视频监控系统网络化的实现

2011-08-15刘鹏翼

太原城市职业技术学院学报 2011年6期

关键词：交换机摄像机服务器

刘鹏翼

（山西金融职业学院，山西太原 030008）

视频监控系统网络化的实现

刘鹏翼

（山西金融职业学院，山西太原 030008）

网络视频监控以数字信号处理为依托，通过网络来实现数字信号的传输、交换、控制、录像存储以及点播回放。通过设立强大的中心业务平台，可以实现对系统内所有录像存储设备和编解码设备的集中控制和统一管理，普通用户只需登录中心业务平台，即可实现全网监控资源的统一调用和浏览。

网络；视频监控；服务器

安防行业一个非常重要的技术是视频监控技术，近几年来，随着经济和社会的快速发展，视频监控技术在国内外发展很快。在国外，视频监控业务主要为企业和个人用户提供系统的安全解决方案。在国内，视频监控业务主要集中在行业应用上，如公安、交通、金融、房地产等各领域，国内视频监控市场的主要增长点为行业用户。

视频监控的发展主要经历了模拟视频监控技术、数字视频监控技术和正在发展的网络视频监控技术三个不同的阶段。数字视频监控技术将传统的模拟视频、语音信号转换为数字信号，随着网络技术的发展，视频信号可以通过计算机网络进行传输，从而实现了视、音频信号的数字化、网络化。网络视频监控技术集成了网络、数字化处理、视音频信号的编解码以及图像处理等多种比较先进的技术。

一、网络视频监控系统的组成

网络视频监控系统是网络化的全数字化视频监控和管理系统，采用先进的H.264视频编（解）码技术和标准的互联网通讯协议，以及通用的操作系统和数据库平台，从信息的采集、存储、传输、控制全部实现数字化和网络化。系统能够架构在VPN/LAN/WAN之上，与现有网络设备实现无缝连接。

网络摄像机接入就近的交换机，连入局域网络，最后集中到监控中心，在监控中心负责统一管理、集中存储。数据由存储服务器和磁盘阵列负责存储，同时图像可输出到大屏幕液晶进行监控，数据也可通过流媒体服务器分发到远程客户端浏览。

管理平台主要包括以下服务器：管理服务器、流媒体服务器、存储服务器和电视墙服务器。

（1）管理服务器

所有设备信息都保存在管理服务器中，管理服务器负责整个监控系统的集中权限管理，可以设置设备的访问权限，用户的使用权限均由管理服务器统一分配，对各种服务器列表进行维护系统，可以提供对前端设备的巡检功能，同时，系统维护、报警信息等均由管理服务器负责。管理服务器可以支持Web访问。

（2）流媒体服务器

为了减少多路并发给网络摄像机的处理产生压力，提高网络摄像机的访问力，我们给监控中心部署一台流媒体服务器。流媒体服务器运行流媒体转发软件，流媒体转发技术是保证多用户并发访问同一视频资源的有效机制。由于接入系统的监控点数量庞大，发生案件时，各监控中心多客户端并发访问同一视频资源的几率很高，因此我们采用流媒体服务器，从而保证了视频图像流畅的分发和传送。

流媒体服务器软件用来实现对数据源申请数据流和多线程网络分发的功能。主要作用为：可以在网络摄像机等实时设备上取数据，支持配置侦听端口，提供了对同一路数据不同请求的分发。

（3）存储服务器

存储服务器用来实现对监控录像数据的统一保存，它可以直接连接设备，也可以通过流媒体服务器获取视频数据流，数据流以数据块的方式保存在预先分配的磁盘空间中，录像数据信息通过磁盘数据的索引文件保存，同时内置VOD服务器功能，实现录像数据的远程点播，并提供录像数据的远程查询接口。

存储服务器是网络监控系统的重要组成部分，专注于对监控视频数据进行集中保存，功能相对比较单一。为了更好地实现视频数据通过网络在汇聚点集中存储和备份，网络摄像机前端的存储计划由中心平台软件集中统一部署。

（4）电视墙服务器功能

从控制中心传来的命令被电视墙服务器收到后，通过解码器解码，可以实现相应通道的码流或数据流解码到大屏幕设备，也可以设置为实时监控或者录像回放。

（5）客户端的功能

监控中心可以为整个监控系统中的分控客户端，客户可以通过管理服务器分配的用户名来登录管服务器获取设备信息，进行多级别的管理。

监控中心支持远程实时预览、云台控制等。通过授权，客户可以在网络内部的任何一台联网计算机中预览、回放和下载视频信号，也可以远程配置存储服务器和设备录像计划。

二、各部分设计方案

1.前端接入部分

前端接入部分设备包括网络红外摄像机，网络红外半球、网络快速球、无线网络摄像机等，这些设备全部接入就近的交换机。

2.传输部分

网络视频监控系统是基于IP网络设计，主要数据传输介质是以太网双绞线，远距离传输中还会用到光纤传输介质。根据现有网络的状况，我们选用了灵活的组网方式，采用了三层架构模式：核心层、汇聚层、接入层。

网络摄像机接入就近的交换机后，把接入层的交换机通过汇聚交换机集中起来，最后连接到核心交换机。由于用户的其他业务可能与监控网络混用，在大量数据的上传与下载时，会对网络造成一定的压力，可能会使监控系统的数据丢失、交换机的交换数据能力下降，产生网络延时、监控画面失真、帧丢失等。为了解决这些问题，我们采用了严格的QOS管理，对网络数据进行控制。

3.存储部分

该系统主要采用了IPSAN的网络存储方式，实现了分布式的集中存储，存储服务器首先存储下属监控点的录像，把存储服务器、磁盘阵列放在各汇聚点，保证网络前端的录像数据。同时，通过骨干网络把数据传回控制中心。

采用分布式集中存储方案具有以下几个方面的优势：一是用户的检索和调用录像资源更加方便；二是可以为前端网络设备按需分配存储空间，合理地进行资源调度，从而节约资源；三是不会因为某个前端设备失窃或损坏而导致重要内容的丢失，存储内容的完整性得到了有效的保证；四是可以很好地制定多样化的存储策略，对用户的个性化需求的满足；五是方便集中检测和及时排查问题，维护方便。

4.显示部分

显示部分主要由解码器、大屏幕液晶和显示器组成。

解码器以太网口和交换机相连接，获取编码的数据，经过解码器DSP芯片解码后，通过视频线输出到液晶大屏和显示器，解码数据主要为网络摄像机的实时编码数据，也可以通过流媒体服务器，对存储的数据流进行解码，回放视频信息。