城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告.docx
- 文档编号:3230563
- 上传时间:2022-11-20
- 格式:DOCX
- 页数:74
- 大小:695.67KB
城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告.docx
《城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告.docx(74页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告
城市视频监控综合系统监测和信息交换平台项目技术研究报告
1项目研究内容3
1.1研究方法3
1.2技术路线3
1.3技术方案4
2关键技术7
2.1项目关键技术7
2.2特色和创新点10
3系统总体特性11
3.1系统的总体性能指标11
3.2系统的交互性12
3.3系统的扩展性12
3.4系统的安全性12
3.5系统的容灾性12
4系统整体设计思路13
5项目整体实现说明15
5.1系统的可扩展性15
5.2软件的易用性和实用性15
5.3软件系统的可维护性16
5.4软件系统的稳定性16
5.5系统安全性16
5.6系统的可移植性17
5.8系统的文档说明17
6关键子系统的设计与实现17
6.1视频应用子系统17
6.2系统监控服务子系统32
6.3数字矩阵子系统43
6.4视频转发子系统54
7项目设计思路的先进点66
7.1动态多级架构的资源管理66
7.2视频数据的多级转发质量保证71
7.3分布式视频数据管理75
8国内外同类技术产品的对比分析77
9存在问题78
1项目研究内容
当前,视频监控应用从局域监控发展到全域监控,而城市视频联网监控是全域视频监控的典型应用之一。
城市视频监控所管理的摄像头数量、存储的视频图像信息量都非常巨大,所涉及的视频信号采集设备、视频信号编码设备、存储设别、网络传输设备、控制设备及应用服务器设备等无论从种类还是数量上都是非常多,各种应用的数据传输和交换协议、控制指令、流媒体编码格式等都不尽相同。
而城市视频监控又往往需要系统能实现对海量视频信息的统一管理和应用,实现信息共享和互联互控,同时基于城市视频监控的系统规模大,复杂性高等特点,用户往往非常关注系统运行的可靠性、稳定性和可维护性指标。
这些都对整个视频监控系统的信息交换、控制能力以及对整个系统的监控检测能力提出了很高的要求。
为了保证城市视频监控系统对视频图像信息和各种控制管理数据的高效传输和控制,保证视频图像的实时性和高画质以及整个系统的高可靠和稳定性要求,必须建设一个统一信息交换和控制系统,该系统包含了高效的视频交换和控制网关、先进的数字视频矩阵、存储服务器、系统监控服务器和客户管理终端等,能满足城市视频监控对系统中大量异构系统的各种非标准信息的统一信息转换和控制要求,同时能实现对系统中各种设备状态、图像质量、后台软件服务运行状况的统一在线检测和监控,保证系统长期运行的可靠性要求。
1.1研究方法
借鉴国内外同类项目建设经验和先进研究成果,结合具体国情,研究建设具有特色的信息交换平台。
1.2技术路线
信息交换平台基于Microsoft的Windows操作系统或类UNIX操作系统,由于其复杂性,不同的子系统和逻辑分层采用不同的开发技术,中间由兼容各种技术路线和平台的通用通讯协议进行相互连接和通讯,具体的技术开发路线如下详述:
1,平台采用C/S的结构,N-层结构,用户界面与业务逻辑分离,易于平台的部署和扩展。
2,平台对外部硬件支撑环境的访问采用C++技术开发,使用厂商提供的SDK开发包或其支持的通用视频流协议(RTP/RTCP/RTSP)。
3,平台的流媒体服务由于其运行高效性要求,采用C++技术开发,主要有流媒体分发,流媒体存储检索,视频控制,视频编解码,视频智能识别等。
4,平台的数据管理采用了MicrosoftSQLServer/MySQL数据库,和目录服务数据库,对平台内的静态资源数据,使用了目录服务数据库进行存储,如资源数据、用户认证数据等;对于动态数据,使用MicrosoftSQLServer/MySQL数据库进行存储,对MicrosoftSQLServer/MySQL数据库的访问采用统一的ADO.NET/Hibernate,对目录服务数据库的访问采用统一的LDAP协议,对于视频流数据的存储,平台采用IPSAN/NAS存储服务器进行海量流数据的存储,针对流数据连续、海量的特征采用块存储的方式进行存储,同时使用关系数据库来存储流数据的索引,提高流数据的检索效率。
5,平台的应用服务基于.NETFramework2.0/J2EE技术,采用两大跨平台开发技术.NET/Java开发技术,对外发布统一的WebService接口;其中时钟同步采用NTP协议,对视频设备的操作使用SIP协议与平台的流媒体服务进行交互。
6,平台的用户接口基于.NETFramework2.0技术,采用了C#/C++开发技术,通过统一的WebService通讯协议与平台应用服务通讯,视频流数据播放和控制采用RTP/RTCP/RTSP技术。
7,平台对外部业务系统的接口服务采用SIP、RTP/RTCP/RTSP、TCP/UDPSocket、WebService通讯协议,其中与外部业务系统的业务数据通讯采用SIP和WebService通讯协议,视频数据传输和控制采用RTP/RTCP/RTSP和TCP/UDPSocket协议。
8,平台的用户认证采用高可靠和安全的CA认证技术。
9,平台中下载的视频录像,使用WindowsMediaDRM(数字版权保护)技术进行数字版权保护,只有拥有权限的用户才能播放录像。
1.3技术方案
根据系统的目标,系统共分为4大层,其中接入层(设备接入层、数据管理层)、业务支持层、应用层(标准接口服务层)为系统建设的重点。
如下图:
系统所涉及到的技术内容主要可以分为三个方面:
(1)城市视频监控系统中的信息的统一接入
在大中型城市的视频监控业务中,通常都建设了各种厂家和不同型号的前端设备,如:
视频摄像头、编码器、控制器、报警器、模拟矩阵等。
系统中的视频交换和控制网关模块主要负责各种信息的接入工作。
系统充分利用面向对象的中心概念,充分考虑库、代码重用,模块化系统内部各个功能,系统推出独创的异构硬件集成技术。
此技术主要为设备接入服务,可以无缝的接入各种类型的前端设备(数字设备和模拟设备)。
此技术分为四个部分:
设备流数据代理、设备控制代理、设备状态和配置代理和多缓冲处理。
通过此四部分可以实现对设备的视频流、音频流、控制流、信号流进行统一的接入。
同时,此技术采用插件式的设计,新增任何一种设备都可以通过插件注册的方式进行无缝的对接。
系统中,设备接入后,通过缓冲技术处理后,系统根据需要对所有的数据进行统一的管理(如交换处理、发送处理、集中存储处理等)。
在系统中,数据管理层所有的视频数据和控制数据同等对待。
同时又根据每种数据的特性,进行一些多态、继承的扩展,达到在根本上数据统一管理的目的。
(2)城市视频监控系统中的信息的统一交换
视频交换和控制网关、流媒体数字矩阵中,都涉及到各种各样的音视频流数据和控制数据,各种数据需要统一接入,统一封装、统一管理。
网关统一接入各种设备的信息后,首先进行数据的缓冲处理。
通过提供的各种业务接口,可以对数据进行如转发、转换、存储。
在接入各种设备时,考虑到国内的具体情况,系统通过调用厂家公开的接口和编写标准的网络协议(如SIP、RTP、RTSP、RS232、RS485)接口来实现对各种设备的接入。
由于前端设备大部分都是嵌入式设备,其性能和网络带宽有限,这就影响了其视频发布的效果。
通过网关的专用流媒体分发服务,单个服务可以支持多达256路的并发流传输、播放。
同时,加入独创的流媒体带宽自适应的滑窗技术和图像缓冲后处理技术,保证客户端传输和播放的效果。
同时对分发服务可以设置负载均衡和级联,架设多个服务可以满足上千、上万个用户对音视频的访问需求。
由于前端设备的存储能力有限及有部分设备并没有存储功能,网关还可以并发存储多路的音视频信息,通过专有的磁盘碎片保护机制和异常情况保护机制,保证存储的录像尽量不丢失。
在信息检索方面,建立基于数据索引和帧索引的双重高效机制,可以实现对历史视频的快速检索,在对历史视频回放和下载的同时,采用跟流媒体分发服务同样的网络技术,保证回放和下载的效果。
通过配置网关的相关参数,分发服务和存储服务都可以对各种不同格式的音视频流数据进行统一标准格式转换(例如:
MPEG4和G911),然后利用标准的流媒体传输协议进行传输,达到采用通用播放器如(QuickTime)就可以直接查看和点播视频的目的。
但是考虑到转换所需要占用的资源,网关同时并发转换的音视频路数不会很多。
同样,网关也可以对各种前端模拟设备进行信息的统一交换。
网关通过提供标准的接口,根据对应的具体设备信息(异构技术),将各种控制命令和数据转换成设备可识别的协议。
同时可以将设备的各式协议统一转换成标准的系统格式数据。
网关除了支持已定义和已公开的协议数据转换外,还提供接口支持各种控制数据的透明传递,方便扩展。
为了方便系统间的对接,系统提供如SIP协议、WebService、流媒体标准协议等标准接口,与其他系统和客户端进行信息的全面交换。
(3)城市视频监控系统中信息的统一控制及监控
流媒体数字矩阵通过集成RTSP、TCP、MULTICAST、UDP等流媒体传输协议进行音视频数据的传输。
通过集成各个厂家的播放库和自主编写标准编码格式的编码库和解码库进行解码和统一格式转换。
提供标准接口供客户和其他系统对视频切换的统一控制。
网关集成如RS232等协议,通过控制模拟视频控制设备,对云台的转动操作、预置点控制、视频切换进行统一控制。
视频交换和控制网关和流媒体数字矩阵在交换和控制的同时,通过如SNMP协议接口将关键状态数据和管理数据发送给系统监控服务。
系统监控服务提供标准的可视化配置界面和浏览界面,供用户对当前系统内所有的服务、设备、数据进行统一的监控和控制。
系统监控服务通过设备接入层接收各种设备的运行状态数据,通过如SNMP协议接收其他系统内的各种服务状态数据和其包括的服务器和PC机的状态数据。
通过独创的监控对象管理包,将各种设备、服务、用户等当作具体的一个对象来管理和配置,可以对管理包进行如设备的类型、后台软件服务的类型、报警的阀值、报警触发条件和动作进行配置。
扩展基础的管理包,可以对前端设备的图像质量进行检测。
从而达到整个系统内所有资源的监控管理和对报警信息的后处理,如产生监控报表(用户可自定义报表的内容和格式)和处理动作触发和跟踪等。
通过前面三项技术内容的架设,系统可对管理范围内的所有信息进行统一的交换和控制及监控,多方位满足客户的需要。
2关键技术
2.1项目关键技术
2.1.1异构集成技术原理
异构集成技术的基础原理就是充分利用面向对象的多态、继承、封装等核心思想,模块化各个设备接入的功能,高度重用成熟的代码块和类库。
采用高效、合理的类厂、适配器等设计模式,达到插件式的注册即可支持一种设备。
异构技术共分为四个大部分:
设备流数据代理(DSDA)、设备控制代理(DCA)、设备状态和配置代理(DMA)和多缓冲处理(DMBA),每个插件都必须根据实际需要实现此四个关键部分。
其中DSDA主要实现对设备的视频流数据、音频流数据、历史视频获取等的交换和控制。
DCA主要负责云台控制、信号输出等控制。
DMA主要负责设备状态的获取如报警输入和报警信息,同时可以通过此接口对设备的一些参数和配置进行更改和设置,如图像参数、设备重启等。
DMBA主要负责将从设备接收过来和从客户发送来的各种数据进行缓冲和预处理,然后与其他服务进行数据交互,达到系统内的数据交换和管理。
通过异构集成技术,利用插件注册的方法,可以达到让流媒体分发、存储服务、流媒体数字矩阵、系统监控服务、客户端无缝的直连或者间接控制和连接设备。
2.1.2流媒体存储加密技术
系统为主要采用DRM技术对存储的历史视频和用户通过客户端下载的视频进行高度的保护。
系统首先建立数字节目授权中心,存储编码压缩后的数字节目内容,利用密钥(Key)可以被加密保护(lock),加密的数
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城市 视频 监控 综合 系统 监测 信息 交换 平台 项目 技术研究 报告
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)