3G综合视频监控平台

G综合视频监控平台(ISP2010)简介与工程案例合作伙伴：目录一、引言 41.1、背景简介 41.2、平台诞生 41.3、平台优势与特色 4二、平台架构 62.1、架构概述 62.2、平台物理架构 62.2.1、注册模块 62.2.2、解码模块 62.2.3、监控中心 62.2.4、权限管理中心 62.2.5、报警中心 72.2.6、电视墙服务器 72.2.7、转发服务器 72.2.8、存储服务器 72.3、网络结构图 72.4、系统组网图 82.4.1、平台分层与组成 82.4.2、平台网络拓扑图 9三、平台功能 103.1、主要功能 103.1.1、3G设备反向注册 103.1.2、实时视频显示 103.1.3、PTZ控制 103.1.4、中心录像查询及回放 103.1.5、远程录像查询及回放 103.1.6、本地录像查询及回放 103.1.7、客户端本地录像 103.1.8、视频图像抓拍 113.1.9、音频监听及对讲 113.1.10、报警处理 113.1.11、电子地图显示 113.2、平台核心技术 113.2.1、3G与2G网络联通技术 113.2.2、智能分析技术 113.2.3、虚拟网络数字矩阵技术 113.2.4、流媒体协议转发技术 123.2.5、多用户核心认证管理技术 12四、平台组网与部署 134.1、监控中心骨干网络 134.2、DDN专线接入 144.3、城域网宽带接入 144.4、ADSL宽带接入 144.5、光纤直接接入 144.6、跨网关处理 14五、平台应用领域 15六、实际工程案例分析 156.1、3G网络与2G网络互联互通监控工程 15一、引言1.1、背景简介数字视频监控系统在安全防范系统中有着极其重要的意义，随着时代的进步，数字视频录像技术被广泛的应用于社会的各个方面。与此同时，新音视频编码技术，新网络传输方式等层出不穷。从早期的单一板卡录像监控，到现在颇为成熟的硬盘录像机，网络视频服务器等。随着安防领域的不断扩展，安防产品大规模应用，客户往往需要同时监控并操作多路图像，基于单一计算机平台的客户端软件往往受到计算机自身性能瓶颈的束缚，已不能满足多路实时监控操作的实际需要。特别是随着3G网络的不断推广应用，3G类视频监控设备也不断研发生产出来，但是由于3G网络的特殊性质，无法通过2G网络正向去连接方在3G网络下的前端监控设备。1.2、平台诞生针对上述问题，我司提出了一套新的解决方案：3G综合视频监控平台。软件架构采用最新的组件模块处理方式，通过多台计算机运行软件模块集群工作来突破单一计算机性能限制的问题。核心部分：1、为加装在中控端和数字设备间的智能解码控制模块，利用独特的智能分析技术将不同厂商的解码部分进行二次解析从而分离出其中的音视频流部分，再通过网络传输模块传输至监控平台，数据存储中心模块等进行统一处理。2、注册服务器，通过不它，所有在3G网络下运行的前端设备均注册到该服务器上，利用该服务器进行3G与2G网络的互联互通，不同网络下的客户随时调用监控不同网络的监控图像及录像，在实际使用过程感觉非常方便。使用此套架构可以方便的构建出大型复合网络监控平台系统（3G与2G完全互联互通）。1.3、平台优势与特色分布式大型视频监控平台正如它设计理念一样，有着非常突出的优势和特色。兼容性强兼容国内外主流的视频监控设备，国内厂家：海康、大华、大立、汉邦、朗驰、恒亿、黄河、图敏等。国外厂家：三星、索尼、松下、三立等。3G与2G网络互联互通通过注册服务器实现，管理3G网络下所有不同厂家的监控设备，实现2G网络下访问3G网络下所有设备的目的管理规模庞大由于系统采用分布式理念设计，因此对于管理庞大联网工程遇到的性能瓶颈迎刃而解，采取流媒体转发级联的方式可处理几千上万路的视频数据。监控设备快速接入性无须更多施工操作，只需要提供前端监控主机型号即可，快速接入本平台并马上开始工作。工程构建灵活由于是多模块分布式处理，因此，可以根据实际行业监控工程的需求，选取模块组成不同的网络模式，更好的满足客户的实际需求。例如：银行、医院、学校、工厂、矿山等都有不同的组网方案提供选择。扩展性强平台均按照标准的电子电气协议与网络协议设计，并且留有许多标准接口，可与门禁系统、巡更系统、110报警系统并网，并且可外接温湿度传感器、电源报警设备等。图一、平台优势与特色二、平台架构2.1、架构概述本系统构建于现有网络平台，把网络联接看作一个整体，可以理解为：在网络平台上，前端通过网络数字设备接入了多个图像，语音和报警输入，然后利用解码模块处理转换为通用信息，通过网络传输及控制，让这些信息可以实时（视网络资源而定）地传输到监控中心，监控中心通过网管、电视墙管理、服务器一系列管理设备实施信息处理和远程管理，实现信息处理和传输节点的网络功能，三种信息流的控制与处理：音视频流，控制指令流，报警信息流，网络管理与资源控制。2.2、平台物理架构解码模块、监控中心、权限管理中心、报警中心、电视墙显示模块、存储模块等通过网络联成一个整体。利用功能模块积木式的方式来构建整套智能监控平台。2.2.1、注册模块该模块独立运行在3G网络中，所有的前端设备均反向注册到该服务器上，所有的操作，都通过该模块实现对前端监控设备进行。2.2.2、解码模块介于前端数字监控设备和主控平台之间，是整个系统的核心处理部分。其工作原理是在设备与平台间建立一个通用透明通道，将不同型号的数字监控设备的视频数据流进行统一分析解码，再转换成通用视频流传输，实现全兼容解码能力。2.2.3、监控中心在去除了原来所负担的解码，存储工作以后，其设计主要强化“监管”，可以做到对多点并发异常事件处理过程的实时查看，并能做到如同亲临现场的指挥效果，有利于提高处理异常事件的效率，同时减少不必要的失误。2.2.4、权限管理中心是基于标准数据库的操作端。它可以对登陆人员登记，以及协调各个模块的工作。2.2.5、报警中心报警中心的设计强化“执行”，集中处理由解码模块转发的报警信号；构建网络报警联动装置，以及对报警信息的上传，日志存储异常事件的现场处理等。2.2.6、电视墙服务器通过网络，可以异地搭建电视墙矩阵监控系统，存储服务器等。2.2.7、转发服务器实现在带宽不足的情况下，要进行大规模数据传输，使用该服务器来中转数据。2.2.8、存储服务器利用网络传输数据的方式，远程存储数据到PC上，实现多级、分布存储数据。2.3、网络结构图采用金字塔结构中心控制器(超级用户,最大权限,查看设置所有信息,并设定附属中控)数据库控制器(需保证多路数据库分时操作的唯一性)数据库中心控制器三(设置权限内信息)中心控制器二(设置权限内信息)中心控制器一(设置权限内信息)中心控制器(超级用户,最大权限,查看设置所有信息,并设定附属中控)数据库控制器(需保证多路数据库分时操作的唯一性)数据库中心控制器三(设置权限内信息)中心控制器二(设置权限内信息)中心控制器一(设置权限内信息) 客户端(报警处理器)客户端(电视墙显示器)客户端客户端(报警处理器)客户端(电视墙显示器)客户端(阵列存储)客户端(监控)注册服务器注册服务器(连接3G与2G网络的服务器)前端设备(数字硬盘录像机)前端设备(ip摄像机)前端设备(数字硬盘录像机)前端设备(ip摄像机)前端设备(视频服务器)前端设备(板卡)图二、平台结构图2.4、系统组网图2.4.1、平台分层与组成整个系统框架分四个层次、共7个模块组成，其具体功能细节如下：第一层：前端设备，主要负责音、视频数据的采集、压缩和传输。现阶段主要采用视频服务器、视频卡、数字硬盘录像机、IP摄像机作为前端设备。第二层：注册层，联通3G与2G网络的服务器，所有前端3G设备均方向注册到该服务器上，通过它，不同网络环境下的用户均可自由操作所有网络中的设备。第三层：1、数据库备份服务器（必须）：负责备份数据库中设置的电子地图目录树、电子地图图像文件、用户权限管理、前端设备信息（前端设备，摄像头等）、转发服务器、存储服务器、电视墙服务器、NVR存储服务器配置信息等数据。2、转发服务器（可选）：负责从前端主机获取编码后的音/视频数据，并进行转发（使用TCP协议）以提供给远程客户端和存储服务器使用。3、存储服务器（可选）：负责从转发服务器获取音/视频数据并进行存储（写盘），并创建索引信息，以供远程客户端调阅。4、电视墙服务器（可选）：负责从电视墙服务器上的显示计划，配置电视墙画面。5、事件处理服务器（必选）：负责接收前端报警和对讲信息，并写入数据库，并将报警和对讲信息发送给相关联的远程客户端。第四层：控制中心客户端（必选），负责远程客户端的认证（用户权限管理），地图目录树管理，电子地图编辑，各转发服务器，存储服务器，电视墙服务器，报警服务器的管理；负责接收远程的音/视频数据并显示，电子地图显示，报警信息以及对讲信息显示等；用户能够通过远程客户端对前端设备进行设置操作，并且能够收到前端设备传送的数据与信息。2.4.2、平台网络拓扑图图三、平台网络拓扑图三、平台功能3.1、主要功能3.1.1、3G设备反向注册3G设备反向连接注册服务器，记录所有在3G网络下的监控设备，其他用户通过注册服务器对所有互联互通的网络下所有设备惊喜操作。3.1.2、实时视频显示在权限许可的范围内，可实时显示监控网络内1~16路的实时视频图像，可以实现单画面、四画面、六画面、八画面、九画面、十三画面、十六画面分割显示；支持轮巡显示；支持手动翻页。还可以实现双屏显示的功能。3.1.3、PTZ控制在权限许可的范围内，通过对前端云台和镜头的控制，改变摄像机的方位、俯仰角度和焦距等。3.1.4、中心录像查询及回放在权限许可的范围内，查询及回放中心服务器的录像文件。本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式（例如，按录像模式、按时间段、按录像通道等），可以准确、方便的定位录像文件。3.1.5、远程录像查询及回放在权限许可的范围内，查询及回放前端编码设备的录像文件。本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式（例如，按录像模式、按时间段、按录像通道等），可以准确、方便的定位录像文件。3.1.6、本地录像查询及回放在权限许可的范围内查询及回放客户端本地的录像文件。本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式（例如，按录像模式、按时间段、按录像通道等），可以准确、方便的定位录像文件。3.1.7、客户端本地录像在权限许可的范围内，将本客户端正在播放的实时视频进行本地录像。3.1.8、视频图像抓拍实时视频抓拍是一个用来实时拍摄影像的辅助功能，它将动态图象中的单帧图像以特定的图像格式保存下来。可以对本客户端正在播放的实时视频图像，或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行抓拍。如果需要保存静态的影像画面，可以使用该功能。3.1.9、音频监听及对讲客户端与前端设备之间可进行双向音频传输。客户端可以监听前端设备的音频，在权限许可的范围内，客户端可将音频发送到前端的视频设备，与前端设备实现对讲。3.1.10、报警处理客户端接收到应用服务器转发的报警信息后，将以显示报警设备的实时视频、显示报警设备所在场景的电子地图的方式、发出报警声音、提示报警语音、进行本地报警录像、实时报警文字信息提示框以及启动报警联动来响应报警事件。3.1.11、电子地图显示按照一定的权限显示应用服务器上的电子地图，电子地图中包括了监控场景名称和该场景中的摄像设备。点击电子地图上分布的前端设备图标，即可显示该设备的实时视频。3.2、平台核心技术3.2.1、3G与2G网络联通技术通过注册服务器，实现3G网络与2G网络的互联互通，实现透明传输视频数据，报警数据及其他控制数据，该技术难点在于，实现透明传输，由于3G与2G网络的不同性质决定了该技术是整个平台技术的重中之重。3.2.2、智能分析技术通过对各个厂商提供的专用开发包进行分析、整合、获取其中的音视频流数据，统一解码以后，再转发给其他相关模块使用。3.2.3、虚拟网络数字矩阵技术随着网络监控技术应用的扩展，网络视频前端的性能成为制约流媒体服务扩展能力的重要因素。网络视频前端性能的关键指标是流输出能力和能同时支持的并发请求数量。影响网络视频前端性能的因素很多，包括CPU能力，I/O总线，存储带宽等。数字矩阵（或叫虚拟矩阵）是集中式数字监控中的重要技术。它是将前端M路模拟视频在前端转变为数字信号，可以由网络管理中心主机或分控系统访问。通过软件访问所需的M路前端中的N路视频前端，N路图像经网络至控制中心，通过软件解码在电脑上显示，或经N路硬件解码卡解码成模拟信号后在电视墙上显示。此外，在网上的分控通过网络矩阵的授权来实现其对M路前端的授权监控。且进入分控的图像是不一定需要直接与前端的前端网络摄像机连接，而是由虚拟网络矩阵调度后，通过视频转发服务在网上就近转发给分控。因此对网络不会形成极大压力，相反其网络的方便与灵活得以充分发挥。同时，在管理中心可以实现对远程前端网络摄像机参数的修改设定；前端网络摄像机与中心的报警联动等功能。3.2.4、流媒体协议转发技术就国内的安防行业现状来看，由于没有一个统一的标准，各设备供应的设备没有统一的接口，互不兼容。因此，在构建大中型视频监控管理系统的过程中，尤其是像平安城市这样的大型系统工程，往往会遇到系统中可能采用多家厂商的设备这种情形。集群网络远程监控平台兼容市面上十多家主流厂家的硬件设备。在已安装了原有监控系统的情况下，我们通过集群网络远程监控平台，实现将不同厂商的视频、云镜控制信号、报警信号纳入管理中心管理范畴中来，从而实现多种设备的兼容、联动和管理的目的。通过配合不同的解码器软件/主机，我们可以实现不同厂商的视频图像在中心统一控制的目的。3.2.5、多用户核心认证管理技术在网络中设立一台或几台（备份）用户认证管理服务器，通过对用户的权限、浏览控制许可和优先级的配置，我们可以实现多级别的管理中心管理功能。系统采用合理的优先级和冲突检测机制，在复杂的网络条件下实现多用户多系统设备的管理和控制。该功能可根据客户需要对此项目的具体操作流程而进行相应性的特殊修改，例如一个企业中不同管理人员需要管理不同位置的监控摄像机，则增加更多级权限功能。又例如可根据不同时段的浏览，增加分时分段的权限等功能。该功能暂不细化说明，需根据具体情况具体解决。四、平台组网与部署4.1、监控中心骨干网络由于监控点多，数据流量大，特别是监控中心，要对所有的监控点进行集中管理和存储，需要很大的带宽，合理安排网络带宽，有利于监控系统的稳定运行。3G与2G网络：图四、3G与2G网络连接示意图4.2、DDN专线接入标准网络连接方式，此处不再赘述。4.3、城域网宽带接入标准网络连接方式，此处不再赘述。