大酒店电视监控系统设计方案.docx
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1、XX大酒店包祝雀控系统设计方案结构二、分布式组网结构在这种结构中是将监控摄像机按照一定的原则(如各楼区、各辖区)划分为 几个监控分中心(或称为远端站点)与控制中心组成一个多级的分布式网络系统。 各监控分中心不再是一个分控用户,而装有分控矩阵或称为副控矩阵。各监控分 中心辖区的摄像机图像就近经链路传送到监控分中心,各分中心在将若干个视频 输出端口和通讯端口与上级的监控分中心或监控中心相连,各监控分中心矩阵级 别可以相同,也可以不同。各监控分中心之间也可以进行互连。这样就由多个矩 阵组成了一个分布式网络结构的监控系统。优点:1 .节省传输链路,费用降低。2 .结构灵活。3 .各监控分中心辖区内的摄
2、像机为逻辑编号,操作简单。4 .可靠性增强,任意一个矩阵故障只影响其本站功能及本站辖区的摄像机图像,其它站点及控制中心不受影响。5 .单矩阵容量减小,价格降低,扩容更容易。6 .机房设备、线缆大大减少,对机房要求降低。缺点:1 .对矩阵要求高,可选择的品牌、型号少。2 .控制中心不能同时对所有图像进行处理、切换。3 .相对于集中控制结构来说,管理相对复杂。3.4.2 数字视频监控系统随着科学技术的飞速发展,特别是计算机和通信手段的不断发展进步,高科 技手段已深入了各个领域:工业控制自动化、办公自动化、楼宇自控、智能建筑 等已遍地开花,数字化技术已渗透到社会生活的每一个角落,传统的模拟监控系 统
3、也面临着数字化的发展,应该说数字化是视频监控的发展方向。数字化网络视频监控系统的原理是充分利用了当前的数字视频压缩技术将模 拟视频信号经数字压缩转换成为一种可以在基于TCP/IP网络上传输的特殊数据 流,利用当前发达的网络技术实现远程的图像监控。因此其核心是视频图像的压 缩和网络传输。由于数字化视频技术是一种发展中的全新技术,因此从技术上不仅仅受到图 像压缩方式的影响,同时还要受到计算机信息处理方式、网络传输设备等多方面 的影响。在当前的监控系统中,数字化的解决方案多种多样,有以基于DVR数 字化控制器的解决方案,以视频网络服务器和综合视频管理平台为核心的解决方 案。通常以DVR为核心的数字化
4、解决方案局限于DVR容量以及当前计算机硬 件及软件的信息处理能力,多使用于中小型系统。而对于前端设备分布广、控制 用户多的大型监控系统,多以视频网络服务器和视频管理平台为核心的数字化解 决方案。在数字化视频监控系统中可以添加称为数字视频矩阵的设备以及显示设备, 实现多路图像的切换和显示。3.4.3 模拟监控系统与数字监控系统的比较无论说模拟监控系统的解决方案还是数字监控系统的解决方案可以根据建设 方对图像监控、显示、录像的不同要求进行选择,理论上说都可以满足实际需要。 但由于处理的视频信号源不同、使用的设备不同、系统的结构不同,因此在当前 的技术条件和光纤传输的前提下都具有各自优势与缺点。图像
5、质量的比较由于当前使用的工业摄像机即使是引入了 DSP (数字信号处理)技术,也只 是将光电转换后的模拟电信号数字化处理增强摄像机的整体性能,如背光补偿、 电子快门等,以扩展摄像机的应用范围,输出的还是经过数/模转换后的模拟视 频信号。在忽略信号传输恶化前提下,如果直接连接到模拟切换器或监视器将不 会有更多的损失,例如一般常用的CCD靶面像素752X582的彩色摄像机对应 水平460至480线清晰度,无论是监视静止图像还是运动图像,在高于450线 清晰度的专业监视器基本上可以反映现场图像的原貌。而在数字监控系统中,摄像机的模拟视频信号输出后要输入到视频网络服务 器上,从技术上将,信号经过一级变
6、换就会存在不同程度的损伤,况且视频网络 服务器为了实现网络的传输所采用的压缩方式无论是JPEG还是MPEG2或MPEG4都属于有损压缩,尤其是非运动图像部分的信息会大幅度减少甚至丢弃, 因此在图像还原时得到的已经不是能够真正反映现场情况的图像。另外,常见的视频网络服务器压缩后再还原的信号一般都只能达到CIF格式(352X288),对应的清晰度也就是250线左右,是不能满足实际监控需要的。即使有的产品号称能够做到D1格式(704X576)时对于运动的图像也会产生细节分辨率不够甚至拖尾现象。在数字视频压缩技术中一般来讲,图像发分辨率 越高、图像的连续性越强、图像内容的差异越大,压缩比也越小,图像记
7、录和传 输时占用的磁盘空间和带宽也越大。因此如何提高数字图像的分辨率,解决分辨 率与高压缩比之间的矛盾是数字化视频技术推广的最大障碍。图像切换功能的比较在大型监控系统中,摄像机的数量一般都很多,无论是远端站点上传的图像 还是本地辖区的图像,在模拟分布式结构中其总数虽然比单矩阵集中式控制结构 要减少很多,但还是要多于中小系统的摄像机数量,因此在实际使用中往往需要 有多台图像显示设备与控制系统一起组成图像输入一输出的各种切换显示关系, 矩阵切换器最强大的功能就是这种对于多通道图像输入一输出的任意组合显示 能力。而反观数字化系统,-般显示设备都是以各站点为单位或者是按照一定的 规则在主显示器上显示多
8、画面分割的图像,不能获得更多的输出通道以连接其它 的显示设备。当前数字化投影显示设备的发展的确促进了数字化视频技术的推广, 但投影设备提供的图像容量又很有限,而普通的数字视频转换卡只能基于有损的 数字视频信号进行简单的数/模转换,其显示效果远远达不到模拟监控的显示效果。因此在图像切换显示功能方面数字化监控系统还没有达到取代模拟矩阵的程 度。可靠性的比较无论是大型监控系统还是小型监控系统,系统的建设除了为用户提供相关的 监视、控制功能以外,必须重视的是要为用户提供一套可靠的系统。在使用相同 的高质量前端设备后,控制系统的可靠性已经基木成为整个系统可靠性的衡量标 准。模拟监控系统中的各种设备都是经
9、过了多年的发展、改进、完善,技术成熟、 工艺严谨、维护容易,产品质量能够得到保障。尤其是国际、国内都具有相关的 标准和法规,真正是有据可依。而数字视频技术毕竟是处于发展阶段的新技术, 其产品的发展、完善还需要经历一段很长的时间,国内外也还没有真正出台一些 对于产品的相关标准与规范;另外当前的数字化产品尤其时作为功能实现核心的综合管理平台多以INTEL芯片为内核的计算机和Windows操作系统为平台,对于长时间不间断运行并处理大量图像信息的能力与模拟系统相比还有很大的 差距,产品的性能、质量一般都是以主观判断、产品销量、售后服务来衡量的, 因此客观地说其数字化产品的可靠性远比模拟视频产品要差。同
10、样可以理解,既然数字化网络监控系统是依赖于原有的网络环境,因此网 络的稳定性也会影响到监控的稳定性,一旦网络设备或链路出现故障也会使监控 系统受到不同程度的影响甚至瘫痪。延迟的比较这里提到的延迟包括控制信号的延迟和图像信号的延迟。对于模拟系统来讲, 由控制设备产生的图像和控制延迟微乎其微,一般都是ms级,是用户通过主观 基本无法察觉的,产生大的延迟一般都出现在传输介质和传输设备上,在充分改 良传输链路后,一般的模拟系统不会出现较大的延迟。数字化系统的延迟就不容易被忽略,从系统结构上看可能传输的方式与模拟 系统选择的相同,但数字网络化控制系统需要依赖已经建设好的网络系统,无论 是LAN,还是WA
11、N,网络设备固有的延迟会累加到数字化监控系统中。另外压 缩方式如果使用是数据包的方式,那么在接收端接收的数据包肯定是若干时间以 前的现场图像信息,对于实时监控要求较高的场合是不适合的;如果使用的是类 似校验的实时方式也同样存在误码后校验的时间差。因此数字系统中的25帧/ 秒只是说明了图像的连续性达到要求,并不是解决了实际的实时监控问题。如果 说图像的延迟还可以接受的话,那么控制信号的延迟就不能容忍,因为对云台操 作后从图像上看到前端设备要在若干时间后才获得响应时不可想象的。系统功能实现方法的比较模拟监控系统的功能一般都是由硬件设备和内嵌的软件程序来实现的,可靠 性强,而且已经按照功能模块化,一
12、旦某项功能模块故障或损坏只影响其中的某 项功能,而不会使整个系统瘫痪。而数字系统的功能绝大多数都是由管理平台的 软件提供,一旦设备瘫痪或软件故障将使整个系统功能瘫痪,计算机系统固有的 一些缺陷往往影响到软件的运行。操作界面的比较模拟控制系统的操作界面一般是专用控制键盘,以各种功能键、热键或其组 合来完成常规的操作和编程。数字化系统是建立在计算机技术之上的,因此操作 界面更为直观、友好,操作更为简便。对使用者的专业素质要求大大降低,在计 算机不断普及的今天,数字化产品对用户的使用来说更易接受。图像记录的比较数字化视频技术最初的发展就是应用在图像记录上,当前已经达到的普及的 程度,同时各国对于数字
13、方式的图像记录成为佐证正在建立或已经建立一些相应 的法规,数字视频记录也在防伪、防篡改等方面有了很大的提高,因此当前的监 控系统中录像设备已经被各种数字硬盘录像设备所取代。与模拟视频磁带录像机 相比,数字视频记录具有清晰度高、索引方便、磨损小、容量大等优点,在以前 的佐证和可修改等方面的缺陷也正在逐步地得到克服。系统结构的灵活性比较从上面的两个系统的结构示意图中就能清楚地看到数字化监控系统的结构更 为灵活,扩展性更强。分布式模拟监控系统的灵活性只是相对于传统模拟系统来 说的。如果系统需要扩展,无论是现场监视设备的增加还是控制用户的增加都必 须与原有系统中的矩阵设备发生联系,当矩阵设备的容量达到
14、一定极限时将使系 统扩展产生I困难,除非将矩阵彻底更换为容量更大的系统或是重新建立一个新的 站点,相对投资较高。而数字网络化监控系统只需要在网络上增加相应的前端设 备和客户端软硬件即可实现扩展,不仅方便而且经济。系统的保密性比较从理论上说模拟监控系统使一个专线专用的封闭型系统,模拟视频信号在这 个封闭的系统中运行是不太会遭到破坏或盗取的,因此安全性、保密性更强。数 字监控系统是一个基于网络的开放性系统,使用功能基本都是由软件来实现,因 此被侵入和破坏的可能性更大,这也是整个网络安全性课题。因此其保密性比模 拟系统要差得多。与其它系统的集成在当前的弱电系统建设中都希望建立一个集所有弱电子系统于一
15、体的综合性 弱电管理系统,因此如何实现系统集成是当前大型弱电项目建设的重点。模拟信 号系统在集成方面远不如数字信号来得容易,原因就是当前的数字视频信号除了数字化压缩更利于传输外,更为重要的是已经转换为一种可以在TIP/IP网络传输的信号,如果所有的弱电子系统都按照基于TCP/IP网络传输实现了数字化控 制,那么对各子系统的集成就变得十分简单。综上所述,模拟监控和数字监控的解决方案应用在大型监控项目建设中各有 千秋,同时又各有弊端,尤其是在当前数字设备还没有成为普及性成熟产品的阶 段,如何找到一个更好的解决方案,为用户提供一个质量优良、功能强大、技术 先进、可靠性高、具有前瞻性的解决方案是我们在
16、当前阶段所面临的问题。3.4.4 系统控制部分的建议解决方案基于模拟监控系统和数字监控系统的特点,同时考虑到将来数字化视频产品 的成熟与发展,建议在当前阶段建设的大型监控项目采用模拟与数字相结合的方 式,充分发挥各自的优势,为用户提供全新的数字化视频发展所带来的新的功能 与服务,而以模拟视频控制处理作为对图像的实时监视与控制。这样无论从图像 质量还是使用功能都能满足监控的需要,具有传统模拟系统的稳定性,而且在将 来数字产品真正成熟以后可以不需要很大的改动对系统进行扩展和升级。这种方 案应该是当前对于大型监控项目中最为理想的解决办法,已经在很多像高速公路、 城市交通等大型项目中得到应用实践。下图
17、是一个典型的模拟与数字相结合的网络化综合监控系统,各个站点仍然 以模拟矩阵为核心,然后添加数字硬盘录像机(DVR)作为对本地录像使用,同 时安装上电视墙。形成整个系统后可以根据需要进行联网建设。矩阵主机、硬盘 录像机和综合数字化网络管理平台可以为用户提供全新的数字化网络浏览与控 制功能,同时DVR作为数字视频产品在网络中具有与视频网络服务器相同的属 性,因此在管理平台的管理下可以实现历史图像在网络上播放浏览的功能;如果 将来系统建设对远端系统的功能要求较低可以不将各站点的矩阵联网,直接使用 数字视频产品和管理平台实现视频图像的网络传输与控制。对于图像质量、实时性要求较高的安全保卫中控室,使用模
18、拟系统可以提供 优势优质的图像显示,强大的切换控制功能还能够提高控制室的工作效率。而对 于一些对图像质量和实时性要求不高的用户,如酒店领导和各部门的分控用户就 可以通过数字系统在网络上实现浏览与控制。模拟与数字相结合的系统整体的可 靠性很高,大型监控系统中最为重要的用户也就是各站点控制室的用户,可以得 到分布式结构模拟系统高可靠性的保障,而一般的用户对监控的需求远没有控制 中心重要,因此无论是当前的数字产品的可靠性问题还是网络出现问题都不会影 响到系统的主体,最多就是若干个网络浏览服务受到影响,而一旦将来数字视频 产品的成熟带来的价格降低后完全可以将视频服务器与前端设备直接配置,到那 时即使模
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