数字化无线视频监控解决方案.pdf

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1、 武汉英思武汉英思 数字化无线视频监控数字化无线视频监控 解决方案解决方案 武汉英思工程科技有限公司武汉英思工程科技有限公司 200710 第 1 页 共 10 页 1.无线监控系统介绍无线监控系统介绍 监控系统的类别按信号类型分为模拟监控和数字监控，按传输介质分为有线监控和无线监控，我们今天主要介绍的是无线数字监控系统。监控系统监控系统 监控设备监控设备 传输介质传输介质 显示设备显示设备 存储介质存储介质 模拟监控 模拟摄像设备 视频/射频电缆 模拟监视器 录像磁带 有线数字监控 模拟/数字摄像设备 网络电缆 计算机终端/可转模拟监视器 硬盘/CD-ROM 无线数字监控 模拟/数字摄像设备

2、 无线电波 计算机终端计算机终端/可转模可转模拟监视器拟监视器 硬盘/CD-ROM 1.1 无线数字监控系统介绍无线数字监控系统介绍 无线数字监控是无线网络发展至今最为广泛的应用之一。在通常情况下，监控点和中央控制中心相距较远并且位置较分散，利用传统网络布线的方式不但成本非常高，而且一旦遇到河流山脉等障碍时，有线网络更是束手无策，且可扩充性、灵活性差，一旦要增加或者减少被监测点，将会带来新的施工周期。此时，无线网络无可比拟的优势就体现了出来，利用无线网桥技术，可以将多个监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路，无线桥接技术是利用一对无线桥接器，将两个分

3、离的网络连接起来，并通过无线网桥进行数据传输。进入到 2006 年，无线链路所能达到的 54Mbps 的高网络带宽，完全可以保证视频流稳定持续的传输。使用无线网桥，没有布线的烦恼，不破坏原有环境设施，施工周期短，性价比高，且扩充性强，只要增加或减少被监控点的无线桥接器，就可以完成被监控点的增加或减少。在条件许可的情况下，利用无线网桥最远可以支持 50 公里以上的桥接。IEEE802.11b/g/a，Wimax 的无线网络产品支持 11、22/54Mbps及更高的网络带宽，完全能够保证采用 H.263/MPEG-1/2/4 等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。监控系统监

4、控系统 优点优点 缺点缺点 模拟监控 设备成本低、视频图像清晰 可监控距离短、大量录像资料存储检索困难 有线以太网监控 监控距离长、范围广、数字视频质量可调、存储检索方便 网络布线成本高、收地形影响较大 第 2 页 共 10 页 无线数字监控系统 不受山川、河流、桥梁道路灯复杂地形限制，降低网络布线成本、加快建设周期、满足灵活机动的应用需求 在小区域内的监控项目成本比前两者要高，适合于野外长距离或无法布线的场合，也非常适合于要求机动灵活的特殊场合。监控系统中的实时数字视频传输监控系统中的实时数字视频传输 数字视频监控系统是计算机、网络和视频编码技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线

5、通讯手段传送到监控中心，并自动形成视频数据库便于日后的检索。在监控系统中，监控中心需要实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息必须是连续、清晰的。在被监控点，通常使用网络摄像头对现场情况进行实时采集，网络摄像头与无线桥接器设备相连，并通过由无线桥接器组成的无线网桥将数据信号发送到监控中心。数字视频编码及传输数字视频编码及传输 为了保证流媒体文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽，不同的流媒体文件对网络带宽的要求各不相同，为了达到更好的视频质量，网络带宽就更为重要。无线网络标准协议 IEEE802.11b/g/a 定义的网络 带 宽 包 括 多 种 标 准：11Mbps/22 Mbps/54Mb

6、ps，其 中 有 效 数 据 传 输 带 宽 分 别 为5Mbps/10Mbps/22Mbps，完全可以满足各种类型的多个并发流媒体文件稳定传输，保证高质量的视频信息。视频图像编解码标准包括有：1.由国际标准化组织（ISO）制定的：1991 年制定的 MPEG-I 图像编解码标准，1994 年制定的MPEG-II 图像编解码标准，基于 IP 的视频传送的 MPED-4 图像编解码标准。2.由国际电信联盟-电信标准化组织（ITU-T）制定的：H.261 图像编解码标准是基于 N*64K 速率下的会议电视视频编码标准，提供 QCIF、FCIF 两种编码格式，H.263 图像编解码标准是基于低速率下

7、的会议电视视频编码标准，提供 SQCIF、QCIF、CIF，4CIF、16CIF 五种编码算法。监控摄像设备的选择监控摄像设备的选择 监控系统中，选择不同类型的监控摄像头就会产生不同的结构。本方案中采用了非常普及的模拟摄像头，在后台通过无线视频编码器，对信号进行采集、编码、压缩，然后再通过无线网络进行传输，通过无线视频编码器后，信号已经转变成无线数字信号，非常方便在网络中传送。1.2 无线局域网技术介绍无线局域网技术介绍 网络拓扑结构分类网络拓扑结构分类 第 3 页 共 10 页 无线局域网组网主干网络分三种拓朴结构：点对点结构：点对点结构：也称 PXP 网络，通过这种方式能够把分散在两地的局

8、域网通过天线连接在一起。这种方式目前主要应用于两端网络的桥接，比如两建筑物之间，从而代替专线的方式来完成。点对多点结构：点对多点结构：这种方式是由 PXP 网络转变而来，从要应用于多个建筑物之间的桥接。多点中继结构：多点中继结构：当所要桥接的两点有别的建筑物的阻挡从而使两点的天线无法直接实现视距传输的情况时则采用这种方式。无线局域网络的安全性无线局域网络的安全性 由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此与有线线缆不同，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线局域网中，网络安全很重要。常见的无线网络安全分几种：服务区标示符服务区标示符(SSID)：无线工作站必需出示正确的 SSID 才能访问

9、 AP，因此可以认为 SSID 是一个简单的口令，从而提供一定的安全。如果配置 AP 向外广播其 SSID，那末安全程度将下降；由于一般情况下，用户自己配置客户端系统，所以很多人都知道该 SSID，很容易共享给非法用户。目前有的厂家支持“任何”SSID 方式，只要无线工作站在任何 AP 范围内，客户端都会自动连接到 AP，这将跳过 SSID 安全功能。物理地址（物理地址（MAC）过滤：）过滤：每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在 AP 中手工维护一组允许访问的 MAC 地址列表，实现物理地址过滤。物理地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。这种方式要求 AP 中的 MAC 地址列

10、表必需随时更新，目前都是手工操作；如果用户增加，则扩展能力很差，因此只适合于小型网络规模。连线对等保密（连线对等保密（WEP）：）：在链路层采用 RC4 对称加密技术，钥匙长 40 位，从而防止非授权用户的监听以及非法用户的访问。用户的加密钥匙必需与 AP 的钥匙相同，并且一个服务区内的所有用户都共享同一把钥匙。WEP 虽然通过加密提供网络的安全性，但也存在许多缺陷：一个用户丢失钥匙将使整个网络不安全；40 位的钥匙在今天很容易被破解；钥匙是静态的，并且要手工维护，扩展能力差。为了提供更高的安全性，802.11i 提供了 WEP2，该技术与 WEP 类似。WEP2 采用 128 位加密钥匙，从

11、而提供更高的安全。WEP2 目前不保证互操作性。端端口访问口访问控控制制技技术术（802.1x）：）：该技术也是用于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。当无线工作站 STA 与无线访问点 AP 关联后，是否可以使用 AP 的服务要取决于 802.1x 的认证结果。如果认证通过，则 AP 为 STA 打开这个逻辑端口，否则不允许用户上网。802.1x 要求无线工作站安装 802.1x 客户端软件，无线访问点要内嵌 802.1x 认证代理，同时它还作为 Radius 客户端，将用户的认证信息转发给 Radius 服务器。802.1x 除提供端口访问控制能力之外，还提供基于用户的认证系统及计费，

12、特别适合于公共无线接入解决方案。无线局域网络无线局域网络产品产品的的兼容兼容性性 第 4 页 共 10 页 WECA 是无线以太网兼容性联盟，有 10 多个成员，包括 3Com，Symbol，Dell，Cisco 等，目的是保证各厂家的所有 802.11 产品的互操作性，所有通过认证的产品将颁发 Wi-Fi 证书，贴 Wi-Fi 标志。Wi-Fi 代表Ethernet for WLAN。目前有 40 多个厂家的 100 多个产品通过了 Wi-Fi 认证，因此它们之间的互操作将得到保证。1.3 无线数字监控系统组网介绍无线数字监控系统组网介绍 利用无线网桥可以迅速地建立数字视频监控系统的信号传输

13、链路，其具体的应用示意图如下：在上图中我们可以看到，无线视频监控系统一般是分成无线网络传输系统和视频监控应用系统两套设备，下面将两个系统的主要设备做如下介绍：无线视频监控系统无线视频监控系统 无线网络传输系统无线网络传输系统 视频监控视频监控应用应用系统系统 无线视频编码器 视频编码器+无线网桥 前端视频编码传输设备 视频编码器+无线网桥 高性能工业摄像头、耳麦、报警探头 中 心 接 收 设无线中心网桥 数字视频管理软件 前前端无线网端无线网桥桥 无线链路可达 10 公里 球机 报警探头 耳麦 电视墙适配器 交换机 报警器 中中心心端无线网端无线网桥桥 第 5 页 共 10 页 无线中心网桥

14、电视墙，投影仪，服务器 备 数模矩阵 1.4 无线监控的主要应用行业无线监控的主要应用行业 随着无线技术的日益发展，无线网络的应用越来越被各行各业所接受。无线数字监控作为无线网络的一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线的方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。无线数字监控技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用，武汉英思以其先进的无线网络产品选型以及完善的技术方案与售后服务得到广大用户的好评，并根据丰富的行业经验为用户设计了多个的成功的无线监控方案。小小区无线数字监控系统区无线数字监控系统

15、如今，拥有一个集安全报警、生活服务、紧急救助为一体的智能化小区已经成为可能。监控系统在智能化小区的应用，可以方便物业管理人员对小区各个主要出入口进行监控，防止可疑人物的出入；车库、电梯、走廊的监控，随时发现突发事件，并及时进行解决；夜间实时监控并将信息存档，供查询以及犯罪事件的调查取证。在现代小区环境中，利用无线网络技术构架网络监控系统，不但可以降低小区建设成本，而且不会破坏小区现有的环境。专业的无线网桥可以将分布在不同区域的摄像头与监控中心连接起来，社区管理员只需要在监控中心就可以了解到各个角落里发生的事情。有了无线网络，监控可以深入到小区花园、地下车库、电梯、走廊，进一步加强了小区的安全防

16、范措施，实现了小区智能化、一体化的目标。交通运交通运输的无线数字监控输的无线数字监控 监控系统在交通管理系统中非常重要。在每个交通要道安装监视摄像头，实时将现场状况递交给调度中心，调度中心就可以按照实际情况对车辆的运行进行调控，将车流量安排到道路较畅通的路段，减少阻塞的可能，保证道路的畅通无阻。有了交通监控系统，还可以及时发现交通事故，方便交警进行处理，留下事故发生的全过程，有利于事后责任评估。将无线网络技术运用在交通运输的监控中，能够大大降低建设成本，由于各被监控点非常分散，利用有线的方式代价十分高，利用无线网桥的方式，只要通过合理的安排设计，就可以支持多个监控点与监控中心相连，灵活性强、无

17、需布线，为交通运输行业带来最大的便利。水利水电水利水电系统的无线数字监控系统的无线数字监控 水利系统对于一个城市对外交通和贸易来说，是一个十分重要的环节，如何有效地控制和管理码头和 第 6 页 共 10 页 水闸以及来往船只是有关部门非常重视的问题。监控系统是管理水利系统的一种重要手段，同时由于水利航运需要水上作业的特殊性，无线数字监控系统就成为水上监控的一种重要方式。通过无线数字监控系统，各点的监控设备可以随时监控各个船闸和水闸的开启和关闭情况、船只出入船闸/水闸的情况，同时可以合理安排船只的通过，减少事故的发生，亦可对水位进行监控，及时发现问题，为防洪做准备。消防治消防治安监控安监控 消防

18、治安系统是和我们生活密切相关的，它保障着我们的生命以及财产的安全。在一些重要场所、部门安装监控设备，可以随时查看现场的情况，公安部门可以及时发现潜在的危险，降低犯罪率；消防监控可以避免不必要的火灾，或者在火灾初期就将火扑灭，将损失减低到最小，保护了国家和个人的财产不受损失。无线网络方便了消防治安监控系统的建立，可以在大范围内建立起一个监控网，分布在各处的监控设备同时工作，并通过无线网络将信息传递给控制中心。无线数字监控系统协助了消防治安部门更好地开展工作，为人民和国家带来更多的利益。大型场馆大型场馆监控系统监控系统 大型场馆是人们举办大型活动、体育运动的场所，人流量大且密集，监控系统可以帮助管

19、理人员监控来往人员，维持场馆次序，也可以完成比赛竞技、大型活动的视频、图像采集工作。由于大型场馆属于大面积的开阔地，布置有线网络比较困难，无线网络就成为了最好的选择。利用无线数字监控技术，可以从各个角度观看场馆内的情况，甚至可以进行现场直播，观众可以从不同视角观看体育比赛或表演；有了无线网络，可以根据每次活动的不同情况，临时改变被监控点的位置，以获得最佳的监控性能；各出入口的监控设施，防止人流混乱以及其他突发事件。银行金融行业银行金融行业 银行金融机构作为特殊的社会机构，每天有大量的资金流动，对于这些机构来说，安全是非常重要的。监控系统作为银行金融机构安全系统的重要环节之一，实时记录犯罪过程，

20、为银行破获案件提供了宝贵的资料。监控设备安装在银行柜台、大门、ATM 机等重要地点，严格检查过往人员以及进行银行交易业务的人员，随时发现问题，减少犯罪的发生或作为事后取证。对于银行金融机构来说，营业网点分布范围广且分散，要对这些网点进行统一管理监控，使用传统布线的方式成本非常高，而且考虑到各种环境因素，在某些情况下，布线十分困难。这时，就需要利用无线网络将分散在各点的营业网点以及独立的 ATM 机与监控中心连接起来，解决了布线困难问题，同时大大降低了成本。无线数字监控系统为银行金融系统加了一把安全锁，保障了人民国家的财产安全。无线数字监控作为无线网络的新型应用方式，已经被大多数行业所采用，其组

21、网方便、建设周期短、施工简单、性价比高、灵活性强等特点深受广大用户的青睐。2 典型方案介绍典型方案介绍 2.1 需求描述需求描述 某水电工程施工工地，大江两岸作业，江面宽度 200 米左右，营地与施工现场 5 公里左右，施工条件复杂，无局域网络连接。因施工需要，拟在左右两岸建设 4 点视频监控系统，实现施工现场、后方营地及远程的视频监控。2.2 方案设计原则方案设计原则 远程监控系统应基于以下设计原则：1）、先进性：系统应采用基于 TCP/IP 标准协议的视频流媒体服务器为核心的视频监控系统，该系统采用专用视频压缩芯片，图像清晰，视频压缩效率高，是基于第三代嵌入式技术的网络视频监控产品。2）、

22、实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、集中录像（如果业务需要的话，系统将来还可以可连接多种报警设备、报警可定时布防撤防）等功能。3）、兼容性：系统应采用 B/S 结构，可与溪洛渡大坝施工局内部网络的信息系统相结合。4）、扩展性：系统软、硬件系统应采用模块化设计，用户系统升级时，只需要增加前端的服务器，并升级相应的系统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设备。5）、灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中使用；在网络中的授权用户可通过 IE 浏览器实时监控前端现场，客户端无需添加任何硬件。6）、实时性：系统应采用专用的 RISC 视频压缩芯片，满足最高

23、传输 30 帧/秒的清晰图像的要求。7）、可靠性：系统应采用性能稳定可靠的产品，其 MTBF（无故障时间）值超过 100，00 小时，该系统可以在无人、少人维护的环境中运行。第 2 页 共 10 页 2.3 网络架构图网络架构图 6000-T5000-E5000-I局长及其他办公电脑NVR软件界面192.168.35.10192.168.35.11192.168.35.12192.168.35.13192.168.35.50192.168.35.51192.168.35.52192.168.35.53A路B路C路D路AX-242AX-242AX-247SAX-247S485控制线AV视频线5类

24、双绞线解码器6000-RIP:192.168.35.160192.168.35.200192.168.35.1X.X.X.X11090,11091 到 NVR(192.168.35.200)485+485转232到NVR电视盒VGA视频线已有5.8G无线网192.168.35.100交互式视频软件VCX会议室或局长办公室监视器解码器 IP待定全向天线交互式视频软件VCX外部或出差用户Internet交换机网络10M光纤2.4G无线链路5.8G无线链路接线图例：2.4 系统架构特点系统架构特点 开放式开放式网络网络和和可可扩展扩展性：性：有了分布式图像处理结构，使每个前端设备作为网络节点不依赖集

25、中控制点，它是基于聚合而不是分层原则的。这样，您在需要添加或者减少监视点时可在所需的地方添加前端设备，实现逐阶段扩展。并且在高度分布式监视点中，所有前端设备均跨多个设备进行管理，即单机独立可成系统，也可以互联轻松架设大型的流媒体系统。无限无限延伸了延伸了视视野野：该系统使用最节省的图像传输手段实现实时远程视频监控，让所有相关的工作人员不管身在何处，只要通过电脑和互联网就可以实时远程视频监视的任何监视点，达到人人可以远程视频监控视点的情况。工地重要的施工景象尽收眼底。智能智能化化管管理：理：为了简化系统配置和操作，方案中采用的视频监控软件具备了一定的智能化、人性化管理功能。由于使用了视频服务器

26、IP 地址自动探测技术，监控软件可以随时获得当前在线的所有视频服务器 IP 地址以及 MAC 地址，大大方便了视频监控终端设备的管理。第 3 页 共 10 页 大 容 量大 容 量 监 控 系 统：监 控 系 统：由 于 监 控 软 件 采 用 了 分 组 技 术，于 是 使 得 可 管 理 的 视 频 服 务 器 数达到了256个。监控软件将所有视频服务器分为16个组，每组16个视频服务器，这样就实现了16X16256 个视频服务器的系统规模。为将来的监控扩充带来的方便。预录缓预录缓存：存：所谓预录缓存指的是监控软件收到的所有视频流都预先缓存在系统内存中，缓存的长度以时间秒为单位，最长缓存 20 秒内容。预录缓存的意义是，一旦出现告警触发录像，则可以将告警前 20秒的内容首先从系统内存转存到录像文件中，保证了可通过录像回放完整地重现告警发生的前后过程。电电视视墙墙显示：显示：通过配套提供的电视墙适配器可以把前端的监控图象现在在普通大屏幕电视上，有理于观测。本方案配置了 2 台视频器满足工地现场监控及后方办公室电视监控的需要，并可根据需要随时进行扩充。安全安全与稳定高与稳定高：采用一体化的网桥设备，成套的工业视频监控设备，通过配置加密与授权传输模式，保证监控系统与传输系统的稳定与安全，符合施工工地复杂条件下的应用需要。2.5 现场应用效果现场应用效果