隨著計算機、編解碼、網絡傳輸技術的發展。視頻監控在經歷了三個階段的飛躍后，目前正朝著數字化、智能化、IP化、網絡化發展。同時視頻監控同其他技術相結合，產生了許多新的應用，在各行各業起著舉足輕重的作用。近年來，中國視頻監控市場受到了諸如2008年北京奧運會、政府“平安城市”工程以及電信運營商所主導的3G視頻監控項目等一系列市場需求的刺激，整體市場規模快速增長。特別是在銀行、電信、電力、水利、城建等國家重要部門，網絡化的聯網監控需求越來越大。海康威視3G監控系統可以為用戶提供全范圍多角度的完美商務視頻解決方案。傳統的視頻監控系統受技術發展的局限，只能進行現場監視，簡單的報警信息傳輸，不能遠距離傳輸視頻信號，對于前端具體狀況的了解、事件的確認是非常困難的，無形中降低了系統的穩定性和安全性，而對于城建、銀行、電信、電力這樣具有大量無人值守點的行業以及移動車輛、船只、不能布線現場來說，無線化、遠程、實時的監控是行業監控安全運作必備的前提條件。如何將遠程的監視、遙控、防盜、消防和報警聯網系統、監控無線化有機的結合起來，做到既可以基于無線、有線網絡進行遠程的監視、遙控和圖像的傳輸，又具備通常聯網報警網絡的功能，并且投入費用合理，能夠更加有效地確保系統運行穩定，將安全防范技術提高到一個新的水平。網絡化、無線化、遠程監控是當前監控行業發展的主要方向。針對行業性應用的特點，海康威視3G監控系統提供了高效可行的網絡視頻服務器系統解決方案，充分采用最新的計算機、通訊、視頻處理等方面的技術，通過寬帶網絡或無線網絡實現聯網遠程情況處理及遠程圖像監控。簡單的說，海康威視3G監控系統是一種直觀方便、內容詳實的信息記錄方式，并可以為監控操作人員提供實時監控手段。現在視頻監控已經成為公共安全、企業安全、國土安全，甚至包括社區、家庭安全等領域的必要手段。以公共安全視頻監控為例，海康威視3G監控系統將改變傳統的公共安全視頻監控網絡無法滿足警方對社會治安“全面控制、重點防控、快速反應、精確打擊”的管理目標的現狀，充分利用并整合社會科技聯防資源，這也是城市報警與監控系統建設的發展方向。隨著網絡通信技術、圖像壓縮處理技術以及傳輸技術的快速發展，尤其是3G時代的到來，3G移動視頻監控系統將會在應急指揮、公交監控、家庭監控、公共多媒體服務等領域得到廣泛應用。傳統的公共安全視頻監控網絡建設主要采用光纖連接，要增加新的攝像頭，就得重新鋪設電纜，技術復雜，而且投資費用巨大。3G治安視頻監控系統是基于3G無線網絡，傳輸距離遠，抗干擾能力強，有手機信號的地方就可以進行視頻傳輸，安裝靈活，避免了鋪設電纜的麻煩。并且，3G治安視頻監控攝像頭不僅可安裝在社區、事故高發路段、重點場所周邊等地方，也可以安裝在巡邏車頂部，實時進行移動監控視頻采集。第一章 基于手機監控的雙編碼解決方案1. 概述隨著3G商用，移動網絡的帶寬提升，高質量的移動視頻監控會有越來越廣闊的空間。目前，移動視頻監控的解決方案，按設備輸出的碼流分類，可以分為雙編碼方案和轉碼方案。雙編碼方案是指單臺設備能同時提供兩套碼流。主碼流采用CIF或者4CIF分辨率、碼流大、全幀率，可用于設備本地錄像、PC機的實時流監控、平臺錄像等；子碼流采用QCIF分辨率、小碼流、低幀率，采用3GPP封裝，主要用于手機客戶端的實時流監控。轉碼方案是指設備只提供一種編碼。通過附加的硬件或者軟件轉碼服務器，把高分辨率、全幀率的碼流轉成QCIF5fps的碼流，且進行3GPP格式封裝，才能用于手機客戶端的監控。相對于雙編碼方案，該方案中必須添加轉碼服務器。2. 方案圖示2.1. 雙編碼方案l 直連模式圖1 直連模式海康DVR、DVS、IPC均支持雙編碼技術。主碼流采用H.264編碼，圖像質量為4CIF25fps等，PC客戶端可直接訪問編碼設備獲取碼流解碼顯示；子碼流也采用H.264編碼，但圖像質量為QCIF5fps，采用3GPP封裝格式，任何可播放3GPP格式的播放器均可直接播放，手機客戶端的開發得到極大簡化。該方式簡潔明了，無需添加額外設備，手機可直接訪問編碼設備。適合并發訪問數量不大的企業級應用。l 轉發模式圖2 轉發模式為了便于運營商的管理，PC客戶端和手機客戶端要訪問監控資源均需通過轉發服務器。如直連模式中的碼流類型，PC客戶端繼續獲取主碼流進行解碼顯示，手機客戶端獲取子碼流進行解碼顯示。（碼流特征如圖2所示）該轉發服務器只作復制分發的工作，效率高、速度快。2.2. 轉碼模式圖3 轉碼模式其它同類產品（DVR、DVS、IPC）僅提供一種編碼封裝格式，手機客戶端無法直接播放，因此需要借助運營商的轉碼服務器進行轉碼，再由轉發服務器將轉碼后數據包發送給手機客戶端進行播放。轉碼工作相當于將4CIF25fps的碼流先解碼，再編碼為QCIF5fps、3GPP封裝格式的碼流。轉碼服務器既然需要完成解碼、編碼功能，當并發訪問數量加劇時，就將成為系統的瓶頸和故障點！2.3. 比較圖4 方案對比雙編碼方案轉碼方案3G碼流直接在設備端編碼，畫質高，損失少轉碼相當于先解碼再編碼，畫質會有再次損失不需要轉碼服務器需要大量的轉碼服務器資源，用于實時流轉碼，成本高設備直接出3GPP數據包，不存在效率問題，碼流穩定目前，一臺硬件轉碼服務器大概能轉50路D1左右；一臺軟件轉碼服務器（P4單CPU 2.8G）大概能轉4路D1。效率比較低，投資大。數據量巨大，對服務器的穩定性是考驗。設備出標準的3GPP碼流，平臺這邊不需要額外的開發轉碼服務器要能解各個廠商的碼流，有比較大的開發量。手機和設備直連的時候，手機訪問的是子碼流3GPP，手機客戶端的開發簡單而且能兼容各種設備；另外，不影響主碼流的業務。手機和設備直連的時候，需要特殊的客戶端；另外，受限于帶寬和手機的性能，需要調低碼流和視頻質量，會影響到本地錄像、PC端的實時流預覽等其他業務。如果原來的設備子碼流不支持3GPP，立舊的時候需要升級設備程序。立舊比較簡單，升級的是平臺，設備可以保持不變。3. 綜述從上面的比較可以看出，雙編碼的方案比較靈活，不依賴于平臺。在接入平臺時，能有效的降低成本，提高平臺的穩定性。轉碼方案必須要平臺支撐，大投入，成本高。考慮到有些情況下，給現網的設備升級有困難。我們可以使用雙編碼和轉碼相結合的方案：新投入的設備和能升級的設備使用雙編碼的程序，不能升級的舊設備維持不變，當手機客戶端請求實時流的時候，由轉發服務器向轉碼服務器請求視頻。這樣，既有效的降低成本，提高效率，又能保證所有設備接入平臺。另外，對有直連要求，或者設備本身就是通過無線網絡接入的，雙編碼方案是不二之選。第二章 基于車載的3G應用解決方案1.1系統概述客運車輛視頻監控及GPS車載定位系統采用先進的數字視音頻編解碼技術、無線視頻網絡傳輸技術、GPS衛星定位技術，在車輛上安裝車載終端，使用大容量硬盤對車輛內外的視音頻信息進行實時記錄保存以備日后查證使用；本系統結合無線網絡傳輸技術，將車輛現場圖像及所在位置傳送到指揮中心，給領導遠程指揮調度提供第一手資料；此外系統還可以實現GPS定位信息無線網傳功能；為車輛調度管理提供便利。1.2系統組成說明1.2.1車載視音頻監控子系統系統在車輛進出口及重要位置安裝視頻攝像機，獲取車內外的視頻信號，并傳輸給車載終端主機；車載視頻監控終端負責采集視音頻數據、數字化壓縮處理，并進行數據實時保存在車載終端的硬盤內。1.2.2信息交互子系統車載終端主機可通過3G無線網絡（中國電信EVDO）與中心平臺進行交：上傳車內外視頻圖像信息及報警信號；GPS衛星定位數據以及語音信息等交互功能。1.2.3GPS衛星定位子系統車載終端主機可采集GPS衛星定位信息，并通過3G無線網絡（中國電信EVDO）上傳至與中心平臺；中心平臺大屏幕顯示車輛所在位置、速度、方向角等信息；并可實現車載電話功能。1.2.4中心管理平臺通過3G無線網絡（中國電信EVDO）對車載終端主機進行集中管理；中心管理平臺具備車輛調度、車輛報警處理、遠程指揮等功能。1.3車載終端主機說明車載終端主機作為本系統的核心設備，采用杭州海康威視數字技術有限公司的DS-8000HM系列車載多媒體終端主機，產品集成了數字視音頻編碼模塊、視音頻存儲模塊、報警信息處理模塊、GPS定位模塊、行車記錄模塊，并提供了多種擴展接口，可實現高清晰視音頻錄像、報警信息上傳、GPS衛星定位等功能。車載終端主機可連接3G網絡模塊（EVDO模塊），實現數據與中心的高速交互功能。2.1總體設計系統在客運車輛上安裝車載終端主機、車載攝像機、無線網傳模塊等，對車內外情況進行實時監控；監控指揮中心對前端獲取的實時數據進行分析。系統拓撲結構圖2.2前端設計2.2.1前端攝像機系統前端在汽車車前、車后以及上客門各布置一個高清晰彩轉黑紅外半球攝像機。車前的攝像機主要從車輛正前方觀察車內人員活動的情況；車后攝像機從后向前捕捉視頻信號，上客門攝像機主要用于記錄上車乘客的面部特征，三個攝像機在車內控制面應達到95以上。前端攝像機采用2.45mm 廣角鏡頭CCD攝像機，攝像機分辨率在480線以上，照度0.05Lux F1.2；攝像機通過車載終端主機機取電。公交電子監控系統效果截圖 左圖為車前 右圖為車后2.2.2前端拾音器系統前端布置用于聲音采集的設備拾音器，用于公交車內聲音的進行實時采集，記錄司乘人員與乘客的對話。2.2.3GPS定位模塊車載監控主機可將接收到的全球衛星定位系統GPS（Global Position System）的定位信息通過無線網絡傳輸系統定時發送至公交調度管理中心，車輛調度管理人員在監控中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息，并做出調度決策。2.2.4數字視音頻編碼前端采集到的模擬視音頻信號接入車載終端主機進行數字化壓縮處理。首先將模擬視音頻進行數字編碼，再進行壓縮處理，處理后的數據根據需求進行存儲和無線網絡上傳。2.2.5視音頻數據存儲設計車載終端主機錄像采用循環記錄模式（循環記錄指當程序檢測到主機中所有的硬盤空間錄滿時，無須更換硬盤，自動覆蓋原錄像資料的紀錄方式），因此錄像保存的時間長短與硬盤容量有正比例關系，根據客戶要求錄像十五天以上， 4路4CIF格式的圖像,對所需硬盤容量計算：公交車每天運營12小時，4路4CIF格式（704576）的圖像，H.264壓縮方式下，采用變碼流方式，每路圖像設置最大碼流為512kbps，每天所需存儲空間最大為：15天所占用的硬盤空間為150GB。若使用160GB的硬盤至少可保存15天以上的歷史錄像數據。2.3無線網絡數據傳輸設計2.3.1無線網絡數據傳輸設計系統采用運營商的EVDO無線網絡平臺，平臺由三部分組成客運車輛電子監控無線網絡平臺拓撲結構圖一、車載終端主機車載終端主機，啟動后主動與監控中心VPDN專網上的轉發服務器建立連接，并與轉發服務器保持心跳連接，確保車載終端主機鏈路通暢。在報警按鈕啟動后，終端主機向轉發服務器發出報警請求，并主動上傳圖像；監控中心需調用車內數據時，由轉發服務器向車載終端發出請求，得到請求后立即將視頻上傳至轉發服務器。系統實時上傳GPS定位信息。二、轉發服務器轉發服務器作為監控中心和車載終端交互的平臺，主要進行數據圖像、報警信號、GPS定位信息等數據的轉發工作，并進行操作員權限的認證和管理。三、監控中心管理平臺監控中心管理服務器可接收轉發服務器轉發的終端報警信號，并在屏幕上顯示終端自動上傳的圖像。系統也可以調用任意一臺車輛的視頻信號，只需在GIS電子地圖平臺上點擊所需瀏覽的車輛圖標，即可顯示車輛行使圖像。監控中心和車載終端數據交換示意圖1監控中心和車載終端數據交換示意圖22.4指揮中心遠程監控客戶端和服務器設計2.4.1客戶端軟件主要功能一、視頻實時瀏覽實時瀏覽車輛上傳的視頻圖像，視頻圖像分辨率、碼流、幀率、圖像質量等參數實時可調，視頻上傳延遲小于5秒，支持網絡帶寬自適應功能。二、遠程抓圖功能支持前端抓圖按鈕，抓取高清晰照片，可實時調整圖片分辨率、圖像質量。三、車輛定位管理功能支持GPS定位信息轉發，并在地圖上顯示車輛位置（時間，地點，經度，緯度，速度）。四、遠程報警功能支持三種報警功能、并在平臺上實時顯示報警信息（1）、手動按鈕報警支持報警按鈕報警；（2）、越界報警、超速報警、阻塞報警通過GPS信息可對車輛行駛狀態進行判斷，車輛是否超速、是否越界、是否在一地點長時間停留；（3）、設備出錯報警支持設備自檢報警上傳，如視頻信號被非法切斷。五、車輛管理功能用戶通過相關車輛類型、車隊、車牌、聯系人等信息進行管理。比如車輛名稱、車隊名稱、駕駛員姓名、駕駛員電話等，并可以獨立的把每輛車按需求進行分組。六、日志記錄功能各種操作日志記錄，并可通過時間段進行查詢。七、本地錄像回放功能前端網傳的錄像可通過播放軟件進行本地播放，支持多路回放功能。2.4.2監控中心服務器設計指揮中心布置注冊服務器、負載均衡服務器、流媒體轉發服務器。（1）、注冊服務器注冊服務器提供終端上線注冊功能，并與終端實時保持心跳連接；（2）、流媒體轉發服務器轉發服務器提供視音頻數據、信令和GPS定位信息的轉發和負載均衡工作。（3）、負載均衡服務器用于系統資源合理分配，適用于大規模的車載監控應用。況。第三章 電信平臺應用1.1 介紹電信e監控系統是海康威視秉承持續創新的理念，憑借強大的研發能力，為電信運營商推出的適合公網環境視頻監控應用的公網監控平臺，該平臺面對的是市縣一級的終端用戶，一方面為大量終端用戶提供基本的監控服務，另一方面提供類似傳統專網監控中的集中監控管理功能。該系統具有較為完善的功能特點，支持多畫面監控、輪巡、分組等多種監控模式，保證監控的有效性；支持本地及集中錄像存儲；以及支持錄像回放、抓圖、下載等。因為可以實時觀看，進行生產銷售管理、安全防范、產品展示，所以這些應用價值決定了它的客戶群體，其適合中小企業、廠礦、私人商鋪、連鎖企業和社區。1.2 特點l 提供電信監控平臺，向個人、家庭、商鋪以及小型企業提供監控業務；l 平臺提供前端設備接入授權、業務管理等功能；l 對用戶提供視頻瀏覽、歷史視頻點播功能；l 設備實現即插即用，不需要作任何配置；l 操作簡單、易用，降低了對使用者監控知識的要求；l 用戶通過瀏覽器登陸電信平臺即可訪問授權監控點；l 用戶可通過手機客戶端遠程接入，隨時隨地訪問授權監控點；系統架構22.1 拓撲圖電信e監控系統由前端設備、系統平臺、傳輸網絡、客戶端四部分組成，其組織結構如圖1所示：圖1 前端設備：主要由模擬攝像機、DVR或DVS；IP攝像機組成。 系統平臺：由WEB SERVER（網頁服務器）、DB SERVER（數據庫服務器）、ACCESS SERVER（接入服務器）、STREAM SERVER（流媒體服務器）、手機網關等構成海康威視電信e監控平臺。 傳輸網絡：利用中國電信為廣大終端用戶提供的寬帶網絡，采用ADSL撥號或光纖等方式接入。 客戶端：為終端用戶提供網頁客戶端、手機客戶端、普通客戶端；電信管理員可通過網頁客戶端的管理界面對設備進行配置和授權。下面2.2小節中各部分組成做詳細描述：2.2 系統組成l 前端設備：包括模擬攝像機，IP 攝像機，DVR，DVS；通過ADSL撥號連入公網，每個設備具有公網動態IP；或者通過企業內網接入公網，每個設備具有內網IP；監控平臺l ACCESS SERVER： 接入服務器；前端設備和用戶注冊到該服務器上，用戶與設備的交互通過接入服務器中轉完成；支持信令：設備注冊、心跳保活、用戶實時視頻瀏覽、用戶歷史視頻點播；l STREAM SERVER：流媒體服務器；在少數情況下，P2P實時視頻無法實現（P2P在symmetrical NAT下無法使用）時，終端用戶通過流媒體服務器瀏覽前端設備實時視頻；根據業務情況可以擴展多臺；l WEB SERVER：網頁服務器，采用APACHE+MYSQL+PHP架構，提供網頁管理服務；管理員可以添加前端授權設備、終端授權用戶；分配設備與流媒體服務器關 聯關系；分配設備與中心存儲服務器關聯關系；實現靜態負載均衡；l DB SERVER: 數據庫服務器，管理信息、配置信息保存在數據庫中；采用MYSQL；l 可擴充報警接收服務器，以彩信方式上傳報警截圖給手機用戶 客戶端l 網頁客戶端：終端用戶通過瀏覽器登陸電信服務器進入客戶端界面，自動下載授權設備列表；對授權設備支持操作：實時視頻瀏覽，歷史視頻點播和云臺控制；通過管理系統可對同一臺數據庫服務器上加載的前端設備進行統一的區域劃分、授權、錄像管理等操作。l 手機客戶端：通過專用的手機客戶端軟件，用戶也可用自己的手機實現對家庭、店鋪、企業等場所的前端監控點遠程監控的功能，與網頁客戶端一樣，手機客戶端同樣擁有視頻預覽、云臺控制、預置點調用等功能，真正地做到了讓用戶隨時隨地的接入監控平臺，訪問自己設備的功能。2.3 關鍵技術P2P穿透NAT原理下面以圖示和文字說明的方式舉例說明，簡單地描述電信e監控平臺所涉及的P2P技術原理：用戶 A 和前端 B ，在接入服務器的輔助下，完成穿越動作，實現數據對發和接收。原理是：假設A 和B 都在內網( NAT ) 的條件下， A 通過接入服務器通知 B 向 A 所對應的 NAT IP 和端口發送 UDP 報文，B 發送完畢，然后通過接入服務器通知A ；然后 A 往 B 所對應的NAT IP 和端口發送 UDP 報文，按照NAT 穿透的原理，一般情況下，B 就能收到A的數據包，然后生成一個對應的響應包，反饋給用戶 A 。用戶 A 接收到響應包，就表明 P2P 建立成功，開始發送媒體數據。功能33.1 登陸用戶向電信運營商申請電信e監控業務，申請成功后獲得訪問賬戶，獲取用戶名和密碼，通過在瀏覽器地址欄中鍵入要連接的網頁客戶端地址，選擇普通用戶的登陸類型進入登陸界面，即可訪問各自場所內（中小企業、連鎖店、商鋪、家庭等）的監控點，登陸界面如圖2所示：圖23.2 預覽/控制如圖3所示，用戶通過登陸界面驗證后進入主界面，即可看到已經授權給自己的設備圖標，通過點擊設備樹可進行通道圖像預覽（目前支持1、4、6畫面分割），同時主界面上也提供了云臺控制和圖像參數設置，讓用戶能夠便捷地進行前端設備的控制和顯示圖像參數設置。圖33.3 計劃錄像通過配置前端網絡硬盤錄像機的錄像方式、錄像時間、錄像參數，實現對每個連鎖店視頻監控圖像進行錄像保存的功能，用戶可通過Web訪問方式登錄到系統客戶端上以普通用戶身份進行此項設置，按照自己的需要來完成錄像計劃的設置并可進行隨時地調整。存儲配置：以我們推薦的海康威視網絡硬盤錄像機DS-7204H-S為例，每個通道采用CIF 分辨率512kbps的碼率進行錄像，保持錄像15天，大約需要320GB的硬盤容量（512kbps碼率每通道每小時產生錄像文件225MB, 225MB*4個通道*24小時*15天/1024316GB）故每臺網絡硬盤錄像機配置一塊350GB的SATA硬盤即可滿足15天的錄像保存。3.4 回放/下載用戶通過簡單的操作即可通過通道和時間段來查詢所需的錄像文件，選中要播放的文件后會自動彈出播放窗口，使用起來簡單方便。同時對于用戶認為重要的視頻文件，可按時間段進行批量下載。回放及下載文件界面如圖4所示：圖43.5 3G手機接入隨著3G網絡的普及，使用3G標準的手機用戶越來越多，3G網絡充足的帶寬也為手機監控的實現提供了良好的環境，傳統視頻監控系統看似遙不可及的遠程手機視頻監控成為了今天普通手機用戶能夠立刻實現的功能。考慮到大多數用戶由于業務繁忙沒有足夠的時間長時間處于在電腦前上網的狀態，系統增添了3G手機接入的功能，使用戶通過自己的手機安裝手機客戶端即可可以隨時隨地的查看場所內的情況，大大提高了使用者對監控系統使用的靈活性。以下是系統手機監控界面（所用手機為諾基亞N95）： 主界面 系統配置界面 設備列表 實時瀏覽3.6 配置/管理遠程配置 通過系統平臺客戶端的遠程配置界面，管理員可對所管理子域內的前端設備進行參數設置，比如：網絡硬盤錄像機的圖像參數、錄像參數、顯示設置、網絡參數等。通過實時預覽和遠程配置功能管理員可對前端設備的運行情況和圖像及錄像質量有所了解并進行及時調整，保證連鎖店店主等終端用戶在使用系統訪問時能夠體驗到最好的圖像質量和錄像效果，為其在日常店內監控和出現異常事件時有良好的視頻資料保障系統管理電信連鎖在線系統平臺的管理系統提供了域管理、賬戶管理、設備管理和用戶管理四項管理功能，系統采用分級管理的方式，對所監控部署區域進行分區域管理。在根域下面可以劃分若干個子域，每個子域又可以再建立其下級子域。每個子域都可以配置相應子域管理員。域管理域管理主要功能是對當前區域添加子域、刪除子域、修改區域名和管理員信息。其操作界面如圖5所示：圖5賬戶管理帳戶管理主要功能是對當前區域添加和刪除帳戶，以及對每個帳戶進行基本信息修改、設備管理、用戶管理。其操作界面如圖6所示：圖6設備管理設備管理主要功能是為該帳號添加、刪除設備，以及修改設備信息。可配置哪些設備由哪些用戶來訪問。其操作界面如圖7所示：圖7用戶管理用戶管理主要功能是為該帳號添加和刪除用戶，以及修改用戶信息。其操作界面如圖8所示：圖8系統管理邏輯圖如圖9所示：系統中會產生以下四種