数字监视系统概况

 

1、数字监视系统概况

  远程图像监控以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多场合。在电子技术与通信技术的发展过程中,图像监控系统的技术水平直接反映了不同阶段电子与通讯的技术状况,而计算机及网络技术的发展将图象监控技术提到了一个新的高度。基于TCP/IP协议的网络如Internet、Intranet已经广泛普及,随着高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展,IP网上的业务范围也在不断扩大,除了传统的信息检索、电子邮件、远程登录、文件传输等项业务外,各种多媒体业务,如电子商务、视频会议、远程监控、远程教学、远程医疗等都在宽带网上展示了广阔的应用前景。可以预言,二十一世纪将是一个以网络和数字业务为主体的信息化时代,它将影响到整个社会、经济和人们日常生活的方方面面。

  以前,因网络带宽不够而限制了网络上的多媒体应用。随着光纤网的迅速普及,网上多媒体应用(如视频会议,数字监控等)正为传统的计算机应用注入新的技术和内容。网络多媒体技术的发展也导致了基于IP技术的网络远程现场视频浏览应运而生。从模拟监控到数字监控,实现了监控技术的一次飞跃,目前最先进的技术就是通过专用视频服务器(瘦服务器)把模拟图像信号转化为数字图像信号后上网,同时通过管理程序对多个视频流进行统一管理,获得授权的用户便可以通过网络看到任何一个监控现场的实时图象,并且可以控制监视器的视角和焦距。

1.1监视系统分类

本地模拟信号的图像监视

  从摄像机、电视机出现的那天起,原始的图像监视系统就已诞生。它被广泛应用于保安、生产管理等场合。本地图像监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成,由视频线、控制线缆等连接。

  本地图像监控系统一般采用模拟方式传输,采用视频电缆(少数采用光纤),传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,如大楼监控等。监控图像一般只能在控制中心查看。

基于PC多媒体卡的视频监视

  基于PC机的远程图像监控系统由PC机插视频卡构成,在监控现场,有若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备,通过各自的传输线路,汇接到监控终端机上,该终端可以是一台PC机,也可以是专用的工业机箱。除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外,系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过网络将信息传到一个或多个监控中心。

  基于PC的视频监控系统终端功能较强,便于现场操作。但稳定性不好,视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂,可靠性不高;PC机也需专人管理,特别是在环境或空间不适宜的监控点,这种方式不理想。

基于视频服务器-Web的数字监视

  基于Web的数字监控系统不需处理模拟视频信号的的PC,而是把摄象机输出的模拟视频信号通过视频服务器(Thin Server)直接转换成IP数字信号。这种嵌入式微系统专用服务器具备视频处理、网络通信、自动控制等强大功能。采用Browser/Server结构使得监控浏览范围达到前所未有的广度,这意味着可以上网的计算机就可以看到任意监控点的实时情况。而Web服务器可完成对监控系统的管理任务如存储、检索、回放、访问权限、管理权限等。

1.2网络数字监控系统的优势

节省费用

  基于PC的视频解决方案通常比较复杂,涉及到PC、应用软件、MCU等,有的还有视频电缆系统。而专用服务器使视频信号立即进入网络,省去了中间一些不必要的环节。

即插即看

  视频服务器采用标准的嵌入式操作系统、应用软件及专用芯片,具备远程监控系统必备的所有功能。它可以预先设置对图像进行处理的水平/垂仰/变倍等功能,还可以自动发送一个由时间或事件触发的电子邮件或控制信号。使用时只需要接入以太网,分配一个地址。监视终端上的浏览软件可以是Microsoft Internet Explorer或其它。

  基于Web的管理工具包括用户使用向导,可指导用户快速按照需要进行应用设计。系统能够从预设置中选择多项功能:选择十六、八、四、二或单画面模式,跟踪监视,报警前/后的图像存储,和镜头水平/垂仰/变倍控制等,这些仅是众多内置特性的一部分。

高性能

  专用系统的先进性在于其强大的视频处理专用芯片和采用了独特、高性能的RISC芯片,能够在10/100M网络上以实时速度传送高质量的动态图象,并支持多用户同时访问此视频服务器。当触发报警时,它可以自动存储报警前后一定时问段内的活动图像并发出电子邮件。

适应性好

  基于全球业界标准,数字系统可以与各种类型的以太网设备无缝连接。由于系统是作为一个开放的Web服务器设计的,它同Internet一样很容易被集成到群组应用程序中。用户可以在混合的网络环境中使用它,比如Windows,Mac,UNIX,和OS/2,所需要只是在相应的客户机上有一个标准的Web浏览器和TCP/IP软件。

其它设备的灵活接入

  数字系统可以方便地接入其它安全防范设备,如温度、湿度、烟感、入侵等报警器;同时可以连动灯光、警号、锁具等动作设备,这使得它可以方便地组成一套功能强大的安全防范系统。

2、工作原理

 

2.1系统组成

Web-Video2000 Group网络视频监控系统由:监控现场、网络、视频服务器及应用服务器、远程用户4部分组成。

监控现场

由摄像机、云台控制器、解码器、视频线、控制线等组成,控制现场主要负责视频信号的采集,并将其传输给视频服务器及其它视频处理设备等。

网络

由集线器或交换机(HUB/SWITCH)、 路由器(Router)、网络连接线等网络连接设备组成。根据网络的规模和类型对网络连接设备应当进行适当的筛选。

视频服务器及应用服务器

视频服务器负责视频信号的接受,转化,图象合成、地址分配并将处理后的视频信号通过网络连接线输出等功能。

应用服务器端是Web-Video2000 Group网络视频监控系统的核心部分,也是该系统与其他视频监控系统的区别所在。运行安装在服务器上的应用软件,可以实现:

  (1) 通过对视频服务器调用,完成视频信号的读取、对视频服务器、摄像头、云台等设备的控制;

  (2) 图象的监视、控制、保存及其管理;

  (3) 设备管理和测试:包括设备的添加、删除,设备动态IP地址的分配及设备的测试;

  (4) 用户及用户权限管理:包括用户的添加、删除,用户使用资源的分配;

  (5) 通过视频服务器的开关量输入输出口,实现报警开关的接收、处理,并通过继电开关实现报警联动。

由于适用对象的网络视频监控的规模不同,在服务器端的结构也有相应的调整,最主要的是对大的系统将单服务器结构转化成适于大规模网络监控的多服务器或服务器集群结构,如图3.1中所示的Web服务器和存储服务群。

由于Web-Video2000 Group网络视频监控系统一切系统功能都必须调用应用软件和视频服务器才能实现,二者相辅相成,缺一不可,因此应用软件和视频服务器是Web-Video2000 Group网络视频监控系统的基本构成。

远程用户

可通过登录并对服务器发出服务请求,实现远程监控。

在使用中,可分为两种情况:

对以太网用户,可以通过10M/100M以太网直接和应用服务器建立连接;

对PSTN/DDN/ISDN等用户,可以通过远程接入设备接入以太网,同应用服务器建立连接。

2.2应用软件系列

基于Internet/Intranet/LAN的网络视频监控软件产品:

目前已经开发了3种适合不同用户群的版本:

——Net-VSM2000e标准版V1.0 基于TCP/IP技术的网络视频产品

----Net-VSM2000e企业版V1.0 基于TCP/IP技术的网络视频产品

——UC-WebVideo Group V2.0 基于Web技术的网络视频产品

主要用途:电力、高速公路、城市交通、厂区、矿区、码头、金融、智能大厦、医院、宾馆等场所的远程监控

基于LAN/PC的数字式视频监控软件产品: 主要用于宾馆、银行、超市等监控,目前为2.01版本

各种软件的界面如下图所示:

Web-Video2000 Group 套装软件

2.3应用方案

典型系统结构

需要监控的场所只要具备计算机网络RJ45接口,或所提供的光纤接口可经转换器转换成RJ45口,都可以直接将摄象机及其控制信号通过视频服务器接入计算机网络。典型的系统结构如下图所示:

3、应用实例

医院实时数字看护监控系统

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