基于TCP/IP协议的库尔网络摄像机视频监控系统设计

背景介绍

当前只有一些小型企业建设了企业的视频监控系统，他们使用的视频监控系统基本都是早期的模拟（CCTV）或数字（DVR）监控，视频清晰度不够，性能和稳定性不高，难以维护，如果各个部门之间的距离很远，专门铺设监控中心到厂区的视频线路，布线工程量极大，将会大大增加整个工程的造价。随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用的发展。所以在小型企业安全监控系统中引入高清网络视频监控系统已经成为一种趋势。

库尔网络摄像机视频监控系统是基于TCP/IP协议的高清视频监控系统。利用库尔网络摄像机视频监控系统，中心监控人员可以直接对企业生产全过程进行实时监控，能直观的监视和记录车间工作现场的安全生产情况，能及时发现可能发生的事故，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料，为将来的安全生产提供可靠的保证。

概述

建立和不断完善安防系统，对保护人员和设备安全、提高生产和管理效率、预防和制止犯罪、维护社会经济稳定起到了重要作用。网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展，使得安防行业能够采用最新的产品技术，通过计算机网络传输视频图像，为实现远程视频监控及联网报警系统提供高效可行、高性价比的解决方案。另外，计算机及电信基础设施的发展，为远程监控提供了可能性。由中山库尔光电技术有限公司研发的库尔网络摄像机视频监控系统，为远程监控提供了全新的概念和更广阔的空间，实现了基于流媒体的远程实时监控、远程遥控摄像机的功能，还拥有强大的用户管理功能、良好的兼容性、方便的可扩展性、分布式管理等众多优点，完全能够替代传统的模拟CCTV系统和数字DVR系统。

用户需求

在电视上轮换显示各个监控点的实时图像；

可以远程监控；

能够在环境恶劣的条件下稳定、可靠的工作；

门卫、保安处可以监控前端图像及控制云台或镜头；

操作简单、易于维护

系统介绍

中山华艺灯饰厂共设置38个监控点，分布在大门、几个车间和办公场所。本系统方案由二个部份组成：前端设备和控制中心。35个前端设备、总控中心的服务器、客户端、解码器设备等，通过IP网络连接构成本系统。

中山华艺灯饰厂已经安装了模拟监控系统，由于模拟监控系统图像不清晰以及考虑新增加监控点如果再使用模拟监控系统，需要铺设很多视频线的费用很高，该工厂决定采用网络视频监控系统。新增加的15个固定监控点采用高清网络红外摄像机，安装在公司的各个生产车间和仓库的入口处，保证全天都能够监控到现场图像；在主要生产车间增加一台网络智能球摄像机，通过转动云台和控制镜头的伸缩，可以看清楚车间所有生产的细节；在工厂的仓库里，安装了一台高清网络半球摄像机，有15米的红外照射功能，即使在黑夜不开灯的环境里，管理人员通过控制云台转动，整个仓库的情况可以一览无遗了；原有的模拟摄像机，通过采用标清网络视频服务器将现场的视频信息数字化编码压缩，升级为网络视频监控系统。这些网络红外一体化摄像机和网络视频服务器无须专门布线，直接接入所在位置附近的二级交换机，连接到工厂的网络中心，系统总控室的交换机也连接到网络中心，音频和视频图像经过网络视频设备实时压缩编码后通过IP网络传。在门卫和保安部分别安装了一台网络视频解码器，将网络视频解码器的视频输出到电视，门卫和保安人员在电视屏幕上可以看到各自负责的场所的图像（老的CCD摄像机）。前端设备主要采用的是公司的网络红外一体化摄像机KE-PN1304/F10和网络视频服务器KE200等系列产品。视频设备除了本身具备高清晰图像压缩和网络转换功能外，还可接红外对射装置等报警设备。

总控室配置3台系统服务器用于整个监控系统的设备管理、用户管理、控制管理、录像管理等；根据实际需要配置若干台PC电脑作为系统的客户端。

工厂的计算机网络通过路由器接入互联网，工厂的领导通过登录互联网，实现对工厂所属各主要部门的实时可视化监控。

1、监视前端部分构成

监控前端主要以网络红外一体化摄像机和网络视频服务器为核心，视频监控系统通过现有计算机网络，实现对工厂各个部门的实时图像监控。前端部分建议采用以下设备：

A、网络红外摄像机；

B、网络摄像机（KE-PN1304/F10系列）固定镜头；

C、网络半球摄像机固定镜头、355°旋转、含解码器的低速云台和10-20米的红外夜视设备；

D、网络智能球摄像机（KE-PN1304/NS系列）16-22倍光学变焦镜头、360°旋转的低/中/高速云台、64-128个预置位；

E、网络视频服务器，模拟视频监控系统的升级换代最佳产品。

2、传输网络及后端部分

系统总控室是本系统的中心枢纽，承担着本系统中所有前端设备管理、控制、报警处理、录像、录像回放、用户管理等工作。在总控室共需配置3台服务器（建议选用i5处理器、独立显卡、1000M网卡、2G内存），服务器硬盘配置根据实际录像的需要而定。在总控室所需配置的服务器可以集显示、录像于一体。每台图像监视服务器可以同时显示16台前端设备的图像。服务器连接到中心的主干交换机上，其它设备均连接到总控室的二级交换机上。

图像监视服务器需预装WindowsXP操作系统（SP2补丁）或WIN7,并安装库尔的多画面监控软件和录像服务器软件，承担系统所有相关数据库的存储工作。

在门卫和保安部分别安装了一台网络视频解码器，将网络视频解码器的视频输出到电视，门卫和保安人员在电视屏幕上可以看到各自负责、旧的监控摄像机的图像。通过库尔网络视频解码器特有的虚拟矩阵功能实现前端14路视频到2台显示设备的切换，可观察所有的视频图像，通过连接在网络视频解码器的键盘，可以手动切换视频图像，控制云台转动和镜头缩放。

所有视频信号经过处理后转化为基于TCP/IP的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。工作人员通过本系统掌握各监控点的情况，被监控的地方所发生的一切尽收眼底。系统操作人员通过对系统的操作，在计算机上可观察所有的视频图像，并可同时任意放大视频图像，或者同时录下每个监控点的视频图像。

系统采用了先进的数字处理技术，可以在回放以前资料的同时不影响正常录像，保证了资料的完整性。系统在回放以前资料的时候，可以自由地控制录像回放的速度，可以以快速、正常和慢速回放。

系统采用标准TCP/IP网络协议传输，支持SMTP、FTP、DHCPClient、TCP/IP、UDP、DDNS等应用协议。广泛适用于局域网、广域网、互联网（Internet）、无线网络（WLAN、微波、无线扩频）等，用户通过授权可以共享系统资源。

系统功能

支持远程监控、多监控中心、分级监控和分布式监控；

支持多达上千台网络摄像机；

提供全屏、4、6、9、16、25多种画面实时显示；

支持多种云台、镜头控制协议；

支持镜头分组轮巡、预置位的轮巡；

实现运动检测报警和联动报警，可远程设定运动图像的变化区域和灵敏度；

触发录像、定时、手动等多种录像管理；

灵活的录像计划设置；

提供安全认证，保证图像信息的安全；

支持图像抓拍功能；

采用先进的音频压缩技术，支持双向语音；

具有与其它信息系统集成的开放接口；

用户的分组和权限管理；

可连接库尔网络视频解码器，支持电视墙显示；

库尔网络视频解码器可以直接连接多台前端设备，可以设置轮巡时间间隔，并将其图像接入电视；

系统状态信息显示，记录系统登录或退出人员的时间信息、告警信息，便于管理人员维护系统安全、尽快发现并解决告警事件；

系统特点

库尔网络摄像机视频监控系统具有一些独特的优势：

独有的网络视频解码器，将数字图像信息还原成模拟信号，不需要配置计算机，使用电视就可以监控到现场的情况；

网络视频解码器连接了控制云台的键盘，在键盘上可以选择监视的设备并操作云台和镜头；

投资少、操作简单，门卫、保安人员不需要培训复杂的计算机操作技巧；

网络视频解码器具有虚拟矩阵的功能；

采用先进的嵌入式linux操作系统，稳定性高；

采用先进的H.264视频压缩格式；

网络化实时监控，在任何可以接入网络的地方都可以实现远程实时监控；

网络化存储，系统可以实现本地、远程的录像存储和录像回放；

高清晰的视频图像，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；

利用计算机网络联网，无须重复布线；

视频数据可存储在计算机硬盘中或保存在光盘中，查询十分简便快捷并且易于保存；

提供透明数据传输功能；

系统所采用的自适应高性能流媒体设备，图像清晰可达720P（1280×720）、FullD1（720×576）、实时性好，根据网络带宽情况，传输速率可以在1-25帧/秒间自适应调整；也可以在0-5M的网络带宽内，灵活设置各个网络摄像机的传输带宽；

系统的兼容性：支持多种云台控制协议，与环境监控系统、门禁系统等互联后，系统可完成复杂的报警联动；

支持IE浏览器监控方式，无需安装客户端软件，直接通过WEB下载控件，使用方便；

报警控制管理：实现运动检测报警和联动其他报警设备，可远程设定运动图像的变化区域和灵敏度；

完整的管理功能：可建立多监控中心对本地和远程监控前端进行实时分级监控，用户可多级、分组管理，监控前端可分成若干监控组，以1/4/6/8/9/16/25/36分屏方式显示，摄像机还可预置位轮巡，切换时间可以任意调节；

录像保护：通过安全认证保证录像的真实性，以防录像被修改；

利用网络安全技术使信息更安全、可靠；

组网方便：系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；

可扩展：具有与其它信息系统集成的开放接口，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本；

系统结构图

库尔网络摄像机视频监控系统由库尔网络摄像机、库尔网络视频服务器、网络通信平台、管理服务器、库尔网络解码器和电视组成。

注：上图中，录像服务器和多画面播放终端不是必须配置的设备。在投资更加节省的单位，可以不需要专用的录像服务器和多画面播放终端。

库尔网络摄像机视频监控系统是一套完全基于IP网络，采用Browser/Server结构设计的网络视频监控系统，代表了目前国内远程视频监控系统的先进水平。

一般监控终端可采用普通的PC机，无需安装任何专门软件，只要使用标准浏览器访问监控管理服务器，第一次访问会自动从服务器下载一个控件。用户使用只需输入用户名和口令就可以访问视频监控系统，并根据权限管理的设置使用系统功能。对于中心监控室，通常会配置高性能的PC机作为监控终端。

控制中心可根据需要，使用数字化技术自动进行事件录像，方便管理及避免人为疏忽；具有自动移动侦测告警功能，以影像存贮方式记录下来，方便管理人员事后回放告警录像；库尔网络摄像机也可外接报警器，在告警发生时，触发报警信号后报警；可以远程控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/远景、光圈调节，控制云台上下、左右和自动巡视动作。

库尔网络摄像机直接采集数字信号后经过专网传输至远程监控中心。

使用界面

使用IE浏览器监控界面 使用库尔专用管理软件的监控画面界面

图像存储

1路网络视频设备录像占用硬盘空间计算： 带宽 1天占用空间 7天占用空间 15天占用空间 4000K 43.2 302.4 648 2000 K 21.6 151.2 324 1500 K 16.2 113.4 243 1000 K 10.8 75.6 162 512 K 5.5 38.7 82.9 384 K 4.1 29.0 62.2 256 K 2.8 19.4 41.5

系统优势

可以利用企业内部现有的局域网来传输视频图像，使整个系统的安装变得非常简单稳定性好；

功能强大的网络视频解码器（标清），具有虚拟矩阵功能，没有计算机也可以实现网络视频监控；

功能齐全，集成度高，具有动态IP功能；

企业内部的所有电脑都可以看到图像，只要获得授权密码；

公司领导出差在外时可以通过INTERNET观看视频图像；

网络摄像机可外接多型号的探测器，进行监控探测；

全嵌入式硬件前端设备，无需员工懂得或操作电脑上网，实现免维护；

支持动态域名解析功能。

主要运用场所介绍

安全保卫：需在企业厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等地进行实时全天候视频监控，且具备报警联动录像功能；

生产管理：及时了解各车间的工作情况和流水线的生产情况，但视频图像必须保密；某些车间因工作环境有害人体健康，需要实现无人作业，这就需要远程监控生产过程；

企业领导管理：领导在办公室利用桌面微机，随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件，与现场进行双向音视频交流。外出时，可利用上网输入密码登陆进系统，随时了解生产情况；

远程监控：对于跨地区大中型企业，除本地建立网络监控系统外，还需要对分支机构进行集中远程视频监控，可实现在家里就可以了解企业中的生产情况。