工厂网络远程监控系统方案.docx

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工厂网络远程监控系统方案

工厂网络远程监控管理

系

统

方

案

设计单位：

深圳市天城威视科技有限公司

联系人：

罗梦晴

联系电话：

公司简介

深圳市天城威视科技有限公司是一家专业研发、生产和销售网络监控系统产品为一体的高科技公司；是国内最早专注于数字视频处理、网络视频通讯、音视频编解码报警视频一体化控制、智能分析、嵌入式操作系统等领域的企业之一，所研发的无线WIFI和3G网络监控产品、高清网络摄像机等产品在同类产品中具有领先优势。

公司主要产品有标清网络摄像机系列、百万高清网络摄像机系列、网络视频服务器系列、网络视频解码器系列、高清数字解码矩阵系列、数字存储服务器系列、多种监控系统平台软件系列等7大系列300多种产品，各系列产品均按照ISO9001质量体系生产，关键元器件均为一线原装进口，确保产品的稳定性和可靠性。

我们拥有行业顶级的技术研发团队和专业的售后服务人才，在全国各地都建立了完善的销售、服务网络机制，参与了国内外众多安防联网大工程，积累了丰富的安防工程设计经验，为公安局、平安城市、部队、油田、煤矿、无线基站、电力机房、工厂、水库、校园、小区、工厂、道路、营业厅、网吧、移动车辆、娱乐场所、景区等各行各业提供系统化、专业化、人性化的网络监控解决方案，在业界享有良好的信誉。

天城人经过多年的努力，公司及产品已经得到了行业及用户的高度认可和好评，先后被业界评为“中国安防知名品牌”、“全国安防十大用户满意品牌”、“质量、服务、信誉AAA企业”、“中国安防十大新锐产品”、同时在2009年和2010年连续两年被评为“十佳网络摄像机品牌”之一等多个荣誉称号；公司软件获得“计算机软件着作版权”，成为深圳市软件产品与软件企业双软认证企业；公司产品获得国家公安部门的产品质量检测报告和当地政府强制绿色环保生产批文，此外我司自主研发的网络视频服务器和网络摄像机获得了多项国家专利。

天城威视自成立以来以“领先、卓越、诚信、共赢”为宗旨，用心谋市场，把信誉、质量视为生命线，以打造专业自主产品、实现客户价值为己任，为每一个客户提供至高、至诚、至快的服务。

前言

现今，随着开放的TCP/IP以太网支撑平台逐步成为企业网络数字化建设的基础，企业建立基于TCP/IP协议、具有远程分散式监控、集中化管理功能的多媒体网络安防系统已成为可能。

多媒体网络安防系统比传统的模拟监控系统具有更好的开放性、可集成性、扩展性和前瞻性，优化了系统结构，方便了系统管理和维护。

真正体现了企业对宽带网络应用的最高追求，必将为企业实现了精细化管理做出突出的贡献。

深圳市天城威视科技有限公司审时度势、顺应潮流，及时推出了基于国际最新多媒体技术和网络通讯技术的Tcvideo网络远程监控系统。

它使用国际最新的H.264编解码技术、Internet网络视频传输技术、视频加密存储等技术，使监控系统可以在网络中无限延伸，与企业网络系统完美结合，必将为企业网络应用做出卓越贡献。

深圳市天城威视科技网络监控系统方案专为工厂安全防范而设计的,方案中采用自主产权的先进技术,使用经过严格的考证的设备,并成熟的应用于各个领域,是国内外先进的.本方案书以工厂区域做为一个系统,通过现有的局域网络形成庞大的网络监控系统.

我们根据工厂模式的特点和有关政策法规的要求，本着积极、严谨的态度，设计出一套完整的数字视频远程网络监控管理系统。

该系统功能强大、界面友好、操作简易、图像清晰、音频还原度高，并且能够有效的管理监控系统工作的情况并记录下来，最终进行监控管理软件的统计工作。

每套该前端监控系统都具有独立的视频监看、双向语音对讲、探头报警功能。

该系统当中的前端系统将采集到的视频、语音、报警信号，通过我公司自主开发的高清网络摄像机，编码转换成网络数字信号。

然后通过工厂已有的网络连接，将视频、语音、报警信号上传至监控管理中心，达到规范管理的作用。

网络摄像机是我公司为了满足用户把高清晰的声音、视频数字化远程传输而专门设计的音视频编、解码产品。

高清网络摄像机充分考虑远程监控需求的特点，结合了我公司在视频技术方面的优势和最新IT技术，旨在为用户提供一个专业的、高性价比的远程视频解决方案。

应用网络摄像机产品可以在无需任何动土工程的情况下非常简单的实现网络视频系统的建立。

先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作，异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、意外、技术中断也能立即重新工作或者自动连接，可通过远程网络进行控制管理、升级、实现了远程管理维护，极大的方便了工程商和用户的调试和使用。

采用网络摄像机构成的远程监控系统，为管理部门提供了一套有效的监管工具。

在社会上树立起作业安全、文明、健康的良好企业形象。

第一部分需求分析

我们对整个系统进行了详细的分析，总结出了工厂监控管理系统应具有如下的功能要求：

1.系统技术水平先进、运用现代监控技术。

2.系统具有可升级性和可扩容性。

3.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。

4.可实现24小时不间断监视。

5.系统基于B/S体系构成。

（使用WEB浏览器可直接访问）

6.视频码率连续可调，帧率连续可调，音频码率可调。

7.系统支持多种协议（TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPoE，DNS，组播）。

8.中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。

9.支持动态IP地址。

10.视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响工厂正常使用带宽。

11.多用户管理功能，能够分层管理用户，并对用户进行权限管理。

12.当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。

13.能够支持多路视频监控及录像，可检索、回放、储存、备份、恢复录像，可将录像画面回放并能抓拍剪辑；播放速度能快进或慢放

14.可设定时轮换监控画面。

15.能实现网络语音对讲。

16.系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。

第二部分系统方案设计

设计思想

为了使我们设计的系统具有极高的可靠性和可持续发展的能力，同时也最大限度地降低系统的建设成本、运行成本费用。

我们首先确立了以下几个设计的总体思路：

一、系统的先进性和开放性

为保证工厂监管系统既能保持在一定时期内不落后，并保证该系统互连的方便性，我们在该系统的设计时，要充分考虑到系统的先进性和开放系性，尽可能采取先进开放的技术和产品。

工厂远程图像监控系统应用于各工厂，数据信息以内部互联网（Intranet）和国际互联网（Internet）为传送平台，对工厂各院区内部进行监控。

此类数据信息可以是工厂内部的传输，也可以是各个分局之间的传输，同时，也还可以由工作人员在远程通过系统客户端或WEB浏览器登录到工厂内的系统内实现远程实时查看。

工厂远程图像监控系统安全可靠，技术先进，免维护性强，性价比好，兼容性强，节省系统成本，简化视频前端，以经济实用的方式实现工厂的远程图像监控。

二、系统的有效性和实用性

针对工厂监管系统要求特点，我们采用B/S体系的网络拓扑，可确保整个系统的独立稳定，互不干扰。

为确保投资的有效，我们在整个系统设计时，根据目前的应用及将来的发展，确定采用高速球机（枪式摄像机）、网络摄像机及中心软件（或数字矩阵），以保障系统的完整功能和可靠运行。

三、系统的可靠性和稳定性

工厂监管系统作为整个应用系统的基础，其可靠性和稳定性直接关系到应用的好坏。

某个系统的单独故障可能直接给应用带来灾难性的损失。

B/S体系的网络拓扑的可靠性，主要是要防止因某一点出现故障时，而导致系统瘫痪。

如某个设备或某条线路出现故障，不会对整个系统产生影响。

四、系统的可扩展性及升级能力

为了保证工厂监管系统的有效性和实用性，同时又保证该系统在一定时期内不落后，我们在进行设计时，并不是一味追求高配置、高速率，而是在保证先进性的同时，选择具有良好扩展性和升级能力的设备及构架，设计出具有良好扩展性的网络拓扑，以保证整个系统的可扩展性及升级能力。

这具体表现在以下几个方面：

1.选用了具有良好开放性的系统构架和拓扑结构，易于扩充、升级。

2.用户端网络操作系统选用适合于多种媒体访问技术和多种高层协议的系统。

3.在用户端系统采用结构化布线，并利用已有的互联网络进行远程数据传输，通过对网络摄像机的升级、扩容、插板、以及堆叠等方式增加前端视频源的数量。

4.网络拓扑采用了B/S体系，用户可随时增加或减少视频终端，而不会影响其他终端正常工作。

第一章系统设计

第一节系统结构设计

整体工厂监控系统分为两大部分，这两大部分分别为监控系统和后台监控管理系统。

根据对整个系统的需求进行分析，和我们总体设计思想，工厂的监控系统的结构示意图如下：

示意图1

示意图2

示意图3

示意图4

由上图可以看出，整个系统基于B/S体系构成。

在每个工厂安装网络摄像机、拾音器、音箱，通过“网络摄像机”，连接到已有的ADSL网络上传。

监控中心通过数字矩阵连接切换到想监看、对讲的工厂，同时可对选择的视频图像、声音进行录像、检索回放，并且可以通过网络与前端工厂进行对讲等。

若前端网络摄像机为网络快球或者带云台网络摄像机，监控中心亦可对其进行云、镜操作。

当工厂探头发生报警时，立即将报警信号上传至监控中心及时处理。

方案1：

如示意图1，这个示意图主要是单个工厂的监控示意图，工厂安装一到多台高清网络摄像机，通过工厂原有的局域网，吧信号回传至监控中心，在工厂监控中心采用存储转发服务器NVR来进行显示存储管理，配置一台主控电脑服务器对整个系统进行管理，如果需要把工厂型号上传到上一级管理中心，则通过互联网或是已有光纤局域网回传至上级管理中心。

在使用方有授权的情况下，客户可以使用手机或是电脑对前端设备进行访问。

方案2：

如示意图2，这个是针对工厂只有一个分厂或是多个分厂的情况，前端每个工厂安装多台网络摄像机，通过外网回传到总控制中心，前端分厂也可以再前端显示存储，然后回传至监控中心，监控中心这里配置大型拼接屏显示，可以使用网络解码服务器或是普通单路解码器进行解码上墙。

方案3：

如示意图3，这个方案针对前端是单个或是多个分厂，这里传输方式主要使用局域网传输的方式，即前端分厂可以采用网线或是使用光纤收发器的方式使用光纤回传，网线传输距离较短，不建议超过100M，光纤的传输距离就比较远了，不同的光纤决定传输距离的远近，这里监控中心的存储是使用嵌入式数字NVR来进行的，只做存储显示使用。

配置一台主控服务器管理整个系统，同样，外网客户在有授权的条件下，也是可以通过手机，电脑灯对前端设备进行访问。

第二节工厂前端系统设计

前端工厂的监控系统，需根据各自工厂的实际情况，如：

规模大小、上网机器布置等情况，安装一至多个摄像机。

通过与网络摄像机连接至工厂的服务器或路由器。

系统示意图如下：

工厂整体系统图

图3.工厂监控前端设备连接图

上图画出了一个工厂的简单前端系统图。

拾音器、网络摄像机，音响采集工厂现场音视频信息和音频信息，网络摄像机将这些数据信息进行编码转换成网络信息，然后通过工厂服务器或者路由器，将数据上传给监控中心。

监控中心可以任意监看、调用控制这些终端设备。

如果发现工厂有违规经营行为，可立即通过语音对讲警告当事工厂。

必要时可通过网络警察关闭其网络连接。

网络摄像机或是视频服务器支持双向语音功能，即只需在摄像机以及总部监控中心连接拾音器，音响，麦克等语音输入输出设备，即可实现双向语音的功能，这里的话，双向语音可以是单向的，即总部监控中心对前端进行声音采集，并以广播或是会议的形式与前段设备进行单向通话，也可以授权前端设备与监控中心回话，监控中心可以实现与前段单个分厂的视频通话，也可以实现与前段多个分厂同时进行通话等功能，可以起来广播，会议等各种功能。

前端网络摄像机或是视频服务器支持报警向指定服务器回传图像及向指定服务器发出报警信号，即前端设备支持设置设备布防时间，在设备布防时间段内，如果某一台设备处罚报警信息，摄像机就会吧报警后的录像回传至指定的服务器上，即前端设备重要点位一台24小时回传图像至控制中心，其余点位在布防时间段内触发报警后回传图像至监控中心，并向监控中心发出报警信号。

在这个系统中，探头是一个复用设备，除了有效的预防安全隐患，还能够处理各种复杂设备接入后的处理，例如门磁/空调/烟感等设备，可以直接安装到摄像机的报警输入接口上，摄像机也可以同时解警灯，报警器等报警输出设备，实现报警输入输出，报警联动等功能，在监控中心也可以安装一个报警输出设备，实现与前段联动。

一个工厂的若干网络摄像机，通过交换机与工厂的网络服务器，或者路由器共享一个网络IP连接至光纤LAN中。

通过预置不同端口号进行端口映射，可达到共享IP连接的功能。

若工厂是动态

系统功能

实时监视和控制

•每台网络摄像机提供一路音视频信号同步实时处理（采集、编码、压缩、远程浏览），每路25帧/秒，支持720P（1280*720）图像格式；

•采用H.264压缩技术，最大压缩比可达1：

500；支持变码率和变帧率；编码带宽从64K—8Mbps动态可调，图像编解码时延<0.5秒，远端浏览显示时延<1秒（网络保证）；

•单服务器支持50个网络终端用户使用软件解码器同时调看前端实时图像；

•具有权限的用户可在PC桌面监控并控制前端摄像机；可在本地或远端根据权限对每路摄像机的云台、镜头进行控制，可对多路摄像机独立控制；

•能自动叠加摄像机名称、时间字符；

•自动以电子地图的方式将有权限的摄像机（包括其它系统的视频图像源）显示出来，同时还可以树形结构排列出来，用户可以直接单击访问；

•可对图像进行亮度，对比度，色彩，饱和度的设置；

•可进行多种画面分隔形式显示，也能画面切换，轮巡，满屏显示，即1、4、9、16等显示方式，并根据用户级别限定显示画面数量；轮巡编组和轮巡间隔可自由设置；

•可对所需要的监控图像进行单帧抓拍并进行打印；

•同时支持B/S和C/S方式访问；

•双向语音对讲，监听前端声音或对前端下达语音指令；支持PU与CU的语音交互，支持CU对多个PU的音频广播

•可以将网络接收的数字信号解压并还原成模拟信号接监视器；

存储和回放

•设立系统级图像存储数据库，具有不断扩容的能力；

•视频数据存储方式可分布式存储在前端硬盘录像机、平台NRU或客户端CU机器上；实现重要数据平台服务器集中存储和两端辅助存储，做到统一规划和资源调配；服务器设备架构为使用存储服务器与磁盘阵列

•单服务器可对45路图像进行编码存储，支持720P（1280*720）图像格式；

•可根据系统最大容量设定存储时间，超过存储时间资料按时间顺序自动循环覆盖；

•提供服务器定时录制、服务器手工录制、本地录制等模式；

•用户手动录像可将正在观看的图像存储下来；用户自动录像可按时间、摄像机设定将指定的图像存储下来；

•所存储图像可转储到其他介质，包括本地PC、其它存储服务器，可刻写光盘等；

•整个系统中包含的所有视音频数据、报警数据和其它用户数据在服务器的数据库均记录有它们的索引信息，用户可以按时间，地点，摄像机编号等信息查询到所有对他授权的数据信息，并且服务器会自动将用户的请求重定向到物理存放数据文件设备进行流方式点播。

全方位满足各级管理人员对监控信息的观看需求；

•用户可远程以流媒体方式点播服务器上查询出来的视频文件，也可以把视频文件下载到本地；

•回放功能：

快进、快退、单帧、暂停，存图片，电子缩放；

•回放过程中图像可保存在本地硬盘；

报警管理

•系统具有接警优先的功能，当有警情传来时,系统自动终止其他任何工作,优先处理报警信息；

•系统具有报警检验、应答确认、复核功能；

•系统具备报警信息联动控制功能，当其中一个报警器出现警情时，系统可根据事先设置好的规则触发相应动作，包括启动图像录制、启动报警输入、声光提示管理员、发送短信、自动电话呼叫、弹出现场视频、弹出电子地图；

•系统各监管中心在接到报警后，需要向110转发报警时，可将报警和图像信息转发给110指挥中心；

•自动巡检功能，即系统当前端有连接设备出现了异常情况时，系统会通过设定的方式通知管理人员。

•系统发生的任何报警信息都会传送到归属视频服务器存入数据库，视频服务器会实时将报警信息转发给在线总控和分控工作站，并触发相应动作；

•每个报警终端可同时接收并处理256路报警信息，并可同时查看16个报警现场的视频图像；

•报警信息可存储、网传、查询；为日后协助公安机关破案提供帮助。

电子地图

•系统支持电子地图访问，以GIS或者位图数据为基础，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。

系统提供电子地图编辑和管理界面，编辑完成的电子地图数据要能上传服务器保存，用户在其他机器使用只需通过客户端软件登陆服务器即自动下载电子地图数据到本地。

•电子地图系统根据系统结构分为多个级别显示，最高级为管理节点，中间各级分别是分支点或办事处或监控室地图，最低一级为监控点的监控区域地图，每一级地图上在对应地理位置放置控制图标显示下辖单位或监控节点信息。

通过点击图标可以显示对应子图，报警节点信息，视频监控节点图像等。

下辖单位或监控节点产生报警时，在子图上通过闪亮图标等方式通知监控中心的值班人员。

系统管理

•提供了用户帐号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作；

•对于每个用户可以指定他有权进行操作（包括浏览/控制/管理）的监控点集合，用户只需要登陆服务器即可以对给予他授权的所有设备进行操作；

•提供树型设备管理结构，不受监控点数目的限制，充分满足了对监控系统较高可扩放性的要求；

•可对视频编码器及其下属通道监控点进行添加、删除、修改等维护操作；

•对监控工作站按区域进行层次化树状管理；

•当视频编码器启动和服务器连接成功后，服务器将自动获取视频编码器及其下属通道的连接信息，存储在动态数据库中，用户登陆后可以浏览到被授权的在线监控点；

•采用多级交叉的权限控制机制，用户权限分8级，每个用户对于每个监控工作站具备的权限可以独立设置。

避免了传统权限管理方式造成的一级权限可访问多个子系统的情况，保证监控信息安全；

•合理的权限冲突检测机制，用户仅可进行有权限系统操作，避免恶意删除和修改监控信息，最大程度保障系统信息的安全。

高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权，确保控制唯一性；

•系统具备日志记录功能，包括操作系统日志，设备运行日志，远程用户连接日志，远程用户操作日志等；

•系统采用全中文图形化界面，简单实用，易于操作；

•本地及远端所有功能均能程序控制，全中文下拉式菜单管理，网络配置参数可通过网络远程更新，程序可远程升级；

•可以查询服务器上的日志，可以查看服务器CPU负载、网络负载、进程状态、硬盘状态等信息；

报表和日志

•对当前系统配置，设备故障、历史资料列表，用户属性配置，报警信息列表，存储空间状况，出入人员信息、业务相关数据等产生详细制式报表，汇总系统信息，方便查询，导出和打印。

•系统具有完善的日志管理功能，包括操作系统日志，设备运行日志，远程用户连接日志，远程用户操作日志等，对各种事件如用户登录和退出、修改系统参数、报警的布防和撤防、调阅和删除历史资料、控制前端设备、接警处理、设备状态变化、系统启动和停止等进行准确记录，为系统维护和诊断提供历史数据。

网络功能

•支持多用户网络监控，支持多播、TCP、UDP数据流输出，可穿透网络层代理。

•支持能够承载IP数据的各种网络，支持跨路由器的远程实时监看、远程检索查看历史资料、远程控制。

•自适应网络带宽，实时高效的传递监控信息。

•系统可与其他集成系统通过网络无缝对接，实现信息资源共享。

•随着系统的逐步扩展，会出现许多新的系统。

这些系统一旦出现，就可与现在系统联网，从而可以共享视音频及其系统信息资源。

系统之间通过IP网络相连。

多级管理

•具备自上而下的信息自动收集功能，即上级服务器可以从下级服务器收集报警信息、巡检信息、事件信息和视频信息并更新数据库；底层服务器可以从视频编码器等数据设备手机相应信息并更新数据库；

•系统具备触发事件的自动上报功能，前端发生的报警、设备故障等等触发事件会马上上传归属服务器，归属服务器在存储此信息入数据库同时会转发给上级服务器及在线控制工作站，整个过程延时<1秒；

•整个系统对外提供了开发式接口，可以和其他管理系统对接；

数字矩阵

•可以接收远程网络摄像机传送过来的网络音视频压缩数据流，通过管理本机解码卡输出单画面图象数据到本机显示器和外接电视墙上。

可以捆绑在主控软件中使用。

可以由其中一台矩阵主机负责对所有主机的集中控制，构成大型网络数字矩阵。

支持多台数字矩阵硬解码输出的协同控制。

支持对其它标准客户端软解码VGA输出的协同控制，最大管理本机25路硬解码输出。

个性化功能

•时钟同步，所有的前端和客户端与服务器保持时间同步；

•透明通道，系统支持数据透明传输，在客户端提供数据输入接口，系统通过服务器转发透明传输给前端外接设备；

•矩阵控制，系统接入主流的矩阵设备，允许在客户端直接控制前端外接矩阵的视频切换和画面分割；

•外接控制键盘，在客户端通过串口连接控制键盘直接通过控制键盘操作前端设备云台动作和矩阵切换。

第三部分设备选型

为了使整个系统运行可靠、稳定，在设备选择上就必须仔细慎重。

详细了解各设备的技术参数是否达到预定指标，功能是否齐全。

下面，就对系统所选用的主要设备进行详细的介绍。

产品名称：

130万高清网络阵列红外半球

产品系列：

TC-9816GW

产品系列型号：

TC-9816GW：

CMOS130万像素传感器、960P全实时编码压缩、阵列红外，红外照射距离：

30米（夜视机型）；镜头是2.8-12MM可选，球罩支持手动360°旋转，标准H.264MainProfile编码、双码流

概述

TC-9816GW系列采用1/3″SonyCMOS，最高图像分辨率960P（1280x960），支持双码流，在低带宽网络环境下可流畅传输高质量的高清H.264视频图像，同时也支持MJPEG压缩方式，提供灵活选择；适合于公检法、港口、银行、监狱、法院等对图像画质要求达到高清的重要的场所。

特性

Ø*sensor采用原装进口SONY

Ø*标准H.264视频压缩格式，图像清晰度高，色彩还原性好，画质通透性强

Ø*支持视频丢失报警；移动侦测报警，可设置4个侦测区域，报警联动连续抓拍三张图

Ø*内嵌WebServer，支持IE浏览、参数设置、升级、用户权限管理；

Ø*支持IE/Safari/firefox/google等多种浏览器；

Ø*录像文件格式为AVI，可用Mediaplayer、暴风影音、VLC等直接播放；

Ø*支持天城威视自厂域名服务器，也可支持第三方动态域名（3322，Dyndns等）；

Ø*支持FTP、E-mail电子邮件报警上传，Email兼容所有邮件服务器；

Ø*支持手机监看功能

Ø*支持Onvif2.0协议

Ø*支持走廊模式

Ø*支持视频环出功能

Ø*支持POE供电

Ø*支持标准RTSP（RTSPoverUDP,RTSPoverTCP,RTSPoverHTTP）

Ø*支持异常自动恢复和网络中断自动重连功能

Ø*支持无线WIFI；（WEP、WPA及WPA2加密协议）

Ø*支持UPNP自动端口映射

技术规格：

技术规格:

编码方式

标准H.264压缩算法

成像芯片

1/3″SonyprogressivescanCMOS

COMS性能

支持超低照度，自动白平衡，自动增益控制，自动