苏州无线监控解决方案.doc

威海市卡尔电气研究所系统设计文档w切 苏州移动营业厅无线远程监控系统实施方案设计单位：威海市卡尔电气研究所 施工单位： 联系电话联系传真网 址： E-mail： 目 录第一章系统概述 第二章威海市卡尔电气研究所简介 资质证明文件 第三章 系统实施方案详细说明 第四章 系统详细设计 第五章 卡尔电气售后服务保障及措施 第六章 卡尔电气系统培训计划 第一章： 系 统 概 述随着视频压缩技术和网络技术的不断发展，基于IP的远程监控系统已经在各行业开始广为采用。特别是针对一些分散的无规则分布目标场所的监控，基于IP的监控解决方案更显示出强大的优势，不仅可以跨越较大的地理范围，而且系统结构清晰，维护也非常方便。同时，系统也具有较强的扩展升级能力，可以很好地保护原有的投资。特别是对于一个需要建立多个分控中心或需要远程登录的监控需求，这种方案的优势就更加明显。这种应用如果同运营商的发达的线路基础和设施结合起来，将能够建立广泛的应用前景和无处不在的实际应用。本设计方案中涉及到的远程无线监控目标，属于一种典型的监控设备分散无线放置，并且具体监控目标还处于无线分散监控状态或者阶段性的需要挪动地方的情况，监控中心对所有的监控目标图像需要集中显示处理的应用现场。使用本系统方案的无线监控目标远程监控将运营商的无线网络同基于IP的远程监控平台结合起来，可以发挥双方的突出优点。2005年7月7日，伦敦地下铁路车站和数辆巴士发生爆炸，共造成52人死亡，伤者逾百人。事发后，伦敦地铁全面关闭，中心公车也立即停止运营，堪称为英国历史上最严重的恐怖袭击事件。无独有偶，今年6月，菲律宾南部民达那峨岛大城古达巴托市和南纳卯省的班萨兰镇又再度发生客运巴士连环爆炸事件，共造成9死5伤的惨剧，引起国际社会的震撼，让大众运输系统的安全性惫受世界各国的重视。 现在，无线监控系统已经在使用无线条件具备的地方发挥特殊的作用，如野外作业；联通、移动的基站；营业厅等场所。除了上述监控条件下的无线设备的使用之外，无线监控系统目前的最大的应用就是在大众运输系统工具上也可以发挥其独特的功能。类似的大众运输系统采用的无线监控为达成设计目标，运营商提供的优质的传输介质是系统达成设计目标的关键。由于安全运行是大众运输系统的宗旨，无线监控系统作为其中的一个组成部分在其中可以发挥重要的作用。另外，应当前大众运输与服务业的整合与提升的要求，再加上多元化的交通运输工具的不断扩大及政府主管部门对交通的要求日益严格之际。公共运输行业面临前所未有的市场竞争。因此如何提高运营收入，有效管理及降低成本，对交通运输的风险管控，成为当前交通运输业的重大课题。经营者除了希望提高运营收入，防止中途搭载收入不入帐等行为外，还需要有效管控驾驶人员的不当驾驶行为防止与预防交通事故。若是发生任何事故、意外、或者争论，对过程进行记录的影像就是重要的还原事实真相的重要依据。城市交通运输系统作为国家重要的运输部门，其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，加之，交通运输工具平时地点分散，现场环境复杂，成为日常管理工作的主要障碍。在公交等无线监控现场系统内部推行远程音视频监控、双向语音对讲、本地监控分布记录和集中双记录系统，将能极大的解决上述矛盾。远程音视频监控系统采用嵌入式H.264视频编解码器及专业windows2003 SERVER服务器技术，操作员和各部门领导可利用系统现有的计算机网络和办公微机，在调度中心或者公司总部对全部无线监控目标现场或者当地的道路，车站和沿线环境的监控，大大减轻日常人员巡视与检查的工作量，便于及时发现危险隐患，保障安全生产。 威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统解决方案融合了目前监控领域两项最为领先的技术：H.264压缩和组播（Multicast）。H.264为威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统解决方案提供了在低带宽占用情况下传输高品质图像的能力，根据我们的项目经验，通常在100k/秒的带宽占用时即可提供10-15帧/秒（PAL）的全实时动态视频CIF画质的图像。而组播（Multicast）则可以在一个视频流带宽占用情况下为多个用户提供视频图像，该功能不仅可以使多个用户同时监视前端摄像机的视频图像，而且可以大大降低带宽的占用，节约网络的资源，避免数据的重复资源占用。威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统可以构建在局域网或者跨越多个网关的广域网上或者无线加有线的混合网络上，系统可以任意大范围扩展。不受任何的结构性的限制。不仅如此，在其它方面，如录像的分布式存储、远程回放、多画面分割并自动切换等操作功能方面，威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统也做得同样出色。正是由于威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统产品的诸多优势，我们在本次方案设计中，系统核心均采用威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统系列产品。第二章：威海市卡尔电气研究所简介威海市卡尔电气研究所是于1996年4月份成立的，主要从事电气方面新产品的研究、开发、生产、销售，是集科工贸为一体的科研型高科技股份制企业。从97年开始承担省部级科研项目并多次获奖。获国家级发明专利1项，实用新型专利30余项。企业于1996年被山东省科委认定为省级高新技术企业，省信息产业厅认定为双软企业，拥有固定资产过亿元，是守合同重信用单位、纳税先进企业、自主创新企业、百佳诚信单位及精神文明单位。现拥有职工400余名，95以上的人员为大中专毕业生，其中高级职称7名，中级职称56名。企业已通过ISO9001国际质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证和国家强制性产品认证(CCC)，所有产品均获得信息产业部进网许可证及CMC证书，话费显示器系列产品被评为山东省名牌产品。企业的运作模式为事业部机制，其中分为安防系统事业部、通信事业部、SMT加工中心、北电通信公司簿膜开关事业部。整个研究所是以通信为支点而发展起来的，卡尔电气现拥有雄厚的科研力量，高素质的职工队伍，齐全的开发、生产及检测设备。开发设备从CAD辅助设计中心、各种单片机开发仿真系统到HP光绘机一应俱全；生产场地自有建筑面积2万余平方米，拥有先进的SMT加工中心，有亚马哈、美国环球等高精度贴片焊机及插件机，全自动高速贴片生产线4条,全自动高速插件线4条，半自动组装线8条，高温老化线1条；检测设备更是齐全，全部采用上海精汇电子公司所产，建有自己的计量标准。现国家电话机质量监督检验中心所能检测电话机的试验中，所有测试项目我们均有测试手段。在各地电信终端设备质量抽查中，我们无一不合格品，我们的所有检测设备都做到了定期校验核准。卡尔电气研究所从成立开始就立足于电子产品的研发，1996年6月份获得原邮电部第一个卡式话机的入网证9626。至今共有8种JF979系列公用电话计费器、2种智能公用电话机、21种卡机、4种IP拨号器、2种IP电话、2种管理器和2种卡式密码记帐电话室外机均获得信息产业部的电信设备入网许可证。卡尔电气的以KESV系列有线、无线网络视频服务器及应用系统平台为代表的系列视频产品是威海市卡尔电气研究所自主开发并生产，拥有完全自主知识产权的各种以嵌入式结构为主的应用产品。KESV系列网络视频服务器及KAER2008应用系统平台是基于H.264压缩标准设计，集视频采集、实时压缩、网络传输等功能为一体，引领视频监控技术进入网络化的新时代。通过KESV系列网络视频服务器及KAER2008应用系统平台，可以轻松地将模拟视频信号压缩成数字信号，并接入INTERNET，实现在局域网、广域网或者国际互联网上的实时视频传播，让远端客户足不出户就可以通过网络进行远程监控管理。产品以其优良的图像传输效果、极低的网络资源占用、精益求精的产品性能规划，自动化的产品加工与生产，极高的性价比，在产品推出之始就获得广泛的实际应用。卡尔电气专业化的设计、施工、服务团队，诚实守信的企业经营理念，为产品和系统提供专业化的售后服务保障。免除所有用户的后顾之忧。该系列产品获公安部安全防范报警系统产品质量检验中心检测合格。几年来，我们的卡机、计费器、智能公话、IP电话及拨号器、有线、无线网络视频服务器及应用系统平台和各种视频等产品销遍祖国的大江南北，各地共有外派办事处、控股公司8个，经销商或总代理全国每个省、自治区、直辖市都有。我们与许多运营商、工程商都成功地合作过，黑、吉、辽、京、津、冀、晋、陕、甘、新、青、苏、浙、闽、川、桂、皖、赣等地网通公司、电信公司、铁通公司、联通及无线监控公司、专业的公安、行政、企业、展览馆、居民小区等的安防系统、视频管理系统均采用我们的产品。卡尔系列产品的研发、生产、销售过程中，我们不仅注重技术领先，重视生产过程的质量控制，更重视客户的满意程度及售后服务工作。每个省市区都有我们的售后服务网络。我们设有售后服务部及热线服务电话，每天值班12小时，节假日不休，软件问题2小时内、硬件问题4小时予以答复解决。我们不仅能够在以前做得不错，而且在以后的日子也会做得更好。我们能够根据用户的要求，增加、完善新的功能，提供更为优质的产品及服务。当然，我们也存在着不足之处，我们愿意虚心向同行业学习，向电信运营商及先辈请教，使我们的各项工作做得更好，愿意为各地电信营运商及企事业单位服务。资质证明文件第三章 无线监控系统实施方案说明3.1 方案书设计依据本技术方案书是威海市卡尔电气研究所根据无线监控的应用场所，采用无线数据传输网络传输音、视频图像语音系统的对无线监控目标进行监控系统的特点制定的远程视频监控解决方案。我们根据视频监控发展的具体要求及图像监控系统未来的网络化趋势，采用融合了先进的视频压缩技术（H.264）和网络视频流处理技术（Multicast）的威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统系列产品。本方案本着从用户需求出发、节省投资而又保持系统先进性的原则而专门为用户设计。本设计方案系统架构上面按照系统结构合理，逻辑连接关系清晰简洁，设备分区分块可以无线监控放置，管理上面分区分块管理，任何一个设备的损坏不影响全部系统的任何功能为原则。 本技术方案完全能满足针对无线监控目标的各种远程监控系统的架构需求，并为系统的未来扩展预留足够的扩展空间，系统在目前的基础上，可以很方便地进行二期、三期系统建设。在目前的系统架构下，结合有线、无线系统，系统可以接入多至1万个前端视频服务器，并可扩展至更多。3.2 方案书设计原则和思路为了能够准确全面的满足远程监控用户的需求及远景规划，本方案书将按遵从先整体，后局部的原则，层层介绍我公司提出的解决方案。以便有关专家和领导能够更好地评估我公司提出的解决方案。同时，本方案书在设计时，按照面向对象的设计原则，先将复杂系统划分成较简单的子系统、再将子系统划分为更简单的子系统，直至子系统在工程上可以方便实现。 可靠性原则 本系统的设计中，对各系统的可靠性作了充分考虑，必要时采用设备和数据双备份，以提高系统的整体可靠性。采用备份的系统，应不影响系统的原有的性能与功能。优选具有故障自诊断和自恢复功能的设备。成熟性原则 本系统设计中确保只选择成熟、稳定、运行良好、技术可靠的设备，核心的前端设备全部采用有自主知识产权、可以独立的进行底层开发的产品，可以确保系统运行稳定和技术升级。中心平台设备和平台软件性能/价格比最优原则 在本方案中，性能/价格是我们选择设备的最重要的指标，以期在节省造价的前提下，提供最好的系统性能。包括系统的可靠性、易维护性、易系统升级、易于系统扩充设备容量。 系统高度集成化 传统的设计是将各监控子系统做成自封闭的系统，因此在实现集中监控时，通常会发现监控系统设备数量多，设备利用率低，线路连接关系复杂，很难实现集中监控和管理等缺点。如果硬要实现集中监控又面临着巨大的设备和线路投资及复杂线路的施工工作量。本方案充分利用现代通信技术、计算机网络技术和远程无线控制技术，将各分散的前端系统通过运营商的有线与无线网络与监控中心相连。功能强大的系统软件与先进的数字传输体系完美地结合在一起，通过完善的程序设计真正实现智能化控制管理。达到系统高度集成化的目的。技术先进性原则 在本方案设计中，我们均采用了国际上最为选进的H.264视频压缩技术和基于IP网络的视频传输技术，可以确保在5-10年保持系统的先进性；同时，由于采用了先进的VSIP的视频传输技术，不仅可以使系统无限扩展，而且可以和标准的IP网络产品实现无缝互联互通。在未来的系统联网扩展或改造进程中，本方案具有无可比拟的优越性。多种传输方式综合应用的原则 在本设计方案中，考虑到有些监控点可能在有线传输线路可以达到的地方，有些监控点在无线监控目标上，或者某些监控点需要经常无线监控安装位置，所以设计使用的卡尔电气的软件平台支持无线CDMA/GPRS视频服务器的接入，这样的平台支持有线无线设备组成混合监控系统，非常适合于在对公交公司、长途BUS、警务车辆、执法车辆进行监控的现场使用。3.3 系统配置技术方案概述 (3.3.1)GPRS技术简介GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务;图1示出原理图。图1 GPRS网络构成原理图 GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，因此具有很好的信号覆盖; GPRS采用分组交换技术，按流量计费，高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用;GPRS的安全功能同现有的GSM安全功能一样; GPRS理论带宽可达171.2kbps，实际应用带宽大约在40100kbps，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用;(3.3.2)GPRS无线通信网络特点快捷登录GPRS无线终端附着到 GPRS网络，一般只需3到5秒的时间。实时在线GPRS无线终端一开机就能自动附着到GPRS网络上，并与您的监控数据中心建立通信链路，随时收发用户设备的数据。按流量计费GPRS计费系统按实际通信的数据流量进行收费，而不再是按照登陆网络后的在线时间来收取费用。高速传输GPRS理论带宽可达171.2kbps，实际应用带宽在40100kbps。自如切换GPRS与GSM之间可以自动或人工切换。 (3.3.3) CDMA 1X技术简介 CDMA 1X技术是指CDMA 2000的第一阶段(速率高于IS-95标准，低于2Mbps)，CDMA 1X提供高达307.2kbps的数据传输业务，网络部份引入分组交换，可支持无线监控IP业务。目前CDMA 1X的实际应用带宽大约在100kbps左右(双向对称传输)，在此信道上提供TCP/IP连接。CDMA 1X网络可以用于无线监控IP、Internet连接、数据传输、企业VPN业务等应用。目前，CDMA 1X技术已在美国、日本、韩国香港等多个国家和地区成功商用，已相当成熟。(3.3.4) CDMA 1X无线通信网络特点图2示出网络示意图。图2 CDMA 1X网络构成示意图系统容量大理论上，CDMA 1X无线监控网的容量比模拟网大20倍。实际要比模拟网大10倍，比GSM要大45倍。 接通率高CDMA 1X的扩频技术和频率复用技术，充分利用信道容量，提高了网络接通率。保密性好CDMA 1X系统中的通话保护措施可提供最佳的保密特性，防止通信过程中被窃听和手机密码被盗。发射功耗小CDMA 1X系统的发射功率非常小，最大只有200毫瓦，正常通话时仅需0.1毫瓦，因此无线监控电话功耗小，无线辐射能量低。(3.3.5) 基于GPRS和CDMA 1X网络的无线数据传输系统1、系统简介 无线数据通信系统是集计算机技术、GPRS和CDMA 1X无线网络平台及数据通信技术于一体的综合系统，通过GPRS和CDMA 1X无线终端模块，借助于GPRS和CDMA 1X无线网络平台，采用无线通信模块、GPRS和CDMA 1X网络将其传输到数据业务中心，实现对各用户设备终端的双向数据通信，如图3所示:图3 基于GPRS和CDMA1X 1x无线数据传输系统结构示意图 基于GPRS和CDMA 1X网络的无线数传通信系统主要由三大部分组成:(1) 无线数据终端设备(DTU);(2) 传输网络:中国无线监控GPRS和中国联通CDMA 1X无线网络;(3) 数据业务中心:实时数据收发服务器、实时数据库服务器及用户控制操作界面等。2、基于GPRS和CDMA 1X两种无线网络的数据传输系统结构 基于GPRS和CDMA 1X无线网络的数据传输系统结构图如图3: 网络平台:GPRS、CDMA 1X和INTERNET网络是互连互通和无缝连接的，他们均属于PDN，即分组交换网络，可进行IP分组传输，建立TCP/IP，UDP/IP连接。3、 数据中心接入方法介绍 用户设备通过GPRS和CDMA 1X DTU(DTU，即数据终端单元)通讯模块与数据中心主机进行数据通讯，数据中心必须接入PDN网络，即分组交换网络。通常数据中心通常是INTERNET互连网接入，以下详述:3.1 ADSL拨号连接(动态公网IP地址) 中国无线监控GPRS、中国联通CDMA 1X网络与Internet互联网是无缝连接的，数据监控中心可通过ADSL拨号方式登录Internet互联网，获得公网IP地址，与现场无线数据终端GPR和CDMA 1X DTU实现数据通信。 一般ADSL拨号方式获得的公网IP地址是动态的，可在数据中心申请固定域名，在DTU中设置数据中心的域名，通过域名解析方法，实现数据传输。图4 数据中心固定公网IP地址接入示意图这种接入方法的特点:通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。数据中心数据传输带宽能够保证，一般ADSL宽带上网的带宽都在几百Kbit/s左右。接入成本和费用较低，非常方便。(2) 通过固定公网IP连接 与上述ADSL拨号获得公网动态IP地址方式类似，很多公司都有一台连接Internet的服务器，并有固定公网IP地址，如图4所示。但是考虑到服务器 的稳定运行问题，通常不允许在服务器上安装其他应用软件。通过NAT端口映射方式，数据中心系统可以作为内网中的一台服务器实现与现场采集点GPRS和 CDMA 1X DTU实现数据通信。这种接入方法的特点:数据监控中心能够提供固定公网IP地址，不必借助DNS域名解析服务器。通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。数据中心数据传输带宽能够保证，一般宽带上网的带宽都在几百kbps左右。接入成本和费用较低，非常方便，逻辑清晰维护简易。根据无线监控目标用户对远程监控系统的要求，结合我公司提供的产品的具体性能与优势，决定采用附图1.1所示的系统结构方案 针对无线监控目标监控系统的具体解决方案结构图如下： 前端的监视摄像机及各种报警探头直接连入卡尔电气KESV系列无线CDMA/GPRS网络视频服务器。视频服务器则直接挂接在CDMA/GPRS无线网络上，通过运营商提供的无线网络和有线互联网(ADSL、LAN、WAN)的无缝连接，从而实现无线监控车辆与位于信息网监控中心内的KESV系统主控服务器保持网络连接。所有需要依赖监控数据的领导和关键监视点的电脑客户端访问系统都需要主控服务器授权，获得权限的客户端电脑可以在系统中监控现场的画面，也可以查阅前端或者中心控制服务器中的记录资料。威海市卡尔电气研究所KESV远程有线、无线混合监控系统及平台系列产品系统支持分布式存储终端设备。如果需要进行分布式录像，则可以在前端每一个视频终端设备中配置一定容量的IDE接口的硬盘用于存储该视频终端设备监控范围内的录像资料。各地也可以分别建立自己管辖范围的监视工作站和分支服务器，用于各地的职责范围的本地监控和本地存储。传输网络主要依赖于运营商提供的无线CDMA/GPRS数据接入和运营商之间的网络无缝连接。由于威海市卡尔电气研究所KESV远程有线、无线混合监控系统及平台系统解决方案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。 监控中心主要由威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统平台及系统服务器、管理服务器、监视工作站构成。如果需要将视频信号同时接入电视墙或模拟监视器进行集中监视，则需要采用威海市卡尔电气研究所KEJM视频解码器将视频信号进行硬件解码，或者将视频工作站直接连入带有VGA视频接口的背投大屏幕等显示设备。这样可同时在网络系统连接的任何一台工作站上在授权机制下对各监控点进行实时监视。达到远程监控、远程存储、远程调用、灵活多样的目的。 3.4 系统设计规范ISO 标准-国际标准化组织制定的标准IEC标准-国际电子技术委员会制定的标准SI标准-国际标准单位制GB标准-中华人民共和国国家标准DL标准-中华人民共和国电力行业标准ISO9000系列质量体系认证证书CCITT 国际电报电话咨询委员会标准IEEE 美国电气电子工程师协会标准工业企业通信设计规范适用于线路敷设安全防范工程程序与要求 GA/T 75-94电气安装工程施工及验收规范 GBJ232-9092防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90安全防范工程的设计，安装与开通程序ONC-TB201民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50/98-94火灾自动报警系统施工验收规范GBJ50166-92工业电视系统工程设计规范GBJ115-87其它国际通用标准GB2887-89计算站场地技术条件GB9813微型数字电子计算机通用技术条件GB/T13702-92计算机软件分类与代码GB/T15532-1995 计算机软件单元测试GB50171-92 电气装置安装工程盘，柜及二次回路接线施工及验收规范GB2423 电工电子产品基本环境试验规程SDJ9-1999电气测量仪器装置设计技术规程SDJ2-88 110500kV变电所设计技术规程DL476-92 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 621-1997 交流电气装置的接地IEC529 防护等级IEC61000-4-2 静电放电试验IEC61000-4-3 辐射静电试验IEC61000-4-4 快速瞬变干扰试验IEC61000-4-5 浪涌抗扰性试验NDJG 8-89 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定中华人民共和国能源部实现无人值班对调度自动化系统的基本要求C37.90.1-1974抗浪涌能力（SWC）测试导则C37.1-1987用于监控、数据采集和控制系统的定义、技术规范和分析第四章 系统详细设计4.1 技术说明4.1.1 术语表PTZ（Pan/Tilt/Zoom）在监控系统中，对云台的水平（Pan）、上下（Tilt）、和摄像机镜头的变焦（Zoom）、聚焦（Focus）、光圈（Iris）的控制。预置位云台的预置位：将云台的某一个或多个方向，设定成为报警时调用的方向， 当报警发生时云台若不在此方向，云台将自动转动到这一方向，而无需人为操作，全部按照预案进行。H.264国际标准组织公布的专门针对视频压缩的数据标准、编码方案。4.2 系统概述本方案书设计的无线监控目标远程监控系统以音频、视频图像监视为核心，同时集成了报警子系统及远程控制子系统。视频图像监视采用H.264压缩技术，对前端图像进行数字化压缩处理，形成的视频数据流以数据包的形式经由运营商的CDMA/GPRS无线网络以及有线无线中间网络传送到有线的监控中心。在传输方式上，系统可以根据实际需要选择最合适的方式。由于多播（Multicast）可以在占用一条视频流带宽的情况下为多个后端用户提供实时视频流，因此大大节省了网络资源，在建立多个监控中心、多用户监视、或者与上一级的监控网络相连时拥有强大的优势。考虑到一些地方一般需要24小时连续监控，而且已经开始向无人值守、全自动处理的方向发展，集成报警及双向对讲、远程控制对于监控系统的可用性具有重要影响。本系统主要通过KESV系列的RS485端口及I/O端口将报警和控制功能集成到一起。前端摄像机通过RS485输出控制信号，而报警信号、门禁状态信号、灯光控制的输入/输出则通过I/O端口进行。无线CDMA/GPRS的网络通道传输应用数据的系统应用的建设，近两年正在快速开展。目前，这个系统专网无论在覆盖范围、通道带宽、运行稳定可靠性上均达到了前所未有的水平，与国内其它行业的有线专网相比，规模和应用灵活性和方便程度也是名列前茅的。更好地利用这份宝贵的数据传输资源，可以使各行各业的安全生产、节约增效以及政府部门各项管理工作，提高到一个新的水平。采用基于嵌入式H.264无线视频编码服务器为核心的远程音视频监控系统，在组网方式上和运行模式上与传统的模拟监控和基于微机平台的监控方式有极大的不同，整套遥视系统主要由三个互相衔接的部分组成：现场设备（或简称分站设备）、通道传输设备和、无线监控目标监视调度中心监控终端（或简称主站设备）。现分别加以介绍。 4.2.1、分站设备： 主要由前端设备和视频编码器组成。前端设备，如监控摄像机（彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦）、拾音器、语音音箱、各类报警输入/输出接口装置与传统工业电视所使用的设备完全一致。因此分站设备的核心是音、视频编码器。采用根据ITU-T和ISO/IEC JTC1组织目前在国际上制定的视频编码标准H.264进行设计的视频编码器。由于H.264视频编码器服务器采用嵌入式的操作系统，这种设备可以将摄像机的接入和控制、图像和语音的数字化、压缩编码、网络传输全部集成在一个体积紧凑的盒子中，安装、调试极为方便。同时，由于这种设备可通过网络远程设置和升级管理，远程内部存储资料更新，无须到现场进行日常维护。在实际的安装使用中，该系统的图像实时传输的连贯性、稳定性、可靠性较微机平台大为提高，并且日常维护工作量相当小，非常适合无人值守、无人干预、自动重复、按照固定程序和路线运行的环境。远程音视频监控系统安装了H.264视频编码器和解码服务器之后，完全可取代传统的模拟视频矩阵的作用，不仅设备安装调试简便，更重要的是，能支持网络中多个用户同时观看或控制所有的无线监控目标监控现场，这对于无线监控目标的日常监控工作有更加重要的意义。 4.2.2、通道传输设备： 选用无线监控或者联通的无线传输通道，配合运营商之间的网络互联互通，达到在INTERNET上的任何部位对所感兴趣的监控目标进行监控的目的。 4.2.3、主站设备： 主站设备主要实现对登录用户、分站设备的集中管理和视频图像解压，存储等功能。简单的主站可一个或数个监控终端组成，它们往往以分时形式完成一对一或一对多的遥视监控任务。如果需要实现报警、录像等监控任务，主站设备可添加报警数据库服务器、数字录像数据库服务器以及多个监控终端和大量的辅助监控终端。 这样，用户只需要在运营调度中心，建立了一个遥视系统服务器。领导、总工和相关处室可利用现有的办公微机建立了分控终端。在调度所和检查站也可方便地建立了数个监控终端。这些监控终端不用铺设专门微机连接线路和铺设视频/控制电缆，利用嵌入式H.264视频编解码器的应用软件就可在办公室内监控责任区内的车站，车辆和售票营业厅、车上的售票员等不同地点。也可以在紧急情况下通过客户端接受无线监控目标的应急报警，车辆出现纠纷的情况下录像资料的回放和资料检索。通过遥视系统服务器完成用户管理；车队、摄像机分组；遥控优先级设置和调度；视频图像的存储、检索和回放等功能。4.3 系统特点n 系统模块化结构 系统软件与硬件全部采用模块化结构，各模块功能明确。根据用户不同的要求组建模块从而实现多种配置与功能。利于维护与维修，故障诊断，功能模块的更换，现场抢修。n 高可靠性与稳定性 分站主机系统采用嵌入式结构与专用软件系统，无故障运行时间超过26000小时。特殊的电源系统设计，可以配合车辆的12V和24V电源系统。设备低功耗不会影响车辆的供电能力，设备同车辆电源系统同步运行，车辆停车熄火以后，设备也同时停电，防止车辆的电瓶过量放电。n 采用H.264编码 H.264编码技术的采用，可以使本系统相对于其它编码格式的系统提供更清晰的监视画面及更低的带宽占用。对于使用无线信道传输图像是至关重要的一点。n 网络兼容性强 系统前端主机提供1-2个无线CDMA/GPRS传输通道，也同时提供10/100Base-T端口，可以直接接入以太网。而且传输是基于IP协议，可以跨越不同类型的网络，网络兼容性强。该特点可以使网络连通的任何地方都可以实现监控。设备升级、设备资料的更新都可以在有线的高带宽环境下进行。避免无线传输的网络带宽瓶颈。n 可控制传输带宽 各路视频服务器数据传输的无线通道带宽可根据需要限定和任意设定，保证与其他通讯设备共用网络通道传输数据时不相互影响。该功能的实现将避免用户因使用图像监控而增加网络负载，影响其它数据的传输。n 远程维护 通过网络可对各前端视频服务器进行远程设置与维护，在系统遇到故障时可以远端恢复视频服务器的运行。系统提供的数据传输方式除了支持TCP/IP无线网络接入，也提供支持TCP/IP协议的局域网接口，可以使局域网和广域网内用户对远端站点进行网络化的统一监控管理，并交互使用数据、图表、视频等多种信息。n 软硬件紧密结合 监控中心可以网上监视，也可以通过硬件解压并接入监控中心的电视墙。突破以往只能以硬件实现远程监控的局限性，充分体现了软硬件结合，实时性、可靠性与灵活性、实用性并存。n 应用了多播（Multicast）技术 多播技术可以在占用一条视频流带宽的情况下，为多个用户提供实时视频，非常适合于多个用户同时监视或建立多级监控中心的系统需求。n 多画面自动切换 可以多画面分割模式间自动切换，监视画面可全屏幕显示。n 界面友好 图形化中文界面，可全屏幕显示监视画面、视频显示、报警联动、操作控制一目了然。4.4 系统原理系统流程系统主要面向视频图像、双向音频信号、报警及控制信号，并且以对于视频流、双向音频流和数据流（报警输入/控制输出）的处理为核心流程。完成音视频数据采集所使用的核心设备是卡尔电气的网络视频服务器，根据各无线监控目标上所使用的摄像机数，选相应型号的设备。各监控点上的音视频线接入视频服务器，进行模数转换、完成数据压缩，形成音视频复合码流。压缩码流可设置码率上限（16K-2M可调），根据需要设置码率、帧率等参数。报警模块可以接2路报警输入（探头、传感器等）、2路报警输出（警笛、声光等）。详见下图：无本地存储设备带本地硬盘存储设备视频流首先由位于用户现场的摄像机采集视频图像，经由威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台的KESV系列视频服务器对视频信号进行H.264编码压缩后，以数据包的格式将视频数据送入无线CDMA/GPRS网络，经过运营商内部的网间接入交换系统形成基于IP寻址的视频数据流。视频流进入监控中心的网络系统。设在监控中心的威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台通过网络系统取得视频流用于存储,威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台还负责监控系统各种应用程序的运行和客户端的登录管理。威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台客户端则负责对数据包进行软件解压，解压还原后的视频图像供用户在监视工作站上进行视频监视。此外，KEJM可以在软件解压的同时，对视频流还可以进行硬件解压，解压还原后的视频流经矩阵或画面分割等处理设备进入电视墙，供监控中心集中监控。在整个视频流形成、传输及解压还原的流程里，需要补充说明以下几点：n 当同一个监控现场的摄像机数量较多而网络带宽或投资又有限时，可考虑用视频矩阵或画面分割器将前端的摄像机画面切换接入威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台 KESV系列视频服务器。如果需要对每个摄像机进行监视而不是切换监视时，则需要为每一个摄像机配一个KESV01-20视频服务器，或者采用KESV04-20可以同时接入4路摄像机。后面硬件解压时，需要为一个KESV04配4个KEJM01。 n 在视频流从前端的视频服务器到监控中心的传输机制中，威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台采用了先进的数据压缩及传输技术，该技术的采用大大节省了网络资源。这一特点不仅可以保证多个用户同时进行监视时不会造成网络阻塞，而且非常有利于系统与上一级监控系统进行联网或者设立多个监控中心。 n 威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台目前可支持10000个摄像机，可以在网络上运行多台服务器，并支持视频流的前端设备存储和网络中的分布式存储。控制信息数据流 控制信息数据流主要是包括前端云台控制、报警输入、灯光控制及感应输入。信息数据在前端的输入输出主要通过集成在KESV系列产品内的RS485、I/O自适应端口进行。数据从KESV系列视频服务器与位于监控中心的威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台服务器之间的传输也以数据包的格式进行，因而可以与视频流同步，穿越各种不同物理结构的网络进行传输。前端KESV系列视频服务器采集的各种信息传输到威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台系统服务器进行存储，同时可以设置为触发后端的威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台服务器进行录像拍照。监控中心的威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统管理平台主要用于系统的后台管理，客户端的操作则可以集成在威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台 Client上。这样做的好处是即可以减轻威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台 Server的负载，提高系统的稳定性，又可以方便操作员的日常使用。本流程需要说明的是：接口及信息流程说明 前端的KESV系列服务器提供了BNC视频输入口，1-2路无线IC卡插卡接口及相应的无线传输模块。RJ45的10/100Base-T接口，RS485/422自适应端口及I/O端口。监控中心的KEJM则提供一个RJ45的网络视频流输入端口，一个BNC输出，一个音频输入，一个音频输出，一个RS485/422自适应端口，I/O端口。 摄像机的视频图像经过BNC视频输入口接入KESV系列视频服务器，然后通过无线CDMA/GPRS网络端口进入网络，经运营商的交换网络传输至监控中心。报警及烟感探头的信号则经I/O端口进入KESV系列服务器，也通过无线CDMA/GPRS网络端口进入网络，传输流程与视频图像相同。 云台控制信号则由监控工作站经由传输网络送至前端设备，通过CDMA/GPRS网络的传输通道进入KESV系列视频服务器，然后通过KESV系列的RS485自适应端口发送到解码器，通过控制线将解码后的指令送至云台完成控制功能。各接口技术参数如下：n 模拟视频口（BNC）& 信号制式：全电视信号 PAL& 信号输出电平：1Vp-p，最大 2V& 输出接口：BNC接头，75欧姆阻抗n RS485数据接口&; 数据接入速率： 2.4kb/s以下&; 数据接口方式：异步&; 接头方式：PINn I/O数据接口&; NO/NC接入44. 系统结构4.4.1 软件结构 威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台系统软件目前采用Client/Server模式，服务器（Server）主要实现对用户、权限、系统设备及视频流存储等方面的管理功能。客户端（Client）是监视中心（用于监视及摄像机控制和远端数据更新）、威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统管理平台负责系统配置和管理及系统平台播放器（用于回放）。三个功能模块集成在一起构成的操作平台，可以提供远程监视、远程控制、系统配置、存储回放等功能操作。整个威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台产品的软硬件产品均是基于TCP/IP协议进行远程网络通信，系统支持远程客户（Client）登录，远程登录的客户功能与局域网客户登录完全一样。4.4.2 硬件结构 系统主要由前端系统和监视中心系统组成。前端设备主要实现视频信号采集和实时压缩。监控中心系统主要实际对来自前端视频服务器的视频流进行实时解码显示、存储和回放，并提供系统管理功能。 前端系统是由KESV系列无线视频服务器、摄像机、探头（红外、烟感）、拾音器、音箱、云台解码器及灯光控制器等组成。KESV系列网络视频服务器是目前国际上最为先进的视频服务器设备，其嵌入式结构具有极高的可靠性与稳定性。KESV系列网络视频服务器采用领先的H.264视频压缩技术，并集成了音频、RS485控制及I/O控制功能，可以集成云台解码器、报警探头、烟感及灯光控制等前端控制设备。KESV系列网络视频服务器提供的BNC视频接口可以直接连接摄像机，KESV系列网络视频服务器将压缩后视频编码数据通过CDMA/GPRS无线网络端口直接在以太网上传输。云台解码器则通过RS485口与威海市卡尔电气研究所KESV视频服务器相连，摄像机与解码器则通过控制线相连。可以在监控中心操作控制前端摄像机上、下、左、右无线监控，并调整焦距或光圈对目标进行高清晰度的监视。当一个无线监控目标的监控需要有多个摄像机才能完成时，可考虑加装画面分割器或者采用多通道视频服务器对摄像机画面的进行切换监视，或者使用更多的视频服务器来实现每个摄像头的远程监视。KESV系列网络视频服务器可以在低带宽的情况下提供高质量的视频传输，理论上在100-200k时即可达到PAL制25帧/秒的全实时CIF画质的监控。前端系统将视频信号采集并压缩，连同各种探头采集到的信号一起，经由无线网络传送到监控中心，同时将报警中心传来的各种控制信号，如摄像机云台控制、灯光控制等控制信号输出到相关的控制器，实现机房设备的自动控制。 KESV系列产品外观图 监控中心设备主要由威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台 Server系统中心服务器、威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统管理服务器、监视工作站、KEJM(在需要模拟输出或音频时采用)等组成。视频流进入监控中心后，通过威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统及平台 Server进行录像存储，通过监视工作站或KEJM进行解码显示。监视工作站可以设置在监控中心，也可以设置在网络可以连接的任何一台计算机上，可以多个监视工作站同时运行。监视工作站可以按1、4、6、9、8、10、12、16画面进行监视，并可以多画面、多分割模式自动切换。我们建议监控中心通过软件进行解码，软件解码主要用于在局域网进行监视，监控管理人员及各级管理人员可以在自己的办公室电脑随时进行监视，不必每次都去监控中心。出于以上考虑，同时根据用户的具体要求，本方案中心设备做如下配置：威海市卡尔电气研究所KESV远程监控系统Server视频服务器、KEJM解码器（只有在硬件解码时需要）、视频监视工作站客户端等。基于嵌入式H.264编解码器服务器的远程无线音视频监控与传输系统，实际上是一个以多媒体技术为核心，涵盖了工业控制、通讯、计算机网络技术的较为复杂的综合系统。它主要完成对现场环境空间的安全防范监控，可以对必要空间和过程实现可视化管理甚至校验。同时具备集中性和远程性（即一个监控中心至少同时管理十几个甚至上百个摄像机，并且不受距离的限制）。在配合前端进行广告滚动播放和广告数据文件远程更新的时候，无线视频服务器显示了其无限的应用空间。遥视系统的主要功能分为以下几个部分： 实时视频监控： 在监控终端上，接收来自前端的远程图像；选择不同的摄像机；遥控云台转动；遥控摄像机的镜头，如变焦、聚焦等； 集中式数字视频录像： 支持各种形式的数字视频录像，如计划录像、交互录像以及报警联动录像等；在监控终端上方便地检索录像，如按时间、地点、报警量等。可以方便地回放选定的录像，如暂停、快进/退、慢进/退等。 报警联动： 事先设定报警联动关系，在发生报警时启动相应设备。如烟感报警时启动消防装置及录像装置。 广告资料的滚动播放 在视频服务器里面内置数据视频播放器，配合车载的无线监控显示设备按照设定的播放顺序实时在线播放视频服务器里面存储的视频文件。 视频服务器里面存储的数据视频文件可以通过平台进行远程有线、无线双通道任选方式进行更新。4.5