毕业设计（论文）工业视频监控系统设计

1、引 言工业视频监控系统是一种现代化监测手段，它能实时、真实地反映被测对象的状况，能实现远距离大范围或特殊条件下的观测，是大、中型工业厂企业必不可少的系统。监视监控技术广泛用于各种工业过程式控制、电力自动化、金融自动化、军事自动化、铁路自动化、铁路车辆的调度与管理、高速公路集中监视、油汽田长距离输送管线测控、矿山安全监控、环境自动监测、城市供水供暖监控、水情监控、大型输水工程自动监控、流域级电站的数据采集与监控等。在社会、经济、科技飞速发展的今天，越来越多的企业开始在其现代化改造的与建设项目中增加对于生产过程进行安全监控的预算，而计算机的发展及其与监控系统的结合，为21世纪的电视监控系统在安全防

2、范技术领域带来了一场革命。事实上，我国的安全防范技术市场近年来就已经得了惊人的发展，这类新型的综合型电视监控系统大量运用了反映时代特征的最新型的最新技术，如多媒体技术、人工智能技术、数字图像处理技术、神经网络技术、模式识别技术，信息处理技术、卫星定位技术等。并且，关于“安防”的概念已经在实际应用中广义的扩充，它早已不再仅仅局限于诸如银行、监狱、超市等的针对抢盗、犯罪的安全防范，其他许多行业都什对自己的行业特点提出了各种各样的安全防范需要，并因此出现了交通安全防范、银行、监狱、超市等的针对抢盗犯罪的安全防范，其他很多行业都什对自己的行业特点提出了各种各样的安全防范需要，并因此出现了交通安全防范、

3、事防范、社会治安安全防范以及各类厂矿企业和具特点的生产安全防范等。由此，视频监控系统的地位就显得犹为重要。一、计算机视频监视控制技术发展及现状视频监控经历了一对一闭路电视监控时代和以pc为核心的多媒体监控时代，目前正在发展以网络为依托以数字视频压缩、传输、存储和播放为核心的第三代视频监控系统，该技术的出现适应了信息技术的发展，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。20世纪90年代以来，计算机、通信、自动控制、微电子等技术的迅速发展以及监视监控任务和要求不断复杂，代表当前水平的监视监控系统也具有时代特征，尽管各种系统应用的场合和完成的任务不同，但它们在系统级上都有着如下的特点及发展趋势：a

4、、系统功能综合化；b、互联网络化；c、开放性与标准化。对于被视被控对象的监视监控的方式从单一的就地（或机旁）监控、集中监控发展到分散、分布式监控；从系统的数字化监测与控制，发展到与工业电视监视相结合，信息的采集与处理在单一数据的基础上增加了音频和视频；从综合监控发展到与管理自动功能于一体，成为综合自动化系统。系统功能的综合化，通过测站的现场总线（field bus），分中心局域网（lan），中心站lan，测站、分中心、中心站广域网（wan）进行，而与其他系统之间的信息交换也是通过wan或lan进行。互联网络化也是当前监视监控系统发展的特点之一，而系统的功能综合化和互联网络经又必须要求系统具有开

5、放性和标准化。 系统功能综合化在很大程式度上依赖于计算机的发展，近10多年来计算机产业发生了革命性的变化，对监视监控系统产生了巨大的影响，这些影响主要表现在通用计算机的广泛应用及计算机产品高档化和测站级的分布程度更高这两个方面。其中，多媒体技术给控系统的功能综合化提供了重要的技术支持手段，同时多媒体技术的应用也推动着监视监控技术的进步。由于多媒体视频监控技术荟萃了计算机技术，计算机网络技术、系统集成技术、安全防范技术、有线电视技术诸方面的精华，目前已广泛地应用到金融、文博、海关、交运管理、邮电通讯、电力控制、住宅小区等诸多领域，从目前的应用趋势来看，其应用领域还在不断的扩大与升级，借助于光纤、

6、微波或电话线路进行远程多点视频图像的监控应用已上升到一个全新的档次。二、设计目标及要求通过生产制造总调度室的“视频监控系统”设置，可以更好的作好工厂的系统维护工作。现设有四个监控点（四个摄像头）为一个区，用一台网络监控主机进行图像监控及上网。信号及传送线路利用“以太网”。为了准备今后要增加监控点的需要，帮每个区所配的网络监控主机都留有接口，以避免今后扩容后时浪费原有设备。在总调度室四台彩色视频监视器观看到各厂的四个监控点的图像信号，利用视频分配器进行视频信号分配，再由图像传输解码器实现数/模转换后再进入彩色视频监视器一路进入彩色视频监视器，另一路则进入网络监控及上网。本设计采用多媒体监控系统主

7、机，不仅可以实现传统监控系统的所有功能，而且机内的网卡及modem卡还可以将整个监控系统所有的视音频信息及控制信息以数据包或数据流的形式，实时地通过局域网或广域网传送到任何一台联网的授权客户端机上。这就意味着网络上的任何一台pc或具有网络接口的嵌入式设备,都可能能过其内置的视、音频采集卡（芯片）完成图像及声音信号的采集、压缩、存储与传输（上载）。摄像机本身内置有压缩处理芯片以及符合网络传输协议的接口芯片，可以将视、音频信号以数据流的形式直接输出到网上。人们通过联网的pc可以任意调看能过网络传输来的某台摄像机的画面，监听该摄像机内置话筒采集的现场声音，还可以方便地对摄像机的云台及电动变焦镜头进行

8、各种控制。系统除了可以在网络上传输图像、声音及控制数据外，还可以传输报警信号、门禁刷卡数据以及各种传感器在监控现场采集的各种模拟量数据等。由于多媒体监控主机的应用软件提供了多功能、多权限、智能化、信息化的管理界面，为工业控制系统的控制提供了极大的方便。（一）工业视频监视子系统主要任务1向工厂值班人员提供枢纽设备现场图景（图象及声音），以取得设备运行的全面信息，职责设备的机械位置、运行响声、烟、光等信息。这些信息对观察和分析运行设备的状态（如隔离开关远方合闸后的合闸状态检查等），特别是设备不下地常运行（故障或事故）状态，都是十分必要的。2与工业控制报警系统相配合，提供现场情图景信息，以便准确判断

9、现场的异常情况以及时采取相应的决策。3为工业设备的运行维护、检修、调试工作提供远方监护及可视联系，有效地协调或指导现场人员工作，防止误操作并及时处理临时不测事件，保证工作安全，并加快维护、检修、调试（如试运转）工作的进程。4作为工厂现场安全保卫的可视集中监视系统，实现工业控制安全保卫的集中监视，使工作人员及时全面的掌握工业生产的安全状况，对可疑点做出图像记录，以保障枢纽电站安全并减轻工作人员劳动强度。5弥补计算机监控系统对设备运行参数采集的不足，提供未计算机监控系统采集的设备运行数据信息。（二）设计要求1、系统功能（1）定时录像、循环录像、手动录像、手动照相（可单帧录像，打印）每g硬盘可录制6

10、小时高清晰图像。（2）按时间查询并播放，可发送音频信号，可控制活动云台、镜头等。（3）网络带宽10m，图像传送速度可选择（1帧/秒-25帧/秒）。（4）图像中任意画面选择，局部图象放大及图像轮巡。2、系统规格（1）图像输入制式为pal制，图象压缩格式为mpeg-4.（2）显示输出为各主机、网上机（视装入软件而定）、视频监视器（需加图像解码器。（3）支持多个硬盘，在网上实现监控、录像、搜索等功能。3、工作流程：（1）工控机插入一块4路同步mpeg4视频采集卡对4个摄像头的视频进行mpeg4实时压缩。（2）工控机接入一个rs485控制器用于对云台及可变焦摄像头进行控制。（3）为分担主web服务器及

11、负荷，在工控机上建立web、media及存储服务器。（4）主web、远程控制及存储服务器1）主web服务器提供指向各工控web服务器的超级链。2）远程控制各工控机的工作。3）每天备份工控机上的视频文件，删除4）对摄像机及云台的控制权限进行分级管理。(由多个远程现场和一个监中心组成,如图1.1所示) 图1.1 系统分级控制图5）监控中心由中心机房内部的多媒体监控主机、普通分控计算机和机房以外的网络分控计算机组成。三、计算机视频监控系统的设计监控应用结构中，前端采用模拟摄像机，通过网络视频编码器，将模拟视频经过数字化、压缩、打包等过程变成基于网络协议的视频流或采用一体化的网络摄像机，在视频监控的前

12、端完成网络化、数字化，视频流通过网络进行传输，发送到视频需求者。视频的使用者可利用软件进行解码，在pc机上进行显示和处理，也可通过硬件解码，解出模拟视频信号输出到监视器，利用键盘进行控制，利用分布在网络上的服务器或其他类型的网络存储设备根据需要进行录像。 图3.1系统结构图目前，计算机网络迅速普及，各个单位都在建设办公自动化网络，通过网络传输视频信号，使在网络上的很多部门加入到监控系统中。在本设计方案中，我们在监控中心的设计中增加了“网络视频服务器”，它是一台配置相对较高的计算机，内含视频采集卡和视频服务软件，它能够在计算机网络中广播发送视频信号流，使网络上的其他计算机可以通过软件来接收视频信

13、。（一） 视频进入计算机网络基于网络的计算机视频监控系统，网络的连接是它的重要组成部分。视频进入计算机网络分两个部分1、远程现场设备表3-1 现场设备列表 设备名称型号简要参数视频矩阵ak3015内置16路报警输入/2路报警联动输出 控制解码器ak2641 可控制云台、镜头、灯光、雨刷等报警器件ak309616/32/64路报警输入（常开或常闭触点）切换跟随器ak3431提供两组16（32）路双级a型继电器系统键盘ak3116可直接控制视频矩阵现场控制计算机视频采集卡监控软件视频输出解码器t500a利用2m pcm信道传输实时图象、话音和数据远程现场设备的设备构成图3.1.1示： 图3.2 远

14、程现场设备构成图示远程现场的核心设备是视频矩阵和t500a 视频传输编解码器。现场控制计算机是可选部件，如果客户不希望在现场放置计算机，则可以省去这台设备，只用分控键盘控制切换和云台镜头，但是分控键盘不能处理报警信息（报警信息可以由t500a 传输到中心去处理）。在图3.1 的现场配置中，还可以增加多台分控计算机、多个分控键盘以及长延时录象机、警灯、警号等设备和器材。(1) 视频传输编解码器 图3.3 视频传输编解码器t500实物图 在2m线路上传输实时图象、话音、数据 传输图象最高帧率可达30帧 / 秒！ g.703通讯接口 可广泛应用在远程监控等领域t500主要功能 专门用于远程监控系统。

15、 可以与任意监控设备配接。 单向传输1路彩色视频图象，最高图象帧率可达30帧 / 秒！ 双向传输1路对讲音频信号。 双向传输4路异步串行数据，可以传送现场报警信号和反向控制命令。 能够内置网桥模块，传输1路计算机网络信号（选购件）。 能够内置电话模块，传输1路热线电话（选购件）。 标准19英寸机箱，便于安装使用。 可以选择220v、24v、48v供电方式t500技术参数1） 视频（单向传送）： 视频压缩标准： mpeg-i 分辨率352x288 图象帧率25帧/秒（pal制） t500a视频输入： 1路标准模拟视频信号（cvbs 彩色或黑白） 允许输入信号：pal制 cvbs 1v（p-p）

16、接口：1个bnc插座 t500b视频输出： 2路标准模拟视频信号 输出信号：pal 制cvbs 1v（p-p） 接口：1个bnc插座，1个rca（莲花）插座2） 对讲音频（双向传送）： 编码标准： pcm编码 音频输入： 1路线路电平或麦克风电平输入 接口：1个rca（莲花）插座 音频输出： 1路线路电平 接口：1个rca（莲花）插座 频率响应： g.711 300hz - 3.4khz3） 异步串行数据（双向传送）： 数据形式： rs-232/rs-485/rs-422，四个数据口 数据速率： 1200bps19200bps 接口形式： db-94）网桥传输接口：（网桥传输接口为选购件） 传

17、输速率： 128kbps、192kbps、256kbps、320kbps、384kbps 选择使用网桥功能（128kbps），会自动屏蔽异步数据接口3、4。 如选择使用网桥最大带宽（384kbps），会屏蔽除图象之外的所有功能 网络接口： 10m以太网接口（10base-t） 接口：rj-45插座5）热线电话接口：（热线电话接口为选购件） 编码标准： 24kbpsadpcm语音编码、随路信令方式。 音频设备： 可配接普通电话机 接口：1个rj-11插座6） 通讯传输接口： 通讯速率： 2.048mbps 通讯接口： g.703接口 75欧姆7） 消耗功率： t500a: 标准配置 +5v 0.

18、75a t500b: 标准配置 +5v 0.70a 网桥选件： 增加网桥选件后，增加电流0.1a 8） 外形尺寸： 19英寸宽，1u（4.43cm）高，25cm深9） 工作温度： 摄氏 0-50t500 工作过程图如图3.4所示图3.4 t500 工作过程图t500典型应用图如图3.5所示图3.5 t500典型应用图(2) 音视频矩阵视频信号连接：所有摄象机输出的视频信号都连接到视频矩阵，再由矩阵分别输出给主控计算机、分控键盘对应的监视器以及t800a 视频传输编解码器。控制信号连接：在监控现场，视频矩阵、报警控制器、动作输出控制器、分控键盘、t500a 视频传输编解码器都由一条rs-485

19、控制总线连接。rs-485 总线是一条2 芯电缆，上面传输双向控制信号，所有的信息传递都可以由它来实现。在图2 中，主控计算机对矩阵的控制是通过rs-232 接口实现的。之所以这样做，是因为一般计算机本身都具备rs-232 接口，用rs-232 连接很方便。在这个方案中选定的视频矩阵中含有一个rs-232/rs-485 转换器，它先把主控计算机来的rs-232 信号转换成rs-485 格式再送给矩阵动作。如下面图3 所示，实际上主控计算机也可以看作是与rs-485 总线连接在了一起。 图示3.6 视频矩阵示意图音频处理：在图2.1 中没有涉及音频处理，如果要增加音频监听，可以加入1台音频矩阵，

20、与视频矩阵并列放置，控制接口是rs-485。压缩传输处理：由视频矩阵输出的一路视频信号、音频信号和rs-485 控制信号分别连接到t500a传输编解码器的相应接口上，由t500a 压缩处理后通过pcm 2m 线路传送到监控中心，同时将监控中心的rs-485 控制命令（和话音信号）传送回来，实现远程监控。本系统选用ak3015中型矩阵系列 图3.7 ak3015中型矩阵系列实物图ak3015系列 中型视音频矩阵主机采用模块化插板结构，具有视频输出、视频输入、音频输出、音频输入等多种模块化插板，用户可选择各种插板组合成系统所需容量和功能的切换设备。在一个标准19英寸标准机箱中实现音频切换、视频切换

21、、报警输入及警后联动录像功能等多种功能，大大简化了系统的构成，提高了用户系统的可靠性。性能特点： 微机模块化、高密度矩阵设计 单机最大256台摄像机和64台监视器 菜单综合设置 中英文菜单显示可选择 键盘口令输入 优先级操作 系统可分区 管理系统安全 自由、程序、同步、群组切换多种切换方式 视频切换、音频切换、报警控制三位一体 控制恒速或变速云台/控制电动镜头 内置16路报警输入/2路报警联动输出 报警后联动视频切换、音频切换、自动录像 报警输出可编程 报警状态输出 rs-485通讯 rs-422通讯 rs-232通讯 可选曼码通讯 强大网络控制功能 兼容多种数字录像机操作 技术指标：视频：

22、-视频输入 0.5-2.0vp-p复合信号, 75 ohm bnc -最大视频输入数. 80 -视频输出. 1vp-p复合信号, 75 ohm bnc -最大视频输出数.16 -频率响应. .1.0db 5hz10mhz -增益. 额定值(1db) -微分增益. 1.0% -微分相位. 1.5 -微分延迟. 1.0 -倾斜. 40db -dc电平. 0v -带宽. 15mhz -切换速度. 16ms (典型值) -非易失存储体. 可存储5年 -屏幕显示项. 视频输入数,日期/时间,视频输入状态标题(最多16个字符)及监视器状态键盘连接: -通信协议. rs-232 -端口数. 5 -连接类型.

23、 8针 rj-45连接器报警/继电器连接: -报警输入数. 16 -报警输入连接类型. 一个20针连接器 -输入口状态. no (常开)/nc (常闭) -报警输出数. 2 -报警输出连接类型. 一个6针连接器 -接点容量. 1a 24vdc, 0.5a110vac曼码/rs-485输出: -数据类型. 曼切斯特码/rs-485 -端口数. 4 组 -连接类型. 4组3针d型连接器电源: -输入电压. 120v/60hz;230v/50hz -功率. 45w机械指标: -尺寸. 132(高)483(宽)329(深)mm -单机箱重量. 7.8kg -安装方式. 支架安装 -颜色. 黑色环境指标

24、: -温度. 0c60c (32f140f) -湿度. 0 90%rh(无冷凝)下图为ak3015矩阵系统典型系统图图3.8 ak3015矩阵系统典型系统图(3）矩阵切换控制主机和控制键盘 这里要说明的是矩阵是有自己键盘的，你可以称之为专用键盘，是为用户提供一个操作的界面，和pc键盘是两回事，一般来说用什么品牌、哪个型号的矩阵就有不同的键盘来配合，当然也有同一型号的键盘配合同品牌的各型号矩阵，但不同品牌的键盘一般都不能和其它品牌矩阵相兼容。这已经不仅仅是控制协议兼容的问题，还包括键盘（操作界面）上各个按键的定义和操作含义的统一。本系统选用：ak3116系统键盘* 全系统编程控制* 通过rs-2

25、32口与矩阵系统通信* led显示屏显示摄像机和监视器参数* 直接控制摄像机ptz 操作* 三维变速摇杆ak3110分控键盘* 两个4位led显示屏显示摄像机和监视器参数* 定速摇杆* 监视器巡视编程及控制* 报警控制* 通过rs-232协议矩阵系统通信ak3096报警接口单16/32/64路报警输入（常开或常闭触点） 设备支持多台级联 (4）摄像机网络摄象机实际应用中的主要问题，第一是图像压缩技术问题：第二就是网络带宽数据传输问题。所谓解决带宽问题的实质就是如何在有限的带宽上传输更高质量的图像，当然还有计算机操作系统软件管理能力的提高（解压）问题；图像数据压缩技术的发展以及高速中央处理器的应

26、用等都是解决网络摄象机图像压缩问题的基础技术，许多技术（特别是mpeg4）的发展，无疑使我们今天的网络摄象机能够比以前取得更大的图像压缩比。提高原始参考图像质量是图像压缩的关键采用优质ccd摄像机可以提高信噪比和实现高速追踪白平衡是确保变异画面减少，从而减少网络摄象机带宽的关键。值得说明的是，ccd摄像机的清晰度指标对画质的影响不大，而对网络摄象机的带宽的利用有极大影响。清晰度越高的图像占用存储空间越大，盲目追求网络摄象机的高清晰度不仅提高了使用造价，而且增加了图像的传输、处理和存储数据，这是不科学的选择。本设计选用sbe-cc1601 图3.9 sbe-cc1601实物图型号： sbe-cc

27、1601 sbe-cc2201 成像元件： 1/4”interline ccd像数： 752（h）582（v）：pal扫描系统： 2:1interlace水平解析度： 480tvl最低照度： 1.0lux/f1.6同步系统： interal/external信噪比： 48db 珈玛： 0.45自动白平衡： on/off自动增益： on/off自动电子快门： 1/501/10,000sec.on/off背光补偿： on/off视频输出： 1.0vp-p75 ohm镜头： 16x(f3.6-63mm) 22(f3.6-79.2mm)对焦： auto/manual摄像机电源电压： dc12v功率：

28、4.7w操作温度： -100c+500c尺寸： 58(w)64(h)112(d)mm重量： 400g(5)云台云台可以简单理解成安装摄像机的底座，只是这个底座可以全方位(水平和垂直两个方向)或(水平方向)转动。因此，云台的使用扩大了摄像机的视野。在电视监控系统中，需要巡回监视的场所(如大厅等)都要使用云台。选用云台时要注意以下几点：所选云台的负荷能力要大于实际负荷的1.2倍。就是说云台上所有设备重量之和应小于云台的负荷能力，如果让云台满负荷或是超负荷运行，虽能免强工作，但启动时惰性大，特别是垂直转动时更困难，极大的影响了巡视效果。云台转动停止时应有较好的自锁性能，刹车时回程角应小于1。室内云台

29、在最大负荷时，噪声应小于50db。本系统选用(6)控制解码器在具体的监控系统工程中，解码器是属于前端设备的，它一般安装在配有云台及电动镜头的摄像机附近，有多芯控制电缆直接与云台及电动镜头相联，另有通信线（通常为两芯护套线或两芯屏蔽线）与监控室内的系统主机相联。系统选用ak2641 解码器*控制室内外全方位ac24/220v云台,镜头控制电压可调*三路辅助输出*自检功能* 可应用于支持曼彻斯特码矩阵主机中(7)报警器件ak3096报警接口单元* 16/32/64路报警输入（常开或常闭触点）* 设备支持多台级联(8)动作输出控制器ak3431切换跟随器* 提供两组16（32）路双级a型继电器* 继

30、电器跟随摄像机到监视器的切换* 手动或自动激活对讲机或照明灯等设备* 具设备支持多台级联(9)现场控制计算机 视频采集卡 aq-204a 视频压缩采集卡监控软件 ak3000多媒体集成控制软件* 基于windows平台* 图形用户接口，系统集成软件* 虚拟屏幕键盘可实现全部系统控制功能* 实时的视频画面（带有视频卡）* 电子地图，控制菜单及按钮，密码输入登录* 灵活的报警布/撤防功能2、监控中心构成表1-2 监控中心组成列表设备名称型 号简要参数视频传输编解码器t800b利用2m pcm信道传输实时图象、话音和数据视频矩阵同表一主控多媒体计算机包括：视频采集卡监控软件分控多媒体计算机包括：视频

31、采集卡监控软件分控键盘sm-9 可直接控制视频矩阵通讯转换器tx-2rs-232与rs-485转换网络视频服务器包括：视频采集卡视频服务软件将视频信号压缩送入计算机网络进行广播网络分控计算机包括：视频接收软件从网络中接收视频信号并解压缩网络监控软件通过tcp/ip进行监控控制监控中心组成如下图所示 图3.10 监控中心构成图图示 构成的监控中心，采用了多台t500b 与各个远程现场一一对应通讯，这样设计的优点是在监控中心可以获得各个现场的图象，便于切换处理，并且主控和分控之间互不干扰，也还可以在中心监控机房建设电视墙。(1）主控多媒体计算机1)监控系统主机的结构多媒体监控系统主机将诸如视频矩阵

32、节换卡、音频矩阵切换卡、图像采集卡、声卡、网络通信卡和modem卡等统装进了工控机的机箱中，并建立模块之问的内在联系，彻底消除了各功能模块之问的冲突。因而系统的集成度更高、功能更完善，系统的稳定性也进一步提高。图示出了标准多媒体监控系统主机及其前端解码器的模块化结构，其中左面为主机部分，右面为前端解码器部分。除通信控制卡和网卡外，其他各模块卡都有可能多于一块，这样就需要机器具有较多的插槽空间，必须配用大的工控机箱及多插槽空间，必须配用大的工控机箱及多槽工控机底板。 tcp/ip网络分控有两种方式，除了控制数据外，其中一种分控包含图像传输，而另一种分控则不包含图像传输，这是因为图像的数据量大，而

33、视频压缩支柱、cpu网络带宽都有限所致，因而传送到各分控端的图像只能从视频矩阵卡的输出端来选择，并以模拟视频信号的形式经由同轴电缆传送到各分控计算机内置的图像采集卡中。虽然这种方式的图像是全实时的，但是由于需要另外布设同电缆，工程施工及系统结构复杂，使这种系统的综合评价大打折扣。至此20世纪末，随着m-jpeg和mpeg-1等视频压缩技术的不断成熟，多媒体监控的网络分控大都包含了数字压缩图像的传输，使得基于tcp/ip的网络分控真正名符其实了。本系统采用的是现在处于监控系统主流的mpeg-4的视频压缩技术。由于计算机技术的高速发展，至今已集中采用了多媒体技术，与传统的集成监控系统相比，多媒体视

34、频系统的最大特殊之处是将系统主机换成了多媒体计算机，因在微机的扩充槽中插入视频卡或图像卡后，就能在显示器上显示输入的视频图像，所以多媒体视频监控系统的主机同时还兼有了视频监视器的功能。银行、商场、公司、高级住宅小区因安装了多媒体视频监控系统对上述区域的智能系统控制、防盗及安全防范显示了不可忽视的作用。因此本系统的监控计算机采用多媒体计算机2)多媒体监控系统：简易的多媒体监控系统：简单的多媒体监控系统，它的控制软件界面类似于控制键盘，它实际上是以控制键盘的图片为背景，并在键盘按钮的位置设置屏幕按钮，所以，当用鼠标点击屏幕上控制按钮时，系统控制软件即根据此按钮的含义，将控制指令通过计算机的rs-2

35、32串行通迅口送入系统主控制器，由主控制器完成对整个监控系统的控制，如打开视频窗口选择所需的摄影机通道，对远端摄像机的云台和电动镜头实行全方位控制等。监控系统前端的解码器仍通过rs-232总线与主控制器直接连接，而由视频、音频矩阵切换器输出的主信号则送入计算机内部的视频卡及声卡，所以，简单的多媒体监控系统主机除在显示器窗口显示视频画面及通过声卡的外接扬声器放声外，其控制功能仅相当于传统的模拟视频监控系统的控制键盘，且系统主机无多画面分割的功能。有些系统用户在控制器的主板扩充槽中插入了一块自行研制的控制卡，用双线直接和视频、音频矩阵切换器相接，虽然使用rs-232或rs-485接口与监控系统的控

36、制在计算机内部完成了，但仍需视频、音频矩阵切器等外围设备相配合才能工作。当整个系统需建立分控制中心时，各个分控中心的分控键盘与主机的通迅仍然用rs-485接口进行的。若分控端口也要求是多媒体计算机，不论主控端口与分控端口的计算机是否联网，它只能通过rs-232/rs-485转换器与主机的rs-485总线相联接，所以这样的监控系统仍不是完美的多媒体监控系统。标准的多媒体视频监控系统功能：标准的多媒体视频监控系统，系统的主控制器必须由高性能的奔腾系列的多媒体计算机来担当，机箱主板的扩展槽内必须配置下列器件：网络通讯卡、数字化通讯卡、远程通讯卡、音频处理卡、汉字叠加卡、视频和音频矩阵切换卡等。系统紧

37、凑、功能齐全、性能稳定。多媒体视频监控系统的授权安装者可以使用系统软件对整个系统进行任意设置，软件使用起来十分方便，如设置各监控区域的图层、布置诸多摄像机与传感器及报警器的位置并对整个系统的初始化设置等系统软件的编程窗口具有很强的系统编程设置功能，可把本机设置为系统的主控制器或某个级别的分控制器，并可对监控系统的警卫联动、系统规模、分控制器的控制区域、监控系统的网络运行进行设置等。多媒体视频监控系统的控制网络，无论是主控计算机还是分控计算机均可提供完整的值班纪录、布撤防纪录、报警纪录、动静态视频纪录，授权人员可从多方面进行查询管理，为今后处理提供完备的详细资料。监控显示器屏幕可完整地显示监控区

38、域的地形全貌和诸多摄像机、报警器的图标，当在摄像机图标上点击鼠标时，可迅速切换到相应摄像机的视频图像，若在报警器图标上点击鼠多标则能反映热能警器目前的实时状态，使值守人员感到操作简便、图像显示直观。常规对系统的操作，可无级缩放画面直到满幅全屏，也可画面进行拖放至屏上任意位置，甚至当切换到其他任务时也可监控视频图像。视频图像可定格，可进行任意大小静态真色彩图像存储、打印，并可叠加时间及用户信息字符。多媒体视频监控系统常规均能提供视频、音频信号的动态录制功能。在值班人员的操作下或有警情发生时，监控系统可录制定长度的录像至硬盘，速度为每秒25帧。每段录像有相应文件名和时间字符信息，值班人员可根据文件

39、名、时间信息查阅录制的图像。另外，多媒体视频监控系统可作为独立系统运行，并可与消防系统、其他报警系统等专业系统联网。支持电话线的远程遥控、监视、报警，支持电话线远程联网监控。由于上述完美的控制功能，所以多媒体技术中的网络通信、系统控制、系统信息管理和音频处理已融会与视频监控系统中，特别是数字图像处理与传输技术已成为目前视频监控技术的主流。多媒体监控系统对系统硬件的配置选择：多媒体计算机由主机、显示器、键盘、鼠标和音箱等部件组成，按目前计算机的发展趋势，系统主机必须选用“奔腾”以上级别的多媒体工控机，三年前，一台计算机能配上2.1g硬盘已经相当不错了，而目前常见硬盘多为20g、30g、40g、4

40、5g、75g、80g等，硬盘容量自然越大越好，为避免以后监控系统安装软件时捉襟见肘，推荐并建议选用硬盘应在于20gb以上，使其具有一定的硬盘剩余空间。如果要进行硬盘录像，可根据数字影像的录像数据量配置相应的硬盘。 就内存而言，它是计算机执行程序和处理信息时存放指令和数据的地方，由于目前软件越来越复杂，处理的信息量也越来越多，所以现在对内存的要求也不断扩大：windows95的标准配置是16m内存，windows98标准配置是32m内存，而最近推出的windows2000的配置达64m至于128m以上，随着微机主板的总线时钟频率进一步提升，建议选用不低于128m指标的内存，并提供相应的内存剩余空

41、间。 至于光盘和软驱，为了系统的安装、调试及备份之需，也应作为必要的基本配置。 系统主机在实际应用时需安装汉字叠加卡、数字化通信卡、远程通信卡、视频矩阵切换卡和音频矩阵切换卡，以及其他类型的功能卡，所以主控制器必须按实际情况配置相应的pci和isa扩展槽，另外还要求系统有一个可用的串行通信口。多媒体系统监控制软件的突出优点是能十分方便地对图像进行处理，如：图像进行无级放大缩小局部放大缩小；亮度、色度和对比度的调节；图像柔化处理和轮廓增强处理等。能将监控现场的系统平面图输入计算机，并在平面系统图上显示各摄像机、监听器、报警传感器的位置。如用鼠标点击平面图上摄像机的图符时，此监控点的实时情景即可在

42、显示器口获得显示。并按实际的需要设置，可以是小窗口显示，也可以是满幅显示，如系统配置监听器，则网络上的音箱可同步地听到监控区域的声音。 多媒体监控系统允许将局域网上的计算机设置为分控制器，所以在系统软件安装之前，还必须对网络主机进行网络配置，其安装程序是：把网卡插入系统主机机箱空余的pci总线扩充槽内，用网络线将系统主机连入局域网，然后根据安装提示正确设置系统主机的ip地址，使系统的主控制器和各分控制器都可以在“网上邻居”的界面中彼此看到对方，确保整个系统的tcp/ip通信畅通，以保证各分控制器实现对整个系统的操作控制。另外，对于各分控制器机箱内，也需安装视频采集卡，系统主控制器与各分控制器之

43、间视频号接口之间的转接，建议使用视频同轴电缆/双绞线转换连接器，这对于已成计算机网络布线的建筑群的视频监控系统来说是十分方便的。上述网络配置及图像卡的驱动软件安装完毕后，就可按次序安装系统主控软件及各分控软件，最后通过调试进入操作应用。（2）工控机传统的模拟监控已历经20多年的发展与积累，从一对一模式到控制电路模式再到外挂多媒体模式，再步入当今的dvr数字化监控时代。由于今天的dvr系统是完全以计算机为核心，运用最新的数字视频技术、现场总线技术、网络通讯技术建立一套软硬件相互结合、崭新、完整的安防体系，将监控从安全防范提高到管理的高度。并采取数字化方式存储影像数据，相比于传统的模拟监控具有整合

44、性高、功能多样、可重复录像、数据搜索简单方便、画质清晰、等特点。目前dvr市场的主要产品有pc-base类及嵌入式两大类，pc-base类是工控机或商用pc机为应用平台，在其中插入一片或几片视频卡等，利用软件进行影像压缩并执行影像编辑功能，是目前市场上上使用较为广泛的一类产品。工控机的特点：1）可靠性：工业pc具有在粉尘、烟雾、高低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其mttr （mean time to repair）一般为5min，mttf 10万小时以上，而普通pc的mttf仅为1000015000小时。 2）实时性：工业pc对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给

45、予快速响应，及时进行采集和输出调节，（看门狗功能这是普通pc所不具有的）遇险自复位，保证系统的正常运行。3）扩充性：工业pc由于采用底板cpu卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。4）软硬件兼容性：能同时利用isa与pci及picmg资源，并支持各种操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统,充分利用商用pc所积累的软、硬件资源。5）系统监测和自复位：如今,看家狗电路已成为工业pc设计不可缺少的一部分。它能在系统出现故障时迅速报警,并在无人干预的情况下,使系统自动恢复运行。 本系统的工控型

46、监控主机选用:四方博瑞 图3.11 四方博瑞工控型监控主机实物图如上图所示，系统采用稳定的windows 2000操作系统平台，系统具可靠性和扩展性。采用最新的mpeg-4/h.264压缩标准，每小时仅占用50-150m硬盘空间。支持网络分控功能和远程监控平台，支持网络化b/s架构，通过集中监控管理平台系统软件可以实现多级中心的管理、控制功能。通过硬件系统支持防死机功能。系统采用工业化标准结构，稳定性高，扩展性强。功能特点：*系统具有独特的流缓冲预测技术，保证局域网延时不超过1秒，并均衡控制延时抖动，以防止流阻塞，支持网络传输是音视频码流动态调整；*独有“硬件缓冲同步”技术，确保在长时间持续的

47、快速运动下不丢帧；*支持安全的硬盘休眠技术，减少了每个硬盘的使用时间， 既能降低硬盘的故障率又能有效降低硬盘的发热量，保证主机的稳定的运行；*全面支持四方博瑞集中监控平台，可适应在各种网络带宽的条件下的集中监控解决方案；*单机容量配置可由216路任选以及扩容，硬盘容量最大标配可达11块ide硬盘，单块硬盘支持120gb以上；*具有16进8出的报警联动接口，同时支持多种报警设备、多种协议解码器、快球，轻松实现系统升级、扩容；*支持远程可视对讲；*支持网络分控功能，持电子地图状态显示和管理；*提供多种日志查询和管理功能，防止非法操作；*支持异常关机后启动自恢复，确保数据的完整性；*具有多种报警触发

48、录像功能，提供长达300秒的报警预录功能。(3)视频服务器及应用服务器视频服务器视频服务器从某种角度上说，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，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。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。视频服务器负责视频信号的接受，转化，图象合成、地址分配并将处理后的视频信号通过网络连

49、接线输出等功能。目前市场上的视频服务器以1路和4路视频输入为主，且具有在网络上远程控制云台和镜头的功能，另外，产品还可以支持音频实时传输和语音对讲功能，有的视频服务器还有动态侦测和引发事件后的报警功能。视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外，在设备的配置上更显灵活。网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的限制，而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接之外，还可以和一些特殊功能的摄像机连接，例如：低照度摄像机、高灵敏度的红外摄像机等。应用服务器应用服务器端是网络视频监控系统的核心部分，也是该系统与其他视频监控系统的区别所在。运行安装在服务器上的应用软件，可以实现：(1) 通过对视频服务器

50、调用，完成视频信号的读取、对视频服务器、摄像头、云台等设备的控制；(2) 图象的监视、控制、保存及其管理；(3) 设备管理和测试：包括设备的添加、删除，设备动态ip地址的分配及设备的测试；(4) 用户及用户权限管理：包括用户的添加、删除，用户使用资源的分配；(5) 通过视频服务器的开关量输入输出口，实现报警开关的接收、处理，并通过继电开关实现报警联动。由于适用对象的网络视频监控的规模不同，在服务器端的结构也有相应的调整，最主要的是对大的系统将单服务器结构转化成适于大规模网络监控的多服务器或服务器集群结构。系统选用vajets1500e网络视频服务器 图3.12 vajets1500e网络视频服

51、务器实物图主要特点: 可以实现模拟cctv向ip网络化的进程,mpeg4图像编码介 绍： vajets1500视频服务器为使用计算机网络进行图像监控而设计，它具多种内置有解决方案，在10/100 base-t 网络上以每秒30幅画面传送高质量mpeg4图像。s1500可以使用isdn，pstn，或xdsl路由器，在局域网、广域网或者国际互连网上简单地传播。本产品建立在开放的标准基础上，目的是提供长期的投资保护。 vajets1500分为两个设备类型，一个视频编码器（s1500e-t，不带语音；s1500e-ta，带语音），它带有1个或4个模拟视频输入；一个视频解码器（s1500e-r，不带语音

52、；s1500e-ra，带语音），带有一个常规的模拟视频输出。视频编码器可单独使用，通过软件解压；也可把这两个设备组合在一起使用。这样就可以实现模拟cctv通过企业局域网进行扩展。还可以使用多个s1500e模块在局域网或宽带网中实现多个视频链接。使用内置网络服务器或界面友好的、基于windows的vajet软件，进行非常容易的设置和管理。vajets1500主要功能 该产品是业内第一个专业的、性能价格比高的解决方案，可以实现模拟cctv向ip网络化的进程 mpeg4 图像编码，使低带宽传输每秒30幅画面的高质量图像成为可能。 先进的按区域进行的动作检测和任选报警前/后画面存储。 自动识别rs23

53、2/422/485 端口，与一体化球型镜头、ptz控制摄像机和其他系列设备实现透明串口连接。 与pir探测器和其他传感器、报警器连接简便易行。 用户界面友好的系统管理软件，包括基于网络浏览器的系统设置和远端无线网络站点的软件更新。 与vajet的以无线以太网图像服务器s1000w兼容 与vajet的ndvr网络数字视频录像软件和分布式视频管理软件兼容 性能指标： vajets1500 技术指标 图像压缩 mpeg4，simple profile 速度 每秒1-30幅（可编程） 图像 1个输入，1 vpp - 75欧姆 图像标准 ntsc或pal 连接口 bnc 阴性 串口 电气性能 自识别rs232 或 rs422/485 运行方式 透明串口支持任何点对点设置的ptz规