九安远程视频监控系统建设解决方案.docx
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九安远程视频监控系统建设解决方案
计算机信息管理系统
（九安远程视频实时监控系统）
设
计
方
案
一、公司简介
二、ADSL远程实时监控系统理论
2.1概述
2.2广域网（Internet）接入方式的选择
2.3图像压缩技术的选择
2.4DVR2004F远程传输系统组成
2.5用户自身提供条件
2.6功能陈述
2.7同类产品比较
2.8ADSL远程实时远程报警的实现
2.9常见问题解答
三、本案设计方案
3.1图像传送实时性理论
3.2方案分析
3.3系统组成
3.4成本核算
3.5使用方法
一、公司简介
广州市九安光电技术有限公司（JUAN）成立于1999年，是一家极具实力的技术型视讯产品生产企业，公司拥有专业的研发团队30余人，其中80%具有硕士以上学历，多项软、硬件研发成果获国家专利。
自主研发嵌入式硬盘录像机、一体式硬盘录像机、网络硬盘录像机（NVR）、网络摄像机（IPC）、工程宝等多种产品，已通过欧盟CE、美国FCC等权威认证。
经过多年的建设与发展，公司不断提升视频处理技术和视频分析技术，持续加大研发投入和不断致力于技术创新。
在全国范围内建立了自己的销售网络，并成功开拓全球国际市场，针对交通、通信、金融、电力、教育、政府部门、监狱等领域提供合适的视讯产品。
这些产品在广州亚运会、深圳大运会、北京地铁、惠州电信、国家电网等重大市政工程中得到广泛的应用。
九安监控器材生产厂家联系电话：
本文来自：
九安光电监控设备NVR
九安品牌IPCAMERA九安外贸网
二、ADSL远程实时监控系统
（解决成本与实效的最佳方案）
——————深普飞科技
（注：
此文已发表于《慧聪商情-安防技术》、《中国共公安全》、《中国刑侦》、《安防月刊》）
2.1概述
随着国家数字信息化的发展以及人们对安防意识的提高，传统的定点监看及录像的监控方式，已渐渐显出其不足的一面，远程实时监控的议题也渐为人们所常谈。
近年来，网络信息业长足发展，很多地方都能用上网络宽频（有线电视网、长城宽带网、电信网络快车（ADSL）、小区宽带等各门各类的宽频网络），为远程实时监控提供了外部传输技术的支持。
在存储技术上，数字硬盘录像机的诞生，把传统的模拟信号转化为数字信号，从M-JPEG、MPEG1、MPEG2乃至当今的MPEG4技术的不断改进，图像画质越来越清晰，而存储容量越来越小，为远程实时监控提供了内部压缩技术的支持。
下面，我们从几个相关的方面阐述一下我们的见解与探讨。
2.2广域网（Internet）接入方式的选择
现在常用的接入方式中，主要有以下三类较为常用：
A类：
普通电话拔号方式（PSTN、ISDN）；
B类：
专线方式（DDN、ATM、xDSL）；
C类：
局域网转接方式（LAN）；
A类：
普通电话拔号方式
基本特点是使用简单方便，要求低。
只要有市话的地方，配上modem，申请账号，就能直接上网，速率可达56K/S。
其缺点也是较为明显的：
1．传输速率慢。
PSTN为56k/s，ISDN为112k/s。
可以满足一般的静态网页浏览，但对于通过Internet进行实时图像数据传输的远程监控来说，是远远不够的（通过后面的介绍，可知道远程实时监控最低要求有512k的上传速率）。
2．通讯费用高。
普通电话拨号的通讯费用是由两方面组成：
网络费+电话费。
网络费有包月制，在几十元之间；但电话费却要根据通话时间来计算，在远程传输时，要求网络一直处于连通状态，就相当于电话一天24小时在通话，这样计算下来，电话费就是个沉重的负担。
总体来说，普通拨号方式，在远程监控方面的应用性是较差的，但由于某些特殊原因，也有可能使用到。
B类：
专线方式
DDN、ATM等专线的昂贵费用令用户望而怯步。
但近年来，虚拟专线系列产品（ADSL、VDSL、XDSL）的推出，使用费用不断下调，用户可以在低成本的基础用上高质量的宽频。
在此我们将讨论ADSL。
ADSL的优势是显著的：
1．速率高。
一般的ADSL提供最基本的512k/2M的速率，有些地区可根据用户的需求扩展上传、下行的速率（上传可达2M/下行可达8M）。
2．费用低。
据不完全统计所得，全国各大城市对ADSL的包月费都在40~200元之间，此外，不含其它使用费用。
但跟DDN，ATM等专线相比，也有一些不足之外，例如速率不稳定、IP动态分配等。
总体来说，ADSL是目前为止，远程实时监控应用最好的媒介。
C类：
局域网转接方式
小区宽带网（长城宽带网、有线电视网等）的速率随着用户人数的增加而下降，有堪者会低到只有几十k的速率，另外，其IP的双重性，为网络识别主机身份带来一定的困难。
在远程实时传输上是不利的。
所以我们是不太主张在监控端使用此种接入方式。
通过以上三种方式的介绍，我们在选择传输媒介时，推荐使用ADSL。
2.3图像压缩技术的选择
要实现远程图像的实时传输，除了选择外部网络传输方式外，也得考虑现有的图像压缩技术。
目前数字硬盘录像机所用图像压缩技术，可分为以下几类：
A、M-JPEG
B、MPEG1
C、MPEG2
D、MPEG4
A：
M-JPEG压缩技术
早期数字硬盘录像机使用的压缩技术，其压缩容量大（450-600M/小时）而图像效果差。
应用于远程传输的主要参数：
图像标准：
358ⅹ288
帧容量：
5-6.7k/帧
实时性（25帧/秒）：
125-167.5k/秒。
B：
MPEG1压缩技术
对M-JPEG的图像质量及存储作了某些的优化，其压缩容量相对M-JPEG要小（300-500M/小时），图像质量要好。
目前市面上的数字硬盘录像机都基本采用MPEG1技术。
应用于远程传输的主要参数：
图像标准：
358ⅹ288
帧容量：
3.3-5.6k/帧
实时性（25帧/秒）：
83-140k/秒
C：
MPEG2压缩技术
对MPEG1图像质量低下而改造的技术，有效地提高了图像质量，但同时却又大大增加了图像压缩容量（500-800M/小时），故很少数字硬盘录像机采用些技术。
但嵌入式的硬盘录像机，由于使用的是UNIX或是LIUIX操作系统，建立在纯IC写出/写入的程序结构下，对此技术的调用或存储有很大的便利性，而且考虑到图像质量作为嵌入式的卖点，固应用此技术较多。
应用于远程传输的主要参数：
图像标准：
358ⅹ288
帧容量：
5.6k-8.8k/帧
实时性（25帧/秒）：
140k-220k/秒
D：
MPEG4压缩技术
新型图像压缩技术，有效解决容量与图像质量的问题。
MPEG4提供DVD级的图像质量而存量却又能大大降低（80-220M/小时）。
另一最大的特点是，MPEG4技术是基于网络传输方面作出了更强的功能开发，首次引入了流媒体技术的概念，使原来巨型的图像容量包传送的困难迎刃而解。
换言之，MPEG4技术的成功之外，也就在于它专门针对网络传输方面的开发。
应用于远程传输的主要参数：
图像标准：
358ⅹ288
帧容量：
0.8-2.5k/帧
实时性（25帧/秒）：
20-62.5k/秒
（注：
帧容量：
0.8~2.5k/帧，0.8k/帧代表静态时的压缩容量，2.5k/帧代表动态时的压缩容量）
客观上分析，以上四种压缩技术的发展是各有优势的，M-JPEG技术发展最为早期，至今也是相当成熟，MPEG1的稳定性与兼容性也是不容置疑的，MPEG2的图像质量是众多图像技术最为绚丽的，而MPEG4的图像传输功能也是无人能比的。
在本文的技术讨论中，最主的是从网络图像传输方面出发，故对MPEG4的技术有所推崇。
第二部份所述的各接入方式最大上传速率：
普通电话拔号最大上传速率：
56K/112K
ADSL最大上传速率：
512K
局域网转接最大上传速率：
不稳定，视其用户数目（以后不作讨论）
当数据传输时，各最大上传速率要除以一个系数8（具体参数来源，请参考有关计算机语言算法），所以真正能上传的最大速率为：
普通拔号速率：
7KADSL速率：
64k
在广域网（Internet）中实现远程实时监控功能，对照各压缩技术的参数、功能特点的比较以及各接入方式的最大上传速率，我们得出如下结论：
MPEG4+ADSL是目前实现远程实时监控最佳的配置，成本低，实效性强。
2.4DVR2004F远程传输系统组成
我们根据以上理论计算、市场产品、用户需求等多方面客观因素，结合自身技术力量，研发出DVR2004F远程传输系统。
该系统是建立在MPEG4软压缩的数字硬盘录像机上，安装自开发的OURCOM远程系统软件，通过ADSL拨号网络接入，直接实现远程监控功能，无须外置任何设备。
其系统组成具体如下：
PC主机：
CPU：
P4C1.7orAMD1700+
显示：
ATI128PROorGeforce2M40064M
内存：
256M
硬盘：
80G
机箱：
4U工控型
视频采集卡：
MPEG4软压缩卡
100帧/200帧/4路--16路，带音频接口
软件：
Window98SE/Window2000操作平台
DVR2000硬盘录像操作软件。
JAVA软件支持平台
VC软件支持平台
Ourcom远程传输软件
PWS网络主机服务器
Officeaccess数据库支持平台
ODBC数据库支持软件
Norton防病毒软件
及各相应支持的文本、工具、插件、网页等软件
其方案示意图如下：
2.5用户自身提供条件
1、申请虚拟专线（ADSL、VDSL、XDSL等具有公网IP的网络），费用自理。
2、网站授权（用于对网站数据进行一定的修改），如果没有网站者，我公司可提供网站服务。
3、如果服务器端有云台、变焦镜头时，需要购置相应的解码器及转换口。
2.6功能陈述
本系统可分为服务器端及客户端。
A、服务器端功能：
提供与一般数字硬盘录像机相若的各种主要功能。
主要有：
1、图像实时监控、录像、回放等；
2、控制云台，镜头等；
3、移动、触发报警等；
4、多路视频录像选择；
5、局域网传输/Internet传输；
6、局域服务器共亨；
……
B：
客户端功能：
可分监视及监控两部分功能。
监视功能：
远程用户，通过IE浏览观看监控情况，不能作任何操作，不能发布命令。
监控功能：
远程用户，安装专门的客户端程程序，可直接对服务器端设备进行远程操作，控制镜头左右上下摆动，对可变镜头进行远近调节，异地保存记录等。
2.7同类产品比较
以下对一些同类产品作一些的简单的比较。
1．普通电话拨号方式的Quicksever
支持M-JPEG压缩技术。
由于电话拨号的上传速率仅仅只有7k/s，但图像数据传输量大（最小大于80K/S），所以它的远程传送效果较差，平均是每秒里只有2-4帧的速度，远程客户端的丢帧现象严重。
当IP是变换后，要双方通过打电话询问主机IP，才能联接。
2．硬盘录像机内置远程程序，直接modem传送
随着远传的发展，后期的硬盘录像机功能中都带有着远程监控的客户端工具及主机服务器平台，在局域网中的传输效果上有了很大的提高，但在Internet的使用中，用户只能通过普通电话拨号实现远程监控的功能，其本质上跟使用Quicksever效果一样，只是减少了外置设备。
3．网络摄像机
网络摄像机采用MPEG4压缩技术，也能通过ADSL进行传送，其原理与我们所开发的DVR2004F远传系统一样，但它仅仅实现的DVR2004F的远传功能，缺乏了硬盘录像机的存储，回放等一些基本功能。
另一方面价格高（一般一台网络摄像机要卖到6000元以上）及要求静态IP（相当于租用专线，一个月好最少也需要几千元的通讯费）也是它目前未能很好解决的问题。
4．视频网络器
类似Quicksever的产品，支持MPEG4压缩技术，而且要求静态IP的支持。
DVR2004F则从日常费用低、实用性强、操作方便等角度考虑而开发的产品。
1．日常费用低
利用一般动态IP的ADSL作为传输（本系统不限制静态IP），日常操作费用低，深圳地区每月的费用也仅仅是200元，一些城市上ADSL的包月费更低至40元。
2．成本低、实用性强
功能上如一台硬盘录像机，带有多种实用功能，同时实现远程实时传送，用户不需另购置其它设备。
适用于任何摄像机类型，为用户提供了很大的选择范围。
3．操作方便
基本上全自动执行，也可根据用户要求调速参数，操作简单，跟一般的硬盘录像机没有区别。
在客户端，提供了两种监控方式。
第一种是直接通过IE浏览，开放性强，客户可随时随地观看监控情况。
第二种是通过特定的软件来进行控制，保密性强。
从诸多的对比中，我们相信我们的产品具有很强的竟争优势。
2.8ADSL远程实时远程报警的实现
1、DVR2000F远程报警的种类
DVR2000F系列产品，提供了本地视频移动报警及外接传感器报警等功能。
由于DVR2000F是专门针对广域网的实现远程监控而开发的系统，因此我们也通过对TCP/IP的协议解释，相应引入两种远程报警方式：
A、LAN类报警
B、DIALUP类报警
A、LAN类报警
LAN类报警方式，是建立在TCP/IP协议上的同网内报警方式。
最基本的应用类型是应用在组成局域网中，当监控主机发生报警状态时，把报警信号传送到同网中的指定某台微机上，该微机即会弹出报警窗口并同时发出报警响声。
由此应用可推广到广域网中，但要求接受报警信号的微机是具有固定的公网IP，报警主机预先把此静态IP输入到报警发送IP栏中，一旦发生报警情况时，报警信号可马上向此IP发出。
对于某类型的广域网接入方式中，不具有固定的静态IP能否实现此远程报警功能？
答案也是“可以的”，不过相对的技术问题就更为复杂了，要应用到VPN内联技术,其费用较高，以及稳定性有待测试。
B、DIALUP类报警
DIALUP，指的是通过拨号方式，把报警信号发送到指定的一个电话号码或CALL机号，实现即时报警功能。
DIALUP将调用到WINDOWS内置的拨号网络程序，只要把WINDOWS内置的拨号网络设定好报警号码，如110、手机号、小区保卫室电话号码，或是随身的CALL号等，当有情况发生时，即可实现报警功能。
当然，这种功能需要MODEM来支持。
2、DVR2000F远程报警实现所需设备
要实现以上远程报警的功能，除了监控软件的完善外，在硬件配置上也得有相应的支持。
以下从被监控端和监控中心两方面进行设备配置。
A、被监控端
DVR2000F远程监控主机（内置相应监控、报警软件）1台
宽带网络的接入（如ADSL、长宽等）1套
报警信号输入线（接报警发生器，如红外探测器、温感器、烟感器等）1-16路
报警信号输出线（现场连接报警装置，如警号、自动控制器等）1-3路
MODEM（用于实现DIALUP功能所需）1套
B、监控中心
监控专用微机（需配合宽带接入方式进行调整系统的安装）1套
宽带固定IP接入1套
同样，基于DVR2000F系列产品，是进行视频远程监控，其图像传送数据非常大，一般建议用户采用单独的ADSL进行工作，避免因图像传送而引起其它数据的掉失，而且网络速度建议上行速度不低于512K/S。
3、远程报警图解
当发生视频移动报报警或是报警器报警时，DVR2000F主机会进行实时录像及预前录像（有关此项设置，请参看产品说明书），并在第一时间内把报警信号传送到指定的微机上或拨打指定的号码。
2.9常见问题解答
1．客户端可不可以多画面同时实时监控？
上面已计算过，对于一路图像的实时上传就要求有至少512K的速率，才能实现25帧/秒的实时效果。
如果服务器端只接了一条ADSL的话，哪么上传速度就局限在25帧/秒了，如果想同时多路监控，则要分享这25帧，例如说：
要两路同时上传，则每路只能上传到12帧/秒的速度，如果要三路上传，则只能到8帧/秒的速度，如此类推。
但是，如果有两个服务器，各自接了单独的ADSL，则每个服务器可单独上传25帧/秒的速度，此时客户端就可以同时监控2路分别来自不同服务器端的实时情况，如此类推。
但这种情况也不是无限扩展的，也要根据接受端的上网方式来判断，如果使用ADSL，因为ADSL的下行的速度也局限在2M的速度，也就是说，下传实时只能达100帧/秒，最多只能支持4路实时同时监控。
无论服务器有多少个也无济于事。
2．往后能不能扩展为多路实时监控？
如果ADSL上传能提供2M、或是更宽的速率，就可以实现更多路的实时图像，此标准就用512K/路，来作为计算单位，是此单位的几倍速度，就可实现几路的实时传送。
或是图像压缩技术有更进一步发展，将来出现比MPEG4更低压缩容量的技术，就越有可能实现多路实时监控了。
3．每月费用多少？
每月的费用，只是用户向电信局交纳的ADSL使用费（深圳地区200元包月，其它地区按各地方的包月费用计算），除此之外就是电费了。
其它没有附加费用。
4．如果客户端是普通电话拨号，能不能监控？
也可以监控，不过看到的图像是断断续续的，因为据上面的计算，一般56K的速度，只能支持3-6帧/秒的速度，比起实时25帧/秒的要求，就远远不够了。
5．如果客户端是其它宽带上网，能不能实时监控？
对于其它宽带上网（长城宽带、有线电视网、或其它小区网），只要下行速度大于512K/秒时，就能实现单路实时监控。
有某些小区宽带，虽然说能达到2M接入，但由于多用户共享这2M的速度，有可能使真正的用户会少于512K/秒的要求，此时，实时监控的效果就可能不太如意。
6．远程监控距离有限制？
没有。
原则上只要有Internet网达到的地方就可以监控。
如果这样计算，在国外也可以监控的，但由于我国的Internet出国端口是有限的，全国网民都共享这些端口，所以图像传送到国外时是有一定的影响。
但在国内传送基本上就影响不大了，只是当网络使用高峰时，可能会造成某些地方网络阻塞，图像传送不到。
7．图像传送真正达到实时？
ADSL的理论上传最大值是512k/s，但大多的时间里它的速率只能维持有300k/s左右的速度，所在实际传送时，严格来说，只能实现到20帧/秒左右的速度。
8．在局域网中使用多台DVR2004F，都能实现每路远程监控？
不能。
目前技术所限，仅能对局域网中作为服务器身份的DVR2004F进行远程监控，其它局域网中的DVR2004F，因为不具备公网IP，Internet用户无法直接连接，故不能访问。
但在局域网中任何用户机器却能实现监控任何一台DVR2004F，因为在局域网内部各机，都能直接读取其它的机器的信息。
但是，我们一般建议用户最好为DVR2004F专门配置一条单独的ADSL，因为图像数据传输量大，有可能影响到局域网中其它用户正常收发Email及下载软件。
9．如果多个人同时远程观看监控点，会影响效果？
经过初步实验所知，当多人分别同时观看时，会对网络传输速度造成一定的负担，各人所看的图像速度是会受一定的影响。
一般情况下，在一条单独的ADSL（512k/2M）线上，可以容纳大约4个人同时观看，其实时性不受影响，但人数大于12人时，图像会出现偶然性的停滞情况。
三、本案设计方案
3.1图像传送实时性理论
我们经过长期的研究及实验，得出理论：
网络图像实时传送，要求采用MPEG4压缩技术与512K/2M的ADSL结合，能得到最佳的效果。
（有关此方面的论证，请参阅上文《ADSL远程实时监控系统（解决成本与实效最佳方案）》）
3.2方案分析
市监控中心←--Internet---->分厂←--内部网--→车间
据用户所提供资料所示，市监控中心要求实现对下管单位300余家企业进行数据交换及单路视频现场监控的要求。
每家企业已安装有宽带网络、数据交换主机（电脑），希望在现在的设备下，尽量减少费用支出，实现远程视频监控功能。
我公司结合自身研发的DVR2004F系统，根据用户提出的相关技术要求，迎合用户具体需要，提出以下方案分析：
以提供单路视频采集发送卡、视频远程监控软件及相应技术为主要合作方向，同时，可提供监控所需摄像器材、施工安装等服务。
具体设计如下：
1．监控点
每个企业数据交换机上，安装单路视频采集卡F104及相关的视频远程监控系统DVR2001F一套，在需监控的地点上安装定点监控摄像头（含6mm固定光圈镜头一个，彩色420线摄像机一台，室内护罩、支架、摄像机专用12V电源各一个）一套。
对主机的要求是P3566以上CPU，系统安装在WIN98或WINDOWS2000。
支持PCIPNP功能。
前端摄像头报所摄像到的图像信号传通过视频线SVWV-75-5，传送到主机上的视频采集卡F104上，在卡内按图像压缩技术MPEG4，把图像元素通过主机CPU处理能力，转化为数据信号及网络传送流媒体格式AVI信号，再通过DVR2001F远程传送软件，把此信号传送到指点的网站上作暂存。
2．网站及空间
监控点发来的图像信号将会在此作暂时的存储，并从数据库中获取有否用户请求发送的需要。
当数据库中有记录，监控中心需要发送时，此图像信号将立即把图像信号转发到需要的客户主机去。
当数据库中没有记录，此图像信号将会自动清除，不占用网站空间。
因此，网站将不需太多的空间资源，我们一般只需要2M空间即可。
也因上述原因，网站域名也没有提出特别要求，仅仅网络能认识即可，但由于需调用到ASP的数据库文件，故对网站功能提出很基本的要求：
要求支持ASP技术。
ASP技术是个很基本的网站功能，除了最早期的网站或是建立在UNIX系统下的网站服务器外，一般建立在WINDOWS2000SEVER/WINDOWSNT系统的网络服务器都具备此功能。
如果现在新申请有网站，一般都具有ASP技术功能。
3．监控中心
监控中心如向网站上提出图像传送要求时，此请求申请将会记录在网站数据库中，如当时数据库里有相对应的图像传送到时，此图像文件流将会转送到监控中心的发出请求的电脑中。
电脑接收到此数据信号时，已安装在WINDOWS内的MPEG4解码程序将会对此数据信号进行实时解码，把数据流转化为功态图像，显示在电脑的显示屏中，用户即可看到所需的实时监控图像。
即可看到远在他方的实时情况。
如用户需要对此记录时，必须启动起专门的客户端程序CLIENT，此程序可实现对图像进行远程实时录像、对前端变焦镜头进行远近拉放聚焦、对前端云台电机进行左右上下摆功控制、也可实现远程报警响应（此功能要求定点IP支持）。
因此，对监看的电脑要求不高，CPU高于P3800，内存大于128M，系统为WINDOWS系列，有较好的显卡ATI32M或其它。
考虑到图像传送时数据量较大，如果条件允许时，建议采用单独的ADSL，如需启动远程报警功能，建议使用定点IP。
4．安装要求（详情参看后面成本核算）
本方案的实现，基本要求只有三个：
a.安装ADSL（此方案中，各企业及监控中心已安装ADSL，达到要求）；
b.远程监控系统DVR2001F一套；
c.一个专门用于管理的网站域名及空间（此方案中，监控中心已具有此条件）。
3.3系统组成
此系统分三部份组成：
监控端（监控点），传送方（网站，ADSL或其它宽带），接收端（监控中心）
A.监控端器材组成：
MPEG4单路视频实时采
升级会员 