视频监控平台 概要设计说明书

1、密级：内部公开文档编号： CHAOYUAN_SD_TEMP_04版 本 号： V1.0分册名称：第1册/共 1册视频监控平台概要设计说明书安徽超远信息技术有限公司编制：刘俊龙审核：生效日期：批准：-安徽超远信息技术有限公司对本文件资料享受著作权及其它专属权利，未经书面许可，不得将该等文件资料（其全部或任何部分）披露予任何第三方，或进行修改后使用。.文件更改摘要：日期版本号修订说明修订人审核人批准人2010.10.291.0新建刘俊龙.目录1.引言.41.1.编写目的 .41.2.背景 .41.3.术语 .41.4.预期读者与阅读建议 .51.5.参考资料 .52.总体设计 .52.1.设计目标

2、 .52.2.运行环境 .52.3.网络结构 .62.4.总体设计思路和处理流程 .62.5.模块结构设计 .82.6.功能需求与程序模块的关系 .152.7 尚未解决的问题 .错误 ! 未定义书签。3.接口设计 .323.1.用户接口 .323.2.外部接口 .363.3.内部接口 .434.界面总体设计 .525.数据结构设计 .536.系统安全设计 .错误 ! 未定义书签。6.1.数据传输安全性设计 .错误 ! 未定义书签。6.2.应用系统安全性设计 .错误 ! 未定义书签。6.3.数据存储安全性设计 .错误 ! 未定义书签。7.系统部署（可选） .54.1. 引言1.1.编写目的本说明

3、书着重介绍视频监控平台的业务需求及流程。通过这个需求说明书，明确、 细化用户对视频监控平台的功能需求，让所有项目参与人员清晰地掌握视频监控系统的每个功能的具体细节，并为项目的评审，开发，测试等提供依据。本文档的主要读者为公司决策管理层、质量部、策划部、开发部等有关人员，为后面的系统开发提供指导和保障。1.2.背景平安城市大联网不仅包括公安部内部联网，也包括公安部与外部社会的联网，通过统一建设视频网络联网平台，将彻底结束因缺乏统一规划而导致的视频监控平台建设离散化、缺少统一技术标准、 平台架构扩容等缺陷与弊端，通过资源的有效共享， 能够形成积聚的资源优势和整体优势。 只有实现视频图像共享才能将视

4、频监控平台转化为一线的实际战斗力，真正服务于各公安警种的现实业务工作，缩短反应时间， 减少人力耗费， 相对保证了城市的安全，实现信息资源共享后，可实现与其他警务系统信息共享、灵活查询、智能识别、行为分析、视频案件库管理、综合警务信息管理等等功能;实现建立协调有序、响应快速、指挥顺畅的公安应急指挥通信体系;做到以服务公安案情侦破为核心，能够充分利用视频资源提供有效线索，实现跨部门、跨警种的信息共享和应用共享。兼容性和吞吐量或成绊脚石目前，要实现整个平台的共享还面临着较大的压力。其中压力主要来自于两方面， 首先是平台的兼容性，就国内网络高清产品而言， 不同的安防企业在制定通信协议时都采用了自己的解

5、决方案，而各个企业的产品通信协议一般情况下都不兼容，国内企业的各个通信协议都存在这个问题，但令人欣喜的是， 在解决兼容性方面国家已经出台了相关标准。 2012 年 6 月 1 日，安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求正式实施，这标志着我国平安城市视频监控平台建设有了新的规范。1.3.术语术语解 释GBT 28181GBT 28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求SIPSIP(Session InitiationProtocol) 是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。RTPRTP（ Real-time Trans

6、port Protocol ，实时传输协议）H264H.264 是 MPEG-4标准所定义的最新，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平的视频编码格式之一。PSPES 流 (Packet Elementary Stream) ：也叫打包的基本码流，是将基本的码流 ES 流根据需要分成长度不等的数据包， 并加上包头就形成了打包的基本码流 PES 流。ffmpegffmpeg 是一个开源免费跨平台的视频和音频流方案。.1.4.预期读者与阅读建议描述本文档的主要读者，以及这些读者在阅读时的阅读重点与建议。可用列表的方式列出。如表：预期读者阅读重点软件详细设计者软件开发人员质量管理员决策管理层1.5.

7、参考资料该文档在编写过程中，主要参考了以下文档：? GBT 28181-2011 安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求? 公安机关视频监控系统联网标准符合性自测工具及说明? 海康威视 iVMS-8600(V2.41) 智能交通综合管控平台使用说明书? 浙江大华 DSS-C/T 平台使用说明书? SIP 协议 RFC3261 ? RTSP 协议 RFC2326 ? RTP 协议 RFC3550 ? SDP 协议 RFC2327 2. 总体设计2.1.设计目标实现视频监控平台软件1.0 版，具体包括以下几项：1. 实现符合 GBT28181 协议的第三方视频监控平台的集成；2. 实

8、现符合 GBT28181 协议的第三方视频监控设备的集成；3. 开发客户端监控软件， 实现上述平台接入或直接接入的视频监控设备的状态监控、远程控制、预置位设置等功能；4. 实现第三方存储设备的集成，完成对视频流的存储管理；5. 开发视频流媒体服务软件，实现实时视频监控、历史图像调用；6. 将各业务功能和播放器整合，提供 SDK 包，包括上述各种视频监控应用功能，支持管控平台集成。2.2.运行环境服务端软件环境： 服务端操作系统：Windows2008 Server X64 企业版 运行环境： ICE 3.4 数据库： Mysql客户端软件环境：操作系统Windows XP 以上版本； IE8

9、以上版本；推荐分辨率：1280*800 ；内存： 2G 以上。.2.3.网络结构以公安信息网和公安视频专网为承载网，分别建设各级视频联网平台和共享平台。共享平台用于视频专网内视频图像资源的接入管理并汇接社会图像资源。联网平台用于整合公安信息网内图像资源， 并与同级共享平台对接。 上下级联网平台通过公安信息网实现级联对接，上下级共享平台根据需要通过视频专网实现级联。系统架构如下图所示：图 1.网络拓扑图2.4.总体设计思路和处理流程本项目完成对符合国标的平台和设备的接入管理， 并向上层系统提供服务接口。 系统间交互方式如下图所示：上层应用平台视频监控平台海康平台海康设备大华平台大华设备其他平台其

10、他设备图 2.系统交互示意图.安全路由网关安全路由网关中心管理服务器IP网络中心管理服务器流媒体服务器流媒体服务器客户端客户端控制信令媒体传输前端设备前端设备视频CS客户端图片文本信令BS客户端移动客户端上层平台SDK中心控制服务器视频服务组视频转发服务器视频存储服务器视频转码服务器视频分析服务器媒体服务组图片服务组图像转发服务器图像处理服务器图像存储服务器图像分析服务器资源层接入服务器GBT/28181DB33ONVIFThird SDK其他标准NVRDVRIPC其他设备第三方系统相机图 3. 系统整体框架图.2.5.模块结构设计综合管理客户端上层平台SDK数据接收单元中心控制单元转发服务器

11、1转发服务器2转发服务器3视频设备网关转发服务器N视频监控平台第三方平台前端设备图 3. V1.0 系统架构图.模块名称模块缩写中心控制单元CMU数据接收单元DRU转发服务器MTU视频设备网关VCG综合管理客户端UISDKSDK2.5.1 中心控制单元设备抽象化资源管理CMU负载均衡中心控制图 4.CMU 功能图功能介绍：设备抽象化：将前端各种类型的设备统一抽象化资源管理：将系统中的所有设备进行统一管理负载均衡：系统配置多个转发服务器时，针对用户发起的业务需求进行资源调配，选择负载最合理的转发服务器执行任务中心控制： 系统中的所有控制信令均通过 CMU，由 CMU 进行统一中心控制，是整个系统

12、的大脑。负载均衡方案介绍：对于视频监控平台来说，流媒体服务器的能力是整个平台非常重要的一个因素，针对我.们系统，在尝试解决MTU 单机转发能力的同时，我们采用了一对多的分布式方案，如下图所示，在一个视频监控平台可以部署多台 MTU 服务器来增加系统的负载，负载均衡流程如下：1. IPC 向 VCG 注册，完成注册后， VCG 将该设备存入设备表；2. MTU 向 CMU 注册，完成注册后， CMU 将该服务器存入 MTU 表；3. 注册成功后定时向 CMU 发送自身的负载情况，包括视频转发路数、用户数等；4.用户请求视频流， CMU 收到请求后，检查系统内所有MTU 的负载，选择最优的 MTU

13、执行该次任务， 如果该 MTU 当前没有指定视频设备的流，要求 VCG 向指定设备请求流，同时发生 Announce 给该 MTU 要求其准备接收流；5.CMU 将该 MTU 的地址信息返回给客户端；6.客户端向该 MTU 请求流， MTU 进行转发；7.客户端显示画面，流程结束。图 5.负载均衡示意图.2.5.2 数据接收单元数据接收DRU数据发布图 6.DRU 功能图功能介绍：数据接收：开放数据上传接口，接收VCG 上传设备列表/状态变化、告警事件等数据。数据发布：将接收到的数据按照相应的主题向ICEStorm 实时发布2.5.3 转发服务器多路转发MTU会话管理负载上报功能介绍：多路转发

14、： 当客户端请求的流媒体已经在服务器中转发时，不需再向前端设备请求流，直接转发该流给客户端。会话管理：对客户端发起的流请求和前端设备推送的流数据进行会话管理。负载上报： 定时向 CMU 发送自身负载，CMU 根据此负载情况进行负载均衡。.图 7.MTU 功能图工作流程介绍：1 流媒体数据源发送推送数据请求2 事件管理模块接收发送端的事件处理，启动会话接收数据3 启动线程接收数据，并加入超时机制4 内部对数据进行处理5 客户端发送命令请求数据6 事件管理模块接收客户端的事件处理7 内部进行逻辑判断，检查请求资源是否存在8 对客户端进行响应，加入超时机制，启动线程发送数据给客户端2.5.4 视频设

15、备网关设备对接平台对接VCG设备管理协议转换图 8.VCG 功能图模块功能：设备对接：处理符合国标GBT28181 的前端设备的注册、信令控制。平台对接：处理符合国标GBT28181 的第三方平台的注册、信令控制。.设备管理：对已注册的设备进行集中监控，包含列表、状态等信息。协议转换：将所有向第三方平台/设备发送的信令转化为SIP 消息。两个信令安全路由网关之前是上下级关系，下级信令路由网关主动向上级信令安全路由网关发起注册，经上级信令安全路由网关鉴权认证后才能进行系统间通信。即视频设备网关接收下级平台或者前端设备的注册，注册鉴权完成后才可以通信，进行正常的业务操作。图 9.SIP 路由网关图

16、2.5.5 综合管理客户端视频监控平台的自带的管理客户端， 目前以 C/S 形式实现， 至少覆盖平台对外提供的所有业务接口。提供以下功能：用户管理角色管理机构管理设备管理综合管理客户端设备控制实况预览抓图录像回放录像下载系统配置.图 10. 综合管理客户端功能图2.5.6SDK该模块包含网络接口和提供给B/S 系统使用的OCX 控件，并在控件中对流媒体播放器进行集成。 提供各类接口为应用平台提供视频流的接入和设备控制服务。主要包括设备管理、设备控制、实况、录像查询、录像回放和下载、录像回放控制接口。OCX控件中集成的流媒体播放器的功能，支持播放采用RTP 传输的 PS 封装的 H264 码流，

17、且为标准未加密的码流。同时支持多路播放功能。模块功能：向上层系统提供服务接口提供 OCX 控件，包含流媒体播放器功能ICE接口服务接口其他接口SDKJS接口UDP接包RTSPClientOCX控件RTP排序解码PS分析渲染Ffmpeg解码图 11. SDK 功能图下图为 SDK 的核心部件解码库的模块设计图：.图 12.解码示意图2.6.功能需求与程序模块的关系系统包含以下几大模块： UI 、SDK、解码库、 中心控制单元 (CMU)、数据接收单元 (DRU)、视频适配网关 (VCG)、流媒体转发服务器 (MTU)各项功能需求的实现同各块程序模块的分配关系，需求跟踪距阵如下所示：图 13. 需

18、求与模块关系图2.6.1 用户登陆1、用户填写用户名、密码、验证码，点击登录，发起登录请求2、 SDK 接收用户请求信息并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户登录请求，检查用户信息是否是数据库中的有效信息4、服务器中心控制单元（CMU ）将登录结果返回给SDK5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查登录结果。如果登录成功，根据用户的角色信息打开系统管理界面；如果登录失败，清空登录界面上的密码和验证码，提示错误信息。.USERSDKCMUDB登录请求登录请求用户信息验证信息验证结果登录结果登录结果图 14.用户登陆2.6.2 用户管理用户管理包括对用户的添

19、加、删除、修改、查询及分配角色。几个操作牵涉到的各模块交互流程是一致的。USERSDKCMUDB用户管理请求用户管理请求用户信息验证信息验证结果用户管理结果用户管理结果图 14.用户管理添加用户：1、管理员在客户端填写用户信息，发起用户添加请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户添加请求，将用户信息录入数据库4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户添加的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端.6、客户端检查操作结果。如果信息添加成功，则返回并刷新用户列表；如果添加失败，当前界面上显示失败原因删除用户：

20、1、管理员在客户端选中要删除的用户，发起用户删除请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户删除请求，将指定的用户信息从数据库中删除4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户删除的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果用户信息删除成功，则返回并刷新用户列表；如果添加失败，当前界面上显示失败原因修改用户：1、管理员在客户端选中要修改的用户，编辑用户信息，发起用户修改请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户修改请求，更新数据库中指定的用户

21、信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果用户信息修改成功，则返回并刷新用户列表；如果添加失败，当前界面上显示失败原因查询用户：1、管理员在客户端点击用户管理，发起用户查询请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户查询请求，从数据库中查询用户信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果用户信息查询成功，则显示用户

22、列表；如果添加失败，显示用户列表，且用户列表为空分配角色：1、管理员在客户端选中某个用户，为用户增加或移除角色，发起角色分配请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（ CMU ）处理用户角色分配请求，更新数据库中指定的用户关联的角色4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户角色分配的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果用户角色信息分配成功，则显示用户的角色列表；如果添加失败，显示用户的角色列表，并提示错误信息.2.6.3 角色管理角色管理包括对角色的添加、删除、修改、查询。几个操作牵涉到的各模

23、块交互流程是一致的。USERSDKCMUDB角色管理请求角色管理请求角色管理请求角色管理结果角色管理结果角色管理结果图 15.用户登陆添加角色：1、管理员在客户端填写角色信息，发起角色添加请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理角色添加请求，将角色信息录入数据库4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回角色添加的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果角色添加成功，则返回并刷新角色列表；如果添加失败，当前界面上显示失败原因删除角色：1、管理员在客户端选中要删除的角色，发起角色删除请求2

24、、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理角色删除请求，将指定的角色信息从数据库中删除4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回角色删除的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果角色信息删除成功，则返回并刷新角色列表；如果删除失败，显示角色列表，并提示失败原因修改角色：1、管理员在客户端选中要修改的角色，编辑角色信息，发起角色修改请求.2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理角色修改请求，更新数据库中指定的角色信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据

25、库操作的结果，向SDK 返回角色修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果角色信息修改成功，则返回并刷新角色列表；如果修改失败，当前界面上显示失败原因查询角色：1、管理员在客户端点击角色管理，发起角色查询请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理用户查询请求，从数据库中查询角色信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果角色信息查询成功，则显示角色列表；如果查询失败，显示角色列表，并提示失败原

26、因2.6.4 机构管理机构管理包括对机构的添加、删除、修改、查询。几个操作牵涉到的各模块交互流程是一致的。USERSDKCMUDB机构管理请求机构管理请求机构管理请求机构管理结果机构管理结果机构管理结果图 16.机构管理添加结构：1、管理员在客户端填写机构信息，发起机构添加请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理机构添加请求，将机构信息录入数据库4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回机构添加的结果.5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果结构添加成功，则返回并刷新机构列表；如果添加失败

27、，当前界面上显示失败原因删除机构：1、管理员在客户端选中要删除的机构，发起机构删除请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理机构删除请求，将指定的机构信息从数据库中删除4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回机构删除的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果机构信息删除成功，则返回并刷新机构列表；如果删除失败，显示机构列表，并提示失败原因修改机构：1、管理员在客户端选中要修改的机构，编辑机构信息，发起机构修改请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）

28、处理机构修改请求，更新数据库中指定的机构信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回机构修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操作结果。如果机构信息修改成功，则返回并刷新机构列表；如果修改失败，当前界面上显示失败原因查询结构：1、管理员在客户端点击机构管理，发起机构查询请求2、 SDK 接收用户请求并透传给服务器3、服务器中心控制单元（CMU ）处理机构查询请求，从数据库中查询机构信息4、服务器中心控制单元（CMU ）根据数据库操作的结果，向SDK 返回用户修改的结果5、 SDK 接收服务器返回的结果并透传给客户端6、客户端检查操

29、作结果。如果机构信息查询成功，则显示机构列表；如果查询失败，显示机构列表，并提示失败原因2.6.5 设备管理2.6.5.1添加设备流程如下：a) 用户给前端设备分配域 ID ，然后在客户端预添加该设备b)该设备通过第三方平台或者直接交互的方式向VCG 注册c) VCG 根据域 ID 判断该设备已经预添加，如果已经添加则完成注册流程后，将该设备的基本信息更新到本地数据库。d) VCG 通知用户设备添加完成.USERSDKCMUVCG前端设备设备管理 ( 添加 )设备管理 ( 添加 )设备管理 ( 添加 )Register401 UnauthorizedRegister200 OK操作结果操作结果

30、操作结果图 17.添加设备2.6.5.2查询、修改、删除设备流程如下：a) 用户给在客户端选定一个要删除或者修改的设备b) SDK 转发该设备管理指令给 CMUc) VCG 收到该管理指令后进行相应的操作d) VCG 将操作结果返回给用户USERSDKCMU设备管理 ( 查询、修改、删除)设备管理 ( 查询、修改、删除)操作结果操作结果图 18.设备管理（查询、修改、删除）2.6.5.3设备状态监控流程如下：a)客户端向 ICE 订阅设备变化事件.b) 第三方平台 /设备向 VCG 上报列表和状态信息c) VCG 检查列表和状态是否变化d)如果发现列表或状态发送变化，VCG 将该信息发布至IC

31、Ee) 客户端收到该变化信息后，更新本地列表USERICEStormDRUVCG第三方平台/ 设备订阅设备变化事件上报设备目录（含状态）上传设备变化信息发布设备变化信息推送设备变化信息图 19.设备状态监控2.6.6 设备控制用户可以向指定设备发送控制信息，通过视频监控平台向目标设备发送设备控制命令，控制命令的类型包括球机云台控制、 远程启动、 录像控制、 报警布防撤防、 报警复位等，设备控制采用 IETF RFC 3428 中的 MESSAGE方法实现。命令流程描述如下：a) 用户通过 SDK请求对某个前端设备进行控制b) SDK转发该指令给 VCGc) VCG 向第三方平台 / 前端设备发

32、送设备控制命令，该设备控制命令按照国标GBT28181，采用 MESSAGE方法携带。d)第三方平台 / 设备收到命令后返回200 OK。e)第三方平台 / 设备向VCG发送设备控制响应消息，设备控制响应命令采用MESSAGE方法携带。f) VCG收到命令后返回 200 OK。解析操作结果并响应客户端，流程结束。.USERSDKCMUVCG前端设备设备控制命令设备控制命令设备控制命令Message( 设备控制命令)200 OKMessage（设备响应命令）200 OK操作结果操作结果操作结果图 20.设备控制2.6.7 实况2.6.7.1开始实况1 终端设备向中心控制单元(CMU)请求某前端设备实时视频；2 中心控制单元(CMU)查看当前系统已经注册的所有转发服务器的负载，选取一个负载最轻的转发服务器。3. 中心控制单元（ CMU）向该转发服务器查询，是否此前端设备实时视频已经发送到媒体服务器某通道中。4 如果此前端设备实时视频还未发送到媒体服务器某通道中,协商媒体服务器分配通道准备接收实时流媒体数据；5 CMU协商此前端设备向转发服务器分配的通道发送实时视频；6 CMU协商转发服务器开始在相应通道中接收实时视频7 CMU响应发送请求的终端设备，资源准备完成，并发送给终端设备执行转发的转发服务器地址。8 终端设备请求转发服务器将对应流媒体转发至本地9 终端设备开始