安全防范设备集成研究

安全防范设备集成研究

目前，市面上销售的安全防范系统主要包括三个系统：图像监控系统、防止眼睛盗窃测量警报系统和后门控制系统。其特点点是是以以单单个个设设备备完完成成某某项项功功能能,,产产品品功功能能单单一一,,大大多多没没有实现联动操作。要实现综合控制,须购买多个类型、品牌的产品进行集成,存在成本高、资源浪费、系统复杂、可靠性低等问题,而且不易实现网络统一管在计算机技术、网络技术、通信技术、嵌入式设计技术及智能控制技术高速发展的当今时代,随着人们安防意识和要求的不断提高,安全防范设备迈入系统化和网络化将是大势所趋。本系统充分考虑与现有技术及设备的无缝连接,将门禁系统和数字视频监控系统连为一个整体,实现门禁系统和数字视频监控系统联动报警录像功能,既解决了现有门禁系统只有报警功能而无图像信号的不足,又解决了数字视频监控录像文件没有报警提示的问题,同时大大降低了成本。系统在整体上采用客户端/服务器结构,两者用互联网/局域网进行联接,并通过UDP协议进行通讯。其中,客户端主要实现管理监控的功能,包括:远程实时视频监控、远程门禁系统管理和播放远程视频文件三大功能。而本文则重点介绍服务器端的硬件设计。一、b产品的数字视频监控系统服务器端主要包括嵌入式安防控制器及智能门禁转换模块,主要实现视频监控和门禁系统管理两大功能,包括实时视频监控、视频录像、视频录像回放、门禁管理、报警联动以及动态视频录像参数和网络参数设置功能等六个方面。系统的整体框图如图1所示。嵌入式安防控制器提供了USB摄像和高清摄像两种视频监控模式。USB摄像头成本低,基于嵌入式系统与数字视频压缩技术,实现外置数字化视频采集模块,提供低成本、易安装的网络实时监控解决方案;高清摄像监控模式兼容企事业单位已有模拟视频监控体系,通过差分电平传输技术实现高清摄像头信号长距离传输,基于高性能视频采集卡实现高质量视频图像的采集、压缩,并通过嵌入式安防控制器实现高质量图像远程监控。智能门禁转换模块是整个门禁系统的主控机构,接收来自读卡器信息、外部模拟、开关量信号(红外、烟雾等报警信号),向电磁锁、门开关及云台控制器发送控制信号。有8路模拟、开关量的采集输入通道,有8路继电器输出通道,可以驱动电动锁,或作为告警联动使用。嵌入式安防控制器通过RS232/485串行接口与智能门禁转换模块通讯,它们之间以字符的形式实现数据通讯。读卡感应器和智能门禁转换模块之间通过韦根码格式通讯,烟感、雾感等传感器信息通过电缆与转换模块相连。此外,嵌入式安防控制器集成了云台控制协议,门禁转换模块通过RS485串行接口可实现云台控制。二、安防控制器硬件支撑平台本系统以X86嵌入式CPU为中心,配合自主开发的智能转换模块和外置视频数字化采集模块,组成一个包含数据采集、传输控制和数据存储三层体系结构的硬件架构,具体结构如图2所示。数据采集层的任务是实现音视频数据流的采集与压缩,视频数字化采集模块采用的是先进的H.264压缩算法,采用这种硬件压缩的模式有利于减少CPU的负担,让CPU去处理更高层次的逻辑运算。传输控制层的任务是系统的输入输出以及中央控制。最后,数据存储层实现了录像文件的生成和管理任务。本硬件系统的设计做到层次清晰,功能力求完善,为实现视频监控与安防控制的集成提供了良好的硬件基础。(1)嵌入式智能平台本系统对硬件支撑平台提出了以下要求:高可靠性、实时性、超低功耗、接口完善和性价比优异。根据以上5点要求,本系统应选用一个嵌入式主板来搭建安防控制器硬件支撑平台。研祥智能的BC3-1622CVDNA型全功能嵌入式工业主板采用高集成度、低功耗元器件生产,功耗极低。在高达65摄氏度的室内仍无需冷却风扇,避免了系统因风扇带来的不可靠因素。主板自带PCI总线接口、10/100M自适应网络接口、CompactFlash、IDE、FDD、COM、LTP、四个USB、PS2接口,其完善的接口可以满足本系统的需求,所以本安防系统采用研祥智能科技有限公司的BC3-1622CVDNA型嵌入式智能平台,并配置一个大容量磁盘,用于保存监控录像。该平台结构图如图3所示。(2)智能门禁转换模块安防控制器的门禁系统由智能门禁转换模块、读卡器、电磁锁、通道门开关、识别卡、烟感雾感、云台等硬件配合通信管理软件组成(3)视频采集模块基于高清摄像头视频采集的录像控制系统由摄像枪、视频采集压缩卡、嵌入式主板、固态电子硬盘(DOM)和硬盘组成。其中固态电子硬盘用来存放嵌入式Linux操作系统,硬盘用来存放录像文件。高清摄像模式采用基于高性能视频压缩技术标准H.264及G.722的音频编码标准的视频采集压缩卡(海康威视DS-400xH),完全依靠硬件实现了视频及音频的实时编码(CIF格式25帧)并精确同步,实现了动态码率、可控帧率、帧模式选择、动态图像质量控制,音频预览、视频丢失报警,能独立调整各通道参数,性能稳定而且可靠。与MPEG-I产品相比,在保持同等图像质量的前提下,能大大节省存储空间,并非常适合宽带网或窄带网的传输,是新一代数字监控产品的最佳选择。DS-400XH系列压缩卡可动态设置帧结构、帧率和图像质量,即在压缩过程中可改变帧率和量化系数而无须停止、启动压缩,还是保持同一数据流记录。播放器会自动识别帧率等参数,按当前压缩帧率播放且声音播放保持正常。三、门禁禁系系统基基于于嵌嵌入入式式主主板板和和嵌嵌入入式式操操作作系系统统的的一一体体化化多多功功能能安安防防控控制制器器,,将将实实时时图图像像监监控控、、门门禁禁系系统统管管理理与与控控制制及及报报警警信信号号检检测测等等多多项项安安防防功功能能集集成成于于一一体体,,具具有有集集成成度度高高、、体体积积小小、、功功能能强强、、能能耗耗低低、