视频监控解决方案NVR.docx

视频监控解决方案NVR.docx

《视频监控解决方案NVR.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《视频监控解决方案NVR.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

视频监控解决方案NVR

视频监控解决方案

UTCFire&Security

2011年4月

第5章系统设计

5.1数字视频监控系统设计

5.1.1技术要求

根据******提供的需求说明,闭路监控系统采用数字视频监控系统。

利用闭路电视监控系统可以对******的正常秩序管理，对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存重要的图像资料。

系统的主要特点是能为安全部门提供较完整的图像资料、可视性强。

系统由前端系统、传输系统和终端系统组成。

5.1.2选型说明

******的闭路监控系统应该具有集成化以及操作简单的特点。

在设备的选型方面，我们将选择具有国际领先技术的顶级知名品牌产品，要求性价比在同档次的产品当中能够比较突出。

5.1.2.1系统的构成

摄像部分的作用是把系统所监视的目标，即把被摄体的光、声信号变成电信号，然后送入CCTV系统的传送分配部分进行传送。

摄像部分的核心是摄像机，它是光电信号转换的主体设备，是整个CCTV系统的眼睛。

摄像机的种类很多，不同的系统可以根据不同的使用目的选择不同的摄像机以及镜头等。

根据******要求及应用场合的不同，我们分别采用了多种不同的摄像设备：

在监控点的配置上，监控点应设在酒店和办公楼的出入口、周界、公共区域、地下车库出入口、各个出入口、电梯厅、电梯轿厢、楼道出入口、特殊的公共场所及酒店和办公楼需要报警联动等重点位置，摄像机尽量采用隐蔽式安装。

对这些区域内人员进出及活动情况进行监视与录像，从而掌握整个酒店和办公楼内的安全动态信息，为PULLMAN酒店和甲级办公楼的客人创造一个安全完善的休息环境。

摄像机可根据******主要求自行选择外壳，并根据******现场实际情况的需要,选择各种不同型号的镜头和护罩支架，满足整体建筑风格美观性的要求。

室外采用高速彩色一体化快速球机，快球能捕捉到更细微的画面（如车牌号码、人手里的东西、面部表情等细节）。

。

5.1.2.2网络传输设备

本系统传输方式采用最新的基于MPEG4数字视频编码技术的远程数字传输方式。

本系统提供最为经济的图像品质与用户投资平衡点，投资方不再需要租用昂贵的线路或敷设高带宽网络来满足视频传输的要求。

MPEG4实时图像传输低至每路100~300kbps视频带宽的占用，使有限的带宽传输高品质的图像成为可能，或者在同样带宽的环境下，本方案可以真正达到高密度的监控点布署。

由于本系统支持多播（Multicast），占用的带宽相对于其它解决方案要低的多，因此不会使网络负载太重。

5.1.2.3编解码器

本系统采用数字结构，即前端视频监控采用模拟摄象机通过光端机接到就近分控中心的编码器（Encoder），此由深化设计方依据摄象机布局进行设计。

所有的编码器通过交换机连接入专用TCP/IP网络中，在各控制中心可根据需求及权限对指定摄象机进行控制、管理。

整个数字视频监控系统主要由前端摄像机，编码器和网络传输设备，监视器，视频软件组成。

前端摄像机实现现场视频采集，通过光端机将模拟视频信号接入各个建筑弱电间的编码器，从编码器出来的数字视频信号接入网络传输系统；在总控中心的视频软件上通过网络对数字视频系统进行管理，可随意调看实时和存储的图像，并对整个视频监控系统进行管理。

本视频系统管理平台软件采用Simax软件，为用户提供丰富的管理和控制功能。

数字视频系统中的前端编码设备采用领先的MPEG4视频压缩技术，并集成了RS485/422控制及I/O控制功能。

视频编码器将压缩后的视频编码数据通过10M/100M端口直接在以太网上传输。

一体化球机控制信号则通过RS485/422口与数字视频系统相连，可以在总控中心和各个监控分中心操作控制前端摄像机上、下、左、右移动，并调整焦距或光圈对目标进行高清晰度的监视。

另外，本数字视频系统中还接入模拟键盘，从而可以控制前端的摄像机。

视频显示可以通过总控中心的视频工作站进行解码显示。

5.1.2.4视频监控管理软件

方案架构分析

单服务器体系:

为大部分第三代网络监控软件所采用。

通过一台专业的PCSERVER安装服务器软件，完成对设备和媒体数据的管理以及各种监控业务的处理。

在这种体系下，如下一些问题得不到好的解决：

系统规模无法扩大受制于网络带宽瓶颈和数据存储瓶颈，单服务器体系一般不太适合管理100路以上的流；系统稳定性和数据安全性差，服务器的任何故障都会导致整个应用系统的瘫痪，甚至导致数据丢失；

功能服务器体系：

为了解决单服务器体系面临的问题，部分监控软件提供商，提出了功能服务器的概念。

在这种概念下，软件供应商将单服务器进行了模块和功能拆分，不同的模块和功能安装运行在不同的PCSERVER上。

这样，应用系统中就出现了认证服务器、流转发服务器、存储服务器、目录服务器等等。

这种体系一定程度上能提高系统的效率，但是存在如下问题：

性价比低，多服务器带来的效率优势不足以抵消多服务器带来的成本负担；系统规模依然无法扩大，该体系并没有解决网络带宽瓶颈和数据存储瓶颈问题，流转发服务器和存储服务器依然制约着系统规模；系统稳定性和数据安全性依然存在认证、转发、存储、目录等等构成了一个完整的监控系统，在功能服务器模式下，为了解决多服务器间数据耦合和共享问题，系统的复杂度会大大增加；另外，该体系下任何一个服务器的崩溃，都会在应用层面上导致业务崩溃。

如果完全信赖软件的话，该体系的稳定性也并不比单服务器强。

为了解决前两种服务器体系的问题，GE率先提出并实现了基于分布式多服务器体系的监控平台软件。

显然，对于中小规模的网络视频监控系统，稳定和专业的单服务器体系是用户的最优选择。

如果系统能在数据冗余和备份方面有相应解决方案，那么单服务器架构必将占据中小规模市场。

那么，如何构建大规模、跨地域的网络视频监控系统呢？

分析大规模网络视频监控系统，我们不难看出按业务分级布防和管理是这类应用的特点。

显然，与业务流程吻合的软件体系才是最高效和稳定的软件体系，分布式多服务器体系正好符合大规模网络视频监控的业务需求。

分布式多服务器具有如下的特点：

网络上的每一个服务器，就功能和模块而言完全一致，每个服务器节点采用支持冗余备份的单服务器体系，做到结构简单化。

网络上的每一个服务器，负责管辖防区范围内的所有安防业务，包括用户、流、录像等等，做到业务本地化。

用户可以根据应用的需要，轻松地在各服务器之间构建多叉树的拓扑结构，满足分级和分层管理的需要，做到管理网络化。

可以看出，分布式多服务器体系中：

功能强大、稳定的服务器节点是基础。

多服务器分布协调工作是保障。

该体系具有如下优势：

由于每个服务器节点采用支持冗余备份的单服务器体系，所以系统运行稳定，系统维护简单。

由于每个服务器节点可以独立工作，所以各个防区可以独立建立本辖区的安防业务。

这种自下而上的业务建设方式，符合大规模网络视频监控业务的需求。

通过分布在网络上的各个服务器节点，真正做到了系统计算和网络流量分布。

通过单服务器的业务本地化，将网络负担和存储负担化整为零，从而不但使得大规模组网成为可能，并且极大的减少了系统构建成本。

分布式架构

系统采用分布式应用管理结构，实现多级目录的服务器架构，每个子服务器、目录服务器是各自独立的，目录服务器可以同时是子服务器和目录服务器。

GE分布式架构的目录服务器为客户提供子服务器的指向路径，然后直接访问子服务器的数据流，直接实现客户访问的数据跟镜头所在的服务器无缝对接，该模式防止了目录服务器的数据流转发瓶颈，为整个系统的稳定运行和无限扩展提供了非常有力的保证。

GE采用的分布式架构，每个子服务器具备多级中心建设应用的功能，每个子服务器里的云台控制协议可以选择UDP协议或者TCP协议，控制命令可以设置成用户高权限优先策略或者时间先到先得的策略。

每个子服务器还可以设置该台子服务器的出口带宽，当带宽不够时，有高权限客户登陆后，系统会自动强制结束低权限用户的访问线程。

平台管理服务器支持架构无限增加和扩展，实现多级视频管理平台之间的级联，上级管理平台对下级平台的调度管理和相互之间的联动。

系统的存储也支持分布式架构。

由于大规模集中存储占用的网络带宽较大，同时，还存在安全性隐患，所以需要进行分布式的存储。

存储服务器可以按照网络带宽和实际需要，分级、分层存储，统一调度管理。

视频转发

由于GE解决方案的软件架构是分布式架构，采用视频转发和负载均衡机制，有效减轻多个网络用户对同一视频流访问对网络造成的压力，同时通过负载均衡提高分发服务器的效率。

GE服务器的视频数据流处理方式：

GE服务器监听设备的相应端口，看是否有数据上传到服务器；如果有数据上传，则判断该数据是否需要转发，然后进入转发处理程序，随着判断该数据是否需要存储，如果是则进入录像处理函数。

如果没有数据到达GE服务器，累计没有收到数据的时间到达上限后，判断该线程对应所连接的源是否是硬件设备，如果是硬件设备，调用设备访问接口，重新打开设备，进行重新监听线程。

如果设备丢失时间到达上限，该连接已经不可用，则结束线程退出，同时清理该线程的上下文。

客户端用户发送请求前端设备视频流时，媒体的处理线程方式是：

首先检测该路视频流是否已经转发，如果已经有客户端请求了该路视频，GE服务器直接将视频流转发至用户监控客户端；如果无人请求该路视频，GE服务器会首先与前端设备建立该路视频流，然将视频流转发至请求用户客户端，其他用户再次请求该路视频流时，直接从GE服务器获取即可；

GE服务器会实时检测系统的视频流传输，当用户不再浏览视频流，服务器会自动断开视频流，降低无用视频流对网络造成的压力。

5.1.2.4NVR图像存储

本项目采用NVR方式实现存储，即是指录像资料集中存储在NVR设备中的存储方式。

存储要求

存储系统容量

数据存储功能是视频监控平台中最重要的功能之一，它有利于后期调查取证，实现视频数据的快速回放。

通过采取包括电子监控的存储功能，可以多方位的记录下各个监控点的事件发生过程，为日后事件回放提供最直接的证据。

视频监控对存储需求有如下几个特点:

a.对存储的容量需求弹性比较大，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。

b.对存储的性能要求较高，需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大且并发访问请求数量多。

c.数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间（如30天）以后便可以删除或被覆盖。

要为监控中心平台选择合适的存储设备，首先就要估算视频数据存储容量需求。

那么根据现在主流的压缩方式来计算如下:

视频数据存储容量=（每点每秒数据流量/8）×总点数×3600秒×24小时×30天

GE使用的主机柜支持录像存储容量（RAID5/280Mbps:

16盘1T），外接两台7000-J录像天数（RAID5/280Mbps:

48盘1T）

。

5.1.3系统主要设备性能

实时图像监控

能按照指定设备、指定通道进行图像的实时监控，支持实时图像的显示、切换、抓拍和录像，支持多用户对同一图像资源的同时浏览。

支持基于电子地图的视频监控。

图像增强

图像增强功能主要是通过GE软件的五种不同算法对显示的视频图像进行五种不同程度的优化处理，已达到更好的视觉效果。

图像的检索和回放

能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓拍等；能支持回放图像的缩放显示。

虚拟镜头（全景镜头）

客户端可以通过虚拟镜头将四个镜头显示的图像拼接在一起，将现场的四个镜头采集到的图像完整地品结成一个组合画面出来，同时，虚拟镜头也可以作为一个整体的图像进行轮巡和布局。

快照检索

提供基于快照的快速检索，通过快照检索可以很快地查询事发点的情况。

方便用户找到