宾馆高清网络视频监控解决方案50路以下.doc

第一章 概述1第三章 整体解决思路2第四章 高清网络视频监控系统设计34.1 高清网络视频监控系统架构34.2 前端监控资源采集平台设计44.3 高清网络摄像机传输解决64.4 宾馆本地高清视频管理解决方案64.4.1 集中管理74.4.2 前端存储84.4.3 流媒体转发服务9第五章 高清网络视频管理平台介绍95.1 目录验证服务器95.2 集中管理控制服务115.3 高清视频集中存储115.4 流媒体转发服务115.5报警电子地图服务125.6 网络虚拟数字矩阵服务13第六章 资源共享平台建设146.1 显示系统146.2 监控终端146.3 分中心以及其他机构访问15第七章 高清视频监控系统的优势167.1 前端设备优势167.2 系统构架灵活167.3 配套设施功能强大167.4 工程施工方便177.5 技术领先17第一章 概述视频监控系统作为安防行业的一个重要组成部分，从开始到现在也历经了几次变革了，从最初的模拟矩阵开始到DVR，再到网络编码器，一直到今天我们要讨论的高清网络视频监控解决方案，每次变革都为安防行业注入了新鲜的血液和强劲的发展动力。视频监控系统针对不同的行业、不同的应用规模，从技术上涉及到视频的采集、传输、存储、管理、共享等环节，也涉及到与其他安全防范系统的联动等；目前的以太网和计算机处理技术的快速发展，随着百兆、千兆、甚至是万兆局域网的建立，高速网络通信已经能够保证大容量数据的高速传输，而且随着计算机技术和软件工程技术的发展也使得后端存储、管理以及应用层等有了可靠的保障，但到目前为止，前端的图像采集还是有个致命的弱点，就是清晰度始终满足不了视频监控的要求。目前在监控行业内普遍采用的视频分辨率标准有CIF(352*288)、DCIF(512*384)、D1（720*576）等，每当用户在进行实时监控、事后录像查证时最头疼的是只能看得个大概却看不清楚具体的，如面部细节特征等。所以高清晰的视频图像采集是安防领域众多用户最迫切的需求。针对以上的一些分析，我公司紧随视频监控行业发展的脉搏，深入了解用户最迫切的需求，运用我公司掌握的核心技术和多年来在视频监控领域积累宝贵研发经验，集中力量研发出了新一代用于安防行业的720P、1080P高清网络数字摄像机。它的诞生标志着在国内安防行业里有了真正意义上的高清视频监控解决方案，打破了国外厂商一直以来的技术垄断，为我国视频监控行业的发展做出了巨大贡献。第三章 整体解决思路酒店宾馆属于服务行业，其安装监控的目的是保障来酒店宾馆就餐、入住的客人人身及财产的安全，在此基础上又要考虑客人的隐私保护。所以在监控设计中只对酒店宾馆的公共区域进行布点监控，如：停车场、接待大厅、客房走廊、楼梯口及办公场所等区域，而且酒店宾馆所安装的监控系统属于内部安全管理所用，一般考虑采取闭路监控的设计，结合如今第三代全网络视频监控管理系统的特点，可在酒店宾馆组建成一个内部的局域网，将监控系统连接起来，在管理上也是成为一个闭路的监控系统，如果客户有需求，如酒店宾馆的负责人想在外地通过上网的方式了解酒店的运营情况，也可随时将监控系统纳入互联网，其基础建设不需做太多的变更，只需向电信部门申请一个互联网IP即可。高清网络视频监控系统与传统的视频监控系统一样主要由音视频的采集、传输、存储、管理、共享等环节组成。整个解决方案可分为前端监控资源采集、监控资源接入、联网集中管理平台、图像资源存储以及图像资源共享平台建设等部分进行详细设计。每个环节的解决方案都围绕着高清网络视频监控这一概念和新思路进行深入的探讨；从这些层面对高清网络数字摄像机在各个行业中的实际应用进行详细阐述，使大家对高清网络视频监控有清晰的理解，本文着重讨论在宾馆中50路以下的一些高清视频监控系统的解决方案。第四章 高清网络视频监控系统设计4.1 高清网络视频监控系统架构针对高档宾馆高清视频监控50以下路高清监控点位的小型系统，我们一般建议采用专网或者是自建局域网的方式进行架构，前端所有点位的监控摄像机通过专用传输通道将视频信号汇集到监控中心，监控中心配置一台综合高清监控管理服务器来管理这些图像；这主要是考虑到由于50个点位不是很多，而且后端管理平台的压力不是很大，从经济合理的角度我们建议配置一台性能比较高的PC电脑部署一些必要的软件模块，把这些软件模块都安装到这套服务器上，提供快捷、方便、经济的管理方式。高清网络视频监控系统的组成（50路以下）视频前端编码设备1高清网络摄像机高清720P百万像素，1080P两百万像素后端硬件服务器2高清监控服务器酷睿2双核CPU，E7*系类，E8*系列； 英特尔P45芯片的主板； DDRII 800 2G 的内存； 9600GT，9800GT显存在512M1G的显卡网卡：1G/100M/10M自适用电源：350W3高清解码器解码还原720 P模拟视频上电视墙软件模块4用户&目录管理整个联网集中管理平台用户、设备配置，权限优先级管理5管理&控制浏览、PTZ控制、对讲、远程参数设定、设备巡检6报警&电子地图报警信息搜集、应答、转发、联动、布撤防7网络视频集中存储同步集中存储、异步分散备份9流媒体视频转发中心视频转发交换及网络负载均衡分控客户端11监控客户端IE、客户端软件以及客户端主机12其他视频业务终端4.2 前端监控资源采集平台设计前端监控资源采集主要是指现场的视频图像采集，除此之外还可能包括音频采集和报警探测器的信号接入等。我公司的高清网络数字摄像机比如720P等可具备百万像素视频采集编码能力，通过目前最先进的H.264编码标准和我公司核心的视频编码优化算法解决了高清视频图像和低码流共存的视频采集编码的难题；而且前端的高清网络数字摄像机具备音频输入输出接口以及1组报警输入输出接口，可实现现场监听、双向语音对讲、探测器联动等辅助监控功能，这些所有信号都通过网络摄像机进行编码后转换成网络数字信号进行传输；而且前端高清网络摄像机具备其高度集成化设计满足了不同监控区域的多样性要求。高清网络视频监控系统针对目前各个行业视频监控系统建设的现状，大胆运用最新最先进的前端视频采集设备和后端管理平台，对城市街道、公共区域、交通、社区、金融、工厂、娱乐、酒店宾馆等区域部署高清网络数字摄像机实施高清视频监控。序号应用场所前端设备配置选型理由1停车场可配置室外云台、解码器、高清摄像机、百万像素镜头、室外防护罩监看范围大，可操控上、下、左、右旋转。因监看图像达到百万像素级别，比较传统监控，清晰度大大提高，镜头不需变倍即可轻松看清车牌号码等细节。此处根据面积大小安装1-2个点。2接待大厅可配置高清半球摄像机此处根据面积大小安装1-2个点。因监看图像达到百万像素级别，比较传统监控，清晰度大大提高，安装1-2个点即可覆盖整个大厅，且可分辨出人员面部、穿着细节特征。3收银台可配置高清半球摄像机重点监看收银过程，可防止出现现金交接失误事件。因监看图像达到百万像素级别，比较传统监控，清晰度大大提高，可轻松分辨票面面值及数量。4客房走廊可配置高清半球摄像机采取吸顶半球式隐蔽式安装，不影响整体美观及给客人带来不安情绪。因监看图像达到百万像素级别，比较传统监控，清晰度大大提高，每个走廊配置1台即可。5其他场所可配置高清摄像机、百万像素镜头、室内防护罩或高清半球摄像机根据客户需求，在其他相应重要场所安装，不同的环境可考虑美观隐蔽，采取不同的防护罩4.3 高清网络摄像机传输解决就目前来说传统D1分辨率的网络视频监控每个点需要占用1Mbps的带宽，而我们的高清网络数字摄像机只要有不小于2Mbps的带宽就可以传输25帧/s、720线逐行扫描的实时高清视频信号。这个特色功能无疑是我们的高清网络数字摄像机能够走向实际应用的一个重要原因之一。高清网络数字摄像机具备的10/100Mbps自适应RJ45端口可以和任何标准的网络接入设备进行对接，而且其内置的强大的网络功能满足了大中小型高清网络视频监控系统的接入需求，同时也满足了其架构的灵活性的要求。对于一些自建子系统的区域，如工厂、学校、社区、金融网点等集中区域可以采用自建千兆局域网或者是直接接入到本身的内部局域网中，当然如果要接入到已经有的内部局域网需要评估原有局域网的承载能力；对于交通、街道、公共区域等 “平安城市”工程来说，前端各个点位的高清网络摄像机接入也不是难题，目前像中国电信等通信运营商都有丰富的传输资源和高覆盖率的汇聚节点。由于我公司的高清网络数字摄像机具有在低码率下进行实时高清视频编码的特点，并不会对传输资源产生过高的要求。4.4 宾馆本地高清视频管理解决方案做为酒店宾馆此类单位做监控系统，其前端设备相对不多，系统相对不大，后端控制部分不用太过复杂，满足监看、存储、回放等基本功能就可以了。做为高清监控系统其最大优势在于摄像机所采集的视频图像更加清晰，色彩还原度更为逼真，人物细节特征更加细腻，且设备完全数字化，即摄像机与网络编码器结合一体，在此类小系统内，做为后端监看设备只要用一台高配置的PC机安装相应的客户端就可浏览视频图像。取消了以往闭路监控系统后端繁琐的DVR、矩阵等等控制设备，在成本上也有着很好的优化。目前一些高端的PC机可以满足要求同时浏览4路720P高清视频图像。如果采用4核心及以上处理能力的工作站是可以同时浏览至少8路720P高清视频图像，并可通过软件的方式实现多画面显示和切换，轮循等功能。有的客户需求同时浏览16个图像，如果都是720P高清视频图像，PC机的CPU要求很高，其配置成本也会相应增高，为节约成本，我们在使用中充分发挥高清摄像机的双码流技术，采用实时浏览16路图像使用低码流方式（D1格式），减轻CPU的工作负荷，而录像存储才用高码流方式（720P）,保障了视频回放的足够清晰度，也解决了目前许多监控系统录像不清楚，回放分不清人物的困惑。小型系统联网的示意图如下：上述示意图可以看出将各个点的网络摄像机通过网线传输至机房交换机，将相应软件模块部署到同一台PC机上，完成前端设备管理以及视频数据的处理等任务，实现小型系统的灵活架构。在小系统中，中心机房的核心部分是一台高性能的PC机，它承担了图像实时浏览、录像存储、实时回放等功能。其中部署了包括用户验证目录服务器软件、集中存储软件、集中管理软件等软件服务，我们对这些软件功能将一一阐述。4.4.1 集中管理通过在后端部署这样一台综合性的管理服务器来完成视频的浏览、前端网络摄像机的管理、远程配置、控制以及本地用户的权限管理、访问控制、日志管理等功能；同时还可通过电子地图软件模块和双显输出完成报警处理功能；通过这样一台管理服务器可以对大小不同的的前端监控子系统进行架构，目前我们通过这样一台单独的管理服务器可以管理最多50路720P高清网络摄像机，能够完成基本的浏览、存储、转发等主要功能，可以灵活的拓展一些小型子系统，而且通过强大的平台整合能力可以很容易的将这些子系统与上一级管理平台对接，实现高清视频监控子系统无缝连接。4.4.2 前端存储如果按照大约50个720P高清网络摄像机的小规模高清视频监控系统工程建设来设计， 720P网络摄像机的码流我们可采用恒定码流来计算，按通常计算单位设置为2Mbps；那么所有摄像机后的总流量将会达到100 Mbps；通常要求视频信号的存储时间在15天，因此整个系统50路高清视频图像存储15天需要的存储容量是:50路*2Mbps*3600s*24H*15天/8/1000/1000=16.2TB而上诉这个计算结果为理论值，实际的码流会根据现场监控画面的丰富程度等有正向6%-10%的偏移，所以存储容量也会有一定偏移，因此实际的存储容量为:16.2TB*（1+10%）=17.82TB18TB根据上述计算我们可以将集中存储软件部署到监控管理服务上，并通过内置的磁盘阵列卡和多盘位存储服务器机箱进行容量扩展；目前我们最大的盘位数可以做到20盘位，目前市面上的SATA存储硬盘有1TB和2TB的，稳定性来说1TB更为可靠一些，如果不需要做RAID的话，最大容量可做到40TB；如果需要做RAID5（视频监控系统对存储要求比较高的地方一般都选择用RAID5来部署），的话，最大容量可以做到14TB。 对于像这类前端子系统的存储我们一般建议采用普通非RAID的方式来进行部署，因为路数不多，读写速度单块SATA硬盘的速度完全够用，而且存储的容量扩展非常灵活，性价比更高。50路我就就建议配置一台20盘位1TB存储硬盘的后端管理服务器或者是一台8盘位2TB存储硬盘的后端管理服务器来解决存储容量扩展。4.4.3 流媒体转发服务由于高清视频监控全部采用纯数字化、网络化处理，通过前端本地网络实现多业务终端访问，也可通过专网接入与远程上级管理中心实现联网监控，但这些接入在通常情况下是直接访问摄像机，如果访问数过多，有可能出现多个用户同时访问一台网络摄像机的情况，这是不管是前端网络摄像机的网络带宽还是网络摄像机承受多个用户同时访问的能力都是有限制的，所以我们在前端的高清视频管理服务器上部署流媒体转发服务模块，将对摄像机的访问集中到对视频管理服务器的访问，运用管理服务器强大的网络性能和转发模块软件的视频流量管理功能实现本地多个终端用户的访问，以及上级远程管理中心的接入。50路高清视频信号按照平均2Mbps的码流来计算，平均总流量是100Mbps，峰值流量会在150Mbps，而通常千兆网卡的吞吐量是600Mbps左右，如果是双千兆网卡的话还可以实现负载均衡和一定速度的提升，除去管理服务器本身存储和浏览的网络资源开销外，剩余的资源还可支持50个访问连接并发数；这样就不必新增一台转发服务器，减轻前端子系统的多余投资，简化系统架构，提升系统可维护性。第五章 高清网络视频管理平台介绍5.1 目录验证服务器用户目录管理服务模块是大中小型网络视频监控平台系统中最重要一个核心组件，管理平台中的集中管理控制的模块、其他服务模块以及相关业务终端都要到用户验证目录服务模块这里进行用户访问认证、授权和获取信息参数。它可承担设备（或节点）的目录树管理服务，前端节点所有的摄像机、报警器和后端监视器统一编号；还提供用户和用户组的设定、浏览许可和权限分配， 以及整个系统的冲突检测。管理中心是基于用户验证为核心的系统，某个用户的权限和优先级一旦设定，则此用户不论是在网络中的哪个地方登录，也不论使用IE、客户端或是管理中心登录，或者是通过视频转发，那么它的权限都是相同的。联网监控系统中，中心用户验证目录管理服务器一般采用专业服务器来实施，这样可以保证用户验证目录管理服务器的稳定运行，用户验证目录管理服务器和其他服务器之间的关系如下图所示：在高清网络视频监控系统系统中，大型的联网监控系统用户目录管理服务器应当采用单独的专业级服务器进行部署，同时还可通过双机热备等方式来提升用户目录管理服务器的可靠性和稳定性，对于一些本地小型监控系统可将目录验证模块和其他模块统一同时部署到一台硬件服务器上。5.2 集中管理控制服务集中管理&控制服务器,主要作为整套系统的一个管理控制服务器，通过这台服务器可以对前端设备以及其他后端平台服务器模块进行工作状态和网络状态的监测；可对前端设备和其他软件模块进行远程参数配置、维护和升级的任务；也能够和前端摄像机进行双向语音对讲和监听等；可调用任意一个点位的图像以及其他辅助管理服务器功能。这台服务器在整个系统中的也可被看做是一台视频设备网络管理服务器，这台服务器负责一系列综合性的服务功能和管理功能，在大型高清视频联网监控系统中，集中管理控制服务器是必不可少的，但一般部署一台这样的服务器就可以，如果随着系统的扩容或者是服务需求越来越大的时候，可以进行副控服务器扩展，增加更多操作人员来进行管理和控制，特别是“平安城市”这类系统，可能会涉及到众多的二、三级分中心，这些分中心也需要针对各自区域的设备进行控制和一些常规管理等，所以管理控制服务器可根据不同的业务功能需求进行配置。大型系统会涉及到多级管理，而在单独本地网络视频监控系统中管理控制模块软件又可成为独立的管理模块与其他软件模块一同部署到同一台硬件服务器上。5.3 高清视频集中存储 我们的高清视频监控解决方案中，前端的网络摄像机在实现高清视频图像压缩传输时比传统的视频编码设备的码流没有太大上升，因此目前通用的存储解决方案都能满足高清视频的存储任务，存储服务器主要包括对存储服务器性能的考验、多路数集中存储容量的扩展、存储设备长时间连续读写的稳定性等方面。近年来存储技术高速发展，存储设备价格不断下降，专业存储系统具备了在视频监控行业广泛应用的基础，而且我公司根据目前网络视频监控，特别是高清网络视频监控系统的需求所配置的企业级的视频专用存储服务器满足了高清网络视频监控系统的存储要求。5.4 流媒体转发服务对于高清网络视频监控系统来说，如何解决多路数视频管理、多用户访问、多业务终端承载一直是网络视频面临的难题，我公司针对网络视频监控的特点，结合多年来从事网络视频监控的宝贵经验，成功推出了稳定性极强的高清网络视频流媒体转发服务模块，将这个转发服务模块部署到网络服务性能比较高的专业服务器上，可提供大型网络视频监控系统的视频数据访问服务，一般4核处理器，双千兆网卡负载均衡，3GB以上内存级别的专业服务器的网络吞吐能力在600Mbps左右，理论上可实现峰值300路高清视频转发服务，当然我们不建议服务器一直满负荷运行，时间一长肯定会造成系统不稳定，因此我们建议每台转发服务器的同时并发数控制在150路是比较合理的解决办法。 以下是单独配置的流媒体转发服务器所能完成的转发能力参考。在本次50路以下的不建议单独配置流媒体转发服务器，除非有特殊需要。1720P，2Mbps/s150路专业服务器，4核CPU及以上，3G内存及以上，双千兆网卡及以上，支持网卡绑定2D1，2Mbps/S，1Mbps/s300路专业服务器，2核CPU及以上，2G内存及以上，双千兆网卡及以上，支持网卡绑定3DCIF，768Kbps/s600路专业服务器，2核CPU及以上，2G内存及以上，双千兆网卡及以上，支持网卡绑定4CIF，512Kbps/s1000路专业服务器，2核CPU及以上，2G内存及以上，双千兆网卡及以上，支持网卡绑定5.5报警电子地图服务在某些大型高清视频监控系统中，摄像机数量众多，节点众多，而且覆盖区域广泛，如果仅仅靠集中管理控制模块或者是其他监控终端来浏览视频图像资源和控制前端设备，是不利于发挥网络视频监控系统的网络化、数字化、简单化的基本理念的，只有通过完善的后端管理平台和操作平台快速查询和定位图像资源才能及时的对所有摄像机覆盖的区域进行监视，及早发现可疑行为，事发后也能及时切换到现场。因此针对大型网络视频监控系统而开发的报警电子地图模块解决了上述难题，它通过GIS电子地图载入，将前端摄像机，乃至前端报警探测器等在电子地图上进行标注，通过点击电子地图上的点位标注图标调用该点的视频图像，而且还可报警系统集成到一起也可实现前端探测器报警点提示，并且能够自动联动附近关联的摄像机的图像在电子地图上进行现实显示；且摄像机本身具备的移动侦测功能也可向中心电子地图服务器进行联动提示。在高清网络视频监控系统中，通过这些方式在配合前端高清摄像机的清晰图像可以快速定位某一个点位的摄像机，当发生可疑行为后可自动切换该点位的摄像机进行图像显示，而且由于采用的高清摄像机，可以对被监视区域进行清晰的监控和录像存储，杜绝传统网络视频的监控系统的预览还可能看得清楚，但回放却经常让人头疼的尴尬局面。在小型系统中可以再监控主机上配置双显卡输出，采用第二组显示输出来单独接一个显示器，同时在硬件服务器上部署电子地图软件模块，运行后自动分不到第二个显示设备上，通过这种方式杜绝了重复的硬件投资，简化了系统架构，实现资源共享。5.6 网络虚拟数字矩阵服务网络虚拟数字矩阵可实现视频连接、轮巡、任意监控点音视频的实时调用、多路视频组切和轮巡、远程PTZ云镜控制、报警视频切换强大的矩阵功能。我们称其为网络虚拟数字矩阵主要是从以下几方面来定义的： 首先该服务器直接从网络中获取网络数字视频信号，所以在前面加上了“网络”二字 其二是“虚拟”二字，这是因为我们采用PC服务器和软件模块来进行多画面分割，比如1/4/6/8/916等，用这样的方式来实现传统的电视墙显示单元。大家都知道传统的电视墙显示单元是由监视器这类的显示设备组成的，我们这里是用软件来多画面分割，并通过PC服务器的显卡输出到显示器或者是大屏幕液晶电视实现的的”虚拟电视墙“。 其三：由于采用PC服务器和软件来处理视频，而这些视频信号是从网络获取的压缩后的数字视频信号，并且最终目标不是要将其还原成模拟视频信号，所以才有“数字”二字。 最后是关键的部分,通过以上所描述的PC服务器还有软件模块这些资源，最终实现从视频监控网络中获取数字视频信号在虚拟的电视墙上进行任意调用浏览、多画面轮循、多画面组切、云台控制等操作，实现矩阵功能。这种方式适合于各种类型的网络视频监控，特别是高清网络视频监控系统，这个矩阵服务器不仅可作为电视墙的显示系统组成部分，还可作为终端浏览服务器，矩阵服务器同时还可受集中管理控制服务器的管理，进行远程控制等。还集成了数字矩阵键盘，进行键盘操作。第六章 资源共享平台建设资源共享平台即高清视频监控各个子系统通过一个统一的标准的管理平台进行整合，将各个子系统进行无缝对接，资源共享平台的建设主要包括前端子系统的接入建设、联网平台建设、各级监控中心接入、显示系统、其他业务终端接入等；整个共享平台的建设是一个巨复杂的网络视频处理系统，这不仅仅对网络传输是个考验，同样后端的管理平台的部署也是一个系统性的工程，各个环节需要进行统一规划。6.1 显示系统整个系统采用全数字架构，如果从节约成本和显示灵活性等方面考虑可直接采用网络虚拟数字矩阵的方式来实现电视墙显示系统，数字矩阵在前面有介绍就是直接采用PC服务器进行数字视频软解码，通过软件的方式实现多画面显示和切换，轮循等功能；当然也可配置高清视频解码器将高清数字视频信号还原成高清模拟色差分量信号送到支持高清分辨率的液晶电视机进行显示，也可由这二者结合来组成；还可采用支持高清分辨率的拼接墙显示技术来扩展显示系统。针对50路以下的高清视频监控系统的显示系统解决方案，如果路数不多，可以采用管理服务器本身的预览功能进行轮循切换预览，也可采用高清解码器和液晶电视来组合；在本地监控中心采用4-8台高清视频解码器、同时配置相应数量的液晶电视机来组成显示单元。 6.2 监控终端监控终端主要是监控指挥中心以及一些其他的远程操作人员通过PC客户端进行图像调用，资料检索以及其他方面的操作的终端服务器，这些监控终端主机主要对视频处理能力要求比较高，目前一些中高端的PC机或者是低端工作站都可以满足要求同时浏览4-8路720P高清视频图像。如果采用4核心及以上处理能力的工作站是可以同时浏览至少8路720P高清视频图像，而对于1080P其要求自然会更高，通常情况下， 1080P的码流是720P的2倍多，4核心的工作站服务器一般可同时同时浏览4路1080P高清视频图像。6.3 分中心以及其他机构访问通过统一网络规划，采用标准的接入方式，可以让异地用户进行远程登录访问，设置时实现全球的互联访问，为了能让终端用户、公安系统、政府机构以及其他的执法机构等更多的用户访问前端子系统，我公司的高清网络视频监控管理平台提供C/S或者是B/S两种访问接入模式，两者都通过网络接入设备与电信运营商的城域专网接驳，通过集中管理中心授权后，进行远程登陆访问，获取与该授权用户相关的信息资源。C/S模式具有丰富的操作功能和良好的人机界面，智能引导式操作，保证各分中心和其他机构的友好访问和进行快速资源查找定位。第七章 高清视频监控系统的优势基于720P，1