毕业设计（论文）视频监控系统.doc

浙江工业职业技术学院毕业论文（2012届）视频监控系统学生姓名 学 号 分 院 电气工程分院 专 业 楼宇智能化工程技术 指导教师 完成日期 2012年4月20日 目 录前言4第1章 视频监控系统.51.1视频监控系统发展历程51.2视频监控系统发展方向6第2章 频监控系统设计82.1视频监控系统设计原则.82.2视频监控系统设备选型原则.102.3数字视频监控录像系统.112.4数字视频监控系统的传输.12第3章 闭路监控系统.133.1闭路监控系统组成.133.2硬盘录像机.143.3闭路监控系统供电143.4闭路控制系统.15第4章 控制信号的传输.214.1线材选择.174.2双绞线介绍.174.3常用的控制信号的传输方式.19第5章 主要设备介绍215.1设备介绍.215.2设备清单.22第6章 附图23第7章 视频监控常见的三大问题附解决方案247.1 视频监控传输数据量巨大网络带宽资源不足.247.2 视频监控的海量储存.257.3 视频监控系统的智能化应用.287.4 结论29心得体会.30致谢.32参考文献.33前 言图像视觉信息是人类从客观世界获得信息的主要来源之一，而视频图像实际上就是一系列连续的静态图像，它是对客观事物形象生动的描述，是一种直观且具体的信息表达形式。随着网络、通信和微电子等技术的快速发展和人们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，越来越受到人们的重视。同时，对人身财产安全要求的不断提高，促进了人们对监控系统的需求。过去对一些重要地点的监控是由人的看管来完成，而在现代社会，需要监控的地点越来越多，对监控的要求也越来越高，不仅仅是为了保护财产，还为了保护机密材料，尤其对一些保密性要求较高的单位，监控系统则显得尤为重要。在学校、商场、仓库、银行及一些保密单位，需要对某些关键地点进行长期监控，严防有人非法侵入。现代监控系统的主要作用就是完成对重要场所的监控，在有人侵入时发出报警信号并及时通知值班人员。视频信号含有及其丰富、直观的信息，最符合人们的观察习惯，因此许多先进的监控系统都利用视频信号进行监控，不仅检测灵敏度高，而且便于记录和观察现场信息。然而，传统的视频监控及报警联网系统采用红外线探测器装置，靠感应热能的变化来探测入侵者，将入侵者发出的红外线能量转化为报警控制信号。由于这种系统技术上存在很大局限，大多数只能用于现场监视。联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输，但传输的报警信息简单，不能传输视频图像，因而不能及时准确的了解事发现场的情况。在现实生活中许多场合，特别是像校园、电力等分布式管理的行业，远距离监控是行业管理的必要手段，所以需要一种新的技术来适应社会的需要。数字监控系统就是在这种情况下发展起来的。二十世纪九十年代末，随着计算机技术、图像处理技术、网络技术和多媒体技术的发展普及，数字化监控得到了很大的发展。随着图像处理技术和数字电路技术的发展，图像信号的数字化和处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态检测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。 第1章 视频监控系统1.1视频监控系统发展历程 视频监控技术自从上个世纪80年代进入我国以来，随着安防需求的急剧增长一直在飞速发展，从技术层面上划分，大致经历了三个发展阶段。第一代视频监控系统是以VCR(VideoeassetteReeorders)为代表的传统CCTV系统，系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等构成。第一代系统存在很多明显的缺点，例如维护工作繁琐、无法进行远程访问、无法与其他安防系统(如门禁、周界防护等)有效集成、录像质量随着时间的推移将会下降等。尽管如此在IT技术和网络技术不是非常发达的年代，很多的用户仍然愿意采用这种系统，主要是当时建立一个数字化系统的花费非常高。第二代视频监控系统是以DVR(DigitalVideoReeorder)为代表。DVR使用户可以将模拟的视频信号进行数字化、并存储在电脑硬盘上，数字化存储极大的提高了用户对录像信息的处理能力，用户可以通过DVR控制摄像机的启闭，实现移动侦测功能，也使报警事件以及报警前后信息的搜索变得非常简单。第二代视频监控系统进入市场后的销量增长很快。进入21世纪后，随着网络技术的发展，DVR系统又进一步发展成为具有网络功能的NVR(Netwo盘DVR)系统。与DVR系统相比，NVR系统不但实现了视频信息的数字化存储，还实现了视频档案信息的数字化传播，即NVR可以直接接入到网络中，从而使存储下来的视频信息可以通过网络方便的进行共享。总体上来说，DVR和NVR系统都属于第二代，是半数字化的视频监视系统。第三代视频监控系统是指网络化视频监控系统，又叫IP监控系统。网络化视频监控系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的，它克服了DVR了NVR无法通过网络获取视频信息的缺点，用户可以通过网络中任何一台电脑观看录制和管理实时的视频信息。1.2视频监控系统发展方向 前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统公认的发展方向，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，因此，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，社会将会越来越数字化。视频监控系统的数字化首先应该是信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转化为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，从根本上改变了视频监控系统的信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是集成化的含义。视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念网络多媒体监控系统一般由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成，其核心是网络多媒体监控管理平台。网络多媒体监控管理平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体和自动化技术于一身，是视频、音频、数据和图像一体化的解决方案，兼备网络视频监控、视频会议、视频直播等功能，具有超大规模组网能力，是构建于LAN/Iniemet网络之上、支持多种传输方式的综合多媒体业务管理平台，可广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。第2章 视频监控系统设计2.1视频监控系统设计原则1.应尽量选用目前最先进而成熟的系统，保证在几年内不落后，可以低成本进行硬件扩充和软件升级，最大限度的满足用户目前和今后若干年的系统的功能要求，但也不片面追求先进性、超前性，从而造成投资过大，资源浪费。另一方面，也不片面追求经济实惠，使系统的功能和可靠性降低，使后面的使用成本增加和升级扩充成本增加，造成另一种浪费。在投资费用许可的情况下，系统采用先进的技术和设备，这样既可反映系统所具有的先进水平，又使系统具有强大的发展潜力，使该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。-2.系统最重要的是可靠性，如果系统一旦瘫痪后，其后果是很难想象的，因此系统必须可靠的、连续的运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使故障发生的可能性尽量减少，即使出现故障，也要使影响尽量小，系统的平均无故障工作时间 MTBF>l0000小时。对监控系统来说，内外部的安全性也是很重要的，应该具有密码、多级控制级别、撤设防级别;操作人员权限可分为系统设置、超级用户、一般用户等，各种系统控制、报警时间应该具有记录和共享功能。3.系统应具有可扩展性。可扩展性包括两方面的含义，一是监控系统必须从硬件上进行规模扩充和软件升级，如增加前端摄像头，则尽量不需要大规模的重新布线，中心系统硬件模块式，不必淘汰主要设备，软件平滑升级等;第二是指在该监控系统上叠加其他的子系统，如对讲系统、视听教学系统、可视会议、双向报警控制系统等。采用先进合理的技术来构架系统，使整个系统安全平稳运行。适应科技发展的方向，具有一定的超前性和可扩展性。随着校园安防系统应用时间的增长，以后对安防系统的要求会跟高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利与本次配备的设备共同工作，进一步扩展和提高系统的性能，使该系统在相当长的时间内与科技发展相适应，具有相当的发展潜力。4.本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准和规范，严格遵守各项技术规范，做好系统的标准化设计与施工。5.该监控系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态掌握监视及报警情况。监控系统能大大减小劳动强度，减少设备运行维护人员，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。6.充分利用现有网络，采用开放式架构及标准网络通信协议(TCP/IP)设计，通过局域网络、互联网络联机，可随时监看远程摄像机影像，还可通过网络作远程监视及控制，完全支持跨网段、跨路由的远程网络视频监控环境，避免了重复建设，节省投入资金。7.监管安全是人防、物防紧密结合的结果，所有技术手段都是通过监管人员实施，因此，系统的设计、规划及仪器的配套、选型还需要考虑人体功能学的要求，所有的设备和软件的功能操作方法要求简便、友好，坚持“以人为本”的原则，注重保护监管人员的身体健康。2.2视频监控系统设备选型原则在系统设计和设备选型方面,遵循以下原则:1，先进性，选用设备注重其技术领先,采用实时性强、压缩比高的音视频服务器，彩色高清晰低照度摄像机，既可以保证网上传输占用较小的带宽，又可以保证较高的图像传输质量。2.稳定性，采用成熟稳定的产品，视频采集和编解码设备采用嵌入式产品，应能保证系统7x24小时不间断运行。3.可靠性，具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅，可实行多级操作权限管理，保证统一、规范管理，系统具有自诊断功能。4.标准化，应遵循国内和国际的通用标准。系统采用的产品均要遵循TCP/IP协议和传输标准的要求。5.兼容性应具有很好的兼容性，能与已建成的监控点监控系统很好的融和。6.易用性，可远程调节视频图像质量与带宽占用，可以根据需要调节帧数、分辨率、图像质量等，支持64K-2048KbPs的传输码率，支持多种图像浏览方式。软件系统应基于B/S和C/S架构的组网技术，可以方便灵活的使用。7.实时性，视频延时小于0.55。8.经济性，在确保完成系统功能的前提下，尽可能选择性价比高的产品，降低系统总体造价。2.3数字视频监控录像系统数字录像监控系统是由集成了数字化视频录像技术、数字化视频压缩技术和软件多画面分割器的数字硬盘录像机组成的监控系统，其网络化实时监控功能的实现是系统的重要组成部分。数字监控录像系统是以视频录像为核心，进行视频的采集、处理、传播，同时并存的控制信息也通过网络进行。该方式充分利用了数字视频压缩编码技术部分的取代了传统的视频矩阵图像分割器，其优越性主要表现在以下方面。1.多媒体监控主机综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等众多功能，使系统结构大为简化。2.采用计算机网络技术，使得数字多媒体远程网络监控不受距离限制。3.可以采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器，可以节省大量的磁带介质。4.视频信息以文件方式存储，方便信息查询。2.4数字视频监控系统的传输由前端摄像机摄取的视频电视信号、监听探测器拾取的声音信号、报警探测器发出的报警信号以及主控设备向前端设备传送的控制信号以及供电电源等，都要通过一定的传输媒体进行传送。视频信号传输方式有两大类，一种是用电缆传输的有线方式，有一般同轴电缆、平衡对电缆、光缆、电话线、网络线等;另一种是用超高频、微波、毫米波等进行传输的无线方式网。在一些较复杂的闭路电视监控系统中，可以同时使用多种传输系统。视频信号的各种传输方式的比较见。第3章 闭路监控系统3.1闭路监控系统组成闭路监控系统一般由三部分组成：前端设备、传输部分、后端设备。（1）前端设备前端设备主要包括摄像机、镜头、防护罩、支架、立柱、云台、解码器（也可以归入后端）、变压器、后备电源（也可以归入后端）等。前端设备的合理选型会直接影响到系统的效果，尤其是摄像机的合理配置，要能够因地制宜。（2）传输部分传输部分主要包括视频线、音频线、控制线和电源线。视频线可以选用同轴电缆（距离在1000米以内）或光缆（距离超过1000米），如选用同轴电缆，距离超过350米（大约值），还需要增加视频放大器；如选用光缆，前端设备增加光发射机，后端设备增加光接收机。（3）后端设备后端设备主要包括矩阵、画面处理器、硬盘录像机、普通录像机、监视器、显示器、云台控制器、大型不间断电源，电视墙、操作台等设备。后端画面处理设备可以任选矩阵、画面处理器、硬盘录像机，也可以混排。显示设备最少需要电视墙，也可以电视墙结合显示器，目前出现了新的显示趋势，就是采用DLP 拼接大屏。录像设备目前多采用硬盘录像机，传统的录像带已被逐渐代替。3.2硬盘录像机硬盘录像机将矩阵与多画面处理器切换合为一体，实现了影像的现场全面监视以及影像全部连续记录，存储容量大，时间长，录像资料查询简，便保存方便。监控系统中的硬盘录像机可以采用间歇式视频录像机，它有多种时间间隔录像模式，录像时设有字符信号发生器，可在图像信号上打出/月/日/年/星期/时/分/秒/录像模式，还能在图像上显示出摄像机与报警器的编号与报警方式。使用自动录像周期设定功能，可以对一个星期内每一天的录像模式进行编程。收到报警信号后，录像机就自动进入连续录像状态，在无报警情况下，恢复正常间歇录像模式。此外，录像机还有一个锁定保护键，使非正常指令与操作无效，防止非专业人员与破坏性操作侵犯监视系统。3.3闭路监控系统供电视频监控系统的供电方式有两种。一是集中供电方式，即所有电源都来自一处，摄像机、视频矩阵箱、监视器、数字录像机、控制/管理计算机等设备的电源都由控制室集中供给;二是分布式供电，即摄像机等前端设备在安装位置附近获取电源。由于厂区范围较广，监控的位置分散且距离较远，因此本系统的供电电源为现场供电模式。34闭路控制系统1.视频矩阵切换器对多路视频输入信号和多路视频输出信号进行切换和控制，可以通过电子开关，组成切换矩阵，使任一路输入可切换至任一路输出。设计时应满足必要的视频输入输出容量，并易扩展。一个CCTV系统除主控键盘外，还可根据需要设置分控键盘。在闭路电视监视系统中，摄像机数量与监视器数量的比例在2:1到5:1之间，为了用少量的监视器看多个摄像机，就需要用视频切换器按一定的时序把摄像机的视频信号分配给特定的监视器，这就是通常所说的视频矩阵。切换的方式可以按设定的时间间隔对一组摄像机信号逐个循环切换到某一台监视器的输入端上，也可以在接到某点报警信号后，长时间监视该区域的情况，即只显示一台摄像机信号。切换的控制一般要求和云台、镜头的控制同步，即切换到哪一路图像、就控制哪一路的设备。2.双工多画面视频处理器能把多路视频信号合成一幅图像，达到在一台监视器上同时观看多路摄像机信号。常用的16画面分割器，又称为多画面视频处理器，双工的另一个用途是用一台录像机同时录制多路视频信号，并具有单路回放的功能，即能选择同时录下的多路视频信号的任意一路在监视器上回放。3.多画面分割器将多个画面通过视频数字处理合并成分割状的一个画面，就出现了多画面分割器。现有4画面分割器，9画面分割器，16画面分割器。这样用一台监视器，一台录像机上能同时监看、记录4、9、16个画面，多画面分割器通常分为三类：² 单工画面处理器：单纯监看一个画面，记录分割画面。² 双工画面处理器：在监视单画面、分割画面同时，可以进行记录。² 全双工画面处理器：在监视、记录的同时，可以进行记录信号回放。在大型的闭路电视监视系统中摄像机的数量多达数百个，但监视器的数量受机房面积的限制要远远小于摄像机的数量，而且其数量大多也不利于值班人员全面巡视。为了实现全景监视，即让所有的摄像机信号都能显示在监视器屏幕上，就需要用多画面分割器。这种设备能够把多路视频信号合成为一路输出，进入一台监视器，这样就可在屏幕上同时显示多个画面。分割方式常有4画面、9画面及16画面。使用多画面分割器可在一台监视器上同时观看多路摄像机信号，而且它还可以用一台录像机同时录制多路视频信号。有些较好的多画面分割器还具有单路回放功能，即能选择同时录下的多路信号视频信号的任意一路在监视器上满屏放像。第4章的传输4.1线材选择视频监控系统中常用的是电源线、视/音频线和控制线。视频线应根据视频信号的传输距离和环境情况来选择相应线径和规格的视频线，这是由于视频线直接影响视频图像的观看效果，否则再好的摄像机如果没有好的传输介质的配合也体现不出应有的效果。监控系统中常用的SYV75-5视频线的彩色信号传输距离在300m左右，超过这一距离可能会造成视频信号的衰减，甚至造成图像失色、叠加的字符抖动等现象，这会直接导致后期调试工作量的加大，甚至需要更换和增加设备来解决。对于控制线来说，现在市面上的周界报警监控设备多使用RS485的通信方式，因此控制线一般采用双绞屏蔽线，但一般 RVVPZ*0.5/0.75/l.0等较常用，屏蔽层单端接地，抗干扰能力较强，特别是现场情况比较复杂的地区必须要用屏蔽线，否则很容易对控制总线上的设备造成影响甚至损坏。4.2双绞线双绞线的使用由来已久，在很多工业控制系统中和干扰较大的场所以及距离较远的传输中都使用了双绞线，今天广泛使用的局域网也是使用双绞线对。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、布线容易、价格低廉，而且经过放大补偿传输距离远等许多优点。双绞线对信号也存在着较大的衰减，视频信号如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，只能传输5060米。所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，全自动双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对全自动双绞线视频收发设备后，可以将图像传输到lm一1.8km。双绞线和全自动双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。双绞线进行较远距离传输具有以下明显的优势:(1)传输距离远、传输质量高。由于在全自动双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图像的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图像信号失真较小。(2)布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。另外，楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线，即使是重新布线，5类缆也比同轴缆和光纤容易。此外，一根5类缆线内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号或其它信号，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。(3)抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，.即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图像信号。而且，使用一根缆线内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。(4)可靠性高、使用方便。利用双绞线传输视频信号，在前端要接入UTP信号转换设备，在控制中心要接入全自动双绞线视频传输设备。这种双绞线传输设备价格便宜，使用起来也很简单，即插即用，无需专业知识，也无需其他的操作，一次安装，长期稳定工作。(5)价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。4.3常用的控制信号的传输方式1.控制中心直接把控制量送入被控设备的直接控制方式，这种方式简单、直观、容易实现，在现场设备较少，主机是手动控制时适合选用，但在被控制的云台、镜头数量多时，控制线缆数量多，线路复杂，因此在大系统中不采用。2.控制中心把控制命令编成二进制或其他方式的并行码，由多线传送到现场的控制设备，由它转换成控制量来对现场摄像设备进行控制的多线编码的间接控制方式。这种方式比直接控制方式用线少，在近距离控制中常采用。3.规模较大的电视监控系统大多采用串行编码的间接控制，它单根线路就能传送多路控制信号，可节约线路费用，在没有中继的情况下通信距离可达1km以上，在有中继的情况下可达10km以上。4.控制信号和视频信号复用一条电缆的同轴视控传输方式，这种方式不需要另铺设控制电缆。它可以通过频率分割(把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内，同视频信号一起传送，到现场后再把它们分解开)或利用视频信号场消隐期间传送控制信号。这种方法在短距离传送时明显比其他方法好，但设备的价格较昂贵。传输部分是系统图像的信号通道，其主要传输的内容是图像信号、声音和控制信号。监控现场和控制中心是有一定距离的，前端设备到控制中心需要传输图像信号，从控制中心要传送控制信号到前端设备，因此传输系统所承担的传输任务包括视频信号和控制信号的传输，传输系统包括所用的线路介质和收发设备，有时收发设备会集成在其他的一些设备中。对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声、失真，保证原始图像信号的清晰度和灰度等级没有明显下降。从表面看，传输部分只是一些线路，但线路直接影响着信号的传输距离和质量，在设计过程中应满足路由短截、安全可靠、施工维护方便;要能避开恶劣环境条件或易使管线损伤的地段;与其他管线障碍物不宜交叉跨越。第5章 主要设备介绍5.1设备介绍1.圣普力SAP-1000BD-2多媒体控制键盘SAPLING矩阵切换/控制键盘是现今世界上最先进的功能型键盘，具 RS232控制(双向通讯)，可控制512设备终端(如:解码器、智能球、画面处理器、录像机等)，精美的带有创新设计的台式或膝式键盘，它与SAPLING矩阵切换/控制系统兼容。该视频控制站可以轻松进入视频图像切换功能，从基本摄像机的监视器选择到最先进的自动控制。四维变速杆可控制匀速或变速云台和球形摄像机，使用按键可控制透镜的聚焦、变焦和光圈，还有一些按键可进行摄像机与监视器的切换分配以及进行一些特殊的功能，例如预置、进行模式、顺序、成组切换、巡视及报警等。LCD可显示当前选择的摄像机，监视器及站点，还可看到键盘输入的数字以及显示系统的提示信息。2.圣普力SAP800-585LcsP-26CB一体化型高速球型摄像机高强度双层铝合金精铸上罩，耐高温、抗腐蚀;进口亚克力球罩，透光率高，图像无失真;OSD英文屏幕菜单功能，可显示预置位标题、摄像机地址等;可选择多区域屏蔽功能，6条可编程巡航轨迹，具有自学习功能，128个预置位;集成多协议、波特率可选;采用AC24V电源时可实现外同步。3.EVSISIONEV-730VC红外摄像机集摄像机、防护罩、镜头、红外线灯于一体;抗干扰功能强大、图像显示效果稳定;环境变化自动控制功能;真正的24小时全天候监控;自带支架、镜头、安装简易;全黑环境设计，自动感应红外线防水功能;高品质、高清晰度、低功耗;采用世界最先进数字信号处理(DSP)提供更好的画面质量和更先进的功。5.2设备清单设备名称单位数量型号品牌一体化型高速球型摄像机台6SAP800-585LcsP-26CB圣 普 力红外摄像机台4EVSISIONEV-730VC圣 普 力第六章附图第7章视频监控常见的三大问题附解决方案7.1视频监控传输数据量巨大网络带宽资源不足     网络带宽是影响视频监控的瓶颈之一，在现有IP资源和网络基础的条件下，带宽永远是制约网络视频监控向前发展的最主要因素。随着网络视频监控产品图像清晰度的不断优化，监控系统传输视频流所需的带宽环境也越来越严格：图像越清晰，传输视频流所需的带宽条件也就越高。    因此，网络承载监控资源的压力必然越来越大，甚至解码设备的性能也面临巨大挑战，尤其是高清监控即将兴起应用之际，国内、国外大的安防企业都在为如何解决带宽环境这一问题付出努力。比如：对前端视频采用更为高效的压缩格式，国外从MPEG-1到MPEG-4，国内则从H.261发展到现在的主流H.264，每种压缩格式的进步都将压缩效率提升了好几个倍基数。正是在这种情况下，视频监控系统的双码流技术应运而生，并已成普及趋势。    解决方案：双码流技术如何解决网络带宽问题    双码流，顾名思义，即监控系统将同一视频源编出两路视频码流，这两路视频码流可以是同一视频分辨率的，也可以是高低不同的视频分辨率，这样，在使用时，系统可以根据用户需求而分配相应的视频码流，从而降低带宽压力，有效优化网络带宽环境。    双码流采用一路高码率的码流用于本地高清存储，例如QCIF/CIF/D1编码，一路低码率的码流用于网络传输，例如QCIF/CIF编码，同时兼顾本地存储和远程网络传输。双码流能实现本地传输和远程传输两种不同的带宽码流需要，本地传输采用高码流可以获得更高的高清录像存储，远程传输采用较低的码流以适应CDMA/ADSL等各种网络而获得更高的图像流畅度。    双码流在现有网络瓶颈下兼顾了图象质量和传输质量，可以突破网络瓶颈，根据网络带宽灵活选择码流格式，达到本地高清存储，同时后端低码流网络传输。实际上，双码流是对网络视频监控的一次提速，这种创造性地将双码流拓宽应用，实现任意码流格式选择编码技术，使大规模的视频监控系统中成百上千台摄像机产生海量的视频、音频、存储、报警以及管理数据，能在用户所能获得的网络资源有限的情况下，得已确保传输系统的稳定运行。    实际上，采用低码率的码流观看监控画面，已经完全能够满足监控的需要。当用户需要回放和调用之前的录像，就可以到本地存储主机上观看高清晰、高质量的画面，这样既能监控，又能在发现问题后分析问题的出处。 7.2视频监控的海量储存    监控系统是业务应用的前沿，而先进、稳定的数字化存储系统是整个业务应用的基础支持平台，有了可靠、先进的存储管理系统，整个监控业务数据才能够被良好保存，并可进行方便的查询与利用。因此，在数字监控录像的基础上，建立先进的监控数据海量存储系统是当前监控系统数字化、网络化发展的必然趋势。但是作为其海量存储的载体存储系统却往往由于性能、价格、兼容性等多方面因素成为困扰安防厂商的一个难题。    在视频监控系统中，常用的视频监控存储类型一般分为DVR存储、编码直连存储以及集中存储。DVR存储可以挂载多块硬盘，但这样应用会造成系统负荷增加，故障率提高，同时，由于数据没有必要的保护措施，经常会由于硬盘损坏造成数据丢失。编码直连存储，主要有两种方式：一是通过编码器上自带的USB接口连接USB硬盘，另一种则是在中心配置NAS(网络附加存储)，为前端的编码器提供文件级存储空间，并共享给中心平台以备调用。采用USB硬盘的方式，由于硬盘无法长期在野外工作，所以很少被使用；而采用NAS附加的方式，可以同时支持多个主机端同时进行读写，具备非常优秀的共享性能和扩展能力；同时NAS可以应用在复杂的网络环境中，部署也非常灵活。但是由于NAS采用CIF/NFS协议进行数据的文件级传输，所以网络开销非常大，特别是在写入数据时带宽的利用率一般只有20%-40%之间，这就对传输网络造成极大的压力。所以目前NAS一般应用于小型的网络数字视频监控系统中或者只是用于部分数据的共享存储。    集中存储。在大型项目中，一般都会采用集中存储的方式，进行监控数据的存放。在集中存储系统中，一般选用SAN架构。SAN提供一个专用的、高可靠性的存储网络，允许独立地增加它们的存储容量，也使得管理及集中控制(特别是对于全部存储设备都集中在一起的时候)更加简化。正是由于这些特点，SAN架构特别适合于大型网络数字视频监控系统的存储应用，可以应对上千、上万个前端监控点的存储。目前SAN主要分为FC-SAN(光纤存储区域网络)和IP-SAN(以太网存储区域网络)。它们之间的区别是连接线路以及使用数据传输协议的不同。虽然FC-SAN由于采用专用协议可以保证传输时更加稳定、高效，但其部署方式、构建成本均较之IP-SAN高出很多，所以目前在大型网络数字视频监控系统中更多采用的是IP-SAN架构。    但随着存储应用规模的扩大，采用通用存储设备，特别是服务器架构的存储设备带来的问题也日益明显。主要表现在以下几个方面：    成本激增    在大型项目中，前端图像信息采集点过多，单台服务器承载量有限，就造成需要配置几十台，甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加。磁盘碎片问题    由于视频监控系统往往采用回滚写入方式，这种无序的频繁读写操作，导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加，将严重的影响整体存储系统的读写性能，甚至导致存储系统被锁定为只读，而无法写入新的视频数据。    性能问题    由于数据量的激增，视频数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据，甚至是几百TB的数据，在索引时往往需要花上几分钟的时间。     应该说近几年，随着安防产业的蓬勃发展，国内的存储厂商也大都搭上了监控存储的列车。但是目前而言，监控存储设备还存在着很多问题，有待于安防企业的解决。7.3视频监控系统的智能化应用    就目前情况而言，监控网络缺乏智能技术应用。与大型视频监控系统联动的城市应急系统是解决治安，防灾问题的关键之一，须建立完善可靠的智能联动指挥系统。如何将基于公安业务的智能化指挥管理与基于监控业务的安防系统紧密结合是目前城市安防系统的难点。这需要较高水平的系统智能化。目前，视频监控网络的图像内容分析仍需依靠人工实时观看、手动调阅。随着监控网络规模的扩大，视频数据海量增长，图像监看和调阅占用的人员很大，成为制约充分发挥视频监控网络效能的瓶颈。从海量的监控视频中获取有用的信息或者情报越来越困难。从实际应用的角度考虑，信息应该是可以被检索和查询的，而当前对监控视频的应用大多只是对监控场景的再现和回放，难以满足用户信息化应用的需求。    大型视频监控系统建成后，其运行成本也是很高的。我曾听说过一个派出所建成小型监控系统后，一年的电费就要1万元，感觉到压力很大.而大型视频监控系的运行费用中电费只占很小一部分，更多的是通信、设备维护及更新费用。由于监控设备大多是24小时连续运行，使用人员水平不齐，设备维护更新周期较短，所需费用较多，因此系统的方案应综合考虑建设费用与运行费用以利于系统长期运行。开辟大型视频监控系统的多领域应用则是发展趋势和必然，灵活运用人脸识别、车牌识别，流量统计、轨迹跟踪，行为分析，图像检索等智能化视频处理技术，有效扩展系统的防治能力和多用途应用，开辟广泛的收入来源，这也是其长期稳定运行所需要的。7.4结论    近几年，视频监控成为安防产业发展的主力军，越来越多的厂商搭上了视频监控的列车。目前在视频监控领域，发展趋势呈现出网络化、高清化、智能化，势必于用户之间存在一些问题。但是视频监控技术没有上线，我们可以坚信随着国内视频监控厂商对于监控系统理解的加深，一定会提出完善的解决方案，发展道路将会越走越好。心得体会这算是对这个大学的最后一堂课吧。地点不同了，需要我们在校外独立完成，其中的纪念意义要比现实意义大，我是这样认为的。所以为了给我的学生生涯化一个完美的句号，我非常重视这次的任务，很认真的去做它。我通过复习相关的课程，去图书馆查看相关的资料，去电子阅览室找资料，阅读了大量有关监控系统的材料，了解这个方向的发展历程，发展前景和有关的技术。闭路电视监控系统（CCTV）是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，可以把被监视场所的情况一目了然。同时，电视监控系统还可以与防盗报警系统等其它安全技术防范体系联动运行，使其防范能力更加强大。闭路电视监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，并已成为人们在