工廠高清網絡視頻監控系統解決方案第一章

概述

1.1

背景分析

中國制造為世人所熟知，隨著產業不斷升級，生產技術越來越發達，中國作為真正的世界工廠也為時不遠。現今，工廠的現代化管理手段越來越豐富，準確性也越來越高，各種先進的技術手段比如視頻監控系統，可有效的加強對各種場合，特殊設備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區域的現場情況，增強安全保障措施，同時進一步規范各崗位的生產管理。目前監控手段已經從傳統的模擬視頻監控發展到了高清網絡數字視頻監控，利用現有的辦公網絡、企業專網，光纖專網敷設，甚至互聯網和無線網絡都能夠構建工廠的高清網絡視頻監控系統；與此同時，百萬像素網絡攝像機的大規模普及也解決了傳統模擬視頻監控系統清晰度不足的尷尬局面；Aipstar公司開發的基于低碼率、高清畫質、多功能等特性的720P、1080P高清網絡攝像機與VMP網絡視頻監控管理平臺為不同規模工廠提供了多結構，多用途，良好擴展性的新一代高清視頻監控解決方案。

1.2

需求分析

系統主要滿足兩大部分的需求，一是工廠公共區域安全防范的需要；二是工廠生產區域監控管理的需求。

工廠安全防范

?周界視頻監控系統：在工廠周界區域部署感紅外的固定高清網絡槍式攝像機，滿足全天候24小時監控。

?園區監控：在工廠園區一些制高點安裝云臺攝像機，實施大范圍監控

?出入口監控：在廠房出入口、園區出入口以及其他重要區域的出入口安裝高清攝像機。

?廠房內部：在廠房內部部署大范圍監控的攝像機，以滿足對整個廠房的全局監控。

?庫區監控：在庫房內外部署攝像機，嚴密監視現場情況。

生產區域管理

?重要設備監控：在車間、廠房一些重要的設備處安裝高清攝像機，對設備運行狀態、防盜、防破壞進行監視。

?生產過程監視：對于一些生產線上、操作崗位進行重點監控，記錄操作過程和生產線上的生產過程。

其他需求

?整個系統應該采用模塊化、數字化、網絡化架構，滿足結構簡單化和系統可擴展的需求

?利用平臺管理軟件來統一管理前后端物理設備和虛擬軟件模塊，做到模塊化部署、集中化管理的新一代監控功能。

?視頻監控管理平臺應能與紅外報警系統、消防系統、門禁系統等實現聯動，滿足協同管理、統一調度。

第二章

系統設計

按照技術領先、結合實際，統一規劃、協同部署的指導思想，在實現工廠安全防范的同時，又能通過高清視頻監控系統對生產環節進行集中視頻監控管理，同時通過視頻傳輸專網將相關視頻資源傳輸到上一級部門實現遠程聯網監控，充分利用計算機、視頻壓縮、網絡通信等領域的穩定的、先進的技術，實現對安全、環境、生產、人物等各類信息資源科學有效的管理和應用，進一步提高工廠的安全防范管理工作和生產效率。

2.1

總體設計

系統分為前端監控資源采集、視頻傳輸、后端平臺組建、多系統聯動建設等幾部分，整個系統采用全網絡數字視頻監控架構，前端都采用高清網絡攝像機進行視頻采集，通過攝像機的網絡端口直接接入到工廠視頻傳輸網絡中去，傳輸到后端進行集中存儲和管理。傳輸主干網采用千兆光纖網，后端通過HD-VMP集中管理平臺來完成整個視頻監控系統的集中預覽、控制、管理、存儲以及視頻分發等功能。實現工廠高清數字視頻監控系統集中管理。總體設計嚴格遵循用戶要求和行業規范，滿足用戶功能需求為主要目的，提高安全防范管理效率。

2.4

集中監控管理平臺設計

由于本次系統建設覆蓋多個區域，指揮中心具有最高權限可對所有設備以及下屬兩個分中心用戶群體的視頻監控終端進行集中管理，統一調度；指揮中心完成視頻數據存儲和轉發任務，

各個用戶通過工廠公司內部局域網訪問視頻監控系統平臺，獲得視頻和其他相關的監控資源。

2.4.1

集中用戶驗證服務設計

用戶驗證服務是整個網絡視頻監控的核心模塊，它完成所有設備信息和用戶信息的注冊、驗證、授權、訪問控制等功能。

我們設計在指揮中心部署一臺集中用戶驗證服務器（安裝用戶驗證軟件模塊）來完成所有前端網絡攝像機的信息注冊、后端軟件模塊注冊以及用戶信息的驗證；同時可根據用戶需求部署冗余備份用戶驗證服務器，以便當主認證服務器故障時，可啟動備用冗余用戶驗證服務器，繼續提供驗證服務，保障指揮中心和其他用戶可繼續訪問視頻監控系統；用戶驗證服務器采用專業級服務器配置，如雙千兆網口、至強服務器中央處理器、專業服務內存、服務器電源、高速總線帶寬等。

2.4.2

集中管理控制

對于聯網視頻監控系統，如何有效的對前后端物理設備、虛擬軟件模塊進行統一管理、控制、信息收集、處理等都是首要考核的條件，管理平臺中的集中管理控制模塊是針對管理員對系統的配置、操作而設計的。

我們設計指揮中心部署一臺集中管理控制服務器（安裝管理控制軟件模塊），中心和生產管理部門各自部署一臺副控管理控制服務器（安裝副控軟件模塊）；集中管理控制服務器硬件配置采用了滿足高清網絡視頻圖像處理能力的專業級服務器，能夠同時支持8畫面高清720P圖像解碼預覽、滿足全范圍信息收集顯示、具有快速響應等功能。分中心通過向指揮中心驗證服務器進行用戶驗證，通過后獲取各自管轄區域的視頻監控資源。

2.4.3

存儲系統設計

本解決方案中，針對工廠視頻監控的需求分析，我們設計將存儲服務和轉發服務部署在同一硬件平臺上，以滿足系統的可靠性和合理性。

存儲轉發系統主要用于完成前端攝像機傳回的網絡視頻數據存儲，通過存儲軟件模塊部署同步完成數據的存儲。通過前端點位設計可知，整個系統有10多路高清網絡視頻數據流，按照15天的存儲時間計算也會有上2TB的存儲容量。

視頻存儲容量計算公式：

1080P高清攝像機：10路*4Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=13TB

720P高清攝像機：10路*2Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=7TB

FULL-D1網絡高速球：40路*1Mbps*3600s*24H*15天/8/1024/1024=6

TB

2.5

系統拓撲圖

第三章

高清視頻監控系統的優勢

基于720P，1080P等超百萬像素的高清網絡數字攝像機的網絡視頻監控系統的整體優勢非常明顯，這使得在各行業、各領域的視頻監控系統工程中變得實實在在，而且所帶來的視覺震撼和強大功能是傳統網絡視頻監控系統無法比擬的，其主要優勢如下。

3.1

百萬像素的前端視頻采集

基于標準H.264壓縮算法和500萬圖像傳感器百萬像素網絡攝像機可輕松對監控區域實施清晰的有效的監視，所帶來的視覺效果是傳統網絡視頻監控系統無法比擬的。前端攝像機在進行高清視頻采集的同時還可通過攝像機本身集成的音視頻輸入輸出、報警輸入輸出、485控制接口等功能實現音頻監聽和報警探測器聯動、控制等擴展功能。前端攝像機高度集成性和功能性使得百萬像素網絡攝像機與傳統攝像機相比不僅僅是清晰的提升，還有功能上多樣化。同時百萬像素網絡攝像機為全數字化、全網絡化，可輕松接入平安城市傳輸網絡中去，并接入到后端管理平臺。

3.2

基于H.264的低碼流傳輸和存儲優勢

目前很多用戶甚至包括很多視頻監控行業的人士都覺得高清視頻監控附加的是高碼流的傳輸壓力和存儲壓力，但我們所采用的720P高清網絡攝像機是基于標準的

H.264

Main

Profile

@

Level

4.1算法，在完成720P百萬像素全實時成像的時候只需要1.5-2Mbps的低碼流，1080P也只需要4Mbps的碼流，這對于工廠等大型系統來說，這樣的碼流在網絡傳輸上已經非常成熟，因為在傳統網絡監控系統來說也是需要這樣2Mpbs的碼流才能滿足FULL-D1的視頻效果。同樣存儲壓力也并沒有因為前端是高清攝像機而提升，因此我們實現了高清視頻監控系統的低碼流傳輸和存儲實用性的革命性突破，將高清視頻監控系統推向了大規模的實際應用。

3.3

系統構架靈活

高清網絡攝像機具備強大的網絡功能和功能接口，省去了傳統網絡視頻監控系統的復雜結構，比如不需要單獨的視頻編碼器或者是DVR這些設備，攝像機本身就可利用已有的局域網、光纖專網、城域網、微波傳輸、互聯網和即將到來的3G傳輸等進行接入，將前端的音視頻、控制、報警信號直接通過攝像機的網絡接口傳輸上級監控中心。同時在系統建設時可分步、分級逐步實施，不會影響其他區域，可適應不同類型工廠的復雜環境和特殊功能需求。

3.4

配套設施功能強大

配合高清網絡數字攝像機我公司推出配套的高清網絡視頻監控管理平臺，整個平臺基于大型網絡視頻監控系統架構，采用模塊化設計，適用于不同類型的高清視頻監控系統；比如可以根據需要部署相應模塊實現本地高清視頻。諸如視頻轉發、報警處理等模塊可實現多結構、多用途的集中管理平臺，多級轉發可適應各種終端用戶的視頻訪問請求；報警處理可集成周界報警系統、消防聯動接口、門禁信號聯動接口、防盜報警聯動接口等，將這些系統與VMP管理平臺對接，可實現這些聯動信號與視頻監控系統聯動控制，比如聯動視頻彈出、報警聯動錄像、報警聯動監控攝像機預置位調用、電子地圖防區管理等等。

3.5

工程施工方便

采用全網絡，全數字化架構，前端高清網絡數字攝像機只需要考慮網絡接入就可以了，不需要在為視頻線、控制線等繁雜的工序頭疼，減少了故障節點。而且減少了干擾的可能性，強大的網絡功能更方便設備安裝、調試，使整個系統的可靠性和穩定性大為提高。主干光纖網的建設在系統更新換代時還可以重復使用，具有更長的使用有效期。

3.6

應用前景

工廠高清網絡視頻監控解決方案的實施將極大的改善目前類似的行業應用現狀，除去在清晰度上有本質提升外，其全新的網絡化、數字化的架構更為工廠監控的靈活擴展和系統升級提供了保障。高清紅外攝像機、高清一體機、高清智能球機的不斷涌現，為更多復雜的監控場景和應用模式提供了解決依據，高清網絡視頻監控系統在實現了工廠安全防范工作的同時也為生產管理提供了更有力的技術保障手段。主要設備1.130萬高清網絡陣列式紅外攝像機（紅外100米）WS-HW710C2圖像傳感器1/2.5inch500萬像素逐行掃描數字CMOS有效像素2592（水平）×1994（垂直）視頻掃描逐行鏡頭50mm最低照度0.5Lux/F1.2（彩色）/0Lux（紅外開啟）紅外距離10信噪比大于50dB視頻壓縮格式H.264MainProfile@level3.0/MPEG4/MJPEG可選圖像分辨率1920*1080（1080高清）/1280*720（高清）/640*352（VGA)/352*192(CIF)視頻壓縮碼率16Kpbs～8Mpbs視頻幀率1-30幀音頻壓縮格式G.726多碼流可同時支持3路碼流(720P/VGA/CIF)支持協議支持HTTP、TCP/IP、UDP、RTSP等多種協議SD卡本地儲存無字母疊加支持通道名、日期時間、疊加字母用戶可自定義移動偵測支持心跳機制支持手機監視支持可選附件 恒溫護罩、風扇、遮陽罩、光學玻璃、雨刷器3G網絡/WiFiEVDO/WCDMA/TD-SCDMA/WiFi可選電源DC24V/6防水等級IP66工作溫度-10℃～尺寸180（L）×140（W）×71（H）mm重量8042.200萬高清網絡紅外攝像機（紅外50米）WS-DY1127D/50圖像傳感器1/2.5inch500萬像素逐行掃描數字CMOS有效像素2592（水平）×1994（垂直）視頻掃描逐行鏡頭25mm最低照度0.5Lux/F1.2（彩色）/0Lux（紅外開啟）紅外距離5信噪比大于50dB視頻壓縮格式H.264MainProfile@level3.0/MPEG4/MJPEG可選圖像分辨率1920*1080（1080高清）/1280*720（高清）/640*352（VGA)/352*192(CIF)視頻壓縮碼率16Kpbs～8Mpbs視頻幀率1-30幀音頻壓縮格式G.726多碼流可同時支持3路碼流(720P/VGA/CIF)支持協議支持HTTP、TCP/IP、UDP、RTSP等多種協議SD卡本地儲存無字母疊加支持通道名、日期時間、疊加字母用戶可自定義移動偵測支持心跳機制支持手機監視支持3G網絡/WiFiEVDO/WCDMA/TD-SCDMA/WiFi可選電源DC12V/1.5防水等級無工作溫度-10℃～尺寸385（L）×120（W）×135（D）mm重量13.管理服務器的推薦配置產品簡介視頻監控網絡存儲設備是為了能滿足大規模監控系統中視頻（尤其是多發并發視頻）信息長期存儲的需要而開發的，專注于數據存儲產品應用服務的歐迅特存儲公司推出一款特價的入門級IPSAN存儲，為視頻監控行業帶來企業級的存儲能力。作為經濟且用途廣泛的統一存儲平臺，視頻監控存儲設備融合當前最先進的iSCSI、SATA存儲標準和技術，專業的企業級磁盤、功能強大的存儲管理軟件以及模塊化結構為用戶快速、簡便和動態響應不斷變化的容量和性能要求提供了前所未有的靈活性。功能特點*操作系統和應用軟件基于成熟的Linux2.6內核，系統軟件保存在DOM盤中，正常情況下DOM盤處于只讀狀態，只有在配置改變時才會進行寫操作。*2個千兆網絡端口，支持萬兆網卡。支持冗余的多路徑數據傳輸*采用64位雙核CPU，全面發揮設備數據傳輸和處理的卓越功能，提供更大網絡吞吐能力以及更佳網絡容錯性。*自主設計的機箱，環境性能監控（硬盤，溫度監控，風扇檢測和控制，電源檢測）*根據視頻監控數據存儲特性，大容量、不間斷數據讀寫保證；*專業iSCSI方案支持；*極強的兼容性，兼容各種監控平臺軟件。*支持SATA、SAS類別硬盤。單個硬盤最大支持1TB*為視頻監控數據提供容錯保護機制，提高數據的安全可用性，支持RAID0、1、5、10磁盤陣列技術；*視頻監控數據流通過IP網絡存儲到設備，系統存儲擴容方便；*支持硬盤熱插拔功能，更換硬盤時業務不間斷；*多臺設備集中管理，目錄權限管理（提供有效的權限設定，保證數據的安全，使非法用戶無法入侵）*除提供自定義高性能存儲協議外，還可對以下傳統客戶端提供存儲服務：Linux,Unix,Windows,MacOSx

*提供基于WEB的配置管理功能，以及基于RS232的前端配置管理界面，操作簡便和維護成本低*提供了e-mail通告能力（系統運行狀況與錯誤報告）*可以通過級聯構建更大規模存儲網絡，配合內建的集中管理技術，為用戶將來的應用提供了廣闊的擴展空間*可選FCTarget功能，可選FCInitiator功能*系統配置不僅僅保留在flash中，還隱藏保存在陣列中，當系統軟件損壞的時候，更換軟件介質可以迅速從陣列中導出配置*可以根據客戶需求，集成客戶的Linux應用軟件*方便輕松的做到備份（恢復）文檔、操作系統、數據庫等，支持不同的用戶權限設置，支持管理介質服務器。產品參數CPU標配64位雙核CPU內存標配2G內存，支持最大8G網絡接口兩個Intel10/100/1000千兆位以太網接口存儲獨立硬盤支架，支持硬盤熱插拔，防震結構設計，SATA/SATAII/SAS硬盤(×24)最大支持容量36TB預裝軟件基于LinuxEXT3的防病毒操作系統接入視頻路數CIF400路，D1150路回放視頻路數CIF200路，D180路,1080P10路存儲協議專業支持iSCSI附帶軟件快速查找和設置工具(NasNow?)備份軟件（AnyBackup）軟件功能文件系統（日志、ACL、用戶配額管理、操作系統的故障恢復、RAID0,1,5,JBOD,5+1