网络视频监控系统在大型企业管理中的应用

10-150 10-08-23 动力厂办公室张军0533-294434513953300677fahaozezhen001@163.com√编辑意见：1根据审计机关的通知要求，文章作者需提供身份证复印件。复印件函寄；或扫描件发电子邮件（仅扫证件，文档大小200~250kB，JPG格式，非照片）。2本文所涉及的课题是否获得国家、省、部级科研基金项目（含项目编号），攻关立项，或单位科研项目？若有，务请注明之。3请附前3位作者简介，项目有：姓名（出生年-），性别（民族—汉族省略），籍贯（省及市/县），职称，学历，主要从事何种工作或研究方向，现任职（可选）。网络视频监控系统在大型企业管理中的应用苏兆勇，杨鹏升，张军，乔建安，赵则珍(中国铝业山东分公司动力厂办公室，山东淄博255000)[摘要]针对本企业无人值守岗位，生产调度人员和安保人员无法远程监控现场设备的安全、稳定运行情况，出现问题，不能及时做出反应的现状，设计了一种基于网络通讯基础的视频监控系统，实现了重要岗位、重要设备的实时图像监控，为无人值守的岗位提供了更加安全的保障。[关键词]网络视频监控系统；视频服务器；NAS存储器；路由器Networkvideomonitoringsysteminlarge-scaleenterprisemanagementapplicationsSUZhaoyong，YANGPengsheng，ZHANGJun，QIAOJianan，ZHAOZezheng（ChineseAluminumbusinessShandongSubsidiarycompanyDongLi’sOfficeShanDongZiBo255000）Inviewofthisenterpriseunattendedpost,theproductionschedulingpersonnelandthesecuritypersonnelareunablethelong-distancemonitoringfieldapparatus'ssecurity,thesteadyoperationsituation,hastheproblem,cannotmaketheresponsepromptlythepresentsituation,hasdesignedonekindbasedonthenetworkcommunicationfoundationvideofrequencysupervisorysystem,hasrealizedtheimportantpost,theimportantequipment'sreal-timeimagemonitoring,hasprovidedasafersafeguardfortheunattendedpost.Keywords:networkvideosurveillancesystems,videoservers,NASstorage,routers苏兆勇杨鹏升（1982），男，山东胶州人，助理工程师，本科，能源计量和仪器仪表张军（1972），男，山东菏泽人，高级工程师，本科，工业电气自动化0前言图像监控一直是人们关注的应用技术热点之一，它以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多场合。尤其被广泛应用于安保、生产管理等场合。本地图像监控系统一般采用模拟方式传输，采用视频电缆，传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，如大楼监控等。但随着数字视频压缩编码技术的日益成熟，微机的普及化，通讯网络的发展，网络视频监控系统被更多地应用在大型企业以及现代化社区中。1本企业工作性质和设计要求中国铝业股份有限公司山东分公司动力厂担负着全厂水、电、蒸汽、天然气的供应和输送工作，很多岗位分布在离公司较远的水源地、配电站、总蒸汽站等场所，最近的岗位距离动力厂调度室也有1000m左右。其中部分岗位实现了无人值守，生产人员只能通过数据了解现场设备的运行情况，由于数据传输的不稳定性，出现问题，调度人员很难在第一时间发出准确指令，所以生产部门和保卫部门提出以下要求（1）值班人员在调度室通过电视墙可以看到现场的设备运行和工艺流程，以便及时准确地发出调度指令。（2）重要运行岗位的设备实现远程和就地同时监控，确保设备运行无误。（3）安保人员在保卫室通过电视墙可以看到各岗位的安全情况。（4）采用NAS存储技术，对画面进行录像保存，要求24h不间断录像，录像保存时间15天。（5）工程师可以通过局域网访问下层的视频网络，利用视频软件进行远程管理。（6）系统具备可扩展性，根据安全、生产的要求，可以随时增加监控点而不影响系统的正常运行。2网络视频监控系统的设计2.1系统设计所需要的硬件和软件2.1.1硬件（1）一体化变倍摄像机：采用1/4〃SONYCCD，RS485控制，PELCO-D协议。（2）高速全方位云台：采用AC24V/3A供电，支持多协议和多波特率。（3）视频服务器：支持TCP/IP协议，可以实现远程访问和就地访问。（4）光纤收发器：光电信号转换。（5）路由器：实现对外网的访问。（6）NAS存储器：对现场所有画面进行存储。（7）视频矩阵：使画面在电视墙上实现循环播放。（8）硬盘录像机：实现就地和远程同时显示。（9）服务器、交换机、硬解码卡、电视墙。2.1.2软件海康威视的网络视频监控软件（V4.0版本）2.2系统的设计思想系统主要由三个层次构成：前端设备层、传输网络层和应用层。各层之间相对较为独立，模块化强，设备更换不会影响系统运行。层与层之间采用标准的TCP/IP协议进行通讯，不受网络平台的限制。【2】前端设备提供采集并压缩视频图像、状态信号采集及控制信号输出等功能，支持用手提电脑对前端设备进行本地设置，本地维护时具有各种图形显示、视频图像的当地实时监控功能；应用层提供视频及报警数据存储、访问控制、视频解码显示、回放、控制以及各种系统管理功能的操作界面等，摄像机模拟视频信号首先接入前端视频服务器进行视频编码和压缩，形成网络化的视频数据流，经由网络传输至中心机房。监视工作站接收视频流进行解码显示。解码后的视频流可以直接在电视墙上显示或切换到其它显示输出设备。2.3系统工作原理现场需要远程监控的岗位安装视频服务器，需要就地和远程同时监控的岗位安装硬盘录像机。在各个关键点安装一体化摄像机，同时将信号通过视频电缆接入到视频服务器或硬盘录像机。利用硬盘录像机和视频服务器支持TCP/IP协议的功能，通过光纤收发器，将电信号转换成光信号，通过光缆，把信号上传至中心机房。所有信号上传至机房后，利用光纤收发器将光信号转换成电信号，接入交换机，同时服务器和NAS存储器也接入该交换机，形成一个内部局域网，实现互相通信。在调度室和保卫科分别放置一台微机，通过双绞线接入机房交换机，接受现场视频信号，再通过硬解码卡和视频矩阵将现场信号输送到电视墙。由于工程师站的微机均属于外部局域网，为了实现远程控制，利用路由器实现内、外网的交互。2.4设备地址的设定欲保证网络视频监控系统的正常运行，摄像机地址的设定（参见表1）和视频服务器地址、端口号（参见表2）的设定至关重要，因为在该网络视频监控系统中，每个设备都有自己独有的地址，不能发生冲突。中心机房的服务器首先要查询下层网络中每个视频服务器的地址，当找到相应的地址后，再通过视频服务器查询每个摄像机的地址，当查询结果完全与服务器上的地址相匹配时，才能完全实现远程控制。视频服务器是网络视频监控系统的重要组成部分，它作为系统中的前端设备，模拟信号转换成数字信号进行传输，在整个视频网络系统中起到承上启下的作用，实现了上位机对摄像机的远程控制。视频服务器支持RS485、RS232、TCP/IP通讯，可以利用手提电脑进行现场调试，也可以通过网络进行远程控制、参数设置等。图3视频服务器参数设置(Figure3videofrequencyserverparameterestablishment)视频服务器就好比一台简单的主机，在整个网络视频监控系统中有属于它自己的IP地址、网关、子网掩码、端口号，在整个网络中不能与其它地址发生冲突，换句话说，可以把它称作现场服务器。4NAS存储器NAS是英文“NetworkAttachedStorage”的缩写，中文意思是“网络附加存储”。NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，它基于LAN（局域网），按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O（输入/输出）方式进行数据传输。【1】在LAN环境下，NAS已经完全可以实现不同平台之间的数据级共享，如NT、UNIX等平台的共享。一个NAS系统，包括处理器，文件服务管理模块和多个硬盘驱动器(用于数据的存储)。NAS可以应用在任何的网络环境中，主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件。通过任何一台计算机，采用IE或Netscape浏览器即可对NAS设备进行直观方便的管理。在本系统中，选用的网络存储设备为海康威视的DS-A916R，主要功能如下。（1）NAS文件级数据存储功能DS-916R提供了16个硬盘槽位，安装和使用了750G硬盘4块，可以使35路视频图像不间断保存15天。（2）RAID0、1、5、级别的数据冗余功能图4RAID管理的阵列创建确认界面(Figure4RAIDmanagementarrayfoundationconfirmationcontactsurface)（3）设备运行状态的声、光报警例如：当磁盘损坏时，设备会发出间断的发出“嘟”、“嘟”报警声，同时页面提示“盘位丢失”。（4）具有设备运行状态、操作记录的日志保存和查询功能5视频矩阵矩阵是一个数学名词，下面给出了一个n列、m行的矩阵。其中元素用a来代表。12

......n123..............................Mam1am2......amn从这个矩阵可以看出，矩阵中的每一种元素均代表一种状态。我们把行作为矩阵式切换器的输入，那么矩阵中行的数量m就代表摄像机的数量或系统输入通道数量；把列作为矩阵式切换器的输出，那么矩阵中列的数量n就是监视器的数量。【3】因此，矩阵中每一种状态代表系统的输入、输出状态。如a43代表第四路摄像机图像在第三个监视器上的显示，依次类推。因此，所有通道的图像均可在任何一个监视器上显示；同理，所有监视器都能显示任何一个通道的图像，而相互不影响。基于此功能，矩阵切换器对于图像的切换就不仅仅是原始的手动定点切换，而增加了更多的诸如序列切换、分组切换、群组切换、图像巡游等功能，同时输出口的增多，又可以增加分控显示的数量，满足了现代监控系统的需要。本系统有35台摄像机，11个等离子显示屏，大屏幕循环4次就可以将所有画面覆盖一遍，循环周期不超过20s。6网络视频监控软件的应用工程师站安装的是海康威视的网络视频监控软件（V4.0版本），工程师通过此软件对动力厂的监控系统进行组态；对现场摄像机进行云台控制、变焦、亮度调整等操作；可以随时查看NAS存储器上的视频录像，操作简单，方