數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在車輛制造商的主要車間、車間、通用商用車等重要崗位和重要崗位的及線、調(diào)試站、物流庫等重要崗位，應(yīng)設(shè)立視頻監(jiān)控檢測系統(tǒng)。提供重要設(shè)備和重要現(xiàn)場的實時圖像，以直觀、快速地向相關(guān)部門發(fā)送，不僅可以提高工作效率，而且可以提高科學規(guī)劃、指揮和管理的現(xiàn)代化水平。同時，它可以大大減少相關(guān)人員的工作量。2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成視頻控制系統(tǒng)通常由前端攝像設(shè)備、視頻及控制信號傳輸網(wǎng)絡(luò)和控制中心等部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示2.1《評估》放射線集內(nèi)部分前端攝像設(shè)備是整個工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集部分,主要包括攝像機及護罩、云臺及支架、解碼器和線路等。攝像機、護罩、云臺和支架構(gòu)成了監(jiān)控系統(tǒng)的探頭,是監(jiān)控系統(tǒng)的視覺部分。2.2電纜電纜組成視頻及控制信號傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由光端機、光纜、視頻同軸電纜、控制電纜和電源電纜等組成。為滿足控制中心與前端攝像設(shè)備遠距離通信的要求,可采用單模光端機和光纜,完成視頻信號和控制信號的傳輸。2.3控制中心設(shè)備組成控制中心完成對圖像信號的接收、切換、記錄和顯示,對攝像機及輔助部件的控制等功能。控制中心設(shè)備主要由矩陣主機、視頻分配器、錄像監(jiān)控機、控制碼轉(zhuǎn)換器、控制碼分配器、控制碼混合器、操作控制鍵盤、等離子屏等組成。控制中心通常采用工業(yè)級計算機和視頻監(jiān)控管理軟件管理和監(jiān)控所有監(jiān)視現(xiàn)場,并能通過其網(wǎng)絡(luò)適配器與局域網(wǎng)和因特網(wǎng)連接。3工程應(yīng)用設(shè)計3.1確立模擬視頻和數(shù)字視頻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)基于以上原理,結(jié)合當前視頻監(jiān)控設(shè)備的技術(shù)狀況和機車車輛企業(yè)的特點,確定系統(tǒng)采用模擬視頻和數(shù)字視頻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)可以為監(jiān)控中心提供高質(zhì)量的模擬視頻,為網(wǎng)絡(luò)用戶提供高質(zhì)量、低延時的數(shù)字視頻和簡便的訪問手段。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示。3.2光端機的設(shè)置按照廠區(qū)的物理布局,前端攝像機采集的圖像分別采用同軸電纜和光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。使用同軸電纜傳輸?shù)膮^(qū)域包括:靠近生產(chǎn)調(diào)度中心的轉(zhuǎn)向架(組裝)廠和總裝廠的一部分。該區(qū)與控制中心的距離較近,同軸電纜即可滿足傳輸要求,又可降低成本。其他廠區(qū)由于與控制中心距離較遠,傳輸途中會有干擾信號,因此采用光纖作為主干傳輸。由于不同區(qū)域視頻采集點的個數(shù)設(shè)置不同,對于離散的單個攝像機使用1路視頻光端機,相近的2個攝像機2路視頻光端機,多個相近的攝像機使用4到8路視頻光端機。光端機的設(shè)置要充分考慮系統(tǒng)的可擴展性,要有一定的預(yù)留。視頻通過同軸電纜和光端機傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后,首先接入視頻分配/字符疊加器。字符疊加器的功能是為每路視頻疊加中心位置等信息,以方便用戶使用視頻。視頻分配的目的是把1路視頻分配成多路,分別接入視頻矩陣和硬盤錄像機。視頻矩陣的功能是對輸入視頻進行切換和攝像機控制,用戶可以使用矩陣鍵盤完成切換和控制功能。視頻矩陣的輸出分別提供給電視墻和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器以及其他視頻處理設(shè)備。通過視頻矩陣配置軟件,用戶可以定義攝像機分組、輪詢、預(yù)置位等多種功能,可以在電視墻上實現(xiàn)多種形式的圖像顯示。硬盤錄像機用來實時把圖像記錄到硬盤,提供一段時間的存儲,并且可以提供在本機和使用網(wǎng)絡(luò)軟件進行檢索和回放的功能。網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器的功能是把模擬視頻數(shù)字化成MPEG碼流并傳輸?shù)接嬎銠C網(wǎng)絡(luò)上,為全廠不同部門、不同辦公室的各級領(lǐng)導(dǎo)和工作人員提供計算機桌面視頻,并且系統(tǒng)具有權(quán)限鑒別、優(yōu)先級控制等功能,根據(jù)用戶的權(quán)限和優(yōu)先級自動分配編碼器資源。授權(quán)用戶除了可以在計算機上使用IE瀏覽器觀看視頻圖像外,還可以隨意選擇權(quán)限內(nèi)的攝像機進行切換和云臺、鏡頭等控制。4系統(tǒng)的功能和性能4.1監(jiān)控錄像控制tilt/東南角系統(tǒng)可以對主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)、重要設(shè)備及關(guān)鍵場合等進行全天候監(jiān)視和對前端設(shè)備的PTZ(Pan/Tilt/Zoom)控制。通過安裝在監(jiān)控中心的電視墻,監(jiān)管人員可以根據(jù)需要,手動或自動切換來自本系統(tǒng)的監(jiān)控點位圖像;硬盤錄像機對所有監(jiān)控點圖像進行實時錄像。用戶可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上其他用戶的使用需求,將監(jiān)控視頻圖像傳給視頻編碼器進行數(shù)字化處理,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩舻腜C機。4.2前端攝像機監(jiān)控可根據(jù)需要在矩陣主機中預(yù)先編程設(shè)置,通過矩陣主機強大的宏命令功能,可編程為單個或者多個前端攝像機包括預(yù)置位、自動巡視等多種監(jiān)控方式。在計算機屏幕上可同時顯示1個、4個、9個或16個攝像機的圖像,畫面格式可選,并可對其圖像進行凍結(jié)、放大、縮小等操作。4.3視頻傳輸和存儲4.3.1矩陣切換視頻顯示模擬視頻信號采用同軸電纜和光纖傳輸,具體完成將攝像機圖像傳送到矩陣及矩陣切換視頻圖像到電視墻上的顯示。模擬視頻圖像傳輸距離在300m以下,采用SYV75-5同軸電纜4.3.2數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)數(shù)字視頻通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行傳輸,根據(jù)不同的需求和計算機網(wǎng)絡(luò)采用的具體設(shè)備,可以采用組播或單播方式傳輸數(shù)字視頻流。為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬,可考慮采用組播方式進行傳輸。4.3.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字存儲方式,將所有圖像傳輸?shù)接脖P錄像機,將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,保存在硬盤錄像機上。硬盤錄像機輸出配有網(wǎng)絡(luò)接口和視頻BNC輸出口,可實現(xiàn)在計算機上和電視墻監(jiān)視器上回放錄像。硬盤錄像機網(wǎng)絡(luò)接口直接連到本地網(wǎng)絡(luò)交換機上,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻錄像;硬盤錄像機的視頻BNC輸出口可通過同軸電纜與本地矩陣輸入口連接,將錄像傳送給矩陣,矩陣切換錄像到本地電視墻監(jiān)視器上顯示。4.4用戶管理系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)視頻播放,系統(tǒng)實現(xiàn)整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻資源的動態(tài)分配、動態(tài)回收、視頻資源權(quán)限分配等功能。基于Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)的用戶管理系統(tǒng),可進行用戶的注冊,權(quán)限分配等管理,分配的對象可以是用戶、攝像頭。權(quán)限管理采用網(wǎng)絡(luò)權(quán)限管理模式,可以對某個視頻進行權(quán)限分配,用戶只能觀看到權(quán)限范圍內(nèi)的視頻。4.5視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機的設(shè)置系統(tǒng)可以與消防、安防報警系統(tǒng)聯(lián)動。根據(jù)