浅析IP网络视频监控技术

余芝轩

黄冈职业技术学院 湖北 黄冈 438002

IP网控在商业应用和多媒体服务等方面得到了迅猛推广，许多优点都是传统的闭路电视系统无法比拟的，介绍网络监控系统的现状和发展。设计网络视频监控系统方案。借助网络监控系统更好的为大众服务，维护社会秩序。

经济的发展促使着人们不断的提高安防意识，当传统的本地模拟监控方式逐渐不能满足某些行业大范围、远距离监控的需求，如银行跨地区联网监控时，通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。目前，随着互联网的大范围普及，远程监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域。将图像摄取后进行远程传输的主要方式除了互联网，还有光纤。有人认为，通过光端机和光纤进行远程监控，其视频图像的质量和传输速度要优于网络传输，但是它昂贵的成本和复杂的布线工程让人望而却步。更重要的是，其组网能力相对较差，不能满足大型监控项目的需求。而网络监控则显示出它独有的优势：凡是有网络的地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用，使得网络监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说，网络监控还不受时间、地点限制，在授权的情况下可以 随时按需监控，实现即插即用即看，使用方式相当便捷。于是，IP网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。

1 IP网络视频监控技术概述

1.1 IP网络视频监控概念

IP网络视频监控系统能够将视频信息数字化，并通过有线或无线IP网络进行传输。这使实时监控和录像等功能可以扩展到所有具备网络连接的地方，同时也使这类系统可以方便的与其他安防系统（如门禁系统等）实现无缝集成。IP监控解决方案可以全部由网络摄像机构成，也可以由模拟摄像机加视频服务器构成，或者是同时由两者混合构成。无论采用哪种形式，IP监控都已被证明是一种在各种行业内都极具吸引力的解决方案。在不计其数的行业应用当中，这种革命性的技术正在逐步取代传统的监控系统，以降低成本和提高安全性。IP正是由于它系统的可扩展性，IP监控逐渐巩固了其在现有监视和远程监控行业应用的地位，也加速了在其他新兴行业的应用，

1.2 视频监控的发展经历及发展前景

1）视频监控系统的发展历程

视频监控随着社会的进步，近来越来越被广泛地应用到各个领域。同时随着社会的发展，视频监控系统也随之经历了三个时代。第一代：模拟时代。 视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行模拟处理。第二代：半数字时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理与存贮。第三代：全数字时代，视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟（数字）矩阵控制主机（IPM）来实现对整个监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。此外报警、门禁、巡更等前端设备输出的数字信号也可由多网合一的方式通过网络复用进行传输并在同一平台上进行管理与控制。

现今视频监控系统已经步入了全数字时代。这将彻底打破“闭路电视系统”模拟方式的结构，从根本上改变了视频监控系统从信息采集、传输处理、系统控制的方式和结构形式，也标志着监控正在走向现代“四化”阶段即：

前端——一体化：监控系统前端一体化意味着多种技术的整合、嵌入式构架、适用和适应性更强以及不同探测设备的整合输出。为系统集成化奠定了基础。

传输——网络化：视频监控系统的网络化意味着系统的结构将由集总式向集散式系统发展，集散式系统采用多层分级的结构形式，将使整个网络系统硬件和软件资源以及任务和负载得以共享，这也是系统集成与整合的重要基础。

处理——数字化：信息处理数字化意味着信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应，硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。

系统——集成化：系统集成化正是由于构建系统的各子系统均实现了网络化和数字化，特别是使视频监控系统与弱电系统中其它各子系统间实现无缝连接，从而实现了在统一的操作平台上进行管理和控制。

2）IP网络监控的发展趋势

未来网络监控将呈现出两个发展趋势。一是集中监控替代传统的分散和孤立监控，网络正是实现这一转变的桥梁。二是智能化后台应用。以前，大量的视频数据不能得到充分、及时的利用，很多有用信息很难或者无法提取和保存。数字化、网络化的好处就在于：随着视频分析技术、多媒体数据库、人工智能技术的发展，我们逐渐能够及时、自动地从视频流中提取大量信息，这些信息可以传输、保存和检索，也可以驱动其它数据，轻而易举地完成人力很难完成的任务。

随着视频监控的逐步发展，IP网络监控不再局限于企业级行业客户的应用，IP网络监控应用将逐渐向平民化方向发展，利用视频监控的数据为大众服务，如家庭安全、子女呵护、连锁店管理等方面查看应用。

1.3 现场总线技术的竞争

20世纪90年代，现场总线控制系统（FCS）成为工业控制领域的一个热点，世界上几乎所有的仪器、仪表制造商都卷入了这一场竞争，纷纷推出自己的现场总线控制系统。其目的，显示它的优势和竞争力。在国内，当时现场总线技术正处于普及与应用阶段，部分监控厂商在电源管理监控系统实施过程中，将现场总线技术如CAN Bus（控制器局域网络）等应用其中。

1）现场总线技术的基本内容和核心

以串行通信方式取代传统的4.20ma的模拟信号，一条现场总线可为众多的可寻址现场设备实现多点连接，支持底层的现场智能设备与高层的系统通过公用传输介质交换信息。现场总线的核心是它的通信协议，这些协议必须根据国际标准化组织（ISO）的计算机网络开放系统互连（OSI）的参考模型来制定。

2）现场总线控制系统的特点

（1）传统的DCS（分布式控制系统）现场仪表到控制站之间采用4’20ma模拟信号传输，FCS则采用数字化的信号传输。

（2）传统的DCS采用。操作站一控制站一现场仪表”三层主从结构方式，而现场总线则把输入／输出单元控制站的功能融合到现场仪表中，称为智能仪表。

（3）FCS采用数字通信方式，因此可以采用多种传输介质进行传输。

1.4 IP网络视频监控系统优势

先进性：利用现有的综合布线网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备少，连线简洁，后端仅需一套软件系统即可；其智能化的监控由于全是数字化的，很容易加入加入智能识别功能，降低人力成本。特别是只能回放，数字化的录像可以在回访中轻易加入事件检索，减少回访时间。传统的模拟监控的存储质量没有ip存储质量好。模拟的存储是把模拟信号转成数字信号存在硬盘中，在回放的时候再把数字信号转成模拟信号输出，在这些转换过程中，图像信号明显下降恨多！而数字的监控可以采用百万像素的摄像机，存储出来的图像效果就是你看到的效果。

性能价格及维护性：所需设备极其简单，系统的控制由后端的软件系统实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频转网络的主机等。由于图像的传输通过综合布线网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费用；系统的安装极其简单，软件系统的安装及使用也非常易懂。在维护性方面，系统的接线十分简洁，而主要设备的可靠性很高，维护性能好，并可实现远程维护。

可靠性与安全性：传统的模拟监控走的是同轴电缆，电缆上的模拟信号全部是没有加密的信号，所以很容易盗取到。IP网络监控主要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统，所需设备简单，而图像的传输是通过综合布线网络实现的，系统可靠性相当高；系统设置了不同等级的使用者权限，仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改，没有权限的用户是接收不到图像的。另外，图像数据的存储是专有的格式。

扩展及延伸性：ip视频监控能与其他平台整合，例如门径，消防，报警，他们都能整合到一个平台上运行，特别是大的项目，客户不仅仅要的是监控中心，要得是一个综合指挥中心，ip视频监控就能发挥优势。当需要增加监控点和监控主机时，只需要通过现有网络增加一台摄像机或PC机即可，不需要对现有布线系统做什么改动。

应用范围广阔：区域性监控，利用网络传送实时图像，如办公室、大楼等；跨区远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。

2 网络视频监控系统的设计

2.1 络视频监控系统的设计要点

目前网络视频监控系统的要求为：在同城内构建同行的网络视频监控集中管理系统，使下辖各个网点从一个个独立的监控孤岛转换为真正的统一监控管理集群。通过固化网络需求、标准化网络视频监控系统配置而构建起大型的网络视频监控平台，使安保部门及公安机关可以及时了解现场情况，及时策应，大大减轻人力投资。网络视频监控系统设计要点主要依据用户实际要求、行业设计规范、工程设计经验，还要结合现场情况和相关负责人的要求进行深化调整。

2.2 网络视频监控系统设计方案

综合管理系统的最终目的应该是能够提供一个平台。在这个平台的管理之下，所有的组织机构、设备（监控设备、音频设备、报警设备、存储设备等）、系统（监控系统、报警系统、门禁系统）等所有的被管理对象应该组合成为一个有机体，协同一致地为网络视频监控管理目标服务。但需要强调的是，这个平台并非“无所不能”。平台建立时，不能片面追求大而全，追求一些表面上的功能模块而不是针对具体业务需要，只是为建立平台而建立平台。由于不同品牌不同设备的迥异性，系统越大，可靠性越低。目前业界有很多方案宣称功能如何如何的齐全，但单一个“硬盘录像机品牌兼容性”功能，尚无哪个系统做到无所不能，更何况众多安防产品的大系统兼容，更是如此。平台的建立要务实，要遵循“有用，实用，常用，易用”的原则。在实用的基础之上，网络视频监控系统可做到不断升级完善。

1）管理权限重心后移

传统监控系统中，安保人员一般具备管理员权限，可进行监控系统的所有操作。 “网络视频监控综合管理系统”建立后，前端安保人员只有图像机实时监看、录像回放查看、报警信息查询的“监看”权限，所有网络视频监控系统的修改权限，包括：录像机系统设置，录像资料更改，报警系统设置等，全部由总控中心统一控制管理。

2）集成系统联动，建立管理平台，方便警务管理

将网络视频监控系统所产生的视频、音频、报警有机结合，尤其注重对各种门禁出入管理系统的建设和集成，整合原有110报警系统，建立统一管理平台。报警系统一般联动110报警，但误报率较高是一直无法解决的难题，故而业界应运而生了二级报警服务公司。“综合管理系统”建立以后，多项报警及门禁信息由总控中心进行网络视频确认，彻底解决误报问题。

3 结语

IP网络视频监控应用范围越来越广阔，如办公室、大楼等；跨区远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。作为IP网络监控的载体，IP宽带的发展和完善将极大的提高用户对IP网络监控的信心，远程网络传输应该是监控行业的一个重要的发展方向；而在未来数年的安防、视频和自动控制市场中，其技术焦点越来越多地集中于网络集成一体化方案。这就是多个系统合用单一图形用户接口（GUI），跨平台共享数据库，而单独设计的独立系统及其单配的各种制约将会很快退出行业历史舞台。集成一体化的定义可理解为：人们为有效完成一件或一批任务而在各独立的系统、计算机和各种硬件设备中共享其各自所有的信息、数据、系统特点和功能。集成一体化消除了原先以人工在各系统、计算机和硬软件设备之间建立的连接，而在一个统一平台上处理各种信息，以快速、有效地提供所需信息来完成用户要求。

我们应该看到，在网络系统飞速发展、网络日益普及的今天，在安防监控领域以IP网络为载体的远程监控必将占主导地位，而以太网技术成熟后，宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个大楼，除了提供高速的网络接入外，还能取代铜轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围，这就使得信息网络代替传统闭录电视成为了必然。可以预料，网络集成一体化方案必将取代单独设计的独立系统方案，随着网络的进一步完善而得到长足的发展，IP网络监控技术必将日趋完善。

［1］朱长坡.浅析网络监控应用发展［J］数字技术与应用，2010，（06）：56-57.

［2］ella.IP网络监控未来应用广泛成为安防监控主流［N］.天极网，2010-09.

［3］飞飞.浅谈IP网络视频监控的优势及其发展前景［J］.投影时代，2009，（08）：98-99.