网络视频监控系统现状和发展趋势_信师国

网络与通信

2010年第1期23

网络视频监控系统现状和发展趋势

信师国* 刘庆磊 刘全宾

X I N Shi -guo LIU Q ing -lei LIU Q uan -b i n doi :10.3969/j .issn.1672-9528.2010.0.005

摘 要 本文描述了视频监控系统发展历程、现状、系统架构、功能特点,并结合G S M 网络提出移动视频监控系统的

系统架构、结合IPV 6技术提出基于I PV 6的监控系统、同时介绍了视频监控在数字家庭网络中的应用趋势。

关键词 视频监控 G S M IPV 6

*中国联通有限公司济南分公司 250002

随着社会的进步,视频监控越来越被广泛地应用到各个领域,视频监控系统也随之经历了三个时

代。第一代:模拟时代,视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输,并由控制主机进行模拟处理。第二代:半数字时代,视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输,由多媒体控制主机或硬盘录像主机(DVR)进行数字处理与存贮。第三代:全数字时代,视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号,并以网络为传输媒介,基于国际通用的TCP /I P 协议,采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输,并通过设在网上的网络虚拟(数字)矩阵控制主机,来实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、控制等功能。此外报警、门禁、巡更等前端设备输出的数字信号也可转换后通过网络进行传输并在同一平台上进行管理和控制。1 网络视频监控系统现状

现有的网络视频监控系统一般是由中心管理平台、前端设备、客户端和传输网络组成。具体如下。1.1 系统的逻辑结构

视频监控系统由支撑系统(BSS)、中心管理平台、前端设备及客户端构成。其中:中心管理平台主要实现信令控制、媒体交换、业务管理、用户管理、设备管理、网络管理、认证鉴权以及用户的计费、营业、统计分析等方面的功能。监控中心由中心管理单元(C MU )、媒体分发单元(MDU )、媒体存储单元(M S U )、业务管理单元(SMU )构成。

C MU 、MDU 和MSU 共同完成媒体信令控制、协议转换、媒体调度、存储、分发等功能。S MU 主要完成业务管理、用户管理、设备管理、网络管理、认证鉴权等方面的功能。并通过相应接口与BSS 交互相应的信息。

前端设备(PU )负责在C MU 的控制下使用摄像

机采集视频流、使用麦克风采集音频流、使用控制口采集报警信息、

对摄像机云台镜头进行操作。

监控客户端(C U )负责将PU 采集到的视频流、音频流、报警信息提交给监控用户,并根据监控用户要求操纵PU 设备,如云台、镜头等。CU 可再细分为集中式监控客户端(如电视墙)、单监控客户端(如电脑的I E 终端)。

系统的逻辑结构如图1所示:

图1

1.2 系统的构成说明

整个联网系统由四大部分组成:中心管理平台、前端单元(P U )、客户端单元(CU )和传输网络。

前端单元:前端监控点负责现场视音频、报警信号的收集和各种监控外围设备的控制,具体分为:视频监控设备(视频服务器、网络摄像机、硬盘录像机、摄像机和相关配套设备),报警设备和各种传感设备,其它数据采集设备等。

如图2所示,摄像机的视频信号通过视频线缆输入到视频服务器,而视频服务器通过自身具有的RS-485接口连接解码器来控制云台及摄像机动作。报警探头、数据采集则通过连接报警箱或报警板或采集装置,并通过RS-232或RS -485接口连接到视频服务器,将报警信号及采集数据输入其中进行后台处理。声音输入输出设备通过音频线连接

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到视频服务器上实现与中心之间的语音交流。

图2 前端监控点示意图

中心管理平台:由数据库服务器、中心管理服务器、W EB 服务器、以及接入视频服务器、视频转发服务器和视频存储服务器组成。是整个系统的核心部分,负责全网视频、告警以及控制信号的管理、存储、分发以及控制。负责系统的权限分配、系统设置以及用户管理、认证管理、计费管理等其他平台功能。

客户端单元:客户监控中心包括企业用户的监控控制台、数字显示墙等,通过客户端软件使用不同类型的接口与中心服务平台相联接,可以根据实际需要配置安装,主要处理客户所属的各视频流的控制和视频浏览。C /S 和B /S 结构均可采用。通过客户端,完成该客户监控点的浏览、存储、控制以及模拟显示等功能。

传输网络:网络视频监控业务系统利用中国联通的网络作为系统的传输网络。主要是传输视频流、控制指令及其它数据信息。网络视频监控业务系统的各部分设备都将以不同的方式接入网络,可以采用LAN 、W LAN 、专线、xDSL 、以及3G 等不同的网络接入方式。

远程监控平台网络示意图见图3

。

图3 远程监控平台网络结构

2 网络视频监控系统的发展趋势

传统的监控市场无论在地理覆盖还是用户群的

覆盖上,范围都非常狭窄。在地理覆盖上更多的是

本地监控,在用户群覆盖上局限于、、交通、电力、石油、银行等特殊行业的大型企业。在国外,监控市场已经对公共领域及个人市场有一定程度的覆盖,但覆盖率仍然很低,有巨大的成长空间。而在我国,针对中小企业和个人的监控市场基本上是刚刚起步阶段。运营商视频监控可以在如下几个方面做进一步拓展。2.1 移动视频监控

相对于传统的模拟监控和网络监控来说,移动视频监控是将来的一个重要发展方向。通常情况下,当被监控点和控制中心相距较远且位置较分散,利用传统网络布线的方式不但成本非常高,而且一旦遇到河流山脉等障碍或对于目标监控点不固定或移动物体(如公交车、保险定损车、气象监控车、巡警车辆、轮船和建筑施工等)时,有线网络更是束手无策。此时,移动网络无可比拟的优势就体现了出来。在移动数字视频监控系统中,可以采用多种无线的传输手段如C DMA 、GS M 、GPRS 等,它们在网络中主要扮演连接被监控点和监控中心数据传输链路的角色。而现在的3G WCDMA 网络更给移动监控系统提供了更高的带宽和速度,移动数字监控以其不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形,更快的建设周期,满足灵活机动的应用需求等特点,成为未来视频监控的一个重要方向。另外,移动用户也可以利用3G 网络,通过手机终端随时随地观看监控视频。移动网络远程视频监控示意图见图4

。

图4

2.2 基于I Pv6的视频监控

视频监控技术已经基本完成从模拟时代向数字时代的转变,其中,全数字技术支持的、高度集成一体化的前端数字设备)网络摄像终端,是不可或缺的组成部分,是技术发展的必然趋势。而通过对I Pv6协议的支持,使网络摄像终端具有更大的生命

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力。每一个网络摄像终端分配有全球唯一的I P 地址,在互联网上可以随时随地地被访问到。安全性:内嵌的I PSec ,实现标准的安全性支持。拥有即插即用的强大优势,使用简单方便,便于普及。移动性:无论是处于运动中的网络摄像终端还是运动中的浏览端,实现永远在线不间断的监控服务。2.3 满足数字化家庭的需要

目前国外视频监控业务主要应用在公共领域、行业用户和个人用户。在公共场所,国外设置了众多监控设备,以加强对公共领域安全的控制能力。另外,在交通、银行、大型连锁超市、居民住宅等领域都已经得到了广泛应用。从国外的视频监控市场可以看出个人用户同样是视频监控的重要客户,而我国的视频监控业务主要还集中在行业用户,在个人用户方面有很大的发展潜力。

未来的数字家庭网络是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭,并以有线网络或无线网络,连接各种信息终端(如家电、PC 等),提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能,达到信息在家庭内部终端之间及其与外部公网的充分流通和共享。总而言之,数字家庭网络的业务定位于三大方面:家庭娱乐、电信及广播业务、控制和监视功能。用户可以通过家庭网关实现远程对各种家用电器设备的控制和监测,比如对热水器、微波炉、洗衣机、空调、灯光、温度、湿度控制器和风量调节器等的控制;通过实现防盗报警器、自动烟雾探测器、有害气体检测装置自动报警并通过网络发送到用户的手机、电子信箱或者小区的管理中心;通过在家中安装摄像头,利用家庭网关作为视频服务器,用户在远端通过Internet 可以实时监控家庭安全。虽然离数字家庭的全面实现还比较远,但随着I Pv6技术和信息家电技术的发展、移动监控设备的进一步优化,视频监控技术可能最先在数字家庭中得到推广。

(收稿日期:2009-12-10)(上接第17页)3 结束语

在W CDMA 系统中,一个设计良好的分布系统在改善室内覆盖的同时,将会对网络容量及质量产生极大的改善。其中对干扰的控制是W CD MA 室内分布系统需要考虑的环节,尤其在多个系统共存情况下,要避免对原有系统和其他运营商室内分布系统的干扰。而且由于W CD MA 与GS M 有很大的区别,因此在分布系统的设计上要精心设计,使分布系统的性能达到最优。参考文献:

[1] 杨峰义等编著.W CDMA 无线网络工程.人民

邮电出版社,2004年4月.

[2] 华为技术有限公司.GSM 无线网络规划与优

化.北京:人民邮电出版社,2004年6月.[3] 周宏成.GSM 与W CDMA 无线网络规划方法

比较.网络通信,2005年9月.[4] H arri H o l m a ,An tti Toska la 著.W CDMA 技术

与系统设计:第三代移动通信系统的无线接入.付景兴,马敏,陈泽强,周华等译.北京:机械工业出版社,2004年12月.

[5] Jaa na Lai h o 等著,孙献璞等译.U MTS 无线网络

规划与优化[M ].北京:电子工业出版社,2004.[6] 叶银法,陆健贤等.W CD MA 系统工程手册

[M ].北京:机械工业出版社.2006.

[作者简介] 李芬(1984~),女(汉族),山东省济南市人,硕士研究生,成都理工大学信息工程学院通信与信息系统专业。

(收稿日期:2009-10-27)(上接第22页)

[5] 信息系统安全保护等级定级指南.[6] 信息系统安全等级保护测评准则.[7] Andre w S .Tanenbua m.计算机网络(第四版)

[M ].北京:清华大学出版社,2002.

[8] 邓秀华.计算机网络病毒的危害与防治[J].

电脑知识与技术,2005.7.[9] V ito Am a to .思科网络技术学院教程[M ].北

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[10] 刘建伟,王育民编著.网络安全-技术与实

践.北京:清华大学出版社,2005.

[11] 李文燕主编.计算机犯罪研究.北京:中国方

正出版社,2001.

[12] 戴逸民,王培康,陈巍编著.通信网的安全理

论与技术.北京:清华大学出版社,2006.

[作者简介] 尹晓雷(1973~),男,山东滨州人,工程师,硕士,主要研究方向:信息通信网络,信息化;于明(1961~),男,山东海阳人,工程师,主任,主要研究方向:信息通信网络,布线工程;支秀玲(1975~),女,山东临沂人,讲师,博士,主要研究方向:疾病的分子生物学.

(收稿日期:2010-01-18)