苏州电网便携式无线监控技术方案091208.docx

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苏州电网便携式无线监控技术方案091208

苏州电网便携式无线监控

技术方案

苏州科达科技有限公司

2009年12月

1.背景

 随着电力企业自动化建设和改造不断发展完善，电网企业大多已经实现了对远方变电站的遥测、遥信、遥控、遥调等。

当前，各企业为了提高劳动生产率，增加经济效益，开始实施企业的无人值守模式，图像监控系统是以上管理手段的进一步补充和完善，通过视频监控技术远程指导野外工程安装，以及对野外的施工现场进行监控。

2.系统方案设计

结合该项目的总体需求，我们采用无线便携式视频监控解决方案，采用科达无线监控平台以及单路存储型无线视频编码器来构建电网无线视频监控系统。

2.1系统架构

电网便携式无线监控组成：

电网便携式无线监控构架由便携终端、传输网络和监控中心组成三层联网式综合监管系统，提供前端现场视频图像实时无线传输、快速响应、呼叫指挥等功能，以解决对施工现场进行动态指挥管理问题。

电网便携式无线监控采用无线视频服务器，外接室外摄像机。

视频服务器通过3G无线网络，监控中心能够对施工现场的图像进行实时监控和传送，并采用了双码流技术，预留本地录像接口，可采用D1分辨率进行资料存储，网络传输采用CIF/QVGA/QCIF分辨率，实现本地编码存储和远程存储。

为实现监控中心对室外摄像机的控制，室外摄像机必须安装云台，户外供电由蓄电池提供。

电网便携式无线监控系统组网示意图

2.2监控平台

本次无线视频监控系统采用科达公司提供移动监控平台系统一套。

本次移动监控平台采用软件加服务器方式。

2.3便携终端

电网便携式终端设备主要由无线视频编码器、户外摄像机、云台、蓄电池等各种外接设备组成。

无线视频服务器户外摄像机

云台蓄电池

无线视频服务器采集音视频信号并压缩为数字流，通过3G无线网络传输到用户监控中心，达到远程监控、应急指挥的目的。

便携式视频服务器传输主要是双码流同时编码，包括本地独立的录像码流和网传码流。

其中预留本地录像的接口，码流可采用高清D1格式存储，网传码流考虑到传输网络的能力，采用标清CIF格式传输。

无线视频服务器、电源、开关等相应的模块进行封装，视频服务器通过内置的电源模块进行工作。

工作原理（本地硬盘存储、本地输出可选）

2.4监控中心

监控中心是调度指挥系统的核心，是远程可视指挥和监控管理平台，对所有前端施工现场传输的监控图像进行统一管理。

通过扩展，可实现音视频双向交互指挥，同时监控中心的电子地图上可以显示便携终端所在的直观位置，并通过无线网络对便携前端进行监控设置，例如通过客户端，可以遥控前端摄像机。

同时可实现监控中心对可控范围的便携前端及工程人员进行实时、集中、直观地监控和调度指挥，保障应急处理的效率。

2.5传输网络

与采用有线网络的固定监控有所不同，电网便携式无线监控只能依赖于无线网络，采用适用于无线网络音视频数据传输的3G无线网络方式。

通过运营商的3G无线网络可以将视频、音频等信号传至指挥中心。

3.电网便携式无线监控功能特点

3.1电网便携式无线监控功能

（1）实时视频监控

监控中心可远程实时监控前端施工现场视频，无线视频服务器支持1路或多路视频远程浏览。

（2）录像存储回放（可扩展）

采用多级存储结构，无线编码器设备带有硬盘接口、存储CIF（D1）、无线上传CIF图像。

录像能远程查询、下载；同时系统也可以在监控中心平台进行存储回放。

（3）报警联动（可扩展）

无线编码器设备可提供告警接口输入输出接口。

（4）语音对讲（可扩展）

无线编码器设备支持音频输入输出接口，外接音箱、话筒、耳麦等音频设备，可实现监控中心与前端监控现场的双向语音通话。

（5）电子地图（可扩展）

监控中心可经过扩展实现通过CU客户端提供支持电子地图功能，从而在电子地图上直观显示便携终端所在的具体位置，随时可以调看远端传回的实时监控图像

（6）手机监控

系统可实现手机监控，通过3G手机终端实现远程视频浏览、远程云镜控制、视频截图等功能，满足客户远程视频查看、远程应急指挥的需求，向3G客户提供随时随地的视频监控服务。

3.2电网便携式无线监控特点

监控系统支持通过多种终端进行监控，主要包括PC等客户端、电视墙、手机终端，并具备远程视频浏览、远程控制、多画面监视、多画面轮询、手动录像、录像回放等功能。

（1）监控客户端

监控中心通过互联网方式连至运营商IDC机房，客户可对各监控点的视频浏览和摄像机PTZ控制等功能。

（2）大屏幕电视墙

可安装网络视频解码器，将前端采集来的数字信号解码还原成图像和声音传输到电视墙上，为用户提供多路监控点图像的集中实时显示。

（3）手机监控

系统可实现手机监控，内置监控客户端软件的3G手机终端实现远程视频浏览、远程云镜控制、视频截图等功能，满足客户远程视频查看、远程应急指挥的需求，向3G客户提供随时随地的视频监控服务。

电网便携式无线监控系统特点：

一、分布式监控、集中式管理、智能化设置、人性化操作。

二、采用无线视频编码器的一体化设计，系统可靠性高。

三、采用双码流技术，具有本地录像接口，可采用D1分辨率实现录像资料存储，网络传输采用CIF/QVGA分辨率。

四、采用H.264压缩编码的方式，支持多路视频同时接入，每一路视频在8～12帧，视频更清晰。

五、无线网络传输

六、系统具备强的扩展能力。

4.系统介绍

4.1远程视频监控

⏹远程监控：

通过科达监控客户端、Web客户端可以连接到科达监控平台，浏览前端实时图像；

1、可以从编码器的可视化树状列表中任意选择摄像机进行远程视频观看，观看方式可以是单画面、多画面分割（1、4、6、8、9、10、12、16），双击某一画面支持全屏和取消全屏操作；

2、远程PTZ控制，可以控制摄像机的图像的拉近、拉远，以便用户发现细节信息；可以控制云台的上、下、左、右转动以及复位，转动的速度可调，方便用户全方位的对远程监控环境进行全方位监控；

3、可以控制图像亮度的大小，以提高图像的可辨认度；

4、可以设置多个摄像机预置位，方便用户管理；

5、可以完成自动对焦、焦距拉伸、焦距缩短，方便用户观看清晰图像。

⏹组合浏览：

支持D1、VGA、CIF或QCIF双码流组合浏览，在带宽较大时，用D1或CIF分辨率浏览，在带宽较小时，用QCIF分辨率浏览；

⏹图像抓拍：

可以对当前监控的图像进行抓拍，抓拍的图像保存在所设置的抓拍路径下。

支持告警设备联动抓拍和移动侦测的触发抓拍。

⏹电视墙显示：

通过配置电视墙解码器，可实现图像上墙监控；

本监控系统中各监控中心的监控平台支持电视墙管理，主要完成两个方面的功能：

支持前端各个摄像机图像的电视墙及时显示（直播）；

●通过在视频列表中选择编码器，把某个编码器输入的图像输出到电视墙上的某个监视器（对应某个解码器），这样，电视墙这路图像就可以播放了；也可以停止电视墙的某路播放。

●选中电视墙上的某一路图像，可以对这路摄像头进行各种控制。

比如，可以控制摄像头左右移动，就可以通过电视墙观看摄像头移动时的场景。

●可以将前端单个编码器的图像在多个监视器上显示，也可以在单个监视器上显示前方多个图像。

⏹电视墙预案：

支持预设多套电视墙预案，用户可以设定、保存、删除电视墙浏览预案，支持预案轮询；

⏹轮询显示：

支持电视墙通道轮询，可以在电视墙通道内实现多路图像自动轮询显示。

⏹存储和回放功能：

车辆通过无线方式上传的图像信息可通过录像方式存储在监控中心管理平台的存储服务器上，提供计划录像、循环录像、报警录像等多种存储方式，监控终端可通过监控中心服务器随时进行录像检索、回放操作，并支持时间、地点、事件等多种检索方式，相关信息可形成日志。

⏹手动抓拍：

支持手动抓拍，手动抓拍可设置连续抓拍的时间间隔和抓拍张数；

⏹图形界面：

通过简单易用的图形界面，可以完成对系统的全面管理；

⏹用户管理：

支持增加删除用户、用户权限管理（可细化到对某个摄像机的操作权限）、在线用户管理；

⏹日志管理：

支持完善的日志管理，支持登陆日志、操作日志、备份日志、升级日志、告警日志等功能，支持对日志进行浏览、查询、备份、删除等操作；

⏹参数配置：

可设置车载终端的各项参数；

⏹设备管理：

支持完善的设备管理，对接入的车载前端、解码器进行配置管理支持前端编解码器的添加与删除、设备参数设置；

⏹权限管理：

支持管理员、操作员两级权限管理。

管理员拥有所有的权限。

⏹权限分配：

操作员可以修改自身密码与联系方式，其余的操作权限由管理员分配，具体包括：

1）对监控点进行云台、浏览、回放等操作。

2）对录像抓拍、日志管理、参数管理、告警管理、用户管理、电视墙、设备管理等操作。

⏹电子地图：

系统支持矢量电子地图，用户可以选择一张本地地图，设置坐标原点，设置放大，缩小倍数，更新当前电子地图及地图上的前端位置。

支持选中终端后自动定位到电子地图中前端的位置。

用户管理员可以往电子地图上添加前端设备，输入图元名称，修改完后保存当前设置。

（本系统不提供地图，需要用户自购）

4.2手机监控功能

本次工程科达公司所提供的手机监控系统功能包括视频实时浏览、视频抓拍、录像回放、PTZ控制等方面功能。

本次提供20个手机用户接入容量。

兼容的手机平台包括：

●WindowsMobile5.0及以上版本。

具体的手机型号建议：

●HTC6700、6850、6950

●DopodE806c。

⏹实时浏览：

用户可以浏览移动全球眼的实时视频，并实现开始浏览、停止浏览、退出浏览等功能。

⏹视频抓拍：

用户手机终端可以在视频播放或录像回放状态下，用户可以点击手机控制软件界面上的“抓拍”按钮，实现终端立即抓拍当前播放视频的图像，并设置相应的设置存放路径。

抓拍文件保存成JPEG格式。

⏹录像回放：

用户可要求系统回放已保存的指定监控点录像视频。

录像的调用可在全球眼平台上的VTDU实现。

⏹PTZ控制：

对用户对监控点的云镜设备进行各种控制，可控制的内容包括云台转动控制、图像缩放控制等。

通过PTZ控制可以使用户获取更丰富的视频信息。

⏹虚拟PTZ（VirtualPTZ）：

移动视频监控行业应用中大量在网的前端视频设备不具备PTZ功能，但是用户又有使用PTZ功能的需求，如何实现对这些不支持PTZ的普通摄像头进行PTZ控制就是一个现实问题。

目前，科达的自主创新技术-虚拟PTZ（VirtualPTZ）很好的解决了这一矛盾。

定义

虚拟PTZ：

VirtualPTZ,通过模拟PTZ技术来实现不具备PTZ功能的摄像头进行PTZ控制。

PTZ：

PAN/TILT/ZOOM指摄像头的变倍聚焦全方（上下、左右）移动及镜头变倍、变焦控制

概述

虚拟PTZ技术背景概述

在网络视频监控系统中，有大量不支持PTZ的普通摄像头存在；对于用户来说，为了浏览画面更为清晰等原因，用户希望对摄像头进行上、下、左、右、拉远、拉近等操作实现对实施浏览画面的控制，这样的用户需求合情合理，为了迎合用户的需求，更好的支撑运营商新业务的开展，科达推出了虚拟PTZ技术，有效地解决了这一矛盾。

系统中使用虚拟PTZ技术原理概述

视频接入单元接收到媒体转分发单元或者监控前端发送的视频流后，先解码该视频流，然后按照手机等移动终端用户的指令进行相应的上、下、左、右、及放大、缩小操作，然后再编码成符合3GPP编码格式的视频流，视频接入单元再将视频流发送给手机等移动终端，通过手机等移动终端的移动客户端软件播放实时监控画面。

播放出来的效果与对支持PTZ的摄像头进行PTZ控制所带来的效果完全相同。

这样就实现了对不支持PTZ的普通摄像头进行PTZ控制。

功能示意图如下：

VTDU发送给VAU原始的图像：

D1

没有经过VirtualPTZ处理的效果QCIF

经过VirtualPTZ处理的效果16X放大QCIF

通过科达独有的VirtualPTZ处理技术，可以方便用户在手机上狭窄的显示评上对需要关注的图像细节进行局部放大，更清楚的展现关心的视频信息。

5系统配置

一、

前端便携式无线PU以及手机监控价格

型号

产品描述

单位

数量

前端无线设备

便携式无线监控全套设备，包含无线视频服务器、电池、摄像机、云台等设备。

套

20

手机监控功能

提供的手机监控系统功能包括视频实时浏览、视频抓拍、录像回放、PTZ控制等方面功能。

（20个手机用户接入容量）

套

1

二、

无线平台可选设备价格（自购）

型号

产品描述

单位

数量

业务服务器

DELLR710四核处理器E5504，2.0GHz*1；4GB内存；集成四口千兆网卡，支持TOE功能；支持SAS/SATA，支持RAID1/RAID5；160GBSATAII*2RAID1；电源（750W）*2；3年当天4小时（24*7）现场响应，银牌；3年当日4小时（24*7）上门服务（配件＋人力）；RedHatEnterpriseLinuxv4.7ASx8632位，含1年RedHat网络访问权；可滑动通用快速/多用导轨

台

3

视频存储服务器

DELLR710四核处理器E5504，2.0GHz*1；4GB内存；集成四口千兆网卡，支持TOE功能；支持SAS/SATA，支持RAID1/RAID5；1000GBSATAII*4RAID5；电源（750W）*2；3年当天4小时（24*7）现场响应，银牌；3年当日4小时（24*7）上门服务（配件＋人力）；RedHatEnterpriseLinuxv4.7ASx8632位，含1年RedHat网络访问权；可滑动通用快速/多用导轨

台

1

本地存储硬盘

750GB监控硬盘（可选）

块

20

公网IP地址

个

4

公网宽带租用

条

1

EVDO网卡

张

20

备注：

a）监控中心需要建设监控平台1套（含手机监控功能），平台须具有无线接入模块以及无线Linese。

b）根据平台服务器个数提供公网IP地址

c）3G无线上网卡（用于无线PU上联平台）

6产品简介

6.1视频编码器

KDM2421ES-M单路存储型无线视频编码器

设备简介

嵌入式设计，稳定、可靠、安全

⏹基于最新TIDAVINCI处理器平台开发，提供MPEG4、H.264高效视频处理

⏹内置WEB预览功能，可通过WEB浏览器登录访问

⏹同时提供4路视频接入，可选择1路编码或者4路合成编码上传及本地存储

⏹双向音频，实现现场拾音、广播喊话及语音对讲

⏹移动侦测与告警联动，提供智能化前端应用

⏹内置SATA接口，可安装SATA硬盘，进行录像文件的本地存储

⏹具备开关量告警输入输出接口，可外接告警设备

⏹内置3G传输模块，可通过3G网络进行接入和传输

⏹丰富的网络协议和良好的网络适应性，能够使用在各种不同的网络中

⏹RS485接口，实现前端摄像机PTZ控制，可扩展报警接口以及支持透明通道数据传输

应用说明

KDM2421ES-M是具有本地存储功能的单路无线视频编码器，可部署在网络视频监控系统的前端接入层，提供4路监控点的视音频接入，可选择其中的1路或者4路合成进行编码上传和前端本地存储。

KDM2421ES-M基于最新TIDAVINCI处理器平台开发，支持MPEG4、H.264视频编码；利用双向语音，KDM2421ES-M可实现现场拾音、广播喊话以及语音对讲等丰富音频通信功能。

KDM2421ES-M同时提供3G无线接入和以太网接入，可满足不同环境下的监控组网应用；

KDM2421ES-M具备帧的重传重组功能，可在EVDO接入的3G无线网络环境下保证网络拥塞时的视音频效果。

KDM2421ES-M支持移动侦测和报警联动功能，可提供智能化前端接入应用。

此外前端还提供开关量告警输入输出接口，可外接门禁、烟感、光电报警器等告警设备。

KDM2421ES-M可内置1块SATA硬盘，实现前端视音频的本地化录像存储，存储的内容可通过网络在线访问或下载转存。

KDM2421ES-M可作为网络视频监控系统的智能化前端接入单元，应用在需要进行单路或者多路监控信号接入的场合。

监控点视音频信号经编码处理后通过IP网络或者3G无线网络上传至中心业务平台，可通过中心业务平台对设备进行集中管理。

设备参数

型号

KDM2421ES-M

音频编码

编码类型

G.711A/U、ADPCM、G7221C

压缩码率

G.711A/U：

64Kbps，ADPCM：

32Kbps，

G7221C：

24K

视频编码

视频编码类型

H.264、MPEG4

视频分辨率

D1、2CIF、CIF、QCIF，支持双流（D1+QCIF）

视频帧率

1~25帧/秒

视频码率

16K~4096Kbps

16K~4096Kbps

字幕叠加

时间、台标、告警字幕

图像调节

亮度、对比度、饱和度

外部接口

网络接口

1个10M/100M自适应以太网接口

视频接口

4路BNC视频输入、1路RCA视频输出

音频接口

4路RCA音频输入、1路RCA音频输出

硬盘接口

1个内置SATA硬盘接口

电源接口

1个12V圆孔接口、1个12V四芯航空插座

告警接口

4路开关量告警输入、1路开关量告警输出

控制接口

1个RS485控制接口

运行环境

温度

—10℃～50℃

湿度

10%～85%（无凝结）

海拔高度

—60m～3000m

功耗

<15W（不含硬盘）

物理特性

重量

2.1Kg（不含硬盘）

尺寸

45mm（高）×146mm（宽）×486mm（长）

安装方式

固定安装或车载安装

网路协议及特性

网络协议

TCP/IP、ARP、FTP、TELNET、HTTP、RTP/RTCP、PPPoE、DHCP、DNS、DDNS、SNMP、SNTP

网络特性

支持断链自动注册、穿越NAT、重传重组

应用与支持

应用功能

移动侦测、报警联动、字幕叠加、图像抓拍、图像遮蔽、透明串口、平台注册

系统集成支持

产品提供功能齐全的SDK和详细的开发者文档

认证

公安部认证、3C认证

6.2户外摄像机

8″室外全天候防护罩及一体化摄像机，型号：

J4708/Z18B

产品特性

·气压支撑杆辅助前开式顶盖

·内置可调节摄像机安装板

·护罩坚固耐用，密封性好

·防水，耐高温，抗腐蚀，适用于各种室外环境

摄像机部分，配18倍日夜型一体化摄像机

电视制式

PAL

图像传感器

1/4"EXviewHADCCD

有效像素

44万

水平解析度

480TVL

镜头

18倍光学变焦,f=4.1mm（WIDE）-73.8mm（TELE）,F=1.4-3.0

数字变焦

12倍（216倍变焦）

视角

48°（广角端）-2.8°（远端）

最短物距

10mm（广角端）-800mm（远端）

同步系统

内/外同步

最低照度

彩色0.7LUX黑白0.02LUX

信噪比

大于50dB

电子快门

1/50S-1/10000S,16（STEP）1S-1/10000S,22（STEP）

白平衡

Auto（自动）/Manual（手动）/Indoor（室内）/Outdoor（室外）/OnePush（一键式）/ATW（自动跟踪白平衡）

增益

Auto（自动）/Manual（手动）

AE控制

Auto（自动）/Manual（手动）

EV补偿

-10.5dB-10.5dB

逆光补偿

On/Off/Adjust

聚焦方式

Auto（自动）/Manual（手动）

图片效果

Neg.art/B&W

视频输出

VBS:

1.0Vp-pVBS:

1.0Vp-pY-Cout

控制接口

RS485/RS232C/Voltage/TTL/Remote

报警模式

A-M

隐私设定

P.ZONE1/P.ZONE2

保存温度

-20℃～60℃

工作温度

0℃～50℃

相对湿度

大于90％

电源功耗

DC9～12V1.6～4.0W

重量

大约450g

尺寸

62×72×120（宽×高×深）

6.3室外云台、室外直流解码器

室外直流全天候云台，型号：

J2210

产品特性

· 采用AC24V或DC12V供电

· 采用特殊设计的蜗轮蜗杆传动装置，抗震、抗冲击

· 选用高性能电机，运行平稳，瞬时停止无抖动

· 内置稳定装置克服了垂直转动自然下垂的缺点

·云台材质优良抗老化防腐蚀全封闭结构使它适用于各种气候条件

技术参数

供电电压

AC24V（±20%）DC12V（±10%）

消耗功率

云台：

14W温控：

15W（选配）

旋转速度

水平：

4.8°/s垂直：

4.3°/s

旋转范围

水平：

0~356°垂直：

0~±70°

适用温度

-10℃~50℃

材料

铝合金

传动方式

齿轮及涡轮蜗杆

最大载重

8kg（标称状态下）

自重

6kg

室外直流解码器，型号：

ET8105

· 采用RS-485通讯方式，兼容性较强

· 方便轻巧，便于安装

· 可实现同类产品的云台控制及摄像机镜头控制功能，并配有两个辅助开关可实现其它功能扩展

· 本品外壳具有较高的密闭性，可保证解码器在较恶劣的环境中正常工作

· 提供安全可靠的运行环境

· 内部采用弹簧片式接线座，比传统方式更便于接线

技术参数

供电电压

DC12V

驱动功率

20W

输入

RS-485P、D协议

输出

镜头控制电压DC12V

安装

可安装于机柜（通用机柜）或桌面上

6.4电源

系统采用铝电池供电，无内置硬盘情况，可实现6-8小时供电。

6.5产品图片