品,和软件配套,与多种常用的 NOS 很好地匹配, 可以在广泛的环境下支持 TCP/IP 协议 第三章第三章现场监控终端的规划与设计现场监控终端的规划与设计 4.1监控中心监控中心 监控中心设在谋士海洋局中心控制室,监控中心通过远程控制摄像机焦距和云台 运动,实时拍摄船舶进出港等现场画面监控图像通过无线网络传输到监控中心监控 中心可同时观看多路清晰实时的监控画面,并完成监控图像资料的录制存档可完成 现场图像接收与显示录像的存储检索回

50、放备份恢复等如图 4.1 是监控中心拓 扑图: 图 4.1 4.2监控终端的功能规划监控终端的功能规划 接收点的网络信号通过视频解码器解码后用网线连接到路由器,然后和监控主机 相连,六块 46 寸的监视器通过 VGA 线通过矩阵连接到显示器上 4.2.1 系统管理模块系统管理模块 4.2.2设备管理模块设备管理模块 认真消化施工图和设备的技术资料,对每件设备进行单体校验和性能检查测试, 如耐压绝缘尺寸偏差,要及时采取措施,保证设备质量设备及设备各构件间应连接 紧密牢固,安装用的紧固件应有防锈层;设备在安装前应作检查,并应符合下列规定: 设备外形完整,内外表面漆层完好;设备外形尺寸设备内主板及接

51、线端口的型号及规 格符合设计规定;应垂直平正牢固;对主要受控设备的控制运行报警状态进行监 视,以有利于系统的运行管理 4.3监控终端的硬件结构组成 监控中心主要由视频解码器矩阵电视墙监控服务器硬盘录像机视频服务器 等组成,可完成现场图像接收与显示录像的存储检索回放备份恢复等调整监视 器录像机图像处理器编码器解码器等设备的工作正常,单机要确保系统达到相关 指标(按照 GB/50348GB/T16571 或 GB/T16676 等标准) 4.3.1 电视墙显示电视墙显示 (1)选定的监控点在选定的监视器上显示; (2)支持在一个监视器上轮巡多个监控点图像,每一个监控点图像停留时间任选 (0255)

52、; (3)控制某个监控点时监视器作相应控制动作; 4.3.2 硬盘录像机硬盘录像机 采用 H.264 压缩方式:CIF 清晰度,实时 25 帧,200M/小时/路;根据甲方要求 10 个监控点 24 小时全天候监控,记录存放 15 天,所以总容量需求 =200*24*15*10=720000M1T 第四章第四章登陆与调试登陆与调试 5.1 系统的联动与功能集成系统的联动与功能集成 A调试硬件与软件至正常状态; B各子系统的输入能在集成控制系统中实现输入; C各子系统的输出能在集成控制系统中实现输出,其显示和记录能反映各子系统 的相关关系; D对具有集成功能的公共安全防范系统,应按照正式设计方案

53、和有关标准进行检 查系统验收 5.2 网络数字监控系统调试网络数字监控系统调试 5.2.1摄像机测试摄像机测试 系统摄像机监控的范围要达到公共安全防范的需要和设计要求,调整聚焦和后靶 面,使控制面清晰度灰度等级等达到系统技术指标在调整时要注意有足够的照度和 必要的逆光处理等摄像机云台和镜头的遥控功能要能调整到应有的范围要注意避 免遥控延迟和机械冲击等不良现象; 5.2.2连接功能调整连接功能调整 A系统摄像机监控的范围要达到公共安全防范的需要和设计要求,调整聚焦和后 靶面,使控制面清晰度灰度等级等达到系统技术指标在调整时要注意有足够的照 度和必要的逆光处理等摄像机云台和镜头的遥控功能要能调整到

54、应有的范围要注 意避免遥控延迟和机械冲击等不良现象; B视频控制矩阵的调整,要调整操作程序的软件设置功能正常,切换功能正常,字 符叠加功能正常,云台镜头遥控功能正常和其他功能正常; C检查摄像机与镜头的配合控制和功能部件(如云台变焦光圈及防护罩等)的 技术状态是否合理正常,是否有明显逆光现象; D检查主机操作是否正常,并按正式设计方案达到相关功能要求; F检查记录图像的回放质量是否达到可用图像的要求; G检查图像显示画面上是否叠加标明摄像机位置时间日期等字符,检查摄像机 安装位置的监控区域所有显示是否稳定正常; H检查系统与计算机集成系统的联网接口以及该系统对电视监控系统的集中管理和控制能 力

55、 5.3浏览与控制浏览与控制 5.3.1 监控中心软件登陆界面监控中心软件登陆界面 如图 5.3 图 5.3 5.3.2 终端图像采集调试过程终端图像采集调试过程11 (1)界面启动,系统自动加载用户所拥有的所有监控点,右端监控点名称栏中即显 示所有监控点信息,选择其中 1 路即可在视频显示窗体中取得其图像信号,对所显示 的图像可以通过界面控制按钮进行控制,同样可以通过键盘进行控制,如图 5.1-5.2 所示; 图 5.1 图 5.2 (2)用户选择 469101316 六种显示方式; (3)可将所有的图像信息进行分组,可以组的方式显示图像信息,如选定组的图像 信息多于 显示的方式时,系统会自

56、动弹出每一屏希望停留的时间,可设定分屏显示; (4)在分屏显示时,可放大任意一路图像信号; (5)根据用户的设置方式,“自动序列”屏幕提供输入图像尺寸的序列变化及自 动变化; (6)通过设置报警,系统可在特定时间向注册的电子邮件地址传送图像; (7)可方便地远程控制“上下/左右/变焦/聚焦”; (8)自动终端电阻的功能可以自动消除视频环路所连接的 75 终端电阻; 5.3.3 系统维护系统维护 为了保证系统安全可靠正常稳定的运行,定做了一套切实可行的维护保养表, 定期更新,保证技术的先进性使用合理性运行经济性等各项指标良好,确保软件硬 件的升级为适应系统多级监控要求 ,系统具有灵活的多级组网能

57、力 ;系统具备开 放的二次接口 ,可以为第三方提供进行连接的接口 监控系统的结构设计应考虑 维修方便,以便缩短平均修复时间 系统具有自诊断和寻找故障程序 ,指出具体故 障部位,在现场更换故障部件后即恢复正常 ; 有便于试验和隔离故障的断开点 ; 充分考虑市场实际 ,提高硬件的代换能力 ; 预防性维护不引起磨损性故障 ; 可 通过系统编程修改和增加软件 5.4 系统整体测试 由图 2.2 可知,前端一对二,S1:2 和 S2:3 对 AP:8,前面已经对 S1 和 AP 进行了配置,S2 同理配置所以我们在终端主 机前进行了测试,如图 5.4-5.5 所示 在“开始”“运行”中输入 Ping 2 t 图 5.4 图 5.5 将其他网桥视频服务器云台等同理进行配置调试,都可以 Ping 通前端的视频 服务器,那么说明前端 APS 都没问题,将所有图像搜索登陆如图 5.6-5.7 所示,然后 可以进行变焦控制调整照度等操作 图 5.6 图 5.7 结结 论论 本工程的无线监控系统使用3个多月以来,图像清晰稳定, 指令发送及时准确,通 过远程对数据的采集编码传输,实现对码头