网络视频服务器在监控系统的几种应用

网络视频服务器在监控系统的几种应用

摘要：网络视频服务器依靠网络平台实现视频图像传输、控制信号传递在图像监控系统中得到了广泛的应用。本文就网络视频服务器的特点给出了几种场合下的应用方案，供监控行业专业人员参考。

一、小型局域网闭路监控方案：

以计算机为显示和控制设备，适合100个监视点以下的小型监控系统，通常应用于已经具备网络条件的办公楼、宾馆、看守所等小型闭路监控场合。

主要特点：

l        施工简便，充分利用现有的局域网，快速组建监控系统；

l        局域网内计算机安装相应的管理软件就可以对监视点实施监控和管理；

l        管理软件具有录像功能，可对监视点实现定时或报警触发录像；

l        管理软件具有控制权限，管理者可以设置客户端的控制权限；

l        通过管理者*，外网可以进入内网调看的图像；

附图1：视频服务器在小型局域网中应用方案

设备说明：

1、视频服务器，监视点控制设备，实现：

1.1、      编码功能，将模拟音视频信号按照标准进行数字编码；

1.2、      控制转换功能，视频服务器接收控制端发出的控制编码，将其转换为相应摄像机控制设备的通讯协议，控制摄像机云台、镜头动作；

1.3、      报警接口功能，将报警探头发出的触发信号通过局域网发送到控制端，根据系统设置联动相应报警；

1.4、      报警联动功能，配置有报警输出接口，可根据设置联动输出控制，可以联动灯光、警号等外部设备；

1.5、      存储功能，视频服务器配置USB接口，可外接存储设备；

2、图像采集设备：图像采集设备主要是指摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩等设备，实现：

2.1、图像采集；

2.2、图像变倍、调焦、光圈调节；

2.3、摄像机方位控制。

图像采集设备的配置取决于监视点的要求，对于定点监视图像可以不配置云台和三可变镜头，相应的解码器也就不必选用了。现在很多场合采用球形摄像机来实现图像采集的（如图2），其内部集成了摄像机、三可变镜头、解码器、云台等设备

图2：球形摄像机

3、报警探头：实现报警触发联动。根据布防的场合选择不同的报警探头，zui常用的有双检探头、主动红外探头等。无论什么形式的探头，其触发输出基本相同，即输出为一个开关量。需要注意的是，视频服务器的报警输入接口的形式，标准接口是具有防破坏功能的，这时需要引进一个“窗口电压”。

4、交换机：局域网的*设备。

5、控制客户端：设置在控制点，是利用计算机作为现实和控制设备，计算机可以通过IE浏览器和安装专门的控制软件实现对监视点的控制和监视。对于专门的控制点必须要安装控制软件，对监视网内的监视点进行控制和管理，实现：

实时视频显示：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，4画面，6画面，8画面，9画面，16画面分割显示，支持轮巡显示.

云台控制：在权限许可范围内，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。

本地录像：可以根据设定的录像时间自动录像或是接收视频服务器的报警信号作报警录像。

实时视频图像抓拍：实时图像抓拍是用来实时拍摄图像的辅助功能，它将动态的图像中的单帧图像以BMP的图像格式保存下来，可以对正在监视或正在回放的图像抓拍。

视频服务器图像D1 JPEG抓拍：视频服务器JPEG D1格式抓拍是指视频服务器的前端直接抓拍，它抓拍的格式为D1格式，清晰度不受网络传输的影响。

音频监听及对讲：客户端与前端设备之间可以进行双向语音传输。客户端可以监听前端设备的音频，同时客户端可将音频发送到前端设备，与前端设备实现对讲。

报警处理：客户端接收到前端设备发送的报警信号后，客户端将根据设置启动录像，以及根据设置显示电子地图和显示实时图像。

电子地图显示：电子地图中包含了监控场景名称和该场景中的前端设备，点击电子地图上分布的前端视频设备图标，即显示该设备的实时图像。

本地回放：可以检索回放本地录像中的设备任意时间的视频文件。

远程回放：已经检索回放下载前端视频设备中的录像文件，或是检索回放下载其他的录像文件。

二、利用运营商提供的传输平台搭建远程监控系统

在跨越城际实现远程监控，是常规模拟监控方案无法实现的。而采用数字视频服务器利用运营商提供的数字传输平台却很容易实现异地监控。

ADSL为传输平台的远程监控系统

ADSL是目前宽带上网的zui常用的方式之一，它是一种能够在现有的双绞线，及普通线上根据当地线路状况提供2-8Mbit/s下行速率和64-640Kbit/s的上行速率的上网传输方式。这种下行速率远大于上行速率的非对称结构特别适合在Internet高速冲浪，宽带视频点播，远程局域网络等应用需求。ADSL技术zui大的成功之处就是不需要对原有线路进行重新改造，也不需要增加昂贵的终端设备，它充分利用了现有线路，在用户端只需加装一个ADSL MODEM设备即可，降低了成本，减少了用户上网费用。同时它的传输距离较远，ADSL传输距离可达3-5公里。采用ADSL作为传输平台适合于传输距离远、监控点分散的场合，适用于，商店、仓库、无人值守的边远中继站等。

图3为采用ADSL构成监控系统的结构图。

设备说明：参看图3可以发现，其结构与“小型局域网闭路监控方案”的结构基本相同，只是增加了“宽带路由器”和ADSL接入设备。在局域网中，每个端口的IP地址是可以设定的，但是在ADSL网络中，要是定IP就会花费一笔不小的开支，在数字监控系统中解决的方法是对某个监视点申请一个域名，通过进行动态域名解析，找到相应的监视点。在大部分宽带路由器产品中，都有DDNS功能，即动态域名解析，利用宽带路由器实现动态域名解析速度快而且稳定。

附图3：ADSL构成监控系统的结构图

  CDMA为传输平台的远程监控系统

中国联通于2004年3月推出基于CDMA 1X网络的无线数据业务品牌"联通无限"，而"掌中宽带"则是其中的主要内容之一，提供无线互联网接入服务。通过笔记本电脑与支持CDMA 1X的PCMCIA无线网卡或手机相结合，达到接入互联网的目的，使得用户可以轻松实现移动办公、语音视频沟通，甚至实现基本的视频点播功能，CDMA 1X网络所能提供的zui高下行数据传输速率为153.6Kbps。由于CDMA是采用无线数据通讯，应用到数字监控系统中有许多无法替代的优点，特别适用于监视点为移动的场合，广泛应用于，*、石油地质勘察、公交车实时监控等行业。

由于CDMA数据传输指标速率为153.6Kbps，对于在监控系统中传输大量的图像文件和控制数据是有些勉强，特别是对于多个控制点对一个监视点进行访问时，会造成网络“堵塞”，为了解决这一矛盾，在数字监控系统中的解决方法是在网络中设置一台服务器作为中转，各个控制点对某一个监视点的访问，转变为对服务器的访问，从而大大节省了CDMA的资源。

华康公司转用于CDMA的视频服务器为HK9001EW，转发服务器软件为ReaWHDMA，实现以下功能：

u      可以对多台HK9001W CDMA进行管理；

u      可以实现对HK9001W CDMA配置；

u      实现菜单化管理和设置，操作简便；

u      具有用户管理功能，保密性强；

u      具有录像功能，可对系统中HK9001W CDMA图像录像；

u      可实现HK9001W CDMA与控制客户端控制信号的转发；

图4：以CDMA为传输平台的数字监控系统图

三、图像输出至电视墙实现方法：

对于一些较大型的闭路监控系统电视墙是构成控制室的*的设备，往往一套监控系统的亮点就在于控制室的电视墙，在数字监控系统中，针对有电视墙的需求，采用以下几种方式来实现。

VGA输出方式：直接将计算机输出到等离子电视或被头电视机组成大屏幕，这种方式一个显示器就要对应一台计算机，适合监视点不多的场合。 

图5：视频服务器中电视墙的配置方案

附图5：VGA输出至电视墙

解码器解码输出方式：解码器的功能是将数字编码信号解码还原成模拟视频信号，对于多路的解码器还具有画面分割的功能，解码器具有报警输出接口和控制接口。系统配置控制键盘或管理软件后还可以实现：

1、控制功能，通过键盘或管理软件实现对前段视频服务器的摄像机进行控制；

2、管理功能（管理软件），实现对解码器进行系统设置和管理；

3、切换图像功能，通过对解码器的操作，实现IP地址的切换，达到图像切换的功能；

4、报警联动接口，视频解码器自带报警输出接口，可以联动报警设备；

在该方案中，由于采用了视频解码器，电视墙的显示设备可以采用模拟输入的设备，如监视器、电视机等，工程造价相对会低一些。对于一些要求不高的场合，可以采用的控制键盘实现对输出图像的切换和对监控摄像机的控制。

对于监视点较多的场合，采用矩阵控制是常用的手段，由于矩阵要求输入和输出为模拟信号，所以在这种场合下，首先采用视频解码器将数字视频信号解压为模拟视频信号输入矩阵。

附图6：解码器输出至电视墙

采用矩阵切换主机输出方式：在监控系统中，一些监控点距离控制中心并不是很远，没有必要采用数字视频服务器，而在系统的其它监控点距离又很远，需要依靠互联网实现远程传输，在这种情况下，需要模拟线路与数字技术混合使用。

附图7：矩阵输出至电视墙

四、大型数字监控系统的应用

在大于200个监视点的大型监控系统中，如城市治安监控、区域性监控、旅游景区等场合。监控点比较多，对传输网络的带宽会产生一定的影响，特别是在多个控制点对一个监控点进行访问的场合，会影响到图像质量。为了避免这一现象的发生，zui大限度地利用网络资源，可以在控制端配置一台服务器作为转发主机，将监视点的图像发送到转发服务器上，控制点对监控点的访问转换为对转发服务器的访问，从而克服了多个控制点对一个监视点访问时产生的网络“堵塞”现象。

附图8：转发方式实现大型监控系统

五、在矩阵联网系统的配套使用

在一些应用场合，模拟监控系统有着自身的优点，特别是小范围的监控系统中，模拟系统受到的限制主要是传输距离和施工条件，对于小于200M的传输范围。在一些特定的应用场合，需要分级控制，系统联网。如城市治安综合控制系统，需要对各个监控系统进行远程联网，在总控室实现对分监控系统的图像进行调用，切换和控制。

采用视频服务器和解码器皆可以实现矩阵联网的要求

附图9：矩阵联网的实现

六、关于网吧监控的应用

网吧作为一个特殊的营业场所越来越多的得到管理部门的重视，在网吧设立监视点形成联网监控，对文化、*管理部门来说是很方便的。综合网吧监控方案，其主要目的为：

1、               自我防范，网吧大多为私有财产，网吧监控系统可以为网吧老板提供了一个异地监控的条件，使得网吧经营者随时在异地观察自己网吧的经营情况；

2、               治安监控，当网吧出现治安突发事件时，网吧发出报警信息，监管中心相应报警，并采取相应应急措施；

3、               监管，管理中心不定期对网吧进行浏览，观察网吧是否存在违规现象，并对发生违规的现象及时录像，做到有法有据；

  在网吧中，虽然线路接入都是宽带，有的还是光纤直接接入，但是一个好的监控方案要在细节上为网吧和管理者考虑，郎驰公司采用的方法是主动上传方式，即中心管理软件平时不浏览监视点，不占用网吧的资源，网吧发生报警时主动上传报警信息，及时触发管理端发出报警信息。

附图10为系统框图

附图10：网吧监控结构图

上述几种结构是视频服务器几种在不同场合下的应用，在监控行业中，各种监控方案是根据用户的要求和工程的实际情况而定的，所以，上述结构仅供参考。