俞榮貴

（福建邁威信息工程有限公司）

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)運用分析

俞榮貴

（福建邁威信息工程有限公司）

本文主要介紹了監(jiān)控探頭的主要功能及某電信分公司現(xiàn)有全球眼平臺搭建，并根據(jù)市場的需要，針對現(xiàn)有不同客戶的需求，為福州某客戶定制運用最佳性能比的產(chǎn)品組成監(jiān)控系統(tǒng)。

全球眼；監(jiān)控；組網(wǎng)；配置

1　前言

隨著信息時代的到來，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用逐漸興起，隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高對社會安全防范有了更好的要求，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展和人們生活的需求了，需要不斷的改進(jìn)和完善，那么利用先進(jìn)信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控以及用計算機(jī)進(jìn)行各種音頻信息的處理也就成為了順應(yīng)社會潮流的必然趨勢。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代科技下的產(chǎn)物，在實現(xiàn)無人堅守的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了全天監(jiān)控的可能性，從而保證了信息收集和反饋的及時性，為社會安全提供了一定保障。

2　全球眼平臺整體結(jié)構(gòu)簡介

作為電信運營商面向社會市場推出的監(jiān)控運營網(wǎng)絡(luò)的核心部件，全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)由監(jiān)控點、客戶監(jiān)控中心、全球眼監(jiān)控平臺、傳輸網(wǎng)絡(luò)四部分組成。其平臺整體組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1中心業(yè)務(wù)平臺方面

中心業(yè)務(wù)平臺主要由中心服務(wù)平臺、分發(fā)服務(wù)器、中心存儲平臺、設(shè)備維護(hù)終端、業(yè)務(wù)管理終端等幾部分組成。

接入服務(wù)器是連接所有設(shè)備的結(jié)點也是客戶端訪問設(shè)備的關(guān)卡。設(shè)備必須在該服務(wù)器上注冊以表明自己的存在，并提供基本信息。同時，設(shè)備必須定時給接入服務(wù)器發(fā)心跳信息，以表明自己是否工作正常。

分發(fā)服務(wù)器最主要的功能就是為視屏流的分發(fā)提供一定的場所，瀏覽同一路視頻會受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，而分發(fā)服務(wù)器利用其分發(fā)功能將一路視頻分發(fā)為多路視頻有效的解決了這一問題；并且分發(fā)服務(wù)器具有穿透私網(wǎng)的功能，能夠有效解決IP地址的緊缺問題。

儲存服務(wù)器不僅為視頻的儲存提供了良好的空間，還在一定程度上加強(qiáng)了視頻的保管，為用戶的調(diào)閱提供了方便。用戶在選擇時由前端和中心儲存服務(wù)器兩個不同的選擇。

由于中心管理服務(wù)器是以J2EE作為平臺的，所以也可以作為J2EE中心管理服務(wù)器的簡稱，具有直接訪問數(shù)據(jù)庫的功能，能夠提供多方面的管理，包括用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、計費管理以及設(shè)備維護(hù)等。

2.2監(jiān)控點前端部分

負(fù)責(zé)現(xiàn)場視音頻、報警信號的收集和各種監(jiān)控外圍設(shè)備的控制，具體分為：視頻監(jiān)控設(shè)備（視頻服務(wù)器、攝象機(jī)和相關(guān)配套設(shè)備），報警設(shè)備和各種傳感設(shè)備，其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。

攝象機(jī)的視頻信號通過視頻線纜傳到視頻服務(wù)器，而操作者又通過視頻服務(wù)器自身具有的RS-485接口連接解碼器來控制云臺及攝象機(jī)的動作。報警探頭數(shù)據(jù)采集則通過連接報警箱或報警板或采集裝置，并通過RS-232或RS-485連接到視頻服務(wù)器，將報警信號及采集到的數(shù)據(jù)輸入服務(wù)器中進(jìn)行后臺處理。如需要音頻記錄，添加MIC等器材就可以將聲音輸入通過音頻線連接到視頻服務(wù)器上實現(xiàn)與中心之間的語音交流。

2.2.1日夜兩用攝像機(jī)的選用和安裝

首先，要選好日夜兩用攝像機(jī)一定要配合技術(shù)人員，充分了解用戶的要求和項目環(huán)境的實際需要，充分了解日夜兩用攝像機(jī)中各項指標(biāo)的確切含義，這項工作難就難在“充分”兩個字上，比如：對移動物體的拖尾無法解決。彩色轉(zhuǎn)黑白過程都很好，白天和晚上的效果也不錯，可一加紅外燈就出問題了，它會不停地在彩色和黑白之間轉(zhuǎn)換。另外，對于相對常見的指標(biāo)，如彩色靈敏度、黑白靈敏度、彩色分辨率、黑白分辨率、寬動態(tài)背光補(bǔ)償、紅外燈光源等名詞與技術(shù)，采購者一定要有明確的認(rèn)識，這些直接影響使用的主要效果；而對于其它的性能和指標(biāo)如彩色轉(zhuǎn)黑白的轉(zhuǎn)換時間、外來信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換、完全菜單調(diào)試、部分菜單調(diào)試、全DIP SW調(diào)試等，對于工程商而言，就是需者見需，智者見智了。

2.2.2攝像機(jī)鏡頭的選用

圖1　全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺結(jié)構(gòu)

攝像機(jī)鏡頭具有多樣性的特點，可以從焦距、結(jié)構(gòu)和市場大小三個不同的方面進(jìn)行分類。從焦上可以有短焦距、中焦距以及長焦距之分；從結(jié)構(gòu)上可以分為固定光圈定焦、手動光圈定焦、自動光圈定焦、手動變焦、自動光圈電動變焦、電動三可變、針孔等；從市場大小上可以分為狹窄、標(biāo)注、廣角以及遠(yuǎn)攝等。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中除單板機(jī)或超小型一體化機(jī)外，一般提到的攝像機(jī)均指的是CCD裸機(jī)，由此可見鏡頭的選擇對攝像的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。所以在電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，選擇鏡頭是最關(guān)鍵最重要的環(huán)節(jié)之一。下面對鏡頭選用的幾個具體問題作一介紹[1]。

（1）公式法之一：先配鏡頭原則

為了獲得預(yù)期的攝像效果，在選配鏡頭時，應(yīng)著重注意六個基本要素：①被攝物體的大?。虎诒粩z物體的細(xì)節(jié)尺寸；③物距；④焦距；⑤CCD攝像機(jī)靶面的尺寸；⑥鏡頭及攝像系統(tǒng)的分辨率。

（2）公式法之二：鏡頭焦距的理論計算

景物的攝取需要隨鏡頭的視場角在一定程度上直接影響了攝取景物的質(zhì)量，所以需要合理的設(shè)置視場角的參數(shù)，一般來說鏡頭視場角的焦距大小以攝像機(jī)的規(guī)格大小呈現(xiàn)一致的形態(tài)，詳細(xì)計算如下：

式中：f-鏡頭焦距；U-景物實際高度；H-景物實際寬度；D-鏡頭至景物實測距離；u-圖像高度；h-圖像寬度。

（3）舉例說明：鏡頭配置

當(dāng)選用1/2″鏡頭時，圖像尺寸為u=4.8mm，h=6.4mm。鏡頭至景物距離D=3500mm，景物的實際高度為U=2500mm（景物的實際寬度可由下式算出H=1.333·U，這種關(guān)系由攝像機(jī)取景器CCD片決定）。

將以上參數(shù)代入公式（1）中，可得f=4.8·3500/2500=6.72mm，故選用6mm定焦鏡頭即可。

2.2.3鏡頭速查表實際運用

我們希望用一個1/2英寸的攝像機(jī)從40英尺（即12.19m）遠(yuǎn)處觀察寬為20、高為15英尺（即寬6.09m，高4.57m）的場景的全貌。查表1，從距離40一格中向下找到20.6×15.5即可達(dá)到所要求的場景，其對應(yīng)的焦距為12，所以選用焦距為12mm的鏡頭正好。如果按同樣的距離和場景的要求，若使用2/3英寸的攝像機(jī)，以同樣的方法查表2可知，可選擇拍攝到寬為22.5英尺和高為16.7英尺的場景的焦距為16mm的鏡頭；如果按同樣的距離和場景的要求，若使用1/3英寸的攝像機(jī)，以同樣的方法查表3也可選擇至拍攝寬為22.0英尺和高為16.4英尺場景的焦距為8mm的鏡頭[2]。

2.2.4鏡頭選擇尺及實際運用

從前面鏡頭的有關(guān)公式可知，由于鏡頭的成像尺寸、焦距、視場角等參數(shù)具有一一對應(yīng)的關(guān)系，因此，一些專業(yè)鏡頭生產(chǎn)廠商（如computar及精工等）還專門制作了鏡頭選擇計算尺。該計算尺由上下兩個圓盤及一個透明的扇形片組成，圓盤及扇形片上均有刻度，分別標(biāo)有視場角、被攝物體的水平及垂直尺寸、鏡頭的焦距、CCD芯片光敏面尺寸及被攝物體距CCD攝像機(jī)的距離等參數(shù)。

3　視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案

視頻監(jiān)控工程是基于社會安全管理的一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺。平臺主要完成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、視頻流路由信息的管理，處理各視頻流的控制、用戶的分級授權(quán)管理、采集現(xiàn)場信息等功能。

組網(wǎng)的基本原理及特點：

各前端視頻采集節(jié)點通過探頭和視頻服務(wù)器存儲壓縮，將視頻信號從線路連接到互聯(lián)網(wǎng)，在監(jiān)控中心的另一端，利用專線線路通過互聯(lián)網(wǎng)從全球眼平臺調(diào)用本地管理的采集點圖象。操作控制者通過客戶端軟件從網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出控制信息，利用視頻服務(wù)器上的數(shù)據(jù)接口，將控制信號從RS-485接口總線連接到云臺解碼器，來控制前端各點云臺及攝像機(jī)運動，監(jiān)控采集點又將采集到的視頻信號通過視頻電纜回傳給視頻服務(wù)器，通過互聯(lián)網(wǎng)和專線上傳回操作監(jiān)控者的電腦屏幕中觀看。本系統(tǒng)主要采用ADSL專線作為系統(tǒng)的主干傳輸和控制網(wǎng)絡(luò)。用于傳輸視頻流、控制指令及其他數(shù)據(jù)信息?？刂浦噶顒t必須通過中心服務(wù)平臺進(jìn)行認(rèn)證后轉(zhuǎn)發(fā)，以保證系統(tǒng)的安全性[3]。

4　小結(jié)

總之，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，寬帶上的增值電信服務(wù)都將成為電信業(yè)競爭的一個新熱點，因此我們通過建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在全球眼這個平臺基礎(chǔ)上，結(jié)合市場和用戶的發(fā)展要求，能給國家和社會帶來全新的安全防范觀念和手段，共享社會繁榮與穩(wěn)定發(fā)展。

[1]馬太戈.合蚌客專綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].上海鐵道科技，2013，11（2）：22～23，79.

[2]吳磊.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在城市報警與治安監(jiān)控項目中的應(yīng)用與實施[D].北京郵電大學(xué)，2009，22（9）：102～104.

[3]鮑婧.基于3G網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端的設(shè)計與實現(xiàn)[J].東南大學(xué)，2011，33（16）：203～206.

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2015-7-21