煤矿远程网络视频监控系统Word文档下载推荐.docx
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煤矿远程网络视频监控系统Word文档下载推荐.docx
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概述
当前的信息化时代,是一个构筑在网络基础之上的时代。
基于TCP/IP协议的IP网络,像Internet、Intranet与Extranet等以令人惊异的不可阻挡之势发展着。
据统计,在互联网上的业务量近年来正以几何指数规律增长;
同时网上的业务范围也在不断地扩大,除了传统的信息检索、电子邮件、远程登录、文件传输等项业务外,各种新业务,如电子商务、视频会议、远程监控、远程教学、远程医疗等都在蓬勃发展。
人们预言,二十一世纪将是一个以IP网络和IP业务为主体的信息化时代,它将影响到整个社会、经济和人们日常生活的方方面面。
基于IP上的各种新应用也迅速发展,网络多媒体(如视频应用)需占用较大带宽,以前由于网络带宽的限制,应用不多,现在由于高带宽的迅速普及,网络多媒体应用已逐渐普遍。
基于IP技术的各种视频通讯应用,如网络远程视频监控也应运而生。
枣庄矿业集团对现有监控系统进行改造,充分利用现有的12路摄像机和视频线路,只需要增加视频网络服务器,原有的设备都可以全部利用,减少了投资,同时达到了网络监控的效果。
北京创悦科技有限公司积累多年视频领域的开发研究经验,根据市场需求情况,开发出“煤矿监控”远程网络视频监控系统,广泛用于煤炭行业。
它的主要特点是:
l全数字化、全网络化,符合未来通讯、信息网规划;
l现场设备高质量、高稳定可靠性、免维护,特别适合无人值守场所;
系统抗干扰、抗户外恶劣环境能力强。
这一点我们认为是一切应用系统在投运后能否发挥应有作用的主要基础;
l强大的用户安全认证、在线用户管理、分级式、分布式管理功能;
l强大的智能硬盘录像、WEB视频回放和报警联动功能;
l功能强大并可以与其它相关应用系统(如MIS系统)共享数据;
l软件系统采用WEB服务器、WEB代理服务器等先进的互连网技术标准;
l用户端无须安装任何硬件和专门的监控软件,界面为标准的浏览器界面;
监控系统的发展历史
图像监控一直是人们关注的应用技术热点之一,它以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多场合。
在电子技术与通信技术的发展过程中,图像监控系统的技术水平,直接反映了不同阶段电子与通讯的技术状况,就图像监控的方式,大致可分为三类:
本地模拟图像监视
从摄像机、电视机出现的那天起,原始的图像监视系统就已诞生。
它被广泛应用于保安、生产管理等场合。
本地图像监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成,由视频线、控制线缆等连接。
本地图像监控系统一般采用模拟方式传输,采用视频同轴电缆(少数采用光纤、视频光端机等),传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,如大楼监控等。
监控图像一般只能在控制中心查看。
但由于是无压缩,图像质量最好,无马赛克及滞后现象,适用于对图像质量及连续性要求极高的场合。
2.2基于PC平台的多媒体监控
数字视频压缩编码技术的日益成熟,微机的普及化,为基于PC的多媒体监控创造了条件。
多媒体监控系统是一般采用下面的结构:
在远端监控现场,有若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备等,通过各自的传输线路,汇接到前端的多媒体监控终端上,多媒体监控终端可以是一台PC机,也可以是专用的工业机箱组成多媒体监控终端,一般监控终端都配有一个视频矩阵或视频切换器。
除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外,系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过通信网络,将这些信息传到一个或多个监控中心。
基于PC的多媒体监控系统功能较强,软件开发比较容易,但稳定性不够好,容易发生死机等现象;
功耗高;
需要有人值守,一般不能用在无人值守的场合;
同时软件的开放性不好,不容易和其他系统互联。
2.3基于嵌入式操作系统的远程网络视频监控
目前一般的远程图像监控系统,其图像压缩与解压缩全部采用基于PC机的视频卡,使得视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂,稳定性、可靠性不高,且价格高昂。
而PC机也需专人管理,操作较为烦琐。
随着技术的进步,在1999年底开始出现了一种新型的网络化远程视频监控技术,即基于嵌入式操作系统的远程网络视频监控。
基于嵌入式操作系统技术的远程网络视频监控主要的原理是:
视频服务器内置一个嵌入式Web服务器,采用嵌入式实时操作系统。
摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内置的Web服务器。
网络上用户可以直接用浏览器(如IE或Netscape
Navigator等)观看Web服务器上的摄像机图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。
由于把视频压缩和Web功能集成到一个体积很小的设备内,可以直接连入以太网,达到即插即看,省掉各种复杂的电缆,安装方便(仅需设置一个IP地址),用户也无需使用专用软件,仅用浏览器即可观看。
本公司把在瘦服务器(Thin
Server)方面的领先技术应用到视频监控领域,向客户提供了简单易用,稳定可靠的视频网络服务器等基于Web服务器的网络视频监控产品,瘦服务器(Thin
server)技术是一门突破性技术,它使得所有的外围设备都可以连入网络。
你可以访问打印机、存储器到数字相机,CD-ROM驱动器和扫描仪的任何设备,而不需要PC客户机或文件服务器,所有产品即插即用。
这项技术来源于最流行的网络操作系统,Web管理工具及视频网络服务器自己的ETRAX
32位RISC处理器,基于开放式结构、高效的及优化的设备连接,独立于任何文件服务器。
视频网络服务器是可以外接4个摄像机的视频服务器,视频网络服务器是可以外接1个摄像机的视频服务器。
下表是视频网络服务器与一般微机方式的区别
设备采用视频服务器采用一般图像采集卡
硬件组成简单,本身是一台基于THIN-SERVER技术的服务器需专业人员,必须装入计算机才能使用
软件组成内置WEB服务器,标准统一,客户端无须专用软件,使用Netscape或IE即可需厂方专用软件,无统一标准
安装调试简单,即插即看需厂方人员到场
可靠性高,一体化集成,无须考虑其它因素,如操作系统故障、病毒等低,除考虑采集卡的因素外,还需考虑来自计算机方面的各种因素,如计算机硬件故障、操作系统故障、计算机病毒等
硬件维护方便,可在远程进行检测,确定故障原因,如因操作不当,即可解决,如硬件损坏,只需更换视频服务器困难,无法进行远程检测,需厂方人员到场才能确定原因
软件维护视频服务器无需软件维护出现软件错误需重新安装软件
二次开发能力强,基于WEB界面,标准统一,提供多种语言接口和开发软件包,通用性强弱,按各自格式独立开发,通用性差。
价格较图像采集卡高较视频服务器低,但需配电脑
基于嵌入式操作系统的网络视频监控
视频网络服务器系采用了基于Internet/Intranet技术的面向多层应用的Browser/Server(浏览器/服务器)体系结构,每个视频网络服务器都是一个高性能的Web服务器。
视频网络服务器为您在网络上远程控制图像提供了一条简捷之路。
与传统的视频控制不同----这需要专用的监视器和花费昂贵的同轴电缆----视频网络服务器可将摄像机直接连入已太网,Intranet,甚至是Internet。
那么被授权的用户通过Web浏览器就可以在任何地方进行现场监控。
视频网络服务器是一种既容易安装又容易使用的产品,它相对低廉的投资花费使得它在加强您的监控系统中成为一个全能的角色。
下面以视频服务器为例,简单介绍视频产品系列:
视频网络服务器=计算机+视频压缩卡+WEB服务器+视频切换器+网卡+操作系统
视频网络服务器传送极高质量的M-JPEG图像,刷新频率最高可达到每秒30帧,视频服务器是CCTV和视频监控系统的一项革命性的技术突破。
它提供了功能上包罗广泛的一体化解决方案,用于数据网络上的视频传输,直接连接到10/100兆的以太网络,一步到位。
它使网络中的任何计算机能从众多视频服务器中选择浏览生动的视频图像。
视频网络服务器配置有4个视频输入端子;
4个报警输入(光电隔离);
1个继电器输出;
支持远程云台、摄像机控制;
1个10Base-T或100Base-TX以太网络接口;
2个RS-232/485/422数据端口;
支持TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP、NTP、ARP、BOOTP、CHAP等网络协议;
图像分辨率可达704x576(PAL);
具备四画面功能;
图像格式为M-JPEG/JPEG;
可进行图像字符及时间叠加;
支持IE
4.0以上或Navigator
4.0以上浏览器,详细硬件技术指标可以参考第八章。
在硬件视频网络服务器的基础上可以开发出功能强大的网络监控系统软件。
“煤矿监控”网络视频监控系统特点
基于嵌入式Web服务器的网络视频监控作为计算机广域信息网的重要功能之一,可以应用于各种行业。
我公司在视频网络服务器的基础上,开发出“煤矿监控”远程网络视频监控系统。
“煤矿监控”远程视频监控系统是基于嵌入式网络视频服务器平台,采用先进的互联网技术和标准开发的性能卓越、功能完备的新一代远程视频监控系统。
系统采用标准的互联网协议,能架构在局域网、广域网和无线网络之上,可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。
系统无须铺设专用的视频和控制电缆,授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控,同时能与本地MIS系统紧密结合,真正做到一网多用。
以下是“煤矿监控”网络监控系统客户端软件界面。
“煤矿监控”远程网络视频监控系统的特点是:
(1)系统采用标准的模块化设计
前端视频压缩系统采用模块化的视频网络服务器(也可以采用网络照相机视频网络服务器),该设备采用先进的嵌入式操作系统,视频压缩格式遵循M-JPEG压缩标准,设备体积小(和CD-ROM大小类似)、稳定性高,完全适合在无人值守的环境中使用。
当用户系统扩充时,只需要扩充视频压缩模块和升级系统软件即可,不用对中心服务器和客户端硬件进行升级,可保护用户的现有设备投资。
同时,“煤矿监控”远程视频监控系统可将实时监控、报警监控和图像录像等功能分成相应的软件模块,可根据用户的实际情况和现场要求,灵活配置不同模块,使系统能更充分的适应用户监控的需要。
(2)适合网络化、数字化的监控要求
系统采用标准的TCP/IP协议,能架构在局域网、广域网和无线网络之上。
视频服务器提供RJ-45以太网接口,可直接接入局域网交换机或者HUB上,同时,设备可任意设置网关,完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。
通过视频服务器压缩的视频信号和控制信号完全通过网络传输,节省了铺设长距离线缆的成本,真正做到“一网多用”。
“煤矿监控”远程视频监控系统软件采用浏览器/服务器(Brower/Server)结构,可将分布在不同地点的摄像机集中管理,分散在网络中不同地点、不同使用权限的用户可同时监控同一现场,也可以任意选择其他监控现场,各用户监控不受影响,真正做到“多任务”的实时监控。
(3)完善的系统功能
系统监控中心和各分控中心可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控,不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。
现场图象可根据地点分成监控组,以4分屏、9分屏或16分屏方式显示,组内图象可自动轮巡,切换时间可以任意调节,可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。
当发生报警时,可任意联动其他设备,如射灯、警号,同时可在客户端自动弹出报警现场的画面,并弹出报警提示。
当用户报警点数量较多时,可使用我公司开发的报警控制器,最多可接64路报警设备。
另外系统还可以添加温湿度模块,可以探测监控现场的温度、湿度,不但能在现场直接显示温湿度,而且还能把温湿度传到中心,供监控人员实时监控,温湿度低于或高于设定的阈值时,还可以发出报警信号。
(4)同时支持多种网络视频设备
“煤矿监控”网络视频监控系统可同时支持多种网络视频监控设备,包括视频服务器和网络照相机,系统可在一套系统内同时支持不同编解码格式的视频压缩设备。
(5)同时支持多种控制协议
“煤矿监控”网络视频监控系统了同时支持多家知名品牌的控制协议,包括PECLO-P、PECLO-D、LILIN快球、YAAN快球和可视通解码器的控制协议。
为了适合大型、结构复杂的监控环境需要,“煤矿监控”网络视频监控系统可在一套监控系统中同时支持多家的控制协议,使不同协议系统控制设备协同工作,保证在系统升级时可继续使用原有控制设备,保护用户设备投资。
(6)率先采用分布式视频技术,适合超大规模集群用户使用
“煤矿监控”网络视频监控系统率先采用分布式视频技术。
原有的监控方式,对于监控点众多或者地域分散的超大型用户,使用一台服务器往往无法满足数百路摄像机同时录像和数十人同时访问的要求。
北京可视通公司根据这种大规模应用的要求,率先引入视频分布式技术,即可联合多台大型服务器(简称为分布服务器)分散管理数十台摄像机的录像等工作,通过一台主视频监控服务器(简称为主服务器)集中管理这些分布在各地的从服务器协同工作,这样能有效的均衡服务器的负载,满足超大型监控用户的监控需要。
用户可统一登录到主监控服务器,任意切换到不同服务器的视频图像,同时,可任意设置分布服务器管理的镜头数量、录像等动作。
(7)图象清晰
图像压缩采用JPEG/M-JPEG标准,图象存储格式为JPEG,图象清晰度高,在低带宽或者多次路由的条件下,绝对不会出现图象“马赛克”的现象。
图象切换延时小于1秒。
(8)嵌入式技术稳定性高
系统采用先进的具有嵌入式操作系统的视频服务器,该设备采用RISC芯片,视频处理速度快,稳定性极高,平均无故障时间(MTBF)大于100000小时。
该设备有自动恢复功能,当前端发生掉电后,可自动启动再恢复,自动再连接到系统,无需人工维护。
(9)采用代理机制,节省带宽资源
在广域带宽有限的环境下,系统提供代理访问机制,即当多个用户集中访问某一路图象时,此路图象先发送到中心服务器,再由中心服务器把图像转发给发出访问请求的用户,从而节省了有限的广域网带宽资源。
同时由于可以采用代理机制,利用性能比较好地服务器硬件,可以应付大规模用户的访问需求。
同时,图象传输以“点播”的方式发送,即当有用户发出请求时才发送图象,没有用户观看时,不占用网络资源,从而使网络带宽的利用率更高。
(10)
操作简便
客户端为Microsoft公司免费提供的IE5.0浏览器,操作界面全部为中文可视化界面,用户可根据清晰的中文功能提示,实现全部的监控操作。
用户在实时监控过程中,可利用鼠标移动或者键盘的上、下、左、右控制键对摄像机进行控制,同时可利用快捷键(F1)和系统在线帮助指导用户轻松完成监控工作。
操作界面直观,与用户的亲和力强,使用者无需专门培训。
(11)远程系统维护和系统管理
视频服务器提供远程WEB访问功能,管理员不必到达设备现场,就可修改设备的各项参数,提高的设备维护效率。
同时,管理员可远程增加、删除、修改用户、监控地点、用户的控制权限、录像时间和报警等信息。
当这些信息修改之后,管理员不用对客户端进行维护,用户只要在重新登录系统一次,即可得到管理员重新分配的信息,大大的减轻管理人员的软件维护工作量。
(12)设备简单,便于施工
通过使用视频服务器和“煤矿监控”远程监控系统,极大的简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量,它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等需要配合使用才能实现的功能,不仅减少了调试设备的施工周期,同时较少设备的使用,可提高整体系统的稳定性和可靠性,减少日后维护设备的难度。
(13)易于与MIS系统结合
系统采用的是一种标准的WEB服务器的形式,具有很强的开放性和兼容性,完全能与各单位的MIS网方便地联网,MIS网内的用户只要使用IE5.0即可进行图像监控,无需任何设置。
监控前端可以将许多现有的资源接入本系统,避免重复投资。
(14)良好的可扩展性
系统前端采用模块化的视频服务器,当系统扩充时,只需要扩充视频压缩模块即可。
在监控中心,管理人员只需要将增加的监控现场加入监控地点组种,这样就完成了全部的系统升级工作。
本系统不限制用户访问数量,用户可利用浏览器IE5.0和客户端控件,使用办公微机随时随地监控现场环境。
本系统可支持大规模的应用,支持多达几十个视频服务器和数百个摄像机。
系统可根据用户实际安装情况提供不同版本的软件支持,良好的可扩展性使用户能从低成本投入开始组建图像监控系统,以后逐步扩充完善。
(15)防病毒侵入
系统前端设备采用嵌入式技术,操作系统及软件固化在芯片之中,不易受目前网络中爆发病毒的侵害。
典型网络视频监控系统示意图
网络监控系统详细介绍
监控前端设备
监控前端主要由前端视频编码器、摄象机(防护罩、CCD、镜头、支架)、前端监控主机、报警器等主要设备组成。
主要完成图像的采集、编码和传输、摄象机的控制和报警的输入/输出工作。
我们认为,监控前端是担负着图像监控系统的数据采集和控制命令的执行部分,是整个系统重要组成部分之一。
它的主要设计指标和依据应该是:
l技术先进,功能强大,符合国际标准和未来发展方向;
l设备低功耗,同时运行稳定可靠;
l设备免操作、免维护;
l设备抗恶劣环境(电磁干扰、恶劣气候);
我们推荐的设备正是符合上述要求,并且在实际应用当中得到用户的首肯。
现分别加以介绍:
(1)前端视频编码器
视频网络服务器的主要优点之一是操作系统为实时多任务工业级产品,可靠性、稳定性大大高于目前以微机为平台,
WINDOWS为操作系统的图像监控系统,平均无故障时间(MTBF)大于100000小时。
并且体积小巧紧凑,功能强大,便于安装和和远程集中式管理和设置。
它具备4个视频输入端口,可以连接4个摄象机。
同时,视频网络服务器具备4个报警输入和联动输出接口,可以方便地连接报警设备。
(2)摄象机(云台、防护罩、摄象机、镜头、支架)
监控系统的摄象机需要根据现场监控距离和监控范围进行相应的选择,可以是固定摄像机或可控摄像机,每个可控摄像机需要有相应的云台镜头解码器。
同时,使用室内或者室外防护罩保护摄象机,达到防水、防尘的目的。
根据不同情况用户可选择不同类型的摄像机:
固定摄像机:
适用于固定监视对象的情形,可根据实际情况配以不同的手动或自动光圈镜头。
摄像机安装时须调整合适的方向和焦距,达到监视重点位置的图像清晰,平时不受控制。
带云台普通摄像机:
高清晰度摄像机配置三可变镜头或选用镜头连体的摄像机安装在电动云台上,可随时通过控制云台上、下、左、右旋转调整选择监视对象,控制镜头的变倍、变焦、变光圈。
需要配置相应的室内/外云台镜头解码器来控制。
一体化球形摄像机:
外形小巧精致,性能优良。
推荐选用PECOL
、台湾利凌、天津亚安等品牌快球,它具有工业用途所需的清晰图像,先进的数字信号处理及连续自动聚焦功能。
内置解码器,有预设置,可以自动定位,安装方便。
(3)报警设备
AXIS2400具有4个报警输入接口,可接入烟感、门磁、红外等报警设备,当有报警触发时,可向视频监控服务器发送指令,自动开始录象或者同时连动报警设备,如射灯、警笛等,同时弹出报警地点的摄像机画面。
(4)
云台镜头控制器
云台镜头控制器为云台和摄像机提供工作电源,接收图像监控主机的控制命令,控制云台上、下、左、右转动和调节镜头焦距等动作。
云台镜头控制器有两个继电器开关,可接入报警联动设备。
分为室外型、室内型、低温专用型。
(5)前端监控主机(可选设备)
由一台安装有“煤矿监控”远程视频监控系统客户端控件的微机来担当。
用户界面为标准的IE浏览器。
监控终端登录到“煤矿监控”服务器上后,即可执行全部的视频图像监控任务,其主要功能为:
l实时图像监控:
选择权限范围内的摄象机,监视4/9/16分割、中画面或满屏画面。
在取得控制权后对摄象机、云台进行全面控制。
系统特别支持多用户同时监控1台摄象机。
l录象的设置和操作:
计划录象、报警录象及手工交互式录象的设置、检索、回放、删除、备份和恢复。
系统特别支持多用户独立的录象操作。
l设备管理:
(仅限于系统管理员)。
对前端主要设备进行设置,如IP地址、口令保护、连接状态、报警联动设备等;
摄象机的分组、地点的分组等。
l用户管理:
对系统全部用户进行登记,如用户名、口令,所在部门,对摄象机组的控制级别等。
监控中心设备
监控中心,主要由图像监控系统服务器、图像存储系统、监控客户终端等组成。
主要完成现场图像接收,用户登录管理,优先权的分配,控制信号的协调,图像的实时监控,录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。
监控中心是完成的是整个系统的中枢部分,承担着与用户和前端设备的接口任务,它的设计原则应该是:
l功能强大,可以同时管理数十个前端系统(分站)和数十个甚至是上百个在线用户,在未来前端系统调整或增加数目时,无须对增加硬件设备,或对系统改动,增加资金投入;
l数十个活动视频图像的同时接收、满足所有在线客户的转发申请;
l完善的录象服务:
人工录象、计划录象和报警录象,可存储、检索、备份和恢复大量的图像数据库文件;
l强大的录象回放能力,可以根据用户网上提交的申请独立地为用户提供录象的检索和回放,可以同时响应大量的用户申请;
l完善的用户认证机制(用户名、密码、前端系统密码、优先级)机制;
l强大的中心协调机制(并发申请、图像转发、录制申请,并发控制协调等);
l先进的软件平台,符合标准和未来方向;
我们推荐以“煤矿监控”远程网络视频监控系统为核心,组成图像监控的监控中心部分。
该软件是目前市场上同类产品中的佼佼者,其平台的先进性(WEB技术和标准)和同时管理数十个前端现场和大量在线用户的能力尤其得到行业大用户的肯定,“煤矿监控”软件基于WEB服务器/浏览器方式,是目前最流行的Internet/Intranet方式,系统开放,易于与网络上其它应用融合。
(1)中心监控系统服务器
由高档微机服务器,大容量硬盘(供数字录象使用),WINDOWS
2000
Server操作系统,SQL
Server数据库服务器及“煤矿监控”远程视频监控系统中心服务器软件组成。
“煤矿监控”系统中心服务器软件主要由系统管理软件、视频主业务服务器软件、报警录像代理服务器软件,系统管理软件主要负责对整个系统的软硬件进行配置,前端管理所有的视频服务器、摄像机、报警设备,后端对所有的客户端进行管理。
中心监控系统服务器主要完成以下工作:
l多路图像接收、处理、显示;
同时接收所有前端系统的图像,按照摄象机的分组配置组合成单幅或4分割、9分割、16分割的活动画面,同时在图像上叠加地点名称。
在接到用户的申请后,根据权限裁定是否转发图像;
可根据监控地点内的镜头数量,调节图象显示尺寸,可以选择任意一路图象或把4画
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