多级远程监控系统技术白皮书.pdf

SmartEye 多级远程监控系统 SmartEye 多级远程监控系统 技术白皮书（技术白皮书（V2.0）） 0512211、远程监控开发背景：、远程监控开发背景： 数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统 在人类感官接受的各种信息中约有 80%来自视觉视频、图像是对客观事物形象、生动的描述，是直观而具体的信息表达形式，是人类最重要的信息载体特别是在今天的信息社会，随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的青睐，监控产品也正经历着从模拟化向数字化、网络化的革命 数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外， 还具有远程视频传输与回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能与数字视频监控系统相关的主要技术有视频数据压缩，视频的分析与理解，视频流的传输与回放和视频数据的存储 （视频是在时间上近似连续的图像序列在数字图像处理中，把照片这类单幅的图像称为静态图像（简称图像） ，而把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频 ） 视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。

在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展， 人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于 PC 机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视神州数码开发的 SmartEye 多级远程监控系统是第三代视频监控的代表产品之一 2、系统概述及拓扑图 2、系统概述及拓扑图 神码 SmartEye 多级远程监控系统是一套集成了监控、 报警的监控系统软件它结合了现代视频技术、网络通讯技术、计算机控制技术、流媒体传输技术的综合解决方案，它包含了用户在提供了强大的、灵活的组网和应用能力 图 1 神码 SmartEye 多级监控系统拓扑结构 如图 1 所示是神码 SmartEye 多级远程监控系统的拓扑结构图，是一个典型的多级监控系统的图例。

系统通过多级服务器级联完成监控、报警功能 3、系统组成和工作原理 3、系统组成和工作原理 神码 SmartEye 多级远程监控系统是由前端信号采集模块、中心管理模块和客户控制浏览模块组成的前端信号采集模块包括采用神码 SmartEye 系列采集工作站、网络视频编码器采集工作站、网络视频编码器；客户控制浏览模块包括总控工作站和数字矩阵；总控工作站和数字矩阵；中心管理模块包括监控服务器和备份存储单元 监控服务器和备份存储单元 前端采集模块是采集工作站和网络视频编码器通过网络将音视频信号和报警信号传到中心管理模块，客户浏览控制模块再通过网络从中心管理模块上调用数据并且通过网络将控制信息传回前端，以便控制和解除警报 图 2 神码 SmartEye 多级远程监控系统的工作原理图 3.1 前端采集模块3.1 前端采集模块 3.1.1 采集工作站 3.1.1 采集工作站 神码 SmartEye DC-1016 系列采集工作站采用 Windows 平台和强大的 Intel处理器，具有数字图像监控采集、压缩、存储、传输、防盗报警监控管理、远程控制等功能，从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并有效降低了使用难度。

前端摄像机采集下来的模拟信号通过线缆传到采集工作站， 采集工作站通过采集卡上面压缩芯片将模拟信号转换成数字信号； 采集工作站可以将采集下来的数字信号存储在本地，也可以将数字信号传输到网络中方便远程浏览存储；采集工作站可以进行布警、报警可以接收中心管理模块转发来的控制信息，进行对云台、镜头、灯光、雨刷的控制工作流程如下图 3.1.2 网络视频编码器（NVE） 3.1.2 网络视频编码器（NVE） 神码 SmartEye DC-6000 系列网络视频编码器采用嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）和嵌入式处理器，具有视频信号和音频信号的 H.264 硬件同步压缩功能，压缩码流通过网络进行传输，通过网络可进行实时视频和音频预览，也可发送报警信号和接收控制信号，支持流协议（RTP/RTCP、RTSP） 、支持 IE 浏览、支持双向语音对讲、多种语言支持等功能 神码 NVE 采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统， 使该系统比其它产品具有更好的稳定性、可靠性和易维护性，可以有效防止病毒 前端摄像机采集下来的模拟信号通过线缆传到视频编码器， 视频编码器通过采集芯片将模拟信号转换成数字信号； 视频编码器可以将数字视频信号传输到网络中方便远程浏览存储；视频编码器可以进行布警、报警。

可以接收中心管理模块转发来的控制信息，进行对云台、镜头、灯光、雨刷的控制工作流程如下图 3.2 客户控制浏览模块3.2 客户控制浏览模块 3.2.1 总控工作站 3.2.1 总控工作站 神码 SmartEye 系列总控工作站采用 Windows 平台和强大的 Intel 处理器， 具有同屏监看控制前端采集模块、轮巡监视、矩阵控制、电子地图、告警、连接消防主机等功能总控工作站的各种数据均是从中心管理模块上获取，SmartEyeServer 主要负责数据收集、存储、转发，总控工作站负责数据的处理和可视化显示SmartEyeServer 将前端模块的数字视频信号和报警信号收集和存储，并将信号源通过网络转发到客户浏览控制模块； SmartEyeServer 会把从客户浏览控制模块发回的控制指令通过网络转发给前端采集模块，完成控制功能 总控工作站可以对前端视频图像进行轮巡监控，方便监视所有前端实况；有电子地图功能，可以方便知道前端位置，并且快速知道报警地点，对报警作出动作；可以对矩阵进行完全控制，并可以在总控工作站上直接接键盘进行操作 3.2.2 数字矩阵 3.2.2 数字矩阵 数字矩阵是简化版的总控工作站，与总控的差别是：数字矩阵可以将数字信号转换成模拟信号并输出到彩色监视器和大屏上； 总控工作站比数字矩阵多了远程配置管理功能。

多系统结合于一体：即硬盘录像机与矩阵系统合二为一体在硬盘录像机的基础上实现矩阵输出功能，既可实现硬盘录像机的所有功能（录像、回放、报警上传、 云台控制等） ， 亦可实现数字矩阵输出， 所有的操作可以在 PC 机平台实现，每路矩阵输出都可以多窗口分割显示，支持单路、画中画、4 路、9 路、16 路画面等多画面切换显示可自由组合各视频输出方案，可以自行设置自动切换时间间隔（单位秒） ，可大大降低成本、安装、调试方便、集成度高、稳定性强、后期维护成本低等优点其缺点为不可以接收其它网点的视频信号，只可以对本网点上的视频信号进行处理，不适用网点多的场合对多网点的视频信号可以采用数字矩阵终端方式，通过虚拟矩阵方式解决上千个网点的视频信号输出 数字矩阵终端系统：若要使用数字矩阵终端工作，就需要两套系统，一套为数字硬盘录像机（可多台） ，一套为矩阵系统，此种方案虽然计算机硬件成本将提高，但功能强大、配置灵活，基于网络或文件组成大型的虚拟矩阵的硬件解码平台，使机子整体性能、稳定性与灵活性将提高，可实现录像、回放、云台控制等功能，可以联接各网点的视频信号（包括广域网点） ，使之都可以在监视器上显示，以便监控。

如下图 3.3 中心管理模块3.3 中心管理模块 3.3.1 监控服务器 3.3.1 监控服务器 神码 SmartEye DC-9000 系列监控服务器采用更为安全的 Linux 操作系统 经过多年多级远程监控系统的设计和实施实践，我们认识到前端机（Producer/NVE)对于构建简单的小型远程监控系统还可以满足要求；但是对于构建多级的远程监控体系，仅靠前端机难于灵活地搭建整个体系，神州数码设计开发了“监控服务器(SmartEyeServer，以下简称 MS)” MS 是神码 SmartEye 多级监控体系的基本组件之一，完成用户管理、权限管理、视频流单播/组播转发、集中存储、资料查询等工作 前端采集模块将数字视频信号、 音频信号、 报警信号传输到指定监控服务器，监控服务器将数据存储记录下来，并将信息转发到网络中；客户浏览控制模块从网络中获取相应信息，并回馈回控制信息到网络中；监控服务器获取到控制信号通过网络转发到前端采集模块 4、系统功能和特点 4、系统功能和特点 SmartEye 多级远程监控系统是一套集成了监控系统、报警系统的监控系统软件 系统功能系统功能 监视系统功能 监视系统功能 视音频采集视音频采集：在保证实时性和图像质量的前提下，由于采用成熟的 MPEG4/H.264图像解码技术能够传输高清晰的图像，图像可达到 4/8/12/16 路同步视音频采集、压缩、存储、网络传输、播放,标准分辨率 352×288 最高清晰度可达 704×576 实时，传输速率可以在 1－25 帧/秒间根据网络情况自适应变化；每路每小时只需 60～180M 硬盘空间（包括视音频） ，网络传输所需带宽 10K～2M 可调。

字符叠加字符叠加：可在每个每路图像上，叠加地点名称和时间 同屏 /全屏显示同屏 /全屏显示：监控图像可以按照 1/4/9/16 画面同屏幕显示现场图像图像可全屏显示 移动侦测移动侦测：可选定固定的监控区域，自动识别并可联动报警识别的灵敏度可任意调节 预置位功能预置位功能：系统可控制高速球机预置位定义、存储和调用，快捷的实现多地点远程控制 轮巡监视轮巡监视： 系统具备视频自动巡视功能， 在可设定的间隔时间内对全部前端监控点进行图像巡查，参与巡查对象可以任意选定 录像策略录像策略：系统提供定时录像、报警录像、手动录像和移动侦测录像四种录像策略 录像存储录像存储：提供本地存储及远程服务器存储，并可设定压缩率、帧速、文件保存时间和最小磁盘剩余空间， 如保存时间到期或可用磁盘空间小于最小剩余空间则删除最老的文件 录像检索录像检索：录像记录可在所有监控终端上以具检索权限的用户名登录后进行检索，录像检索可根据不同查询条件如日期、监控地点和报警类型检索录像记录 录像回放录像回放： 检索到的图像记录可以实际尺寸或全屏方式回放， 播放速度速度可以按照正常、快速、慢速回放 图像抓拍图像抓拍: 可对任意一路直播视频进行图像抓拍。

语音对讲语音对讲：系统可支持中心调度中心与分站、前端交互点的语音对讲功能可调节音量大小，设定监听和对讲功能的开启和停止 电视墙电视墙：中心提供解码服务器，可将前端视频压缩图像还原成模拟信号，输出到中心监控室的电视墙上 电子地图功能 电子地图功能 电子地图电子地图：方便察看各监控现场，直观显示各级地图，用户可以在示意图上直接点击摄像机、报警器等图标，观看该摄像机的图像，查看报警器状况，有多级地图，分层次显示，并可自动弹出报警现场地图 控制系统功能 控制系统功能 通道控制通道控制: 打开或断开视频，打开或断开音频，启动或停止通道录像 云镜控制云镜控制：支持镜头的光圈、变焦、聚焦三可变控制；支持云台的全方位控制；在监控工作站和网络分控终端均可进行控制；支持多种解码器协议 灯光控制灯光控制：远程控制现场的灯光、雨刷或者其他继电器设备 矩阵控制矩阵控制：兼容 PECLO 矩阵联网控制 控制权限控制权限：用户控制器权限分为 0-8 个控制优先级，当对同一镜头控制时，高权限用户具有优先控制权 报警系统功能 报警系统功能 报警类型报警类型:支持视频遮挡报警、视频信号。