NZIT流媒体软件介绍

1、一、 nzit observer star 大型网络流媒体监控软件系统是集成现代流媒体技术、网络技术、数据库技术、操作系统 技术的一体化流媒体应用平台。该系统针对大型网络流媒 体监控应用设计（前端视频编码路数>1000），系统前端 可集成各厂家流媒体编码设备，通过局域网、城域网、因 特网牢靠有效地传输流媒体编码数据，在网络的任意一个 节点上可部署系统流媒体应用客户端，实现对远端流媒体（视频、音频）实时处理、播放、存储。同时系统集成了平安治理（如：权限治理）、设备把握（如：云台把握）、 远程开关量、模拟量监测、把握功能。二、 网络流媒体监控软件系统observer 网络流媒体监控软件是集数

2、字图像压缩处理、流媒体技术、ip 网络通信、自动把握、智能报警等技术为一体的安防监控应用系统，。该系统主要面对大中型网络安防监控应用，能够集成多个厂家的 pc 式 dvr、嵌入式 dvr、嵌入式 dvs 等多媒体数字监控设备，同时可接入模拟量、开关量测控设备，音视频切换、复合设备，具有数字监视、流媒体应用、报警联动融合特点。4.1 系统软件设计1） 软件体系结构良好的体系结构能够确保软件的有用性，软件基于以下技术原理开发：（1） mpeg2/mpeg4/h.264 流媒体编解码技术（2） 实时网络流媒体传输技术（3） microsoft directshow 技术（4） 分布式网络应用技术（5

3、） 现代大型关系型数据库技术（6） 基于面对对象的开发思想，接受高效的 c+开发语言平台软件体系结构图os（operating system）：操作系统，此处主要指 pc 操作系统； tcp/ip：传输把握协议/网际协议，一种网络通信协议，广泛应用于互联网和局域网通信；mpeg2/ mpeg4/h.264：运动图像压缩编码标准； directx：微软公司开发的用途广泛的 api，用于图形、声音等多媒体应用接口；winsock：一套开放的、支持多种协议的 windows 下的网络编程接口； oracle/sql/mysql：一些关系型数据库平台；middleware service：中间件服务，

4、此处包括数据库中间件、消息中间件服务；management server：治理服务器； streamtrans server：流媒体转发服务； streamrecord server：流媒体存储服务； web server：web 服务；stream client：流媒体监控客户端； web client：web 客户端。2） 软件架构设计目标observer star 流媒体监控系统软件要达到满足大中型网络安防监控目标， 可依据不同行业安防需求定制扩展应用，因此必需有良好的架构设计。软件设计的架构目标一般要达到以下几点：牢靠性：软件对于使用方的运营和治理格外重要，因此必需格外牢靠。平安性：软

5、件要能满足调查取证要求和防止恶意破坏。可扩展性：软件要能满足客户需求的变化和不同需求的功能扩展。 可维护性：软件要易于排解现有系统错误和有效降低技术支持成本。可定制化：能够依据客户群不同和市场变化而调整。客户体验：软件要易于操作使用。3） 软件模块结构软件基本模块结构图如下：软件模块结构图软件主要开发特点如下：1. 接受了高效的 c+语言开发环境，接受了面对对象分析（ooa）、面对对象设计（ood）、面对对象编程（oop）。2. 接受数据库中间件技术，由服务端向客户端（扫瞄器端）供应数据库服务。客户端无需安装数据库驱动引擎，直接可以通过一键安装客户端监控软件包、或者通过扫瞄器 web 方式快捷

6、地实现客户端监控应用。3. 接受 i/o 完成端口机制、协作线程池完成大量网络流媒体数据的复制分发。网络上需要实时监控的客户端数目是由流媒体转发服务器的转发力量打算的，本系统流媒体转发服务器可依据需要配置扩充。4. 基于大型关系型数据库平台的应用特点，使得系统支持海量的流媒体存储信息检索、图片信息检索，并可以无缝地不断扩展存储设备。4.2 软件功能描述1） 治理服务软件治理服务端软件界面图治理服务软件主要实现了系统的设备档案、工况集中治理，接受数据库治理系统设备档案、运行参数、帐户权限等，供应应后台监控客户端数据服务、加密服务接口，接受多线程、多任务机制实现了报警信息的实时处理。治理服务软件7

7、×24 小时不间断运行于系统治理服务器主机，软件主要功能特点如下：针对监控区域的范围分布划分为不同现场，分别对监控设备进行治理。同时治理多种类型的音视频编码器设备，以规律意义上的视频通道对应视频编码器设备一路实际的视频输入，供应对每路视频连接参数的设置，支持多种国内主流音视频编码设备。治理系统摄像机设置。内容主要为摄像头视频接入通道、摄像头把握单元配置、接入矩阵（画面分割器）配置、关心把握输出配置、地图方位等。治理基于开关量和模拟量的报警器设置。内容主要为报警器接入通道、报警器接入设备配置、联动摄像头配置、报警联动输出、布防状态、显示图形、报警源、地图方位、报警短信号码、报警布防时刻

8、表设置。监控场景设置。内容主要为监控场景的电子地图。权限治理。内容主要为用户帐户设置、操作员角色设置、权限分类治理。供应报警器布防状态、报警联动参数、报警大事记录设置以及模拟量数据实时更新功能。供应短信模块、短信号码薄治理，以及报警短信功能。供应历史报警大事、用户操作、模拟量数据查询功能。供应对报警大事记录、操作日志、模拟量数据历史记录保存周期的设置功能。三层结构数据库服务。客户端加密认证服务。2） 客户端监控软件客户端监控软件界面图客户端监控软件能够远程连接网络硬盘录像机、网络视频编码器，猎取流媒体数据并实时播放，同时供应了远程把握前端摄像机云镜，切换矩阵、画面分割器，拍照，流媒体存储等功能

9、。软件主要功能特点如下：通过登录服务端猎取系统集中治理的运行配置。dvr/dvs 多个视频画面同时网络播放。与 dvr/dvs 双向语音对讲。实时抓拍照片，供应网络共享扫瞄、编辑功能。手动录像、方案录像、报警录像、通道切换录像，供应网络共享扫瞄功能。通过网络实时把握 dvr/dvs 所接矩阵、画面分割器。报警器布防状态设置、报警大事记录查看、模拟量数据实时更新功能。历史报警大事、用户操作、模拟量数据查询功能。摄像机、开关量报警器状态、模拟量报警器数据电子地图显示功能。球形摄像机预置点载入、保存、删除、巡检功能。监视场景预案定义治理及机敏载入。3） 流媒体转发软件流媒体转发软件界面图流媒体转发软

10、件实现了流媒体数据接收及复制分发及客户端把握命令的统一调度转发。软件基于多线程、多任务工作模式，有效地解决了流媒体传输系统中消灭热点连接时的局部带宽瓶颈问题。软件主要功能特点如下：1. 向导式设置界面，简洁易用，支持多种国内主流 dvr/dvs 网络音视频编码设备。2. 登录网络音视频编码设备，接收流媒体数据并透亮分发给连接上的客户端。3. 前端音视频编码设备或故障恢复时能够自动重新恢复连接。4. 转发云台把握、报警接入等串行通信数据。5. 双向音频流转发功能。6. 软件基于多线程、多任务工作模式，高效、稳定、牢靠。7. 通过多种方式（tcp、udp、组播）转发视频服务器的音视频流。8. 支持

11、多网卡应用，具备网络流量统计治理。9. 具有 tcp 汇聚转发功能，充分利用主机带宽。4） 流媒体存储软件流媒体存储软件界面图流媒体存储软件主要针对集中存储、网络存储应用设计，实现了在流媒体存储服务器上的大容量流媒体数据存储，支持长时间 7×24 不间断网络流媒体循环存储，流媒体存储服务软件将流媒体文件属性信息存储在系统中心数据库上，当数据库服务器宕机时可存储在本地。当磁盘消灭故障后，硬件修复后流媒体存储服务软件可完成故障恢复，释放故障空间。软件主要功能特点如下：从数据库中读取流媒体存储任务，基于多线程模式存储。具有优秀的存储策略，确保磁盘空间合理安排。通过连接多个远程数据库和本地数

12、据库实现脱离中心治理服务器运行。具有数据库故障检测、隔离、恢复机制。通过与主、备服务器建立网络连接交互把握信息，如：实现录像记录的删除与锁定。供应录像文件检索功能。供应录像记录同步功能。供应隔离故障硬盘功能。向治理服务器报告录像任务工作状况。5） web 客户端软件web 客户端软件界面图web 应用的最大优势就是解决了软件版本更新时的自动分发问题，通过在服务端公布 web 服务，客户端可直接扫瞄服务端的网页，下载经过签名的 web 监控软件，达到在 web 中实现客户端监控功能。6） 硬解码投影软件硬解码投影软件界面图硬解码投影软件在秉承监控客户端软件功能和操作方式基础上实现了对嵌入式设备视

13、频的硬解码显示预览和电视墙投影功能。通过电视墙治理及显示预案治理，达到了直观的视频综合输出功能。7） 自动更新软件自动更新软件界面图自动更新软件实现了客户端的自动更新分发，减轻了系统维护更新工作。8） 数据备份与恢复软件数据备份与恢复软件界面图系统数据备份与恢复软件接受一键备份功能减轻备份数据的简单度与工作量。系统数据一键恢复功能使得系统能够快速从故障状态恢复。4.3 关键技术1） 网络流媒体监控技术通过网络流媒体监控技术，系统借助日益扩展的高速信息网络为传输媒介， 使用者可通过视频、音频去感知远程监控点的状况，借助远端设备的智能采集、把握功能，使用者可捕获远端的报警，通过远端设备把握输出，例

14、如：借助云台类设备可转变摄像机的监视视角，借助拾音器可监听远端的声音。2） io 完成端口通讯技术一般的堵塞式网络通讯方法要求每次通讯完成后都要求等待执行结果。网络流媒体转发软件所处理的流数据量是格外巨大的，一般的网络通讯方法明显不能满足这种应用的需要，为了提高转发服务器的数据吞吐力量，系统使用了异步的io 完成端口通讯技术。io 完成端口使用操作系统的重叠 i/o 模型来提高系统 i/o 的处理力量。在winsock 中，重叠i/o 模型使应用程序能达到最佳的系统性能与数据吞吐率。重叠模型的基本设计原理是让应用程序使用重叠的数据结构，一次投递一个或多个winsock 的 i/o 恳求，并在操

15、作完成之后接受到信息。对于大数据量的i/o 操作来说，尤其适用重叠 i/o 机制，由于发起重叠操作的线程在重叠恳求发出后就可以连续处理下一个 i/o 恳求。在 windows 2000 及更高版本的 windows 操作系统上，供应了真正可扩展的高性能 i/o 模型就是使用完成端口的重叠 i/o。由于视频数据具有时序性的特别性质，在保证视频数据的时序性的同时通过使用重叠 i/o 机制，可提高转发服务器的数据吞吐率。3） 线程池诸如 web 服务器、数据库服务器、文件服务器或邮件服务器之类的很多服务器应用程序都面对处理来自某些远程来源的大量短小的任务。恳求以某种方式到达服务器，不管恳求如何到达，

16、服务器应用程序中经常消灭的状况是：单个任务处理的时间很短而恳求的数目却是巨大的。构建服务器应用程序的一个过于简洁的模型应当是：每当一个恳求到达就创建一个新线程，然后在新线程中为恳求服务。实际上，对于原型开发这种方法工作得很好，但假如试图部署以这种方式运行的服务器应用程序，那么这种方法的严峻不足就很明显。每个恳求对应一个线程方法的不足之一是：为每个恳求创建一个新线程的开销很大；为每个恳求创建新线程的服务器在创建和销毁线程上花费的时间和消耗的系统资源要比花在处理实际的用户恳求的时间和资源更多。除了创建和销毁线程的开销之外，活动的线程也消耗系统资源。在一个应用程序里创建太多的线程可能会导致系统由于过

17、度消耗内存而用完内存或“切换过度”。为了防止资源不足，服务器应用程序需要一些方法来限制任何给定时刻处理的恳求数目。线程池为线程生命周期开销问题和资源不足问题供应了解决方案。通过对多个任务重用线程，线程创建的开销被分摊到了多个任务上。其好处是，由于在恳求到达时线程已经存在，所以无意中也消退了线程创建所带来的延迟。这样，就可以马上为恳求服务，使应用程序响应更快。而且，通过适当地调整线程池中的线程数目，也就是当恳求的数目超过某个阈值时，就强制其它任何新到的恳求始终等待，直到获得一个线程来处理为止，从而可以防止资源不足。异步通讯模式下的单线程并发访问量是有限的，为了提高转发服务器的并发访问数量，系统使

18、用一个具有多个通讯线程的线程池来负责与客户端进行通讯。通过使用线程池技术，在保证转发服务器的数据吞吐量的同时，提高了系统的并发访问数量，在网络带宽足够的状况下，可以显著的提高流媒体转发服务器的处理力量。4） 多网卡汇聚及任务调度算法在电子系统的典型应用中，我们使用一台具有双网卡的计算机作为流媒体转发服务器。服务器中的一块网卡用于与视频设备端网络相联实现音视频流数据的接收，另一块网卡与客户端网络相联用于转发音视频流数据，系统结构如下图所示：流媒体转发典型应用系统结构在以上的结构中，负责转发流数据的网卡的带宽是有限的，通常状况下为1000m，在单路视频码流为 2m/b 的状况下，理论上最多转发 5

19、00 路视频，考虑到现场网络状况以，实际最多可转发路数为 300 路左右，明显不能满足大型监控系统的需求，此时的系统瓶颈在转发服务器的网络带宽力上。要提高系统的转发网络带宽，最简洁的方法就是通过增加流媒体转发服务器组建流媒体转发服务器集群来提高系统的流媒体转发系统的吞吐力量，如下图所示：多台流媒体转发服务器系统结构此种方法虽然将流媒体转发系统的吞吐量提高一倍，但系统存在不必要投资的状况。通过分析图 5-1 所示的系统结构，可以通过为流媒体转发服务器增加物理网卡的方法来增加转发系统的总带宽。通过增加物理网卡的方法，在不转变系统结构以及较少的资金投入状况下可有效的增加单台转发服务器总的网络带宽，

20、此时可充分利用交换机的千兆交换力量。系统结构如下图所示：单台转发服务器增加物理网卡后的系统模型上图中红色线代表增加的物理网卡与交换机 a 的网络连接，此时，流媒体转发服务器将具有 3000m（1000m*3）总的转发带宽，此时将可满足系统的需要。当流媒体转发服务器工作在多网卡汇聚模式下时，优化的实时任务调度算法将依据各网卡的实时负载状况平均安排各块网卡的并发访问数与数据吞吐量，以平衡各网卡的网络负载状况。4.4 基于插件技术的流媒体解码库融合在软件框架实现过程中接受由面对对象技术基础衍生的接口技术，基于统一接口封装多种类型设备的解码库。对于今后更多类型视频编码设备的接入，供应了良好的扩展性和可

21、行性。4.5 流媒体应用中的客户框架应用服务设计了“客户端应用服务器数据服务器”分布式多层结构构建整套应用系统。基于数据库中间件技术，实现了客户端无需安装数据库引擎即可访问服务端数据库。通过在线实时更新服务，客户端应用可从服务器实时更新升级。4.6 基于关系型数据库技术的流媒体治理策略流媒体文件接受数据库保存其属性信息，通过检索数据库，可快速定位流媒体文件在网络存储设备上的名目位置，达到快速回放、集中治理的效果。4.7 多网卡汇聚转发提高流媒体转发服务吞吐力量通过多网卡汇聚转发技术，实现了跨网卡、跨网端流媒体转发，解决了网络服务瓶颈问题。4.8 在线检测前端视频处理设备故障通常状况下，当网络发

22、生故障或前端视频设备发生故障并恢复后，监控系统往往需要重新启动或手动干预。通过使用网络及视频设备工作状态智能检测与捕获技术，使得当网络发生故障或视频设备发生故障并恢复后，在不需要重新启动软件的状况下，可马上恢复使用。4.9 基于热点安排策略的流媒体 qos 治理通常状况下，流媒体转发服务器对各视频设备的音视频流转发是公平安排网络带宽的，当网络消灭拥塞时，热点监控点的数据流质量将无法得到保证。通过热点 qos 及带宽使用治理功能，使得消灭网络拥塞状况时，将优先转发热点监控点的流数据，此时热点监控点的流数据转发质量可以得到保证。三、 监控统一平台功能5.1 图像治理集控中心可显示、抓拍、存储、检索

23、、回放各变电站的所选摄像机实时图像； 集控中心可远程回放站端的任一摄像头的历史图像；回放方式有逐帧、慢放、常速、快速等多种方式；能够将任意一幅回放图像存放成 jpeg 或 bmp 格式的图像，供数据交换使用。5.2 报警治理报警可依据需要分为多种类型的告警：外部报警、动态检测、设备断线报警等；报警信号、报警内容可在任何画面自动显示；实现语音报警功能，针对不同的分类报警，进行不同的分类语音报警提示；具有告警推画面功能，当告警发生时，依据报警信号位置弹出对应摄像头画面，自动操作指定设备（照明、警铃等），并自动录像（录像时间可设），实现报警联动，以备进行事故调查；全部报警信息均应自动保存，有需要时可

24、打印输出，进行综合查询。5.3 平安治理系统实行操作权限治理，按工作性质对每个用户赐予不同权限等级，系统登录、操作应进行权限查验；系统全部重要操作，如登录、把握、布撤防、退出、报警确认等，均有操作记录，系统可对操作记录进行查询和统计；系统保存的全部重要数据，包括用户信息、报警信息、操作记录、日志等， 不行人为删除和更改。5.4 功能配置系统具有定义预置位、镜头分组、轮巡分组的功能，执行上述功能时应要求用户输入用户名和密码；系统应具有系统配置功能，包括变电站信息、摄像点信息、视频处理单元信息等，上述功能只能由系统治理员操作；5.5 系统治理系统具有较强的容错性，不会因误操作等缘由而导致系统出错和

25、崩溃；系统具有自诊断功能，对设备、网络和软件运行进行在线诊断，发觉故障， 能显示告警信息；系统具有对站端设备远程配置、远程维护、远程启动的力量（远期系统实现）；能够自动生成系统运行日志，可查询及以报表方式打印输出。5.6. 数据转发设备把握命令转发：各网络监控终端的把握命令只发给图像治理服务器，图像治理服务器接收到终端的设备把握命令后，将对应的设备把握命令转发到对应的视频处理单元中去。视频转发：前端视频处理单元的图像发送给接入服务器，在收到后端网络监控终端的监控恳求后，将对应的图像转发到对应的监控终端去。5.7. 实时视频监控在集控中心可实时监视同一变电站多路（1、4、9、16）实时图像信息并

26、实现一机同屏同时监视；也可同时实时监视多个变电站（1、4、9、16）；集控站和 mis 网用户中的多台终端可以同时监控任一变电站；以上方式可混合应用。轮巡，即系统应具备视频自动巡察功能，在可设定的间隔时间内对全站的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同变电站的图像、同一变电站的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置；系统接受树形名目结构或多级电子地图方式，可以便利查找到需要的变电 站，点击某站进入该变电站的具体设备列表或分布图，包括全部的摄像机、报警器等的分布。报警发生时，报警地点以醒目的标记闪耀在电子地图或名目标识上， 精确推断报警类型和地点。 5.8.

27、远程把握远程把握监控设备（包括云台、镜头等）；远程把握声光报警设备；远程把握空调、门禁等智能系统（可选功能，需硬件设备或供应协议）；远程变电站现场照明、排风扇等设备把握；可进行当地或远程布防/撤防把握，可以事先确定布防/撤防策略，由系统依据制定的策略自动进行布防/撤防；可以远程对布撤防的策略进行配置，也可以通过电子地图进行布防或者撤防把握；高优先级的用户依据等级优先的原则可无条件获得低优先级用户的把握权， 同级别用户依据时间优先的原则获得把握权，也可以通过协商的方法获得把握 权。把握权的等级可设定。5.9. 数字矩阵通过电视墙服务器软件，供应数字矩阵功能，可将远端任意画面选择到视频还原器上，以

28、模拟视频信号输出到电视墙、大屏幕、投影等监控中心显示设备上。并可实现手动、自动的单画面、多画面、自定义分组轮巡，分组画面同步轮巡等功能。视频还原输出接口可扩展。5.10. 网络扫瞄各监控终端可接受网络客户端或者 web 方式（即利用原有电力网用户计算机的 internet 扫瞄器），同时监控治理多个变电站的多个实时图像。在 web 扫瞄方式下，应同样能把握摄像机和云台等把握对象；web 扫瞄时，登录过程用户名和密码接受加密方式。5.11 与其它系统接口依据无人值守变电站环境监控的应用需求及现场实际状况，具备将变电站相关环境监测设施信息接入并实现联动报警的功能。同时，供应与其他系统（包括上级）进行信息交换的接口，实现信息共享。5.12 监控平台视频扩容我公司设计的网络流媒体监控平台接受了模块化设计，变电站、治理中心、监控中心都是系统中的独立模块。各模块是规律划分，实际使用时可以自由组合， 如在市级供电公司配置治理中心和监控中心，而在负责区域治理的大型变电站配置变电站模块和监控中心模块。用户可依据实际需要进行便利的配置，任何一个模块均可以单独增减，而不影响系统的正常运行，所需费用仅仅是所增加的模块的费用。同时，由于系统分别由不同厂家实施，变电站前端设备种类繁多，有嵌入式硬盘录像机、工