振通在無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

在當今科技飛速發(fā)展的今天，采用高科技安防通信手段預防和制止可能的各種事件發(fā)生，成為保護各單位和職工群眾的生命財產(chǎn)安全，保證轄區(qū)和單位內(nèi)部各部門的正常運轉的有力措施，向“科技要安全”成為共識。　
　　計算機網(wǎng)絡通訊技術、圖像壓縮處理技術以及無線傳輸技術的快速發(fā)展，使得安全技術防范行業(yè)能夠采用最新的通訊和圖像/語音處理技術，通過建設靈活的網(wǎng)絡來傳輸數(shù)字圖像和控制圖像，為實現(xiàn)本地和遠程圖像監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)提供了高效可行而且價格低廉的解決方案。
　　在銀行、通訊、電力、冶金、油田，以及大型綜合辦公樓宇、住宅小區(qū)等重點部門和單位、場所，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控報警系統(tǒng)的建立，對預防和制止犯罪、維護社會經(jīng)濟的穩(wěn)定起到了重要作用，同時，安防技術和網(wǎng)絡設備的科技手段的采用和網(wǎng)絡設計水平的提升，又使這些部門和單位成為先進生產(chǎn)力和管理水平的代表。　　
　　1 設計依據(jù)
　　1.1 行業(yè)標準和規(guī)范
　　本安全防范系統(tǒng)設計完全符合中華人民共和國公安部有關條例和規(guī)范，包括：　
　　 安全防范工程程序與要求GA/T75-94；　　
　　 安全防范系統(tǒng)通用圖形符號GA/T74-94；　　
　　 安全防范工程費用概預算編制辦法GA/70-94；　　 電子設備安裝工程費用定額HYD41-01-1999；
　　 風險等級和防護級別的規(guī)定GA/T38-92；
　　 民用建筑閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范GB50198-94；
　 防盜報警控制器通用技術條件GB12663-90；
　　 民用建筑電氣設計規(guī)范JGJ/T16-92；
　　 中國電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ232-82；
　　 建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范CECS72.95；
　　 系統(tǒng)接地的形式及安全技術要求GB14050-93；
　　1.2用戶實際需求及分析
　　以某公司的實際要求和我方人員對擬定監(jiān)控工程工程現(xiàn)場情況的實時監(jiān)視，需實現(xiàn)對11個監(jiān)控點、即11個的現(xiàn)場圖象實施監(jiān)控和對講通話，并在公司保衛(wèi)處建立集中監(jiān)控中心，實施有效監(jiān)控和指揮調度。11個監(jiān)視點分布在距離擬建監(jiān)控中心500M到5KM的區(qū)域，與監(jiān)控中心之間距離較遠。
　　監(jiān)控中心需要設立大屏幕系統(tǒng)和圖象錄象系統(tǒng)實現(xiàn)對實時現(xiàn)場圖象的監(jiān)視和保存，并與11個監(jiān)控點間建立指揮和聯(lián)絡所需要的對講系統(tǒng)。
　　根據(jù)上述需求，我們認為以下措施將是本工程所需要采取的關鍵技術：
　　本項目的業(yè)務承載通訊網(wǎng)絡建設不適宜采用有線傳輸方式，應該采用無線影音傳輸系統(tǒng)，網(wǎng)絡拓撲結構采用多套點對多點的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)構建。
　　監(jiān)控圖象采用高等級的壓縮視頻技術，采用背向投影的方式實現(xiàn)靈活的多畫面大屏幕顯示。
　　采用硬盤錄象的方式根據(jù)需要保存規(guī)定時間的各監(jiān)控點圖象。
　　利用現(xiàn)有電話線或壓縮編碼設備輔助的語音通道建立對講指揮系統(tǒng)。
　　2.指導思想
　　為確保系統(tǒng)建成后順利運行及適應未來技術發(fā)展的需要，在本監(jiān)控系統(tǒng)工程設計中，我們將堅持長遠規(guī)劃分步實施的原則，將系統(tǒng)建設成為一種具有高起點，易于擴充、升級和管理，易于使用和維護的監(jiān)控系統(tǒng)。
　　在本方案中，我公司主要遵循以下設計原則，作為此次工程項目的指導思想：
　　2.1實用性及可靠性原則
　　在本次遠程監(jiān)控系統(tǒng)工程中，我們首先考慮的是實用性和可靠性，遵循面向應用、注重實效的原則，以確保使用的技術及設備成熟可靠。
　　在系統(tǒng)的設計和實施工程中，應該充分考慮系統(tǒng)的可靠性。在整體設計時關鍵部位必須有充足的備份措施，對于重要的網(wǎng)絡部位應當采取先進可靠的容錯技術。在本項目中，我們所設計采用的設備無論是集成的外購產(chǎn)品，還是自行開發(fā)設計的產(chǎn)品都經(jīng)過嚴格的選擇與測試。外購產(chǎn)品全部為國內(nèi)外具有良好聲譽、良好產(chǎn)品質量及售后服務信譽的名牌產(chǎn)品。自行開發(fā)設計生產(chǎn)的產(chǎn)品及軟件全部都是經(jīng)過實際測試與使用的產(chǎn)品，并經(jīng)過嚴格的器件篩選及老化實驗，充分保證了設備及系統(tǒng)的可靠性。
　　2.2先進性、成熟性與可擴展性原則
　　在滿足實用性原則的基礎上，并結合該公司的實際情況，我們選用先進的設備、優(yōu)化的結構、綜合布線方式及多媒體控制技術，力爭將系統(tǒng)的技術水平定位在一個高層次上，以適應新世紀現(xiàn)代生產(chǎn)管理發(fā)展的需要。
　　系統(tǒng)建設適應行業(yè)發(fā)展，充分考慮該公司的特點，在整體設計、設備配置、通信方式、管理方式、維護方式等方面具有一定的先進性，采用國際標準的同時又是成熟的技術。
　　系統(tǒng)具有良好的可擴展性，充分保證能夠將今后增加的新設備和新功能簡單方便地與原有系統(tǒng)相結合。
　　2.3開放性和標準化原則
　　系統(tǒng)中所采用的布線設計、通信協(xié)議、系統(tǒng)設備及布線材料都符合國際標準、國家標準、工業(yè)標準和各類標準及相關行業(yè)標準。充分利用不同網(wǎng)絡的優(yōu)勢，將它們有機地結合起來，為信息交換和設備互操作創(chuàng)造有利條件。
　　系統(tǒng)結構設計及布線材料符合ISO/IEC11801綜合布線標準及CECS：72/97《國家建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)設計規(guī)范》。網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件設備選型、施工、安裝符合相應國際或國家標準。
　　2.4經(jīng)濟性原則
　　在完成系統(tǒng)建設目標的基礎上，力爭用最少的投資，取得最大的效益。在網(wǎng)絡設計、設備選型上，采用高性能價格比的方案和設備，不僅使資金的投入、產(chǎn)出比達到最大值，而且要降低整個系統(tǒng)的運行成本，以較低的人員與資金投入來維持系統(tǒng)的正常運行。
　　2.5可維護性、可管理性原則
　　網(wǎng)絡設計和設備選型應具備實施安裝方便、配置方便等特點，盡可能采用先進的、直觀的管理手段，能夠合理配置、均衡和調整網(wǎng)絡資源，監(jiān)控網(wǎng)絡運行狀態(tài)，控制網(wǎng)絡運行。
　　我們設計的監(jiān)控系統(tǒng)除要有很好的可靠性外還應有一定的故障自檢和系統(tǒng)恢復能力。工程施工前提供詳細設計圖紙；施工結束后，將提供給用戶所有安裝及施工圖紙、技術資料，便于用戶維護和使用。
　　2.6靈活性原則
　　我們所提供的系統(tǒng)設計方案具有較強的靈活性，由于我們采用了標準化的布線方式及設備，便于系統(tǒng)擴容和設備的更新，如可方便地將傳感器偵測、報警聯(lián)動錄像等功能接入本系統(tǒng)。
　　3.系統(tǒng)構成及運行原理
　　3.1系統(tǒng)構成
　　本安全防范系統(tǒng)由電視監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控中心大屏幕圖象監(jiān)控子系統(tǒng)、語音對講子系統(tǒng)組成。
　　在上述子系統(tǒng)中電視監(jiān)控系統(tǒng)是安防系統(tǒng)的最重要組成部分。一般由前端設備、傳輸網(wǎng)絡設備、終端設備（含硬盤圖象錄象設備）三大部分組成。
　　前端設備：由安裝在各監(jiān)控區(qū)域的攝像機、鏡頭、防護罩、支架、云臺以及報警傳感器等組成，主要負責圖像和數(shù)據(jù)的采集及信號處理；
　　傳輸網(wǎng)絡設備：包括局部同軸電纜和信號線纜，圖象壓縮編碼設備，它們與遠距離點對多點無線網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)一起負責將音、視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心機房的主控設備（主控服務器）。
　　終端設備：完成對前端音、視頻信號的壓縮處理、監(jiān)控中心通過終端設備完成圖像切換、云鏡操作等所有功能項的控制，硬盤錄象設備保存規(guī)定時間段的監(jiān)控圖象，并可以配合監(jiān)控點的報警傳感器的報警信號有選擇地保留報警時的圖象信息。。
　　監(jiān)控中心大屏幕圖象監(jiān)控子系統(tǒng)：根據(jù)主控設備（主控服務器）的控制完成對監(jiān)控圖象的實時大屏幕顯示，可以選擇顯示單幅、多幅以及全體圖象。
　　語音對講系統(tǒng)：通過已有互備份壓縮語音線路和電話線路實現(xiàn)語音對講和指揮調度，監(jiān)控中心語音對講控制器配合遠端對講用戶單元完成對講的單呼、組呼功能，對講備份功能作用在于當無線通道出現(xiàn)中斷時仍可以實現(xiàn)語音指揮調度。
　　3.2核心系統(tǒng)——電視監(jiān)控系統(tǒng)的運行原理
　　基本運行原理為：前端設備將采集到的各種圖像、聲音和報警信號轉化為模擬電信號通過相應的視頻、音頻線纜傳送到位于個各監(jiān)控點的圖象壓縮編碼設備上，該設備將所有前述信號轉化成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接入到同處的無線網(wǎng)絡終端（無線網(wǎng)橋）上，通過信號覆蓋整個鋼廠的無線傳輸網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，在中心由終端設備完成存儲、控制、切換等功能，并通過顯示器、投影屏幕等顯示設備，實時監(jiān)控圖像。
　　傳統(tǒng)的監(jiān)控方式（模擬方式）是采用分散控制，即監(jiān)控系統(tǒng)和報警等系統(tǒng)作為子系統(tǒng)各成一體，并且各子系統(tǒng)內(nèi)部的各個組成部分之間也是相互獨立進行操作和控制，這樣極不利于人員的操作和管理，而且這個系統(tǒng)不是基于計算機平臺，無法實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)功能。當前，我們利用先進的計算機多媒體技術和視頻壓縮技術推出高性能的數(shù)字化監(jiān)控模式，通過數(shù)字型終端設備建立一個全新的信息數(shù)據(jù)控制平臺（主控服務器）上，將各子系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)內(nèi)各個部分的硬件、功能全部集中在該控制平臺上，即同一臺數(shù)字終端上，只需通過鼠標點擊，便可進行綜合管理，這樣不僅能夠簡化了系統(tǒng)結構，而且極大提升了系統(tǒng)功能和運作效率，同時使各種控制變得更加直觀、快捷、人性化，便于使用推廣，且節(jié)省資金。
　　4.系統(tǒng)具體設計和建設目標
　　出于長遠規(guī)劃的考慮，依據(jù)國家相關行業(yè)規(guī)定和規(guī)范的要求，結合本工程項目的實際需要，設計、建設的項目內(nèi)容為以下幾點：
　　 前端設備的布設；　　
　　 傳輸系統(tǒng)；　　
　　 主控系統(tǒng)；　　
　　 大屏幕顯示、語音對講兩個輔助子系統(tǒng)；　　
　　通過以上四個項目的建立，構成一個現(xiàn)代化的安全技術防范系統(tǒng)工程。該工程運用現(xiàn)代科學技術手段，在科學的管理下，達到防范嚴密，常備不懈，無懈可擊，嚴陣以待，發(fā)揮全天候的防范效果。為此，這四個項目的具體要求分述如下：
4.1前端設備的布設
前端設備在整個監(jiān)控系統(tǒng)中起著重要的作用，其中攝像機是最主要的前端設備，發(fā)揮著三個方面的重要功能：圖像復核功能（主要結合報警系統(tǒng)實現(xiàn)）、監(jiān)控功能、視頻報警功能。攝像機主要安裝在11個監(jiān)控點的室內(nèi)、室外“重要監(jiān)視區(qū)”及要害部位。這些攝像機通過對現(xiàn)場的實時監(jiān)視，能及時發(fā)現(xiàn)險情、不法行為和治安問題，能使問題解決在萌芽狀態(tài)。為此，重點監(jiān)視目標、重點監(jiān)視地段（小范圍），宜采用固定攝像機；較大范圍的監(jiān)視區(qū)，如廠大門口廣場、停產(chǎn)場以及大廳等，宜選用帶云臺和變焦鏡頭的攝像機；另外，重要部位安裝的攝像機應在終端控制主機上進行視頻移動報警功能的設置，當有非法移動時系統(tǒng)能夠自動報警、啟動錄像，以便及時發(fā)現(xiàn)警情并作為日后取證之用。
4.2傳輸系統(tǒng)
傳輸系統(tǒng)承擔視頻圖像信號、報警信號和控制信號、以及備份語音對講信號的傳送。原則上可根據(jù)傳輸距離的遠近選擇同軸電纜、光纖等傳輸方式。傳輸距離遠，宜選用光纖或微波傳輸；距離近宜選用同軸電纜傳輸。此外，還要考慮實際的環(huán)境情況、氣候情況，以及施工的可行性等。
該項目中，由于每個攝像機信號的傳輸距離較遠，布線工程難度和投入量大，因此根據(jù)實際情況出發(fā)采用微波傳輸———即無線網(wǎng)絡傳輸方式。
根據(jù)該公司的實際情況，本工程采用工作在5.8GHz頻段的點對多點無線網(wǎng)橋設備構建三個一點對4點的無線傳輸網(wǎng)絡，根據(jù)需要將來在系統(tǒng)增加監(jiān)控點時可以增加1~3套一點對4點的無線傳輸網(wǎng)絡以實現(xiàn)系統(tǒng)擴容，多個點對多點系統(tǒng)構成的整個無線傳輸網(wǎng)絡，中心設在監(jiān)控中心，遠端點與監(jiān)控點相同。其全覆蓋和良好的擴容能力可以為鋼廠其他地點未來實現(xiàn)同一系統(tǒng)下的圖象監(jiān)控提供條件。
4.3主控系統(tǒng)
該項目是圍繞主控服務器，即智能化數(shù)字硬盤錄像監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)）作為主控系統(tǒng)來進行設計的。數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)是指以計算機硬盤為圖像錄像媒體，集成畫面分割、切換、云鏡控制、錄像檢索、網(wǎng)絡傳輸及報警聯(lián)動等多功能為一體的，高度智能化的監(jiān)控系統(tǒng)。它以DVR（DigitalVideoRecorder）為基礎，在其中增加了前端設備的控制功能、報警信息處理功能，以及計算機網(wǎng)絡傳輸功能等，從而構成完善的數(shù)字化監(jiān)控報警系統(tǒng)。其中圖像記錄部分采用數(shù)字視頻壓縮技術，利用硬盤錄像，使圖像的紀錄、重放、檢索、管理等更加靈活便捷，因而日益成為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主導趨勢。
相對于傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)，具有多種特點和優(yōu)勢：
功能高度集成，大大節(jié)省了系統(tǒng)空間的占用，簡化了系統(tǒng)設備，更加方便了系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護；操作更加簡單、直觀，界面更加友好、人性化；實現(xiàn)了網(wǎng)絡遠程監(jiān)控和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；畫質更清晰；超大的紀錄容量，方便快捷的檢索、更利于保存；安全性更高，具有嚴密的輸入安全措施和防偽水印，杜絕錄像資料被篡改。
我們建議選擇MPEG-4的編解碼設備。
5 系統(tǒng)功能
為了便于用戶對系統(tǒng)功能的理解，下面從用戶對該系統(tǒng)的兩種使用環(huán)境下分別具體闡述系統(tǒng)的各種智能監(jiān)控功能。
5.1 中心監(jiān)控室具有的功能：
主控室是整個系統(tǒng)的信號控制及信息交換中心，具有最全面的系統(tǒng)功能，簡單表述為以下幾點。更詳細的功能介紹，請參看“設備選用”中的數(shù)字硬盤錄像主機的選用。
可實時顯示任意一路或多路監(jiān)控點的影音信息，進行實時監(jiān)測。
可對任一路攝像機的顯示效果、錄像速度進行設置，以達到最佳效果。
可對某一路或某幾路重要監(jiān)控點的圖像進行多種模式的存儲錄像。
重要錄像資料可以備份和播放。
可對錄像資料進行多種智能檢索和回放。
可任意控制前端云臺和攝像機鏡頭，選取最佳角度和距離監(jiān)測現(xiàn)場情況。
具備強大的聯(lián)網(wǎng)傳輸功能，可將各路監(jiān)控信號遠傳廣域網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)控。
報警后地點位置可立即彈出顯示報警方位；
實現(xiàn)視頻報警聯(lián)動錄像，即報警后可自動啟動錄像同時啟動聲光報警信號；
在主控室安裝大屏幕投影墻，增強顯示效果；
通過在數(shù)字智能型控制主機上的設置，可將監(jiān)控信號上傳到internet網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
詳細功能請參見設備選型中數(shù)字硬盤錄像主機的功能介紹。
5.2 其他網(wǎng)絡分控端具有的功能：
其他網(wǎng)絡分控端設備主要指單位領導或系統(tǒng)管理人員所在位置安裝的分控計算機。作為網(wǎng)絡分控端必需具備三個條件才能夠實現(xiàn)分控管理的功能。包括：分控端的分控計算機必須與中心數(shù)字主控設備聯(lián)網(wǎng)；在分控計算機上安裝專用分控軟件并運行；享有最高管理員的授權和密碼。具體功能有：
通過網(wǎng)絡可以隨時觀看所有監(jiān)控點的視頻圖像。
通過網(wǎng)絡和分控軟件可遠程控制各監(jiān)控點的云臺和鏡頭，擺脫地域限制。
可登陸到監(jiān)控主機，任意查看以前錄像資料。
可對前端攝像機的色彩、對比度、飽和度等進行調整。
6 系統(tǒng)技術指標
設備平均無故障時間MTBF大于或等于20000小時；
計算機平均無故障時間MTBF大于20000小時；
投影設備及主控監(jiān)視器符合UL認證標準和FCC的高等級限制規(guī)定；
攝像機符合UL1409安全標準和FCC的A等級輻射標準；
探測器符合UL認證標準并通過中國公安部標準檢測；
監(jiān)視圖像質量按“五級損傷標準”評定不低于3級；
復合視頻信號幅度lvp-p±3dB；
彩色電視水平清晰度>380TVL；
信噪比≥37dB；
灰度≥8級；
7 器材設備的選用
為了保證系統(tǒng)工程的先進性、可靠性、實用性，系統(tǒng)所需要的器材設備，應根據(jù)設計任務書的總體規(guī)劃要求，在認真進行現(xiàn)場勘察對系統(tǒng)工程有了較為深入了解的基礎上，選用名牌優(yōu)質、符合國家標準并經(jīng)國家質量認證、性能價格比合理的產(chǎn)品，達到設備性能優(yōu)良、質量可靠、價格合理。
通過對目前國內(nèi)技術先進的主流保安監(jiān)控產(chǎn)品的調研，綜合其性能價格比、返修率，結合安全防范工程的要求等諸多因素的對比，擇優(yōu)選用IDS®全套專業(yè)監(jiān)控器材設備，其主要原因和優(yōu)勢在于：
具有多年專業(yè)器材生產(chǎn)經(jīng)銷背景和行業(yè)經(jīng)驗，對國內(nèi)外監(jiān)控產(chǎn)品技術性能、用戶需求和監(jiān)控領域的發(fā)展趨勢有充分確定的了解和把握；
產(chǎn)品品種多樣，型號齊全，涉及整套監(jiān)控系統(tǒng)中的各個部分，其技術水平均已達到和超過國內(nèi)國外先進水平，引導監(jiān)控產(chǎn)品新趨勢；
具有實力雄厚的技術、設計隊伍，不僅全面了解所有產(chǎn)品的性能特點，為客戶提供專業(yè)、準確的產(chǎn)品技術服務，而且有力保證了整個系統(tǒng)在器材選型上的合理性、科學性、兼容性、穩(wěn)定性和可靠性，為以后系統(tǒng)升級、改造做好了最充分的基礎；
整套系統(tǒng)的采購體現(xiàn)了節(jié)省采購成本和費用的原則，從而降低了系統(tǒng)整體預算，為用戶節(jié)約成本，實現(xiàn)了花最少的錢做最多、最好的事，或花一樣的錢做更多、更好的事；
從器材到工程的一體化服務，又保證了工程施工質量和系統(tǒng)調試安裝，減少各種不穩(wěn)定因素導致的系統(tǒng)無法正常運行和使用，使安全防范系統(tǒng)真正安全化；
在售后和質保上，大大降低了周轉的時間和延誤的時間，并且提高了故障檢測、排查、維修的時間，最方便、快捷的為客戶提供優(yōu)質的服務。
無論器材生產(chǎn)資質，還是工程施工資質全部通過國家公安部等相關機構的各項審批，是國家認可的合法單位，因此在法律形式上最大保證了用戶利益。