高清网络监控在智能建筑领域的应用

文｜ 金三立视频科技（深圳）有限公司

高清网络监控在智能建筑领域的应用

文｜ 金三立视频科技（深圳）有限公司

当前，建筑物智能化程度随着科学技术的发展而逐步提高；网络化程度不断提高的视频监控系统在智能建筑中的作用更是日益突出，不仅方便了智能建筑各子系统的对接，而且能为智能建筑提供多地远程实时监控，大大减少了以往在建筑管理上的人员冗余。同时，智能建筑监控对高清网络视频监控系统的使用也越来越普遍。高清网络视频监控系统具有画质高、准确、实时和信息内容丰富的特点；作为一种防范能力较强的综合系统，能够为建筑环境安全的管理和智能建筑各系统的集成提供技术支持。

本文将以万国数据上海数据中心高清网络监控整体解决方案为例，对智能建筑高清网络监控系统在实际项目中的组建，以及其具有的功能进行介绍。

1 项目需求及系统构成

万国数据上海数据中心不同于普通的建筑群体，其要求基础设施能实现高效管理，降低运行成本，提高数据中心的可用性。因此该项目共设计两套监控系统，一套为安保监控系统，主要用于对建筑群的楼道、楼梯口、电梯大厅、电梯轿厢和周界等区域实行24小时全方位无盲点监控；一套为设备监控系统，主要对变配电、UPS、电池组、发电机、精密空调、新风机组以及温湿度、漏水检测设备等关键基础设施进行24小时全方位监控。两套系统前端均采用高清网络摄像机，后端使用E-NVS嵌入式网络监控管理平台进行管理、存储、转发，采用高清视频解码服务器上电视墙显示。为便于后期管理，系统软件将系统设置为由总控和分控构成的大型网络视频监控系统。系统整体架构如图1所示。

监控中心设置一套由69块46寸超窄边拼接屏和19台高清解码服务器组成的高清电视墙，实现了任意画面的浏览、轮巡、组合等功能。所使用的液晶拼接屏的接缝小于6.7mm，支持单屏多路信号、整屏一路信号及任意组合显示方式。在高清解码服务器的配合下，电视墙既可进行单个VGA口九画面高清图像解码分割输出，也可进行两个VGA口每个五画面的高清图像解码分割输出。同时，在前端采集感知层的配合下，整个监控中心能真正实现高清的监控画面。前端采集感知层由720p、1080p网络高清高速球型摄像机、高清红外网络摄像机、高清网络枪型摄像机等组成。所有摄像机均采用标准的H.264压缩方式编码，支持双码流；用户可根据需要选择不同的视频码流用于传输、存储和浏览。此外，所有的网络高清摄像机均提供了SDK开发包，便于进行二次开发，实现更多功能；并且均能适应LAN、Wi-Fi、3G等多种网络环境，传输高质量图像。在报警功能上，前端的网络高清摄像机能支持多种报警联动，包括声光报警、信息提示、自动录像抓拍、E-mail发送功能等。

2 系统平台功能

万国数据上海数据中心监控系统采用的嵌入式中心服务平台包含三个功能模块：接入服务模块、转发服务模块和录像服务模块。其中接入服务模块负责整个域系统里的用户和设备的注册接入及信令控制，转发服务模块负责处理流媒体的负载、分发，录像服务模块负责对前端视频的中心网络存储及点播服务。该平台具有以下功能特点。

（1）双码流功能

双码流功能的作用是解决存储及不同用户访问网络视频时，因网络带宽不同造成码率只能按最低需求进行设置的问题。万国数据上海数据中心监控系统的中心平台和前端设备均支持双码流，能够适应不同的网络环境对视频浏览和存储的要求。用户可以根据自已的需要，在实时浏览或者存储时选择高清画质或者低码率方式。两种方式可以同时使用，选择哪一种方式取决于网络带宽及存储容量大小，用户可以更加灵活地对系统进行管理。

（2）磁盘管理功能

万国数据上海数据中心监控系统的嵌入式平台服务器可以使用RAID进行硬盘管理，单机最大可支持16个SATA硬盘，并具有热备功能，即使有两块硬盘同时损坏，数据也不会丢失。

（3）客户端功能

万国数据上海数据中心监控系统的嵌入式平台客户端主要有两种类型：管理客户端、企业客户端。

管理客户端是整个嵌入式平台系统的中心配置管理模块，供系统管理员使用，负责对整个系统平台进行机构划分、设备配置、转发负载、中心录像，以及用户权限、虚拟告警防区管理等操作。而企业客户端软件是系统交付用户的最终操作软件，也是整个系统功能展示的主要平台，是用户使用最频繁的软件。整套软件包含实时监控、录像回放、电视墙切换、报警及电子地图管理等几大主要模块，其中实时监控模块具有系统登陆、视频浏览、云镜控制、参数管理、语音呼叫、I/O控制等多项业务功能。通过用户权限的管理，平台将对各使用用户进行功能授权，根据不同需求给予客户不同级别的功能授权（如云台控制、录像查询、设备管理等）。

万国数据上海数据中心的嵌入式视频系统客户端浏览软件可以实现对前端设备的统一监控管理，包括基本的业务配置、设备管理、云镜控制、报警显示和音视频实况浏览、点播回放、轮循切换等。E-NVS可以为Web客户端访问提供视频点播功能，将存储于E-NVS中的录像文件转换为流格式以便本地和远程公网用户点播访问。E-NVS通过路由器映射到公网上，并通过授权实现远程的管理或图像查看等功能。

（4）数字矩阵功能

万国数据上海数据中心监控系统采用的高清解码服务器，可以通过客户端及专业键盘、鼠标或Web实现对E-NVS系统的解码输出控制，主机支持单路九画面720p解码或两路四画面720p解码；控制方式包括点对点切换、组切换、群切换和计划切换等，可实现数字矩阵的功能。

（5）电视墙管理功能

传统的模拟监控系统只能在小范围内实现电视墙功能，且无法支持远程监控，电视墙屏幕数量也受限于矩阵的能力。

而万国数据上海数据中心采用的E-NVS系统使用解码器将视频流解码上墙显示，可实现单路视频切换、巡回切换、群组切换、球机控制等电视墙功能。一套E-NVS系统可远程管理多个电视墙，可通过扩展网络带宽与解码服务器无限制地扩充电视墙屏幕数量，轻易实现多地远程分控。

（6）球机3D定位功能

当出现紧急情况时，如果网络有延时，同时控制球机云台旋转和镜头变倍来进行定位就会比较困难。为了规避网络延时带来的控制定位问题，万国数据上海数据中心监控系统通过结合高速球型摄像机的特点，实现了利用鼠标进行3D虚框放大的快速定位功能，保证了云台、镜头控制的精确、快速。

（7）电子地图功能

报警电子地图作为企业客户端的一个功能模块，可通过工具栏快捷按钮调用。当有告警发生时，系统将做相应的告警联动处理，如弹出视频窗口、发出声音提示、调用云台预制位等。

（8）远程参数设置、程序升级功能

万国数据上海数据中心监控系统的客户端可以查询前端设备的编码参数、云台设置、显示参数、版本信息等，并对其进行修改；在有程序更新时，可以对设备进行远程升级。

3 解决方案特点

万国数据上海数据中心高清网络监控整体解决方案在技术方面有如下特点：

（1）高清网络产品均采用H.264视频编码标准。H.264是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。H.264在同等图像质量下的压缩效率比以往的压缩标准提高了两倍以上，具有压缩比高、码率低、图像质量高、容错能力强、网络适应性良好等特点。H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-4的1.5～2倍，且能将视频文件大小压缩为原始大小的1/102。而由于这种大压缩比是基于低码率的条件实现的，H.264能够在减少传输带宽的同时实现720p、1080p的高清视频分辨率。

（2）存储安全，扩容简单、系统稳定。E-NVS嵌入式网络视频管理平台通过集嵌入式服务器、嵌入式中心管理软件、大容量磁盘阵列等于一体，实现了在简化系统搭建流程的同时，支持海量存储容量的扩展。为了保障大量传输数据的安全性，E-NVS磁盘支持多种RAID方式和热备份功能（如RAID 5可以支持一块硬盘损坏的冗余特性）。另外，整套系统会配备E-NVS主机和备用机，二者之间通过心跳线关联，双重保障数据安全。整套操作系统采用Linux操作系统，可防止系统因受外界攻击而瘫痪。

（3）平台提供SDK接口，方便系统的二次开发和升级管理。

（4）采用高清解码，保证了解码显示效果如临现场，实现了真正意义上的网络高清。所采用的高清解码服务器支持VGA和HDMI端口输出，解码路数至少支持一路1080p、三路720p。