中小商店视频监控解决方案

深圳市朗驰欣创科技有限公司西安办事处目录TOC\o"1-4"\h\z\u第一章需求分析 2第二章系统建设目标 2第三章主要功能 3第四章设备描述 44.1. 产品描述 44.2. 技术参数 54.3. 硬件接口 6第五章大型平台软件 65.1. 基本组件 75.1.1. 转发流媒体服务器(ImagineWorldRVS) 75.1.2. 管理服务器(ImagineWorldServer) 85.1.3. 用户机（ImagineWorldClient） 85.1.4. 多级体系构建示例 95.2. 系统特色 105.2.1. 核心技术 105.2.2. 视频流模式 115.2.3. MPEG-4算法的实现优势 125.2.4. 系统特点 135.3. ImagineWorld监控平台 155.3.1. 简介 155.3.2. 系统实现 153.4.3三级联网系统 185.4. 功能优势 21第六章设备报价 22第七章系统拓扑图 23中小商店视频监控解决方案当前的社会治安使得众多的中小商店不得不考虑自己的安全防范措施。一旦商店出现安全问题或财务上出现差错，店主首先就会懊悔没有早一点儿安装视频监控系统。可是，提起视频监控，就会想到银行或大商场里价格昂贵的视频监控设备。其实，您不必担忧会有太高的花费。根据中小商店的经营规模，朗驰数码为中小商店定制了一套高品质低价位的视频监控全面解决方案。需求分析目前全国300多家经营连锁店已全部安装模拟视频监控系统。小型店面一般4个监控点，大型店面8个监控点以上。对于总部监控中心来说，下面各家连锁店面监控系统只是300多个监控孤岛。无法实现全国性联网，更无法实现总部日常指导工作。随着网络技术日新月异的发展，数字网络监控系统已逐渐成为监控行业的主流思路。如果将用户现阶段模拟监控系统升级为数字网络监控系统，有两种方式：1、将现有模拟摄像机全部转换为数字化网络摄像机，所有模拟线路全部拆除改为超五类线路。2、现阶段所有设备及线路不做任何改动，只是在每个连锁店面模拟监控系统中添加一台网络视频服务器。这样就可以实现模拟监控系统全国性联网、广域网任意一台有权限计算机进行查看指导。系统建设目标从上述两种实现方式上来看：第一种方式投资巨大并且要丢弃所有模拟系统设备。而且对网络出口处设备、广域网链路要求高。第二种方式投资小而且可以将原有设备利用上。对原有系统改动极小，而且对网络出口处设备、广域网链路要求低。在节约成本的前提下我公司建议使用第二种连接方式，即每个连锁店面使用一台4路视频服务器，将4路重要视频信息接入（例如：收银台、大门、员工区、货架）。日常办公时在总部监控中心或广域网上任意一点，只要有相关使用权限的人员，都可以对每个连锁店面进行监控观摩或现场指导工作。主要功能每天24小时不间断数字录像；远程视频监控，在家里通过电话线监看到您商店的运行状况；动态侦测报警或传感器报警，当报警发生时可开启商店警灯及警铃吓阻入侵者，同时进行录像工作。摄像头典型监控目标收银台:收银台是引起财务差错最直接的地方，通过在收银台安装的摄像头，就可以记录顾客的付款细节；柜台:柜台是与顾客打交道的地方，任何争执都会记录下来；门口:记录顾客的出入；货架:记录商品的出入。无论您身处什么位置，只要您身边拥有一台计算机，就可以通过PSTN电话网或Internet、Intranet与您想要远程监控的场所的视频服务器相连接，远程接收现场的即时图像，不仅如此，你还可以远程播放过去时间段的现场录像资料或远程录像，也可以指定日期、时间使其自动录像。同时，如果您被赋予相应的管理权限，您还可以对视频服务器进行相应的设置、调整。本系统支持将四路视频信号集中在一台显示器上的四画面分割显示，使您对四个不同场所所发生的一切了如指掌，而您所要做的只是坐在一台显示屏之前。此外，由于采用了目前国际先进的视频压缩算法，有效的解决了图像存储容量与清晰度之间的矛盾。您可以利用有限容量的硬盘存储器，来保存更长时间的录像资料。同时为防止非授权用户取得远程接收的权限，本系统建立了相应的密码保护机制，只有通过使用合法的用户名与密码，才可以正常使用远程接收端，因此，保护了使用者的合法利益不被侵害。设备描述产品描述*

高性能SOC处理芯片，稳定可靠，极低功耗*

采用H.264视频编码技术，高压缩比，高图像质量*

支持双码流，用户可根据不同的应用选择主码流或子码流*

双向语音对讲支持外接音频输入、输出*

支持USB、SD卡存储功能*

支持PTZ控制、报警I/O、双向对讲、三级用户权限，功能完善*

完备的网络协议，内置WEB，支持IE访问、配置、升级*

支持无线WLAN(802.11g)和3G网络接入*

防静电、防雷设计技术参数硬件接口大型平台软件完全自主开发并于2005年4月正式推出的代表目前国内最高水平的ImagineWorld多级远程监控系统，也是整合图像监控、安防监控、环境监控、设备监控等集成监控系统平台。该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求很高的军队、银行、水利、公安、钢铁、海关、医院、学校等部门领域有大量的应用。基本组件图2如图2所示，ImagineWorld多级远程监控系统基本组件包括：转发流媒体服务器(ImagineWorldRVS)ImagineWorldRVS主要完成对下属多个NVE的管理工作和视频转发(把来自NVE或RVS的视频流转发给RVS或用户机)工作，通过M通道与NVE交互进行管理。用户登录时(使用浏览器)，首先访问RVS服务器，RVS服务器对用户进行认证，可通知NVE发送单播/或组播视频流到用户，用户从RVS服务器下载客户端控件(很小，第一次使用时下载)，可直接接受NVE的视频流进行监控。用户机也可接收RVS服务器的视频流，RVS服务器支持单播/组播，可只输出单播视频流或组播视频流，也可同时输出单播和组播视频流，极大地方便了系统设计。RVS服务器可多级配置，从而实现多级远程监控体系。在多级远程监控体系中，RVS服务器还有一项重要工作就是进行带宽管理，详见后续说明。管理服务器(ImagineWorldServer)管理服务(ImagineWorldServer)主要向管理员提供对管辖区域内设备的管理、状态的监视以及告警的管理。CS的各种数据均是从RVS获取，RVS主要负责数据收集、存储、转发，ImagineWorldServer负责数据的处理和可视化显示。ImagineWorldServer可以同屏16路监控前端任意采集工作站的任何多路的视音频，通过授权可以控制前端云台和镜头；NVE/DVR发生的报警会实时传送到相应的总控工作站，总控工作站会以声光和短信的方式通知管理人员；总控工作站还可以和多个前端交互点进行音视频交互，领导可以向前端工作人员下达命令。用户机（ImagineWorldClient）用户使用浏览器或客户端即可进行监控。用户首先访问管理服务器，由管理服务器完成用户认证，管理服务器可通知转发流媒体服务器发送单播或组播视频流给该用户。注意，用户机接收的视频流可直接来自NVE(不需要通过RVS服务器中转)，也可来自转发流媒体服务器。在用户机上对接收到的MPEG-4视频流进行解压和显示。多级体系构建示例图3如上图所示的三级远程监控体系，C级没有设置RVS服务器，A、B级设置了RVS服务器。下列基本组件之间通过M通道连接，构成整个监控管理体系：A级RVS-B级RVSB级RVS-C级NVEA级用户机-A级RVSB级用户机-B级RVSC级用户机-B级RVS如下图所示，C级NVE发送组播视频流到C级用户机，发送单播视频流到B级RVS；B级RVS发送组播视频流到B级用户机，A级RVS发送组播视频流到A级用户机。图4系统特色核心技术MPEG-4多媒体应用标准

MPEG-4标准是目前最新的视频格式标准之一。完整的MPEG-4标准是一个多媒体通信的框架和规范协议，其中的视频编码算法的设计思想是在基于视频内容编码等技术的基础上，提供极低带宽和可变输出码率（10Kbit/s到1Mbit/s）的条件下提供尽可能好的图象质量。多点通信

通过实现组播技术增强了传统IP网上的多点通信模式，为三网融合提供了通信基础，并且研究了可靠组播技术（ReliableMulticast）和分层组播技术，在三网融合的基础上实现传统业务和新兴业务在统一应用平台上的综合。实时传输和QoS技术

研究和实现了RTP/RTSP（实时传输协议），实现了多媒体信息在IP网络中的实时通信，为实时交互提供了通信基础；利用时间戳等技术研究和实现了减小多媒体信息传输延迟抖动和丢失的质量保证方法；研究和实现通信量整形和排队技术，提供对网络传输质量的保证手段。异构网络通信平台

实现自适应编码技术，实现在多种网络条件下的自适应编码和传输，提供异构网络进行通信的手段。嵌入式系统

芯片技术、DSP技术、RTOS的发展使得传统需要一台计算机实现的功能在一块嵌入式板子上就可满足。嵌入式监控前端以最小化设计实现监控所需功能，刨除了不必要的硬件设计，使得系统的成本大大降低，系统的稳定性和可维护性大大提升。视频流模式根据用户在多级监控体系结构中所处的物理位置的不同，可以采用以下多种模式，而在大部分应用中，由于系统中存在各种用户，通常是多种模式的结合使用。(1)RVS服务器单播转发模式在这种模式下，用户若想监看某个监控点时，并不是直接连接到NVE接收数据，除了局域网环境，一般情况下NVE的出口带宽很宝贵，如果N个人同时连到NVE监看，则会占用N份出口带宽；而在本模式下，NVE的数据是直接发送到RVS服务器的，且每个监控点只会发出一份数据，用户登陆RVS服务器，从RVS服务器接收RVS服务器转发的单播数据，这样不管有多少人实时监看，每个监控点只会占用一份出口带宽；并且在RVS服务器和NVE之间提供了控制机制，对于某个监控点，如果没有用户在监看，NVE会停止输出到RVS服务器的数据，最大成都节省带宽。根据多级监控的实际情况，大部分用户是和RVS服务器是在同一层次，甚至在更高层次，对于和RVS服务器之间不支持组播的用户可以采用本模式，对于和RVS服务器之间支持组播的用户可以采用“RVS服务器组播转发模式”，对于和监控点在同一层次的用户可以采用“本地模式”。(2)RVS服务器组播转发模式本模式和(1)基本类似，差别在于对于(1)，对于每个监控点，RVS服务器需要实现1－N的数据转发（N表示同时在线观看此监控点的用户数），而对于本模式，RVS服务器转发1份组播数据，对于和RVS服务器在同一个局域网的用户，可以直接接收组播数据，无论有多少用户在监看，RVS服务器只转发一份数据。(3)NVE本地模式对于某个监控点，如果和监控点在同一层次（同一局域网内）的用户在监看，如果还采用(1)或(2)模式，则反而多占用了出口带宽，这个时候用户可以直接连接到NVE接收单播/组播数据，服务器提供权限控制和监控点信息发布。MPEG-4算法的实现优势朗驰欣创下力气在核心算法在标准规范的基础上对编码效率以及网络适应性方面进行了深入研究，并取得了突出效果。VBR和CBR模式VBR：即基于品质的模式。当使用这种模式时，所有的帧不管他们的状态如何都压缩到相同的品质，即图像损失率一致。它能保证全部帧的质量是一致的，当它不控制编码输出码率，对于场景运动变化比较大的情况，编码输出码率变化幅度会很大。这种模式比较适合于视频编辑或者对图像质量要求很高而带宽不受限制的应用。CBR：即恒定码流模式。编码器会根据用户指定的码率进行编码，为了保持相对恒定的码流，对于运动变化大的场景，编码器会降低视频质量以降低码率，对于比较静止的场景，编码器会在不超过指定码率的情况下尽可能提高视频质量。这种模式比较适合于网络视频传输应用。CBR的实现复杂度比VBR要高很多，而且实现算法的不同对码流控制的效果差异也很大，国内大部分厂家目前未实现CBR模式或者只是作了一些简单控制。核心算法采用汇编程序MPEG-4算法中压缩比越高算法复杂度越大，一般的嵌入式平台主处理器的处理能力不会很高，所以为了能够达到每路25帧/秒，压缩比就不会很高。而朗驰欣创将MPEG4算法的核心部分全部使用汇编语言编写（标准算法使用C语言编写），使系统的处理效率提高了30％，这使得我们的系统能够提供更高质量的视频。预处理和后处理预处理：在编码之前消除原始图像中的“污迹”、“雪花”或“毛边”，也就是所谓的“视频噪声”。后处理：MPEG4解码器增加了Deblocking（去除块效应）功能。网络传输时延控制对于实时视频应用，等待时间和抖动必须保持在一定的限度内，标准建议可接受质量的单向最大延迟是400RVS（网络传输本身延迟不包括在内）。对于音视频需要同步的应用，必须限制视频相对于音频的延迟。ImaginWorld监控系统已经做到单向延迟小于100RVS，在国内同类产品中绝对领先。网络传输差错控制网络的不稳定性会经常导致视频包的丢失，而实时视频传输又不允许无限制的重传，而MPEG-4是连续编码算法，丢失一帧数据会导致后续若干帧解码错误，导致“马赛克”现象。我们在传输层通过独有的差错检测、错误隔离、限制延迟重发、强制恢复等一系列差错控制技术，使得“马赛克”现象尽可能少。网络带宽自适应调整在网络带宽经常变动的信道中，使编码率与信道带宽相匹配很重要，ImaginWorld监控系统中采用的算法可以实时检测网络带宽的拥塞程度，并可以动态对编码器进行码流整形，调整输出码率以匹配网络带宽。系统特点稳定可靠NVE采用先进的嵌入式硬件设计和嵌入式操作系统，设备体积小，视频处理速度快，稳定性高，全天24小时现场工作；可以远程对系统软件升级；该设备有自动恢复功能，当前端发生掉电加电后，可自动启动，无需人工维护。网络化、数字化NVE系统采用标准的TCP/IP协议，内置HTTP服务器，提供RJ-45以太网接口，能架构在局域网、广域网、INTERNET和无线网络之上，节省了铺设长距离线缆的成本。可任意设置网关，完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。系统提供单播、组播功能。高清晰度图像图像压缩采用MPEG-4图像编码标准，图像清晰度高，在低带宽或者多次路由的条件下，传输每秒30幅画面的高质量图像，不会出现“马赛克”的现象。多权限功能NVE和RVS配合可以对用户分配不同的控制权限。使用者在权限允许的监控区域和监控点，可分别实现对远程现场的实时监控、对镜头、云台进行控制或浏览。系统具有完善的冲突检测和权限剥夺机制。支持PELCO-D等多种控制协议。远程报警及联动控制可提供报警输入接口，当发生报警时，可联动多个设备协同工作。当监视点发生报警时，系统自动启动各种对应的联动设备，并将视频切换到相应的摄像机，开启灯光，自动录像。监控中心可弹出报警信息，并有声音报警和短消息提示。远程设备管理系统提供远程设备管理功能，维护人员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高了设备的维护效率。防病毒入侵系统前端设备采用嵌入式技术，操作系统固化在芯片之中，不易受目前网络中爆发病毒的侵害。良好的可扩容性当系统扩容时，前端只需将设备接上网线、视频线，做些简单配置就可以做到即插即用；在监控中心，管理人员只需要将增加的监控设备加入监控地点组别，这样就完成了全部的系统升级扩容工作。保密性能优越系统硬件、软件具有加密功能，使该系统的保密性能优越于其它视频监控系统。同时，还可以为用户配套额外硬件加解密设备，即在摄像机与网络连接处加加密设备，在网络监控中心的服务器器加解密设备。使监控网络的保密性最优。拥有自主产权NVE的主板、程序均自主研发，RVS的程序自主研发，朗驰欣创拥有完全的自主产权；设备国产化率高，物美价廉。ImagineWorld监控平台简介经过多年多级远程监控系统的设计和实施实践，我们认识到NVE对于构建局域网范围的远程监控系统是足够的；但是对于构建多级的远程监控体系，仅靠NVE难于灵活地搭建整个体系，我们设计开发了“ImagineWorld监控平台”。该平台采用C/S和B/S构架，兼容MySQL和Oracle数据库，根据具体的系统容量选择不同的数据库，系统将管理、流媒体服务、客户端、数据存储分开，并且支持NAS存储。系统做到统一管理，并且能够分级管理。 ImagineWorld综合服务平台分为管理服务器、数据库服务器、RVS流服务器、APS报警处理服务器、客户端、虚拟矩阵六部分。系统实现ImagineWorldServer(管理服务器):管理服务器完成对所有设备的管理、分配，所有用户管理以及权限分配，报警处理等。提供编码器、解码器、矩阵及附属设备等的增加、修改、删除及参数配置，以及设置某编码器归属哪个录像站点。自动搜索并显示设备服务器、转发服务器、录像服务器的信息，包括名称、IP地址，可修改站点名称，可删除无效站点。设备站点下会显示所有曾经出现过的设备，若不再使用某设备，可将其删除。设备分组将系统中的镜头进行分组管理，便于监控管理。可将整个组的设备一次性地分配给某个用户，而不必一个个地单独配置。能方便地设置电子地图，布置镜头，并将地图分配给用户。完善的日志管理，对各个用户的操作进行不可人为修改的记录，以备查询。提供4种用户类型，包括管理员、超级用户、一般用户和浏览用户，分别授予不同的权限范围，同一类型的用户又可以设置更具体的权限，共有64级，以各自的用户名和密码登录。可以单独为各个用户分配镜头组和电子地图。系统管理员实现站点管理，设备管理、用户管理等各项管理，包括配置、修改、删除等。网络内合法用户可以按照它的级别权限使用IE浏览器，通过登陆Server观看摄像机图像。ImagineWorldRVS(流服务器):流服务器接收视频服务器的音频视频数据,报警消息等,完成对用户数据的转发；数据的本地存储已经将数据转储到NAS存储阵列,以及将报警等消息转发给管理服务器,并且根据需要将数据转发给下一级网络；前端接入进来的模拟信息包括音视频数据信息、声光烟感红外等报警信息，数据量庞大，需要首先经过视频服务器进行数字化，再进行压缩编码，获得适于传输的数字码流；依据不同的数据类型，转发到不同的服务器，进行进一步处理；由于网络视频系统的传输方式是组播，在没有客户浏览时，网络内的编码器并不向网络发送视频流，仅仅发送数量非常小的监听IP包，可以降低网络内部的码流压力并不是很大。ImagineWorldAPS(报警处理服务器):接收声光红外烟感报警信号，启动声光报警；根据需要自动可对图像画面定义移动侦测区域。系统可对每个报警信号或画面移动报警进行动作响应设置；弹出电子地图，并能选择自动驱动云台前往预置位进行观看；可选择启动实时录像；将报警信号通过短信告知用户(可选)；用户可设定报警前录像时间，保证报警时刻事件完整性。可设定录像数据保存时间，自动删除旧录像数据文件，保证磁盘使用率。支持多任务处理系统，可同时处理多点报警信息ImagineWorldDMatrix(数字矩阵):支持传统矩阵功能，解码信号接入矩阵，传送至电视墙；数字矩阵通过视频解码器可以将数字视频信号直接输出到电视墙，能够自动将报警通道优先输出。在监控中心的电视墙上可以任意显示前端编码设备的图像。原则上有多少个监视器就可以配置多少个解码设备（LC9001R）。ImagineWorldDBS(数据库服务器)：数据库服务器实现分布式存储，兼容MySQL和Oracle数据库。视频信号即使在压缩之后其数据量也是非常大的。以5个摄像机测算。MPEG4平均码流（CIF格式/25帧/秒数据量）150M/h。30150M（dates）*24（h）*5（cameras）*30（day）=540,000M=527G≌4块160通过数据库，建立摄像机与存储服务器之间的“软性”关联，每一个区域由一个存储服务器负责，系统以分布式结构构建，将整个系统划分为若干区域，这样充分的降低了系统的风险。存储服务器的数量没有限制。每一个存储服务器与管理的摄像机是通过软件指定的，用户可以灵活的将某个（或某些）摄像机调入或调出某个存储服务器，是由数据库统一管理。本套系统提供多个存储服务器以及FOSService（故障切换服务）。在存储服务器损坏的情况下，自动切换，确保故障损失最低。兼容MySQL和Oracle数据库。3.4.3三级联网系统三级监控中心实现：前端可设置数十个监控点，通过视频服务器进行编码后，通过内网专线或公网ADSL传输到三级监控中心（本级中心），再由三级中心通过客户端对前端的监控点进行管理、浏览和控制，还可以采用系统中的VM（虚拟矩阵）功能，在三级中心的电视墙上输出模拟信号进行浏览监视；可以在监控中心的少数的监视器上浏览前端的任意监控点。视频服务器LC9001C提供视频压缩、打包（语音可选）。LC9001C的报警输入可以连接报警系统进行联动。LC9001C三级中心是一个独立的系统，可脱离二级、一级中心运行。二级监控中心实现：二级监控中心（分局监控中心）配置服务器，其中目录服务为系统的二级目录，二级中心范围内的设备可由安装在二级中心的网关服务管理，将所有监控点建成了一个完全基于网络，功能非常强大的网络视频系统。实现了各派出所的联网监控管理。录像服务器（Archiver）提供图像的存储、