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網(wǎng)絡攝像機在大型鋼鐵廠的監(jiān)控應用

筆者認為,在大規(guī)模的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控中,隨著技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡攝像機在性能和圖像質(zhì)量上已經(jīng)不輸于DVS加模擬攝像機,并具有DVS方案所欠缺的簡便、靈活性,使得網(wǎng)絡攝像機今后必將取代DVS,成為最重要的網(wǎng)絡監(jiān)控方案之一。

目前,網(wǎng)絡視頻監(jiān)控已廣泛應用于各行各業(yè),對于大規(guī)模的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控,現(xiàn)在比較典型的有三種應用方式,一是采用網(wǎng)絡DVR+中心監(jiān)控服務器的方式,前端用DVR進行錄像,中心監(jiān)控服務器負責視頻監(jiān)控;另一種是采用DVS+中心監(jiān)控服務器和錄像服務器的方式,前端設(shè)備只負責采集和傳輸視頻信號,視頻監(jiān)視和錄像集中在監(jiān)控中心進行;還有一種方式是采用網(wǎng)絡攝像機+中心監(jiān)控服務器和錄像服務器的方式,由于網(wǎng)絡攝像機本身即具備了單路DVS和模擬鏡頭的功能,可節(jié)省前端布線和施工費用。與第二種方式相同,監(jiān)控和錄像都由中心服務器負責處理。\r\n這三種方式各有其優(yōu)缺點,在此不做具體闡述。就第二、三種方式相比,初期因網(wǎng)絡攝像機在圖像質(zhì)量和變焦比上的劣勢,尚不能真正替代DVS+模擬攝像機的監(jiān)控方式,但是隨著技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡攝像機在性能和圖像質(zhì)量上已經(jīng)不輸于DVS加模擬攝像機,并具有DVS方案所欠缺的簡便、靈活性,使得網(wǎng)絡攝像機今后必將取代DVS,成為最重要的網(wǎng)絡監(jiān)控方案。下面我們將通過案例來詳述網(wǎng)絡攝像機在大型工廠監(jiān)控中的應用。

系統(tǒng)配置

·(AXIS 213 PTZ )網(wǎng)絡攝像機及室內(nèi)、室外球罩:該網(wǎng)絡攝像機負責采集前端視頻信號,通過內(nèi)置編碼壓縮芯片將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并利用嵌入式操作系統(tǒng)提供TCP/IP網(wǎng)絡傳輸。AXIS 213網(wǎng)絡攝像機具有PTZ功能,自動對焦鏡頭,26倍光學變焦和12倍電子變焦,內(nèi)置IR紅外燈,適合在低照度和黑暗環(huán)境下使用,同時支持M-JPEG和MPEG-4視頻流,768 x 576的分辨率和30 fps的視頻幀速。\r\n·(AXIS 292)網(wǎng)絡視頻解碼器:通過TCP/IP網(wǎng)絡把從前端網(wǎng)絡攝像機或視頻服務器傳送過來的實時的MPEG-4和M-JPEG數(shù)字音視頻流解析成清晰的模擬音視頻流。這樣,這些數(shù)字信號就又可以被傳統(tǒng)的模擬監(jiān)視器、已有的電視墻設(shè)備所利用。\r\n·(AXIS 213 Cm)連接模塊:提供全雙工(雙向)音頻,2路報警輸入,3路繼電輸 出,1路模擬視頻輸出。\r\n·(ADAM6050)IP數(shù)據(jù)采集模塊:將傳感器與IP數(shù)據(jù)采集模塊相連,把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀P網(wǎng)絡中。\r\n·(“守望者”INS 6000)綜合智能網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng):采用IP網(wǎng)絡傳輸,可通過企業(yè)現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡將數(shù)字視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,實現(xiàn)了多網(wǎng)合一的應用。因信號傳輸采用了標準的TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議,可以實現(xiàn)跨路由的遠程監(jiān)控。

系統(tǒng)架構(gòu)

某鋼鐵廠分別在大門和廠區(qū)重要通道上安裝了15臺網(wǎng)絡攝像機(AXIS 213 PTZ),并加裝了室外球罩,通過工廠內(nèi)部局域網(wǎng)將視頻流傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。生產(chǎn)車間內(nèi)安裝了6臺網(wǎng)絡攝像機(AXIS 213 PTZ)和一個ADAM6050 IP數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊,網(wǎng)絡攝像機和IP數(shù)據(jù)模塊通過局域網(wǎng)交換機,把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到IP網(wǎng)絡中。在監(jiān)控中心配置一臺中心監(jiān)控服務器,負責管理前端所有攝像機,同時管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。領(lǐng)導及相關(guān)值班人員只要通過IE瀏覽器訪問中心監(jiān)控服務器,獲得授權(quán)后即可監(jiān)控前端攝像機。中心監(jiān)控服務器可以同時作為集中錄像服務器使用。監(jiān)控中心還設(shè)有電視墻,將前端視頻信號通過AXIS 292解碼器將數(shù)字信號還原為模擬信號傳輸?shù)诫娨晧ι?,如圖所示。

系統(tǒng)功能

系統(tǒng)管理維護\r\n設(shè)在廠區(qū)監(jiān)控中心,擁有本系統(tǒng)的最高權(quán)限,具備所有本系統(tǒng)提供的功能,負責分配各級監(jiān)控用戶的權(quán)限,用戶身份驗證、密碼修改,監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置,整體控制各服務模塊的運行,對視頻服務器、鏡頭組、用戶資料、控制權(quán)限等資料集中管理,服務器模塊運行日志管理,更改系統(tǒng)名稱及系統(tǒng)用戶冠名,視頻設(shè)備管理,電視墻功能。\r\n保安監(jiān)控\r\n保安監(jiān)控主要負責大門及廠區(qū)重要通道以及廠區(qū)內(nèi)公共設(shè)施的安全保障,安保部門的監(jiān)控客戶端主要提供安裝在大門、廠區(qū)重要通道上的15個前端攝像機鏡頭的實時監(jiān)控;攝像機自動巡視;設(shè)置并調(diào)用預置位;輔助地圖直接控制云臺鏡頭轉(zhuǎn)動和調(diào)用預置位;任意設(shè)定報警點布防和撤防時間;在布防時間段內(nèi),服務器接收到報警信號可聯(lián)動攝像機預置位、錄像或者驅(qū)動其他設(shè)備協(xié)同工作;報警信息提示和彈出關(guān)聯(lián)攝像機窗口或者相應設(shè)備所在地圖;圖像動態(tài)偵測以及雙向語音對講功能。\r\n生產(chǎn)監(jiān)控\r\n主要負責生產(chǎn)車間設(shè)備的運轉(zhuǎn)、人員安全生產(chǎn)情況、環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)控,生產(chǎn)車間的監(jiān)控客戶端提供安裝在生產(chǎn)車間的6臺網(wǎng)絡攝像機鏡頭的實時監(jiān)控、錄像及截圖、報警聯(lián)動、雙向語音對講以及環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能。\r\n企業(yè)領(lǐng)導管理\r\n隨時了解各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實時生產(chǎn)狀況,處理突發(fā)事件,與現(xiàn)場進行雙向音視頻交流。外出時,可利用上網(wǎng)輸入密碼登陸系統(tǒng),隨時了解生產(chǎn)情況。

系統(tǒng)特點

1、系統(tǒng)采用標準的模塊化設(shè)計,具備良好的擴展性和兼容性\r\n網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為六大功能模塊:實時監(jiān)控、報警監(jiān)控、錄像、環(huán)境數(shù)據(jù)、電子地圖、系統(tǒng)信息,可根據(jù)用戶的實際情況和現(xiàn)場要求,靈活配置不同模塊,使系統(tǒng)能更充分地適應用戶監(jiān)控的需要。\r\n系統(tǒng)前端的網(wǎng)絡攝像機也采用模塊化的設(shè)計思路,每臺網(wǎng)絡攝像機都是一個獨立運行的模塊,當系統(tǒng)擴充時,只需要擴充網(wǎng)絡攝像機即可。在監(jiān)控中心,管理人員只需要將增加的監(jiān)控現(xiàn)場加入到監(jiān)控地點組中,這樣就完成了全部的系統(tǒng)的擴容工作。用戶利用辦公室的計算機隨時隨地監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境。系統(tǒng)可支持數(shù)十個監(jiān)控現(xiàn)場組,每個現(xiàn)場組可有多路攝像機的實時監(jiān)控,良好的可擴展性使用戶能從低成本投入開始組建圖像監(jiān)控系統(tǒng),以后逐步擴充完善。\r\n系統(tǒng)采用標準的B/S架構(gòu),具有很強的開放性和兼容性,完全能與各種網(wǎng)絡系統(tǒng)應用結(jié)合,監(jiān)控前端可以將許多現(xiàn)有的資源接入本系統(tǒng),避免重復投資。\r\n2、合網(wǎng)絡化、數(shù)字化的監(jiān)控要求\r\n該智能網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用B/S(Brower/Server)結(jié)構(gòu),可將分布在不同地點的攝像機集中管理。分散在網(wǎng)絡中不同地點、不同權(quán)限的用戶可同時監(jiān)控同一現(xiàn)場,也可以任意選擇其他監(jiān)控現(xiàn)場。各用戶監(jiān)控不受影響,真正做到“多任務”的實時監(jiān)控。\r\n視頻圖像壓縮采用JPEG/M-JPEG標準,圖像存儲格式為JPEG,圖像清晰度高。JPEG/M-JPEG圖像格式可自動適應網(wǎng)絡環(huán)境,根據(jù)帶寬變化自動調(diào)節(jié)圖像傳輸速度,尤其適合在低網(wǎng)絡帶寬環(huán)境或者多路由的環(huán)境,不會出現(xiàn)“馬賽克” 圖像的現(xiàn)象。\r\n3、完善的監(jiān)控功能\r\n監(jiān)控中心和各客戶端用戶可以對管轄范圍內(nèi)多個本地和遠程監(jiān)控前端進行實時監(jiān)控,不同的用戶可根據(jù)職務被分配不同的控制權(quán)限?,F(xiàn)場圖像可根據(jù)地點分成監(jiān)控組,以單畫面、4分屏、8分屏、9分屏、12分屏或者16分屏、全屏方式顯示,組內(nèi)圖像可自動輪巡,切換時間可以任意調(diào)節(jié)。當發(fā)生報警時,可自動錄像,可任意聯(lián)動其他設(shè)備,如警燈、警號,同時可在客戶端產(chǎn)生報警提示,報警畫面可自動顯示。系統(tǒng)功能強大,完全可以滿足網(wǎng)絡監(jiān)控需求。\r\n4、采用分布式視頻錄像技術(shù),適合超大規(guī)模集群用戶使用\r\n該網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)率先采用分布式視頻技術(shù)。原有的監(jiān)控方式,對于監(jiān)控點眾多或者地域分散的超大型用戶,使用一臺服務器往往無法滿足數(shù)百路攝像機同時錄像和數(shù)十人同時訪問的要求。根據(jù)這種大規(guī)模應用的要求,本系統(tǒng)率先引入視頻分布式技術(shù),即可聯(lián)合多臺大型服務器(簡稱為分布服務器)分散管理數(shù)十臺攝像機的錄像等工作,通過一臺主視頻監(jiān)控服務器(簡稱為主服務器)集中管理這些分布在各地的從服務器協(xié)同工作,這樣能有效地均衡服務器的負載,滿足超大型監(jiān)控用戶的監(jiān)控需要。\r\n5、設(shè)備簡單易用,施工方便,操作簡便\r\n網(wǎng)絡攝像機和“守望者”綜合智能網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的配合使用,極大地簡化了監(jiān)控系統(tǒng)中可能涉及的設(shè)備種類和數(shù)量,它完全取代了模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻矩陣、切換器、畫面分割器、字符疊加器等需要配合使用才能實現(xiàn)的功能,不僅減少了調(diào)試設(shè)備的施工周期,同時減少了設(shè)備的數(shù)量,可提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性,減少了日后維護設(shè)備的難度。\r\n客戶端為標準的IE瀏覽器,操作界面全部為中文可視化界面,用戶可根據(jù)清晰的中文功能提示,實現(xiàn)全部的監(jiān)控操作。用戶在實時監(jiān)控過程中,可通過網(wǎng)絡進行異地的可視化監(jiān)控、控制。包括:遠程圖像切換、遠程控制鏡頭、遠程設(shè)置集中式錄像功能;在遠程計算機上可實現(xiàn)多路音視頻同步傳送和顯示,并可以察看中心服務器錄制的錄像記錄,隨時掌握現(xiàn)場各時段的監(jiān)控資料。\r\n6、遠程系統(tǒng)維護和系統(tǒng)管理\r\n網(wǎng)絡攝像機提供遠程WEB訪問功能,管理員不必到達設(shè)備現(xiàn)場,就可修改網(wǎng)絡攝像機的各項參數(shù),提高了設(shè)備的維護效率。\r\n同時,管理員可遠程增加、刪除、修改用戶、監(jiān)控地點、用戶的控制權(quán)限、錄像時間和報警等信息。當這些信息修改之后,管理員不用對客戶端進行維護,用戶只要再一次重新登錄系統(tǒng),即可得到管理員重新分配的信息,大大地減輕了管理人員對軟件的維護工作量。\r\n7、多重安全保護功能,提高系統(tǒng)的安全性能\r\n系統(tǒng)具有多級密碼保護功能,當用戶需要修改系統(tǒng)軟件和硬件的相關(guān)配置時,都要輸入用戶名稱和密碼,通過授權(quán)后,才能設(shè)置和修改系統(tǒng)軟件和硬件參數(shù)。\r\n8、嵌入式技術(shù)穩(wěn)定性高,防病毒侵入\r\n系統(tǒng)前端設(shè)備采用先進的具有嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡攝像機,內(nèi)部嵌入式操作系統(tǒng)專為視頻監(jiān)控應用設(shè)計,完全固化在芯片之中,不易受目前網(wǎng)絡中爆發(fā)病毒的侵害,使得系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性大大提高。\r\n總結(jié)\r\n隨著壓縮芯片技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡攝像機在圖像分辨率、低照度環(huán)境應用方面都擁有了長足的進展,在網(wǎng)絡視頻監(jiān)控上擁有了越來越明顯的優(yōu)勢,加上本身操作簡單易用、施工方便、維護成本低廉,必將成為未來網(wǎng)絡監(jiān)控的發(fā)展方向。

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