海康威视公司3G视频监控应用解决方案(杭州)(共27页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上随着计算机、编解码、网络传输技术的发展。在经历了三个阶段的飞跃后，目前正朝着数字化、智能化、IP化、网络化发展。同时同其他技术相结合，产生了许多新的应用，在各行各业起着举足轻重的作用。近年来，中国市场受到了诸如2008年北京奥运会、政府“平安城市”工程以及电信运营商所主导的3G项目等一系列市场需求的刺激，整体市场规模快速增长。特别是在银行、电信、电力、水利、城建等国家重要部门，网络化的联网监控需求越来越大。海康威视3G监控系统可以为用户提供全范围多角度的完美商务视频解决方案。传统的系统受技术发展的局限，只能进行现场监视，简单的报警信息传输，不能远距离传输视频信号，对于

2、前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的稳定性和安全性，而对于城建、银行、电信、电力这样具有大量无人值守点的行业以及移动车辆、船只、不能布线现场来说，无线化、远程、实时的监控是行业监控安全运作必备的前提条件。如何将远程的监视、遥控、防盗、消防和报警联网系统、监控无线化有机的结合起来，做到既可以基于无线、有线网络进行远程的监视、遥控和图像的传输，又具备通常联网报警网络的功能，并且投入费用合理，能够更加有效地确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平。网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要方向。针对行业性应用的特点，海康威视3G监控系统提供了高效可行的网络视

3、频服务器系统解决方案，充分采用最新的计算机、通讯、视频处理等方面的技术，通过宽带网络或无线网络实现联网远程情况处理及远程图像监控。简单的说，海康威视3G监控系统是一种直观方便、内容详实的信息记录方式，并可以为监控操作人员提供实时监控手段。现在已经成为公共安全、企业安全、国土安全，甚至包括社区、家庭安全等领域的必要手段。以公共安全为例，海康威视3G监控系统将改变传统的公共安全网络无法满足警方对社会治安“全面控制、重点防控、快速反应、精确打击”的管理目标的现状，充分利用并整合社会科技联防资源，这也是城市报警与监控系统建设的发展方向。随着网络通信技术、图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，尤其是3

4、G时代的到来，3G移动系统将会在应急指挥、公交监控、家庭监控、公共多媒体服务等领域得到广泛应用。传统的公共安全网络建设主要采用光纤连接，要增加新的摄像头，就得重新铺设电缆，技术复杂，而且投资费用巨大。3G治安系统是基于3G无线网络，传输距离远，抗干扰能力强，有手机信号的地方就可以进行视频传输，安装灵活，避免了铺设电缆的麻烦。并且，3G治安摄像头不仅可安装在社区、事故高发路段、重点场所周边等地方，也可以安装在巡逻车顶部，实时进行移动监控视频采集。第一章 基于手机监控的双编码解决方案1. 概述随着3G商用，移动网络的带宽提升，高质量的移动视频监控会有越来越广阔的空间。目前，移动视频监控的解决方案，

5、按设备输出的码流分类，可以分为双编码方案和转码方案。双编码方案是指单台设备能同时提供两套码流。主码流采用CIF或者4CIF分辨率、码流大、全帧率，可用于设备本地录像、PC机的实时流监控、平台录像等；子码流采用QCIF分辨率、小码流、低帧率，采用3GPP封装，主要用于手机客户端的实时流监控。转码方案是指设备只提供一种编码。通过附加的硬件或者软件转码服务器，把高分辨率、全帧率的码流转成QCIF5fps的码流，且进行3GPP格式封装，才能用于手机客户端的监控。相对于双编码方案，该方案中必须添加转码服务器。2. 方案图示2.1. 双编码方案l 直连模式图1 直连模式海康DVR、DVS、IPC均支持双编

6、码技术。主码流采用H.264编码，图像质量为4CIF25fps等，PC客户端可直接访问编码设备获取码流解码显示；子码流也采用H.264编码，但图像质量为QCIF5fps，采用3GPP封装格式，任何可播放3GPP格式的播放器均可直接播放，手机客户端的开发得到极大简化。该方式简洁明了，无需添加额外设备，手机可直接访问编码设备。适合并发访问数量不大的企业级应用。l 转发模式图2 转发模式为了便于运营商的管理，PC客户端和手机客户端要访问监控资源均需通过转发服务器。如直连模式中的码流类型，PC客户端继续获取主码流进行解码显示，手机客户端获取子码流进行解码显示。（码流特征如图2所示）该转发服务器只作复制

7、分发的工作，效率高、速度快。2.2. 转码模式图3 转码模式其它同类产品（DVR、DVS、IPC）仅提供一种编码封装格式，手机客户端无法直接播放，因此需要借助运营商的转码服务器进行转码，再由转发服务器将转码后数据包发送给手机客户端进行播放。转码工作相当于将4CIF25fps的码流先解码，再编码为QCIF5fps、3GPP封装格式的码流。转码服务器既然需要完成解码、编码功能，当并发访问数量加剧时，就将成为系统的瓶颈和故障点！专心-专注-专业2.3. 比较图4 方案对比双编码方案转码方案3G码流直接在设备端编码，画质高，损失少转码相当于先解码再编码，画质会有再次损失不需要转码服务器需要大量的转码服

8、务器资源，用于实时流转码，成本高设备直接出3GPP数据包，不存在效率问题，码流稳定目前，一台硬件转码服务器大概能转50路D1左右；一台软件转码服务器（P4单CPU 2.8G）大概能转4路D1。效率比较低，投资大。数据量巨大，对服务器的稳定性是考验。设备出标准的3GPP码流，平台这边不需要额外的开发转码服务器要能解各个厂商的码流，有比较大的开发量。手机和设备直连的时候，手机访问的是子码流3GPP，手机客户端的开发简单而且能兼容各种设备；另外，不影响主码流的业务。手机和设备直连的时候，需要特殊的客户端；另外，受限于带宽和手机的性能，需要调低码流和视频质量，会影响到本地录像、PC端的实时流预览等其他

9、业务。如果原来的设备子码流不支持3GPP，立旧的时候需要升级设备程序。立旧比较简单，升级的是平台，设备可以保持不变。3. 综述从上面的比较可以看出，双编码的方案比较灵活，不依赖于平台。在接入平台时，能有效的降低成本，提高平台的稳定性。转码方案必须要平台支撑，大投入，成本高。考虑到有些情况下，给现网的设备升级有困难。我们可以使用双编码和转码相结合的方案：新投入的设备和能升级的设备使用双编码的程序，不能升级的旧设备维持不变，当手机客户端请求实时流的时候，由转发服务器向转码服务器请求视频。这样，既有效的降低成本，提高效率，又能保证所有设备接入平台。另外，对有直连要求，或者设备本身就是通过无线网络接入

10、的，双编码方案是不二之选。第二章 基于车载的3G应用解决方案1.1系统概述客运车辆视频监控及GPS车载定位系统采用先进的数字视音频编解码技术、无线视频网络传输技术、GPS卫星定位技术，在车辆上安装车载终端，使用大容量硬盘对车辆内外的视音频信息进行实时记录保存以备日后查证使用；本系统结合无线网络传输技术，将车辆现场图像及所在位置传送到指挥中心，给领导远程指挥调度提供第一手资料；此外系统还可以实现GPS定位信息无线网传功能；为车辆调度管理提供便利。1.2系统组成说明1.2.1车载视音频监控子系统系统在车辆进出口及重要位置安装视频摄像机，获取车内外的视频信号，并传输给车载终端主机；车载视频监控终端负

11、责采集视音频数据、数字化压缩处理，并进行数据实时保存在车载终端的硬盘内。1.2.2信息交互子系统车载终端主机可通过3G无线网络（中国电信EVDO）与中心平台进行交：上传车内外视频图像信息及报警信号；GPS卫星定位数据以及语音信息等交互功能。1.2.3GPS卫星定位子系统车载终端主机可采集GPS卫星定位信息，并通过3G无线网络（中国电信EVDO）上传至与中心平台；中心平台大屏幕显示车辆所在位置、速度、方向角等信息；并可实现车载电话功能。1.2.4中心管理平台通过3G无线网络（中国电信EVDO）对车载终端主机进行集中管理；中心管理平台具备车辆调度、车辆报警处理、远程指挥等功能。1.3车载终端主机说

12、明车载终端主机作为本系统的核心设备，采用杭州海康威视数字技术有限公司的DS-8000HM系列车载多媒体终端主机，产品集成了数字视音频编码模块、视音频存储模块、报警信息处理模块、GPS定位模块、行车记录模块，并提供了多种扩展接口，可实现高清晰视音频录像、报警信息上传、GPS卫星定位等功能。车载终端主机可连接3G网络模块（EVDO模块），实现数据与中心的高速交互功能。2.1总体设计系统在客运车辆上安装车载终端主机、车载摄像机、无线网传模块等，对车内外情况进行实时监控；监控指挥中心对前端获取的实时数据进行分析。系统拓扑结构图2.2前端设计2.2.1前端摄像机系统前端在汽车车前、车后以及上客门各布置一

13、个高清晰彩转黑红外半球摄像机。车前的摄像机主要从车辆正前方观察车内人员活动的情况；车后摄像机从后向前捕捉视频信号，上客门摄像机主要用于记录上车乘客的面部特征，三个摄像机在车内控制面应达到95以上。前端摄像机采用2.45mm 广角镜头CCD摄像机，摄像机分辨率在480线以上，照度0.05Lux F1.2；摄像机通过车载终端主机机取电。公交电子监控系统效果截图 左图为车前 右图为车后2.2.2前端拾音器系统前端布置用于声音采集的设备拾音器，用于公交车内声音的进行实时采集，记录司乘人员与乘客的对话。2.2.3GPS定位模块车载监控主机可将接收到的全球卫星定位系统GPS（Global Position

14、 System）的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至公交调度管理中心，车辆调度管理人员在监控中心可获取公交车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息，并做出调度决策。2.2.4数字视音频编码前端采集到的模拟视音频信号接入车载终端主机进行数字化压缩处理。首先将模拟视音频进行数字编码，再进行压缩处理，处理后的数据根据需求进行存储和无线网络上传。2.2.5视音频数据存储设计车载终端主机录像采用循环记录模式（循环记录指当程序检测到主机中所有的硬盘空间录满时，无须更换硬盘，自动覆盖原录像资料的纪录方式），因此录像保存的时间长短与硬盘容量有正比例关系，根据客户要求录像十五天以上， 4路4CIF格式的图像,对所需

15、硬盘容量计算：公交车每天运营12小时，4路4CIF格式（704576）的图像，H.264压缩方式下，采用变码流方式，每路图像设置最大码流为512kbps，每天所需存储空间最大为：15天所占用的硬盘空间为150GB。若使用160GB的硬盘至少可保存15天以上的历史录像数据。2.3无线网络数据传输设计2.3.1无线网络数据传输设计系统采用运营商的EVDO无线网络平台，平台由三部分组成客运车辆电子监控无线网络平台拓扑结构图一、车载终端主机车载终端主机，启动后主动与监控中心VPDN专网上的转发服务器建立连接，并与转发服务器保持心跳连接，确保车载终端主机链路通畅。在报警按钮启动后，终端主机向转发服务器发

16、出报警请求，并主动上传图像；监控中心需调用车内数据时，由转发服务器向车载终端发出请求，得到请求后立即将视频上传至转发服务器。系统实时上传GPS定位信息。二、转发服务器转发服务器作为监控中心和车载终端交互的平台，主要进行数据图像、报警信号、GPS定位信息等数据的转发工作，并进行操作员权限的认证和管理。三、监控中心管理平台监控中心管理服务器可接收转发服务器转发的终端报警信号，并在屏幕上显示终端自动上传的图像。系统也可以调用任意一台车辆的视频信号，只需在GIS电子地图平台上点击所需浏览的车辆图标，即可显示车辆行使图像。监控中心和车载终端数据交换示意图1监控中心和车载终端数据交换示意图22.4指挥中心

17、远程监控客户端和服务器设计2.4.1客户端软件主要功能一、视频实时浏览实时浏览车辆上传的视频图像，视频图像分辨率、码流、帧率、图像质量等参数实时可调，视频上传延迟小于5秒，支持网络带宽自适应功能。二、远程抓图功能支持前端抓图按钮，抓取高清晰照片，可实时调整图片分辨率、图像质量。三、车辆定位管理功能支持GPS定位信息转发，并在地图上显示车辆位置（时间，地点，经度，纬度，速度）。四、远程报警功能支持三种报警功能、并在平台上实时显示报警信息（1）、手动按钮报警支持报警按钮报警；（2）、越界报警、超速报警、阻塞报警通过GPS信息可对车辆行驶状态进行判断，车辆是否超速、是否越界、是否在一地点长时间停留；

18、（3）、设备出错报警支持设备自检报警上传，如视频信号被非法切断。五、车辆管理功能用户通过相关车辆类型、车队、车牌、联系人等信息进行管理。比如车辆名称、车队名称、驾驶员姓名、驾驶员电话等，并可以独立的把每辆车按需求进行分组。六、日志记录功能各种操作日志记录，并可通过时间段进行查询。七、本地录像回放功能前端网传的录像可通过播放软件进行本地播放，支持多路回放功能。2.4.2监控中心服务器设计指挥中心布置注册服务器、负载均衡服务器、流媒体转发服务器。（1）、注册服务器注册服务器提供终端上线注册功能，并与终端实时保持心跳连接；（2）、流媒体转发服务器转发服务器提供视音频数据、信令和GPS定位信息的转发和

19、负载均衡工作。（3）、负载均衡服务器用于系统资源合理分配，适用于大规模的车载监控应用。况。第三章 电信平台应用1.1 介绍电信e监控系统是海康威视秉承持续创新的理念，凭借强大的研发能力，为电信运营商推出的适合公网环境视频监控应用的公网监控平台，该平台面对的是市县一级的终端用户，一方面为大量终端用户提供基本的监控服务，另一方面提供类似传统专网监控中的集中监控管理功能。该系统具有较为完善的功能特点，支持多画面监控、轮巡、分组等多种监控模式，保证监控的有效性；支持本地及集中录像存储；以及支持录像回放、抓图、下载等。因为可以实时观看，进行生产销售管理、安全防范、产品展示，所以这些应用价值决定了它的客户

20、群体，其适合中小企业、厂矿、私人商铺、连锁企业和社区。1.2 特点l 提供电信监控平台，向个人、家庭、商铺以及小型企业提供监控业务；l 平台提供前端设备接入授权、业务管理等功能；l 对用户提供视频浏览、历史视频点播功能；l 设备实现即插即用，不需要作任何配置；l 操作简单、易用，降低了对使用者监控知识的要求；l 用户通过浏览器登陆电信平台即可访问授权监控点；l 用户可通过手机客户端远程接入，随时随地访问授权监控点；系统架构22.1 拓扑图电信e监控系统由前端设备、系统平台、传输网络、客户端四部分组成，其组织结构如图1所示：图1 前端设备：主要由模拟摄像机、DVR或DVS；IP摄像机组成。 系统

21、平台：由WEB SERVER（网页服务器）、DB SERVER（数据库服务器）、ACCESS SERVER（接入服务器）、STREAM SERVER（流媒体服务器）、手机网关等构成海康威视电信e监控平台。 传输网络：利用中国电信为广大终端用户提供的宽带网络，采用ADSL拨号或光纤等方式接入。 客户端：为终端用户提供网页客户端、手机客户端、普通客户端；电信管理员可通过网页客户端的管理界面对设备进行配置和授权。下面2.2小节中各部分组成做详细描述：2.2 系统组成l 前端设备：包括模拟摄像机，IP 摄像机，DVR，DVS；通过ADSL拨号连入公网，每个设备具有公网动态IP；或者通过企业内网接入公网

22、，每个设备具有内网IP；监控平台l ACCESS SERVER： 接入服务器；前端设备和用户注册到该服务器上，用户与设备的交互通过接入服务器中转完成；支持信令：设备注册、心跳保活、用户实时视频浏览、用户历史视频点播；l STREAM SERVER：流媒体服务器；在少数情况下，P2P实时视频无法实现（P2P在symmetrical NAT下无法使用）时，终端用户通过流媒体服务器浏览前端设备实时视频；根据业务情况可以扩展多台；l WEB SERVER：网页服务器，采用APACHE+MYSQL+PHP架构，提供网页管理服务；管理员可以添加前端授权设备、终端授权用户；分配设备与流媒体服务器关 联关系；

23、分配设备与中心存储服务器关联关系；实现静态负载均衡；l DB SERVER: 数据库服务器，管理信息、配置信息保存在数据库中；采用MYSQL；l 可扩充报警接收服务器，以彩信方式上传报警截图给手机用户 客户端l 网页客户端：终端用户通过浏览器登陆电信服务器进入客户端界面，自动下载授权设备列表；对授权设备支持操作：实时视频浏览，历史视频点播和云台控制；通过管理系统可对同一台数据库服务器上加载的前端设备进行统一的区域划分、授权、录像管理等操作。l 手机客户端：通过专用的手机客户端软件，用户也可用自己的手机实现对家庭、店铺、企业等场所的前端监控点远程监控的功能，与网页客户端一样，手机客户端同样拥有视

24、频预览、云台控制、预置点调用等功能，真正地做到了让用户随时随地的接入监控平台，访问自己设备的功能。2.3 关键技术P2P穿透NAT原理下面以图示和文字说明的方式举例说明，简单地描述电信e监控平台所涉及的P2P技术原理：用户 A 和前端 B ，在接入服务器的辅助下，完成穿越动作，实现数据对发和接收。原理是：假设A 和B 都在内网( NAT ) 的条件下， A 通过接入服务器通知 B 向 A 所对应的 NAT IP 和端口发送 UDP 报文，B 发送完毕，然后通过接入服务器通知A ；然后 A 往 B 所对应的NAT IP 和端口发送 UDP 报文，按照NAT 穿透的原理，一般情况下，B 就能收到A

25、的数据包，然后生成一个对应的响应包，反馈给用户 A 。用户 A 接收到响应包，就表明 P2P 建立成功，开始发送媒体数据。功能33.1 登陆用户向电信运营商申请电信e监控业务，申请成功后获得访问账户，获取用户名和密码，通过在浏览器地址栏中键入要连接的网页客户端地址，选择普通用户的登陆类型进入登陆界面，即可访问各自场所内（中小企业、连锁店、商铺、家庭等）的监控点，登陆界面如图2所示：图23.2 预览/控制如图3所示，用户通过登陆界面验证后进入主界面，即可看到已经授权给自己的设备图标，通过点击设备树可进行通道图像预览（目前支持1、4、6画面分割），同时主界面上也提供了云台控制和图像参数设置，让用户

26、能够便捷地进行前端设备的控制和显示图像参数设置。图33.3 计划录像通过配置前端网络硬盘录像机的录像方式、录像时间、录像参数，实现对每个连锁店视频监控图像进行录像保存的功能，用户可通过Web访问方式登录到系统客户端上以普通用户身份进行此项设置，按照自己的需要来完成录像计划的设置并可进行随时地调整。存储配置：以我们推荐的海康威视网络硬盘录像机DS-7204H-S为例，每个通道采用CIF 分辨率512kbps的码率进行录像，保持录像15天，大约需要320GB的硬盘容量（512kbps码率每通道每小时产生录像文件225MB, 225MB*4个通道*24小时*15天/1024316GB）故每台网络硬盘

27、录像机配置一块350GB的SATA硬盘即可满足15天的录像保存。3.4 回放/下载用户通过简单的操作即可通过通道和时间段来查询所需的录像文件，选中要播放的文件后会自动弹出播放窗口，使用起来简单方便。同时对于用户认为重要的视频文件，可按时间段进行批量下载。回放及下载文件界面如图4所示：图43.5 3G手机接入随着3G网络的普及，使用3G标准的手机用户越来越多，3G网络充足的带宽也为手机监控的实现提供了良好的环境，传统视频监控系统看似遥不可及的远程手机视频监控成为了今天普通手机用户能够立刻实现的功能。考虑到大多数用户由于业务繁忙没有足够的时间长时间处于在电脑前上网的状态，系统增添了3G手机接入的功

28、能，使用户通过自己的手机安装手机客户端即可可以随时随地的查看场所内的情况，大大提高了使用者对监控系统使用的灵活性。以下是系统手机监控界面（所用手机为诺基亚N95）： 主界面 系统配置界面 设备列表 实时浏览3.6 配置/管理远程配置 通过系统平台客户端的远程配置界面，管理员可对所管理子域内的前端设备进行参数设置，比如：网络硬盘录像机的图像参数、录像参数、显示设置、网络参数等。通过实时预览和远程配置功能管理员可对前端设备的运行情况和图像及录像质量有所了解并进行及时调整，保证连锁店店主等终端用户在使用系统访问时能够体验到最好的图像质量和录像效果，为其在日常店内监控和出现异常事件时有良好的视频资料保

29、障系统管理电信连锁在线系统平台的管理系统提供了域管理、账户管理、设备管理和用户管理四项管理功能，系统采用分级管理的方式，对所监控部署区域进行分区域管理。在根域下面可以划分若干个子域，每个子域又可以再建立其下级子域。每个子域都可以配置相应子域管理员。域管理域管理主要功能是对当前区域添加子域、删除子域、修改区域名和管理员信息。其操作界面如图5所示：图5账户管理帐户管理主要功能是对当前区域添加和删除帐户，以及对每个帐户进行基本信息修改、设备管理、用户管理。其操作界面如图6所示：图6设备管理设备管理主要功能是为该帐号添加、删除设备，以及修改设备信息。可配置哪些设备由哪些用户来访问。其操作界面如图7所示

30、：图7用户管理用户管理主要功能是为该帐号添加和删除用户，以及修改用户信息。其操作界面如图8所示：图8系统管理逻辑图如图9所示：系统中会产生以下四种角色：系统管理员、子域管理员、账户、用户。系统管理员拥有系统最高权限，可在根域内添加子域；每个子域可拥有自己的子域管理员和下一级子域，系统管理员或子域管理员可在每个子域内添加账户；当连锁店店主或管理者向电信运营商申请账户账户时，系统管理员根据其基本信息（帐户名称、身份证号码、电话号码、帐户地址、帐户开户日期、帐户到期日期）进行开户，为其分配可访问的设备并可为该账户建立若干个用户；每个被建立的用户都可以访问所属账户内的设备或者由系统管理员和子域管理员为

31、其设置访问权限。3.7 报警短信提示用户主可选择在场所内安装探测器等报警输入输出设备与网络硬盘录像机进行报警联动。当有入侵者触发店内的报警探测器时，系统报警服务器会联动短信modem,向店主或指定的手机发送短信，提示管理者店内有非法入侵，店主可及时通过手机监控软件了解店内的实时图像。3.8 流媒体转发用户可选择通过系统管理员界面进行设置采用流媒体转发的方式获取前端视频流进行图像预览；系统默认在前端穿透NAT没有成功的情况下会自动通过流媒体服务器转发来获取前端的视频流，此时流媒体服务器作为系统访问前端设备的后备连接手段。3.9 历史报警信息查询场所内发生的夜间非法闯入、恶意破坏等触发报警探测器的

32、异常事件是除了能够及时通过短信提示功能通知场所管理者外，用户也可在事后通过Web界面的历史报警信息查询功能查询以往的报警触发情况，包括报警触发时间、触发方式（移动侦测报警、视频遮挡报警、探测器信号量报警）等信息。通过这些信息可缩短查询相应时段录像文件的时间，为在配合公安机关等有关部门进行事件处理工作时提供了良好的帮助。应用44.1 应用领域 连锁店/便利店： 店主对店内运作情况进行远程监控，防止顾客偷窃或收银员私吞钱款等情况发生。 家庭用户：对屋内状况的随时了解；家长了解老人、孩子在家的安全情况。 中小企业工厂：分公司、分厂现场情况的监控，车间、危险场所的监控，远程培训、技术支持、视频会议，同时可提高企业员工的自觉性。 商铺：营业员工作情况，店内顾客和商品安全情况监控，对突发事件（纠纷、故意闹事等）能够进行及时处理。 仓库：随时查看仓库或库房内货物搬运、码放及仓库管理员的清点情况，有效防止内部人员从事不法行为。 社区：社区管理员和社区业主可远程监控社区内的实时情况，及时了解社区内的安保情