《可视智慧物联系统实施与运维（初级）》 课件 第4-6章 视频监控系统主要技术、设备维护及故障处理、智慧安防系统常见组网

视频监控系统主要技术ISSUE5.0视频监控系统成像基础知识有哪些？视频监控系统中编解码、传输、存储、管理控制技术分别有哪些？视频监控系统中常见的智能技术如何应用？引入掌握成像基础知识了解视频监控系统中的编解码、传输、存储、管理常见的协议及技术了解视频监控系统中智能技术的应用学习目的学习完本课程，您应该能够：第二章视频监控系统的主要技术成像技术基础视频监控编解码技术视频监控存储基础知识视频监控系统常见协议视频监控系统智能技术应用目录镜头接口

CS摄像机C型摄像机

至传感器距离CS镜头YESNO12.5mmC镜头YES（需加CS-C接口适配器）YES17.5mm匹配类型镜头尺寸以镜头Sensor尺寸分类摄像机镜头规格应视摄像机的sensor尺寸而定，两者应相对应。如果镜头尺寸与摄像机sensor尺寸不一致时，尽量选择比摄像机靶面尺寸大的镜头，如1/2.5英寸的CCD摄像机，应选择1/2英寸镜头，不能选择１／３英寸。镜头靶面sensor靶面镜头视野与焦距的关系焦距越小，视野越广，是广角镜头；焦距越大，视野越小，是远摄镜头选择合适焦距的镜头规格1/4〞1/3〞1/2.5〞1/2〞2/3〞1〞W3.64.88.1286.48.812.7h2.73.66.0964.86.69.6镜头选择计算公式；（仅供参考）公式1：F=WD/M公式2：F=hD/H说明：F：镜头焦距D：被摄物体距镜头的距离M：被摄物体需摄取的宽度H：被摄物体需摄取的高度W：CCD靶面的宽度h:CCD靶面的高度附：CCD靶面规格尺寸（单位;mm）日夜型镜头如果以一般镜头配上使用，于夜间红外线区域范围

(700nm-1000nm)会令图像模糊，需再调焦NIGHTMODE标准镜头DAYMODENIGHTMODE日/夜两用镜头

采用特别设计的光学镜片令纵向色差减到最低，让24小时监控工作带来不需要二次调焦的方便景深景深定义观察整个区域范围内能被清晰成像的区域景深焦深容许模糊圈直径物距镜头成像面图像照度照度定义照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，称为光照强度，简称照度。采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯(Lux,Lx)，即lm/m2

。下表为各种天气下的照度值：各种天气下自然光照明照度估计值直射阳光100，000～130，000lx强日光下（非阳光直射）10，000～20，000lx阴天1，000lx工作场所内（白天）200～400lx非常阴暗的白天100lx黄昏（拂晓）10lx入夜1lx满月0.1lx弦月0.01lx没有月亮的晴朗夜空0.001lx没有月亮的多云夜空0.0001lx色温色温定义色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对来说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为6400K；闪光灯为3800K；中午阳光为5000K；电子闪光灯为6000K；蓝天为10000K。对比度定义对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小。对比度饱和度定义饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于该色中含色成分和消色成分（灰色）的比例。含色成分越大，饱和度越大；消色成分越大，饱和度越小。饱和度锐度定义锐度用来表示图像边缘的对比度，一种更加明确的定义锐度是亮度对于空间的导数幅度。由于人类视觉系统的特性，高锐度的图像看起来更加清晰，但是实际上锐度的增加并没有提高真正的分辨率。锐度上图右图IPC锐度处理不够，导致看到的树叶模糊一片，左图锐度控制较好。白平衡定义白平衡，字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述显示器中红、绿、蓝三基色混合生成后白色精确度的一项指标。白平衡是针对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的视觉习惯。白平衡快门&光圈快门定义ES～Electronic

Shutter的缩写，是对比照相机的机械快门功能提出一个术语，它相当于控制CCD/CMOS图像传感器的感光时间。由于CCD/CMOS感光的实质是信号电荷的积累，则感光时间越长，信号电荷的积累时间就越长，输出信号电流的幅值也就越大。通过调整光生信号电荷的积累时间（即调整时钟脉冲的宽度），即可实现控制CCD/CMOS感光时间的功能。常见的电子快门时间为1/50～1/10000s。光圈定义光圈英文名称为Aperture，用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量，是镜头的一个极其重要的指标参数，通常在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值，其中，F=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。背光补偿背光补偿定义背光补偿，也称为逆光补偿，是把画面分成几个不同的区域，每个区域分别曝光。背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正，它可以有效补偿摄像机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷。宽动态宽动态定义在一些明暗反差过大的场合，比如摄像机从室内看窗户外面。一般的摄像机由于CCD的感光特性所限制，摄取的图像往往出现背景过亮或前景太暗的情况。宽动态技术很好的可以解决这个问题。扫描、场、帧隔行扫描(左图是奇数场，右图是偶数场)逐行扫描1帧=？场图像分辨率分辨率：指画面的解析度，即图像由多少像素构成；分辨率通常以“X*Y”形式表现，其中“X”表示屏幕上水平方向的像素数，“Y”表示垂直方向的像素数；图像分辨率越大，越能表现丰富的细节，图像也就越清晰；高清分辨率没有制式的区别，长宽比为16:9。PALNTSCQCIF176*144176*120CIF352*288352*2402CIF704*288704*2404CIF704*576704*480HalfD1352*576352*480FullD1720*576720*480720P1280*720（逐行扫描）1080I1920*1080（隔行扫描）1080P1920*1080（逐行扫描）4K3840*2160（逐行扫描）思考题：在相同的传输带宽下，图像分辨率与清晰度的关系？图像分辨率视频制式PAL（PhaseAlternatingLine，逐行倒像）色度信号调制为逐行倒像正交平衡调幅制对相位失真不敏感，图像彩色误差较小兼容彩色、黑白电视德国、英国、新加坡、中国大陆及香港、澳大利亚、新西兰等国家和地区采用规格每秒25帧;电视扫描线为625线;奇场在前，偶场在后;NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee，国家电视系统委员会）NTSC为正交平衡调幅制色度信号调制包括了平衡调制和正交调制两种兼容彩色、黑白电视相位容易失真、色彩不太稳定美国、加拿大、大部分美洲国家、台湾、日本、韩国、菲律宾等国家和地区采用规格每秒30帧;电视扫描线为525线;偶场在前，奇场在后;

码率码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps。针对多媒体系统，码率指的是媒体流传输时单位时间传送的数据位数。在多媒体系统中，存在两种码率模式：CBR和VBR。

×＝VBRCBRCBR&VBRCBR（ConstantsBitRate，恒定比特率）：表示视频或音频媒体流的比特率在单位时间内（通常为1S）不发生变化；VBR（VariableBitRate，可变比特率）：与CBR相对，比特率是变化的；CBR适合于流式媒体的实时传送场合，VBR适合于把媒体内容保存成文件进行本地播放的场合。CBR和VBR两者哪一个的带宽利用率高？第二章视频监控系统的主要技术成像技术基础视频监控编解码技术视频监控存储基础知识视频监控系统常见协议视频监控系统智能技术应用目录视频编解码技术ITU-TVCEGVCEGMPEGISOMPEG1986199620062016MPEG-1MPEG-4H262MPEG-2H264MPEG-4AVCH261H263/H263+/H263++H265H.265H.265是ITU-TVCEG继H.264之后所制定的新的视频编码标准。H.265标准围绕着现有的视频编码标准H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进。新技术使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。H264由于算法优化，可以低于1Mbps的速度实现标清数字图像传送；H265则可以实现利用1~2Mbps的传输速度传送720P（分辨率1280*720）普通高清音视频传送。H.264联合视频组（JVT，JointVideoTeam）开发的数字视频编码标准。低码率（LowBitRate）：和MPEG2和MPEG4ASP等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。高质量的图像：H.264能提供连续、流畅的高质量图像（DVD质量）。容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。网络适应性强：H.264提供了网络抽象层（NetworkAbstractionLayer），使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输。MPEG特别针对低带宽等条件设计算法，因而MPEG4的压缩比更高，使低码率的视频传输成为可能节省存储空间。同等条件如场景、图像格式和压缩分辨率条件下，经过编码处理的图像文件越小，所占用的存储空间越小。由于MPEG-4算法较MPEG-1、MPEG-2更为优化，因而在压缩效率上更高图像质量好。MPEG4的最高图像清晰度为768X576，远优于MPEG1的352X288，可以达到接近DVD的画面效果。这使得它的图像高清晰度非常好MPEG-2MPEG-4JPEGJPEG是第一个国际图像压缩标准，用于连续色调静态图像。JPEG是一种针对相片影像而广泛使用的一种失真压缩标准方法。使用这种压缩的档案格式一般也被称为JPEG；虽然在所有平台上.jpg是最普遍的，但针对这种格式更一般的扩展名是.jpeg、.jfif、.jpg、.JPG或是.jpe。.jpeg/.jpg是最常用的图像文件格式，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。音频编解码编码方式编码方法位率（Kbps）质量（MOS）描述G.711脉冲编码调制（PCM）644.2PCM以64Kbps数据位速率提供无压缩（无损）传输功能，以及最高质量语音的保证G.726自适应微分脉冲编码调制（ADCPM）16,24,32,403.85ADPCM提供适合在较低数据位速率（16，24，32或40Kbps）时，传输中高级质量语音的保证G.728码激励线性预测（LD-CELP）163.61G.728描述了CELP语音压缩，要求只能在16Kbps的带宽中使用G.729自适应码激励线性预测（CS-ACELP）83.92G.729描述了ACELP可以把语音压缩至8Kbps，并且能够提供与32Kbps的ADPCM音质相当的语音流AAC高级音频编码16-3204.2LC-AAC主要用于中高码率(>=80Kbps)，HE-AAC(相当于AAC+SBR)主要用于中低码(<=80Kbps)第二章视频监控系统的主要技术成像技术基础视频监控编解码技术视频监控存储基础知识视频监控系统常见协议视频监控系统智能技术应用目录IPSAN存储架构IPSAN（IPStorageAreaNetwork，存储局域网）将存储系统、服务器和客户端都通过网络相互连接以网络为中心基于以太网搭建存储架构优点：设备整合性能优越数据集中，易管理高扩展性和高可用性适用于存储量大的块级应用存储WindowsNTserverLAN应用服务器UNIXorWindowsNT客户端存储专用局域网应用服务器存储存储NAS存储架构NAS（NetworkAttachedStorage，网络附属存储）NAS存储服务器挂接在企业内部网中，应用主机通过IP网络访问NAS以数据为中心的存储形态通过NFS或CIFS对外提供文件级访问服务；优点：不占用应用服务器资源广泛支持操作系统及应用扩展较容易即插即用，安装简单方便缺点：相比SAN架构，存取速度慢不适合存储量大的块级应用数据备份及恢复占用网络带宽WindowsNT服务器UNIX服务器NAS存储NFSCIFSLANUNIX客户端WindowsNT客户端iSCSI技术iSCSI：Internet小型计算机系统接口（iSCSI：InternetSmallComputerSystemInterface）iSCSI是一种基于TCP/IP的协议，用来建立和管理IP存储设备、主机和客户机等之间的互相连接，并创建存储区域网络（SAN）iSCSI技术优势：硬件成本低操作简单，维护方便扩充性强带宽和性能不断提升SAS接口SAS是新一代的SCSI技术，和现在流行的SerialATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口，改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行ATA(SerialATA，缩写为SATA)硬盘的兼容性。技术优势降低了磁盘阵列的成本串行接口让传输性能提高更好的扩展性与兼容性安装简单RAID定义RAID（RedundantArrayofIndependent

Disks，独立冗余磁盘阵列）：将多个独立的物理硬盘按照不同的方式组合起来，形成一个虚拟的硬盘组成RAID阵列的不同方式称为RAID级别，不同的RAID级别：不同的存储性能不同的数据可靠性不同的存储成本RAID0数据条带化，无校验RAID1数据镜像，无校验RAID5数据条带化，校验信息分布式存放RAID6数据条带化，校验信息分布式存放，允许损坏2块硬盘RAID10RAID0和RAID1的结合，同时提供数据条带化和镜像RAID50先做RAID5，后做RAID0，能有效提高RAID5的性能RAID0（StripedDiskArraywithoutFaultTolerance，无容错条带硬盘阵列）；数据以条带形式均匀分布在各个硬盘中RAID0D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11物理磁盘0物理磁盘1物理磁盘2物理磁盘3条带0条带1条带2D8D4D0D11D7D3D10D6D2D9D5D1D0…..RAID1（Mirror或Mirroring，镜像）；数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘。RAID1物理磁盘0物理磁盘1D3D2D0D1D3D2D0D1D0D1D2D3D0….RAID5RAID5（stripingwithparity，带奇偶校验的条带）；RAID5采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上。常用专用热备盘（DedicatedSpare）或全局热备盘（GlobalSpare）

D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11物理磁盘0物理磁盘1物理磁盘2物理磁盘3条带0条带1条带2P3D6D3D0D11D8D5P0D10D7P1D2D9P2D4D1D0…..条带3RAID6RAID6（independentdatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes，带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘）；RAID-6是在RAID-5基础上把校验信息由一位增加到两位的Raid级别。最少需要4块磁盘允许同时坏2块硬盘RAID10（RAID1+0）将RAID0和RAID1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余RAID10物理磁盘0物理磁盘1物理磁盘2物理磁盘3D4D2D0D5D3D1D5D3D1D4D2D0RAID1RAID1RAID0RAID50具有RAID5和RAID0的共同特性。它由两组RAID5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID0，实现跨磁盘抽取数据。RAID50D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11物理磁盘0物理磁盘1物理磁盘2P2D2D0D5D3P0D4P1D1D0…..物理磁盘0物理磁盘1物理磁盘2P2D2D0D5D3P0D4P1D1D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D0…..RAID0RAID5RAID5JBOD定义JBOD（JustaBunchOfDisks，磁盘簇）是在一个底板上安装的带有多个磁盘驱动器的存储设备通常又称为Span在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起，从而提供一个大的逻辑磁盘。JBOD上的数据简单的从第一个磁盘开始存储，当第一个磁盘的存储空间用完后，再依次从后面的磁盘开始存储数据存取性能完全等同于对单一磁盘的存取操作不提供数据安全保障存储容量等于组成JBOD的所有磁盘的容量的总和

可靠性控制器智能功能成本JBOD较低无无低RAID较高有有高思考题常用RAID级别中：组成RAID5至少要几块硬盘？12块2T硬盘组成RAID5阵列，可用的磁盘有几块？5块2T硬盘组成RAID6阵列，可用的磁盘有几块？媒体流存储所需存储容量计算全网视频所需存储容量为各单路视频所需存储容量之和单路媒体流所需存储容量公式存储容量（单位为GB）=码率（单位为Mbps）*3600*存储计划时长（单位为小时）*CBR系数/（8*1024）存储计划时长（单位为小时）=录像保留期内的录像总时长CBR系数为1.08例子：一路视频的码率为2Mbps，该视频每天存储时间为8:00-12:00,13:30-18:30,录像保留期为15天，求所需存储容量？录像保留期内的录像总时长=9*15=135小时存储容量=2*3600*135*1.08/（8*1024）=128.15（GB）存储设备有效存储容量计算存储设备有效容量计算公式存储容量（单位为GB）=有效磁盘数*单磁盘有效容量（单位为GB）有效磁盘数单磁盘有效容量例子：一台IPSAN阵列，磁盘满配（16块），采用RAID5等级，规划热备盘一块，磁盘类型为1T，求IPSAN阵列的有效容量？有效磁盘数=14单磁盘有效容量=931.5（GB）IPSAN阵列的有效容量=14*931.5/1024=12.735（TB）磁盘类型有效容量（GB）1TBSATA931.52TBSATA18633TBSATA2794.5RAID等级有效磁盘数RAID等级有效磁盘数JBOD物理磁盘数（不计热备盘）RAID1物理磁盘数*0.5（不计热备盘）RAID0物理磁盘数（不计热备盘）RAID5物理磁盘数-1（不计热备盘）第二章视频监控系统的主要技术成像技术基础视频监控编解码技术视频监控存储基础知识视频监控系统常见协议视频监控系统智能技术应用目录IP监控系统协议组件控制流实时流存储流和回放流SNMP管理SIP业务控制RTP/TS实时视频流IP摄像机iSCSI检索/回放RTSPURL查询/返回结果RTP/TS回放流音视频编码音视频解码RTSPURL查询/返回结果RTSP请求/回复SIP业务控制国标协议管理控制协议-SIPSIP（SessionInitiationProtocol，会话初始协议）是应用层的会话控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者参加的会话SIP协议采用基于文本格式的客户/服务器模式SIP的基本功能包含用户定位用户能力协商用户可用性确定会话建立会话管理SDP是会话描述协议，用于为SIP、RTSP、HTTP等协议描述会话信息管理控制协议-SIPSIP消息分为Request消息和Response消息两类Request消息通过Request-Line中的Method来区分消息的类别Response消息通过Status-Line中的StatusCode来区分消息的类别管理控制协议-SIP常用的SIP请求消息如下：INVITE：表示主叫用户发起会话请求，邀请其他用户加入一个会话。也可以用在呼叫建立后用于更新会话ACK：客户端向服务器端证实它已经收到了对INVITE请求的最终响应BYE：表示终止一个已经建立的呼叫CANCEL：表示在收到对请求的最终响应之前取消该请求，对于已完成的请求则无影响REGISTER：表示客户端向SIP服务器端注册列在To字段中的地址信息OPTIONS：表示查询被叫的相关信息和功能管理控制协议-SIP常用的SIP响应消息如下：100试呼叫（Trying）180振铃（Ringing）200成功响应（OK）400错误请求（BadRequest）401未授权（Unauthorized）403禁止（Forbidden）404用户不存在（NotFound）408请求超时（RequestTimeout）管理控制协议-SNMPSNMP（SimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议）是对网络进行管理的一个框架，它提供一组基本的操作来监视和维护网络SNMP可以实现自动化管理并可以屏蔽不同设备的物理差异，实现对不同厂商产品的自动化管理SNMP包含SNMPv1、SNMPv2c和SNMPv3三个版本管理控制协议-SNMP网络管理模型SNMP网络元素分为NMS和Agent两种NMS（NetworkManagementStation，网络管理站）Agent是驻留在设备上的一个进程，负责接收、处理来自NMS的请求报文管理控制协议-MIB简介MIB（ManagementInformationBase，管理信息库）指代理进程包含的、能够被管理进程进行查询和设置的所有信息的集合MIB是以树状结构进行存储的1address（1）info（2）name（1）uptime（2）3EC1101-HF300sAddress:ObjectID=1.1ObjectInstance=1.1.0ValueofInstance=3Name:ObjectID=1.2.1ObjectInstance=ValueofInstance=EC1101-HF管理控制协议-SNMP操作Get操作用于获取一个或多个变量的值GetNext操作用于获取下一MIB节点的实例名称和取值GetBulk操作等价于多次执行GetNext操作get-requestget-responseget-next-requestget-response管理控制协议-SNMP操作Set操作用于给一个已经存在的变量赋值或者在表中创建一个新的实例Trap操作用于向指定的管理站报告某个事件的发生，Trap不需要确认set-requestset-responsetrap传输协议-TS&PSTS流（TransportStream）：传输流，将具有共同时间基准或独立时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于数据传输）。PS流（ProgramStream）：节目流，将具有共同时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于播放或编辑系统，如m2p）。TS流和PS流的区别：TS流的包结构是长度是固定的；PS流的包结构是可变长度的。这导致了TS流的抵抗传输误码的能力强于PS流（在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，一般采用PS码流。）传输协议-RTPRTP（Real-timeTransportProtocol）：实时传输协议，详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式，是一个传输层的、基于UDP的协议RTP协议提供的信息包括：时间戳（用于同步）、序列号（用于丢包和重排序检测）、以及负载格式（用于说明数据的编码格式）RTP协议被用来为音视频等实时数据提供端到端的网络传输，传输的模型可以是单点传送或是多点传送。RTP协议是为支持实时业务而设计的，保证业务的接收和发送在很短时间内完成存储回放协议-iSCSIiSCSI（InternetSmallComputerSystemInterface）：Internet小型计算机系统接口，是一种基于TCP/IP的协议，用来建立和管理IP存储设备、主机和客户机之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN）。iSCSI协议的优势在于：硬件成本低

操作简单，维护方便

扩充性强

带宽高，性能强存储回放协议-iSCSI协议栈PhysicalTargetInitiatorSCSITCPiSCSIIPlinkSCSITCPiSCSIIPlink存储回放协议-RTSPRTSP（RealTimeStreamingProtocol）实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议。该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输。RTSP是应用级协议，控制实时数据的发送。RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频的受控点播成为可能。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。存储回放协议-RTSP数据管理服务器基于RTSP协议与客户端进行交互，实现点播过程控制。视频客户端视频管理服务器数据管理服务器存储设备回放流iSCSIIP网RTSP存储回放协议-RTSP协议VOD功能SetupOk200Play(Scale=1)Ok200媒体流RTSPCommandOk200客户端和数据管理服务器之间交互的RTSP命令包括Setup、Play、Options、Teardown、Pause。互联协议-ONVIFONVIF（OpenNetworkVideoInterfaceForum），开放型网络视频接口论坛，述了网络视频的模型、接口、数据类型以及数据交互的模式，目标是实现一个网络视频框架协议，使不同厂商所生产的网络视频产品（包括摄录前端、录像设备等）完全互通。ONVIF规范的基本功能定义有：设备发现设备管理设备输入输出服务图像配置媒体配置实时流媒体接收端配置显示服务事件处理PTZ控制其他互联协议-国标GB/T28181《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》规定了安全防范视频监控联网系统中信息传输、交换、控制的互联结构，通信协议结构，传输、交换、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、传输流程和协议接口等技术要求。GB/T28181标准对于视频监控平台互联、视频监控平台与设备互联提供了统一的信令接口、视音频编解码接口，所有系统之间通过统一公开的标准信令互访，简化了不同厂商之间的互联对接工作国标主要业务包含：域间注册

域间保活资源推送

云台控制

实况业务

录像检索和回放第二章视频监控系统的主要技术成像技术基础视频监控编解码技术视频监控存储基础知识视频监控系统常见协议视频监控系统智能技术应用目录前端智能应用跟踪球人脸抓拍人数统计周界防范前端专业智能客流统计、人数统计、人流量统计等均为人数统计功能，统计视频中出现的人数穿越警戒线、区域入侵、进入/离开区域等对运动目标自动跟踪对违停车辆进行自动抓拍，生成证据链上传中心检测并抓拍人脸图片违停球后端智能应用行为智能监所智能人脸智能图帧智能专业智能产品针对监所环境，进行智能分析应用；包括攀高、起身、离岗、剧烈运动、徘徊、区域看防等智能对人脸进行识别比对、黑名单布控等功能图像增强的处理，针对图像的模糊、偏色、噪点多智能交通（服务器）对车辆特征进行二次识别、抓拍驾驶人员照片、开车打电话等智能功能越线检测、入侵检测、徘徊滞留、人员逆行、物品遗留、区域密度、突然离散等行为进行智能分析智能技术展望人员特征提取：包括性别、衣着颜色等信息深度学习算法的全面应用交通事件、交通参数更高路数视频智能拼接高密度计算服务器更高路数智能分析规格视频监控系统成像技术的介绍视频监控系统存储技术的介绍视频监控系统编解码技术的介绍视频监控系统常见的协议视频监控系统中智能技术应用本章总结

设备维护及故障处理摄像机维护及常见问题处理01NVR维护及常见问题处理02VMS维护及常见问题处理03目录75日志收集界面导出方法(优先选择界面导出)：登陆设备，依次进入配置->系统->维护，选择诊断信息下载即可；telnet导出方法(界面无法登陆时采用此方法导出)：

通过telnet登陆设备；

搭建tftp服务器环境；

登陆后输入“systemreport.sh00”，00为tftp服务器ip。诊断信息收集:76控件安装失败可能原因控件与浏览器兼容问题浏览器安全级别太高开启防火墙问题描述在登录IPC的WEB页面过程中，可能遇到WEB控件无法安装，或者安装完成并允许运行加载项后，仍然提示需要下载控件。排查步骤把要访问的IPC添加进信任列表重新安装控件，将控件安装程序到本地，之后以管理员身份运行Internet选项——安全——自定义级别，运行ActiveX控件和插件选择禁用或推荐关闭防火墙77地址忘记如何处理问题描述忘记网络摄像机的IP地址，该如何找回？排查步骤对于未知地址的网络摄像机，可以通过EZtools工具，进行扫描后找回：确认设备型号，连接设备到网络，等待其启动后，确定网络信号灯正常；使用EZtools的自动搜索功能，得到在线设备列表及其IP地址；如果设备列表中有多台该型号的设备，无法确认查找的是哪一台时，可以通过断开查找设备网络，查看列表中消失的相应型号设备，即可获知78EZtools：可以实现对IPC批量搜索、配置和升级，也可以做容量计算。宇视官网上下载。网页无法登陆可能原因IP地址冲突80端口被修改或被禁用升级过程中断电导致软件程序异常问题描述IPC能ping通Web登录提示“无法显示该网页“排查步骤更改相机IP后登录观察，或者直连测试能否正常登录telnet收集IPC的诊断信息，查看config.xml配置文件里的<HttpPort>端口是否被修改；关闭防火墙79无法观看实况可能原因控件问题显卡驱动异常相机自身编码板异常问题描述IPC无法观看实况问题排查方法排查步骤确认控件是否正常安装，可以删除C:\ProgramFiles\IPC下文件，重新安装控件不能观看实况，也未提示“无法开启实况播放”，若实况界面黑屏有码流可能是显卡驱动有问题，建议重新安装下显卡驱动；黑屏无码流，查看PC的防火墙，尝试关闭所有防火墙；实况截图，查看图片属性信息，若快门shutter是最慢快门，增益agc是最大增益，同时场景设置页面的当前光照值明显较小，则可确定为光圈关闭导致；编码板接收不到Sensor产生的中断信号，无法编码。需要诊断信息判断。防火墙镜头光圈关闭80昼夜模式反复切换可能原因红外光干扰反光问题问题描述IPC实况昼夜模式反复切换问题排查步骤排查环境内是否有其他红外补光，这种情况下，红外补光会相互干扰导致昼夜模式反复切换，建议排除其他补光干扰后观察；是否放置在较小的空间中，红外反光严重，导致稍微开启红外就会过亮，使IPC切换到彩色模式；尤其是红外球机，建议在室外开阔场景测试。

81夜间红外图像下有“雪花”可能原因红外图像中的“雪花”通常是由于空气中的粉尘反射了摄像机发出的红外补光，形成了雪花现象，而球罩上的灰尘会加重图像这种雾感，如果此时还启用了慢快门，那么雪花会有较大的拖尾现象问题描述IPC夜间红外图像下有“雪花”排查步骤清洁球罩调整监控角度，减少灰尘影响适当降低红外灯强度（曝光补偿、增益、快门等）82图像全部或者部分偏色可能原因IR-CUT出现故障或者软件失灵问题描述某项目中相机图像偏红，或图像一部分正常、一部分偏色排查步骤手动切换日夜模式，看能否恢复断电重启观察能否恢复升级软件如均无法恢复，备件维修处理83呼吸效应可能原因由于国际标准H.264/H.265协议采用的I帧+P帧的编码方式，导致图像会因为I帧间隔周期性律动，属于行业共性现象律动的严重程度根据带宽会有明显的差异问题描述实况或者录像出现的律动现象，在纹理密集的区域容易观察到这种现象，低带宽会加重这种现象排查步骤提升实况码率带宽

降低帧率（非常规手段，引起图像不流畅感）延长I帧间隔（降低呼吸频率）

降低锐度提高2D降噪和3D降噪

调整码流平滑的值至清晰端（会加大码流突发）84摄像机维护及常见问题处理01NVR维护及常见问题处理02VMS维护及常见问题处理03目录85日志查询通过日志可以查询到问题的发生时间和种类，便于定位原因。路径：配置>系统维护>

日志查询。86通道状态随时查看所有通道状态、异常状态原因等信息。路径：配置>系统维护>通道状态。87录像状态随时查看所有通道录像状态、码流、异常状态原因等信息。路径：配置>系统维护>录像状态。88网络抓包可以筛选IP地址和端口进行抓包，协助定位问题。路径：配置>系统维护>网络抓包。89系统维护可操作重启、恢复配置、升级版本、导出诊断信息等。路径：配置>系统维护>系统维护。90IPC接入离线排查思路91IPC在NVR上实况失败排查思路92NVR侧录像异常丢失类排查思路93摄像机维护及常见问题处理01NVR维护及常见问题处理02VMS维护及常见问题处理03目录94通道状态录像状态报警日志设备状态操作日志其他状态服务器状态硬盘检测网络状态用户状态带宽统计显示存储到一体机的录像信息显示设备信息、是否在线显示通道信息、是否在线查询、确认设备各类报警信息查询设备各类操作信息运维管理95导出VMS一体机的诊断信息（主要包括设备的运行日志信息），请进入WEB客户端的系统配置-系统维护-系统维护页面，点击导出配置按钮，把VMS一体机的设备配置信息导出到PC本地，根据诊断信息大小情况，导出过程可能需要数分钟。导出诊断信息96使用抓包功能对网络状况进行分析并定位问题。进入WEB客户端的系统配置-系统维护-网络抓包页面进行相关操作。可设定条件（端口号、IP地址、网卡和数据包大小）抓取或过滤指定端口和/或IP地址的数据包。设定完条件后，点击<创建抓包任务>。最多可创建5个任务。创建的任务出现在列表中。可点击删除抓包任务。点击开始执行任务，点击停止，然后点击将数据导出至本地。每完成一个任务后手动进行一次导出操作。网络抓包97通过检测结果确定网络是否畅通，以及网络畅通状态下的连接状态（包括时延和丢包率）。进入WEB客户端的系统配置-系统维护-网络检测页面进行相关操作，输入域名或IP地址后点击<开始检测>，并会显示出检测结果。网络监测98显示一体机的网络带宽使用数据。带宽数据约每5秒钟刷新一次。IP通道接入：一体机从设备（如IPC、NVR）接收实况流时的带宽使用情况。远程回放接入：一体机从设备（NVR）接收回放流时的带宽使用情况（比如当客户端上播放NVR上的录像时）。远程预览：一体机发送实况流所使用的带宽（比如当在客户端或电视墙上播放实况时）。远程回放及下载：一体机发送回放流所使用的带宽（比如当在客户端或电视墙上进行回放、或者当录像下载时）。网络资源统计99IPC/NVR接入VMS离线排查思路问题描述IPC/NVR接入VMS离线排查思路排查步骤设备编码、上行端口号、用户名和密码配置是否正确，网络是否连通及丢包跨网段，确认IPC/NVR是否为弱密码，修改为强密码确认接入情况VMS侧不使用的网口地址不能和监控在用网段冲突，需更改信息收集VMS侧抓与IPC/NVR的交互报文收集IPC/NVR和VMS的诊断信息100问题描述IPC/NVR在VMS上实况失败排查步骤确认IPC/NVR本身实况正常且在VMS上已经上线。VMS上对异常IPC/NVR进行抓包，然后复现问题，再停止抓包；同时收集IPC/NVR和VMS的诊断信息检查实况时是否有码流：无码流，检查防火墙/杀毒软件是否关闭；有码流，可更换电脑登录测试，PC显卡驱动有问题也会导致实况异常。IPC/NVR在VMS上实况失败排查思路101问题描述排查步骤查看硬盘、阵列状态。查看IPC与VMS的网络连通情况；查看录像布防计划及录像类型查看IPC和VMS的运行时间，查看设备是否发生重启，并查看录像丢失时VMS的告警信息收集IPC和VMS的诊断信息，同时反馈硬盘型号。VMS侧录像异常丢失类排查思路VMS侧录像异常丢失102介绍了摄像机维护及常见问题处理介绍了NVR维护及常见问题处理介绍了VMS维护及常见问题处理本章总结103智慧安防系统常见组网目录大型监控组网介绍和常见技术监控组网的流量路径，监控组网的流量大小测算、链路聚合技术等0201中型监控组网概述和常用技术监控组网流量模型及特点、VLAN技术等03三层网络架构模拟演示实操模拟，技术回顾04课程小结中型监控组网流量模型存储流实况流回放流……VMS-B200NVRNVR…IPCIPC解码器核心交换机接入交换机接入交换机PC…106中型监控组网流量路径业务类型流量方向流量路径流量模型流量特征实况流单向IPC-NVR-VMS-解码器点到多点默认基于TCP，网络适应性好回放流单向NVR-VMS-客户端点到多点流量模型为典型的发散特征，具备突发性、分散性及源集中性，带宽要求取决于历史图像的存储码流以及倍速回放的要求。存储流单向IPC-NVR点到点基于TCP协议，可靠性要求高107网络设备面对的Burst流量对于承担视频数据传输的网络设备来说，流量负载最大的情况就是多路视频流的I帧数据同时蜂拥而来，理论上，在这种条件下（见下图）的流量模型也是网络设备面对流量负载最大的时候思考题：为什么百兆交换机在传输视频流时会出现卡顿，但是通过ping测试却正常？视频监控流量特点IPCIPC接入交换机1081s为单位，I帧突发5Mbps100ms为单位，I帧突发11.6Mbps10ms为单位，I帧突发66.7Mbps码率突发数据举例109中型监控组网带宽要求带宽规划原则：视频路数视频码率并发………VMS-B200NVRNVR…IPCIPC解码器核心交换机接入交换机接入交换机PC110VLAN101………VMS-B200NVRNVR…IPCIPC解码器核心交换机接入交换机接入交换机PCUDP/TCP流中型监控组网常用网络技术111有效控制广播域范围增强局域网的安全性灵活构建虚拟工作组IPC1IPC2NVR1NVR2工作组1工作组2VLAN概念和特点112VLAN20VLAN20VLAN10VLAN10VLAN可以基于端口、协议、子网和MAC来划分，视频监控组网建议基于端口来划分VLANIPC-1IPC-2NVR-1NVR-2E1/0/1E1/0/2E1/0/3E1/0/4VLANTableVLANIDPort10E1/0/110E1/0/320E1/0/220E1/0/4VLAN划分方法113只允许缺省VLAN通过，仅接收和发送一个VLAN的数据帧一般用于连接监控设备（IPC/NVR/管理平台等）IPC-1IPC-2NVR-1NVR-2Tag=20Tag=10Access链路类型端口Access端口PVID:10Access端口PVID:20Access端口PVID:10Access端口PVID:20114带有VLAN标签的以太网帧在交换机间传递E1/0/1E1/0/1E1/0/2E1/0/2E1/0/24E1/0/24IPC-1IPC-2NVR-1NVR-2不带VLAN标签的以太网帧Tag=20Tag=10携带VLAN标签的以太网帧跨交换机VLAN标签操作115允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的数据帧缺省VLAN的以太网帧不带标签一般用于交换机之间连接Access端口PVID:20Trunk端口PVID:20Trunk端口PVID:20Access端口PVID:10Access端口PVID:10Tag=10E1/0/1E1/0/1E1/0/2E1/0/2E1/0/24E1/0/24IPC-1IPC-2NVR-1NVR-2Access端口PVID:20Trunk链路类型端口116允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的数据帧Hybrid端口和Trunk端口的不同之处在于：Hybrid端口允许多个VLAN的以太网帧不带标签Trunk端口只允许缺省VLAN的以太网帧不带标签Hybrid链路类型端口E1/0/1E1/0/2E1/0/24IPC-1IPC-2Hybrid端口PVID:10Untag:10,30Hybrid端口PVID:20Untag:20,30Hybrid端口PVID:30Untag:10,20,30NVR1117上文介绍了VLAN的类型，下面来介绍VLAN规划原则：VLAN规划应遵循业务隔离的原则，视频监控业务与客户其它业务应属于不同的VLAN。VLAN规划应遵循设备隔离的原则，管理平台和前端设备应属于不同的VLAN。VLAN规划应遵循数量原则，单一VLAN的设备数量不建议超过1个C类子网所支持的设备数量（小于254个）监控组网VLAN规划原则118……VMS-B200NVRNVR…IPCIPC核心交换机接入交换机接入交换机文件服务器OA服务器ERPVLAN100这样规划可行吗？监控组网VLAN规划案例1119VLAN100总计300个IPC………VMS-B200NVRNVR…IPCIPC解码器核心交换机接入交换机接入交换机PC那么这样规划可行吗？监控组网VLAN规划案例2120………VMS-B200NVRNVR…IPCIPC解码器核心交换机接入交换机接入交换机PC150个IPCVLAN101VLAN102150个IPCVLAN100TrunkTrunkTrunkTrunk那么这样规划可行吗？监控组网VLAN规划案例3121目录大型监控组网介绍和常见技术监控组网的流量路径，监控组网的流量大小测算、链路聚合技术等0201中型监控组网概述和常用技术监控组网流量模型及特点、VLAN技术等03三层网络架构模拟演示实操模拟，技术回顾04课程小结随着监控应用的不断发展，监控组网的规模、复杂度在不断增长需要使用更多的网络技术。本章主要通过一个平安城市组网示例讲述涉及的一些网络技术。下面来介绍一下组网环境：组网环境：一个指挥中心，三个派出所分控中心，一套平台（使用IPSAN进行存储）。大型监控系统组网说明123公安局核心机房：1台VM9500，1台DM9500，1台MS9500，1台核心交换机

；公安局汇聚机房：IPSAN，1台汇聚交换机

；指挥中心：20台单路解码器（四分屏），10台PC（4分屏）、2台接入交换机；派出所（3个）：4台单路解码器（每台4分屏），1台PC机（4分屏），1台接入交换机；前端：5000个IPC（4M码流）。组网设备124PC机解码器服务器电视墙IPSAN组网拓扑公安局指挥中心公安局核心机房……IPSAN，共25台DM9500MS9500派出所B分控中心派出所C分控中心派出所A分控中心运营商……运营商……运营商……派出所分控中心公安局机房&指挥中心前端IPC接入5000台IPC1000台4台20台10台PCPC4台PC4台IPC2000台IPC2000台公安局汇聚机房125流量模型——流方向存储流实况流回放流公安局指挥中心公安局核心机房公安局汇聚机房……IPSAN，共25台DM9500MS9500派出所B分控中心派出所C分控中心派出所A分控中心运营商……运营商……运营商……派出所分控中心公安局机房&指挥中心前端IPC接入5000台IPC1000台4台20台10台PCPC4台PC4台IPC2000台IPC2000台126公安局核心机房80M派出所A分控中心320M160M4-720M出口4-720M入口720M流量模型——流大小PC公安局指挥中心20台DM9500MS9500公安局汇聚机房……IPSAN，共25台800M运营商网络1……IPC1000台4000-4720M运营商网络2……IPC2000台8000-8720M10台127流量模型——流总览公安局指挥中心公安局核心机房公安局汇聚机房……IPSAN，共25台DM9500MS9500派出所B分控中心派出所C分控中心派出所A分控中心运营商……运营商……运营商……派出所分控中心公安局机房&指挥中心IPC1000台4台20台10台PCPC4台PC4台IPC2000台IPC2000台80M80M80M320M160M800M4-720M出口4-720M入口720M4000-4720M8000-8720M8000-8720M前端IPC接入5000台存储流