【安防知識(shí)網(wǎng)】導(dǎo)讀：剖析富士康龍華科技園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)（上）

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　任何系統(tǒng)的建立都應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境、組織結(jié)構(gòu)，還應(yīng)結(jié)合用戶(hù)具體需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。再好的系統(tǒng)方案也只會(huì)有一個(gè)最適合的用戶(hù)，此次富士康科技集團(tuán)管理組織架構(gòu)存在著許多與眾不同。

　　富士康以事業(yè)群為單位，各自獨(dú)立，但又相互聯(lián)系。而其中的各處則統(tǒng)稱(chēng)為“總部周邊事業(yè)群”，為了融合富士康科技集團(tuán)特殊的管理模式，項(xiàng)目中把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成以事業(yè)群為單位的獨(dú)立系統(tǒng)，而后端管理則實(shí)現(xiàn)了一級(jí)存儲(chǔ)管理、二級(jí)應(yīng)用管理、三級(jí)觀看的特殊組織模式。系統(tǒng)統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，又通過(guò)權(quán)限機(jī)制分成相互獨(dú)立的系統(tǒng)(具體結(jié)構(gòu)如圖1所示)。

　　前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1、前端設(shè)備選型

　　此次系統(tǒng)除了監(jiān)控覆蓋區(qū)域廣，而且環(huán)境相比其它大型工廠監(jiān)控較復(fù)雜，為了讓前端視頻采集達(dá)到最佳的效果，項(xiàng)目實(shí)施前對(duì)前端的環(huán)境進(jìn)行了一系列的分析，特殊環(huán)境通過(guò)安裝設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，來(lái)選擇最適合的產(chǎn)品。

　　運(yùn)用于該項(xiàng)目的產(chǎn)品包括紅外一體攝像機(jī)、寬角紅外半球攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)紅外高速球、網(wǎng)絡(luò)變速球、光纖網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、無(wú)超級(jí)管理員或授權(quán)用戶(hù)在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程集中管理各終端，做到整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和維護(hù)。而且該管理服務(wù)器具備很高的性能，單機(jī)最大可支持1000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的管理。同時(shí)，服務(wù)器采用分布式的體系結(jié)構(gòu)和基于TCP/IP的通信機(jī)制，可以平滑擴(kuò)容。在面向更大規(guī)模的組網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，支持分域的組網(wǎng)模式，可將所有監(jiān)控點(diǎn)分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)置一臺(tái)管理服務(wù)器，每臺(tái)管理服務(wù)器只需管理和控制各自區(qū)域的監(jiān)控設(shè)備，跨域的管理和控制由核心區(qū)域的管理服務(wù)器完成。

　　· 先進(jìn)的體系架構(gòu)：采用先進(jìn)的模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，分級(jí)分域的管理方式，管理服務(wù)器系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性，可根據(jù)監(jiān)控范圍的擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)管理服務(wù)器系統(tǒng)的平滑擴(kuò)容;同時(shí)可提供開(kāi)放的編程接口，為行業(yè)化業(yè)務(wù)功能開(kāi)發(fā)提供接口;

　　· 高可靠的系統(tǒng)平臺(tái)：采用專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)平臺(tái)，可7×24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，并且管理服務(wù)器系統(tǒng)不易受到黑客、病毒的入侵和攻擊。具有自愈能力，當(dāng)意外掉電、網(wǎng)絡(luò)故障等問(wèn)題發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。支持冗余服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)備份等特性，保障管理服務(wù)器系統(tǒng)可靠運(yùn)行;

　　· 豐富的管理和業(yè)務(wù)功能：不僅提供通常的監(jiān)控設(shè)備管理、監(jiān)控控制管理、用戶(hù)管理、告警及日志管理等功能，還提供強(qiáng)大的監(jiān)控策略管理、系統(tǒng)時(shí)鐘同步、GIS地圖服務(wù)等業(yè)務(wù)功能。通過(guò)支持GIS地圖服務(wù)，使得系統(tǒng)方案的監(jiān)控管理更加直觀，支持可視化狀態(tài)監(jiān)視。用戶(hù)可以依據(jù)用戶(hù)權(quán)限加載地圖信息和攝像機(jī)的圖層信息，并使用搜索功能定位到地圖上的指定攝像機(jī)進(jìn)行點(diǎn)播或歷史回放，方便了用戶(hù)的操作。[nextpage]

　　2、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器

　　· 轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器主要功能有：實(shí)時(shí)音視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)功能和音視頻歷史數(shù)據(jù)的回放功能;

　　· 實(shí)時(shí)音視頻流轉(zhuǎn)發(fā)：轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器接收前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送的單組播媒體流，以單播或者組播的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送給解碼客戶(hù)端進(jìn)行解碼播放。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器增強(qiáng)了整個(gè)視頻監(jiān)控解決方案的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力，可根據(jù)系統(tǒng)的需求靈活部署。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器可部署在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的邊緣，作為組播媒體流轉(zhuǎn)單播媒體流的網(wǎng)關(guān)設(shè)備;轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器可部署在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部，進(jìn)行單播媒體流的分發(fā)等;

　　· 歷史音視頻數(shù)據(jù)回放：轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器和客戶(hù)端之間基于標(biāo)準(zhǔn)的RTSP協(xié)議進(jìn)行播放過(guò)程控制，支持播放、暫停、快進(jìn)等VCR操作。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器支持對(duì)媒體數(shù)據(jù)的權(quán)限管理，可有效過(guò)濾非法的用戶(hù)請(qǐng)求，保證數(shù)據(jù)的安全性。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器接收到客戶(hù)端發(fā)起的請(qǐng)求時(shí)，對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證。只有在確認(rèn)客戶(hù)端擁有對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器才會(huì)從存儲(chǔ)服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶(hù)端;

　　· 直觀、方便的WEB管理：轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器提供了基于Web的用戶(hù)界面，界面上提供了軟件版本管理、協(xié)議參數(shù)管理、日志管理等功能，方便了用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的日常管理維護(hù)。

　　3、存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

　　考慮到龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，為了建設(shè)一個(gè)高安全、高穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，項(xiàng)目中選擇了IP-SAN存儲(chǔ)方案。

　　二級(jí)應(yīng)用管理

　　1、生產(chǎn)事業(yè)群后端管理系統(tǒng)

　　為了把各生產(chǎn)事業(yè)群獨(dú)立出來(lái)，使它們成為各自獨(dú)立的系統(tǒng)，便于管理，項(xiàng)目中在各事業(yè)群的前端設(shè)備進(jìn)行組合，設(shè)置一個(gè)二級(jí)管理監(jiān)控中心，用一臺(tái)高配置的監(jiān)控客戶(hù)端來(lái)負(fù)責(zé)管理該事業(yè)群的前端設(shè)備，通過(guò)管理服務(wù)器設(shè)置權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)事業(yè)群前端設(shè)備控制、設(shè)置和前端設(shè)備錄像回像等基本功能。

　　2、總部周邊事業(yè)群后端管理系統(tǒng)

　　對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，往往需要在監(jiān)控中心建一臺(tái)大屏幕電視墻，使領(lǐng)導(dǎo)和監(jiān)控管理人員更加方便地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的通道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，靈活調(diào)度。此次總部周邊事業(yè)群監(jiān)控系統(tǒng)作為園區(qū)的一個(gè)綜合安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，管理點(diǎn)數(shù)較多，這就需要在系統(tǒng)中添加一臺(tái)PC機(jī)，通過(guò)一組視頻解碼器，將前端傳來(lái)的數(shù)字音視頻信號(hào)還原成模擬信號(hào)，輸出到電視墻上。

　　解碼器的功能是將數(shù)字編碼信號(hào)解碼還原成模擬視頻信號(hào)，具有畫(huà)面分割的功能，系統(tǒng)配置控制鍵盤(pán)或管理軟件后還可以實(shí)現(xiàn)：

　　· 控制功能，通過(guò)鍵盤(pán)或管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)前端視頻服務(wù)器的攝像機(jī)進(jìn)行控制;

　　· 管理功能(管理軟件)，實(shí)現(xiàn)對(duì)解碼器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置和管理;

　　· 切換圖像功能，通過(guò)對(duì)解碼器的操作，實(shí)現(xiàn)IP地址的切換，達(dá)到圖像切換的功能;

　　· 報(bào)警聯(lián)動(dòng)接口，視頻解碼器自帶報(bào)警輸出接口，可以聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備。

　　在該方案中，由于采用了視頻解碼器，電視墻的顯示設(shè)備可以采用模擬輸入的設(shè)備，如監(jiān)視器、電視機(jī)等，而且通過(guò)解碼器上電視可以通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)以及專(zhuān)用的控制鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出圖像的切換和對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的控制，完全實(shí)現(xiàn)了距陣的功能，省去了視頻距陣、視頻分割器等昂貴的設(shè)備，降低了工程造價(jià)。

　　三級(jí)觀看

　　所謂的三級(jí)觀看是指把總部周邊事業(yè)群監(jiān)控系統(tǒng)分為污水處理站監(jiān)控系統(tǒng)、IE學(xué)院安全監(jiān)控系統(tǒng)、宿舍安全監(jiān)控系統(tǒng)、工廠總部周邊安全監(jiān)控系統(tǒng)和食堂安全監(jiān)控系統(tǒng)五個(gè)小的獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，使它們各成一組，每組設(shè)置一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)觀看。三級(jí)觀看沒(méi)有管理權(quán)限，只能實(shí)時(shí)觀看，這樣不但為管理服務(wù)器減輕了壓力，而且進(jìn)一步保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全。[nextpage]

　　系統(tǒng)的整體架構(gòu)

　　根據(jù)用戶(hù)需求分析，由于工廠分布地域比較廣，系統(tǒng)采用集中管理機(jī)制，運(yùn)用C/S架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備和用戶(hù)端進(jìn)行集中管理、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程維護(hù)，將整個(gè)系統(tǒng)的管理、維護(hù)工作集中到一臺(tái)服務(wù)器。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中各項(xiàng)遠(yuǎn)程報(bào)警、視音頻終端設(shè)備的維護(hù)，管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，遠(yuǎn)程就可監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，既提高設(shè)備維護(hù)效率，又節(jié)省人力與時(shí)間，也便于整個(gè)系統(tǒng)的管理，使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性得到有力保障(系統(tǒng)整體構(gòu)架圖見(jiàn)圖2)。

　　系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

　　1、集中式管理

　　集中式管理體現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)中心管理控制服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行管理，任何系統(tǒng)的配置變化以及新單元的加入都由這個(gè)中心管理服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證、分配、調(diào)度，保證系統(tǒng)的一致性、可用性、安全性，并使接入系統(tǒng)中的各個(gè)單元得到及時(shí)的一致性的信息與指令。系統(tǒng)中其它服務(wù)器統(tǒng)一由中心管理服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載分配，在服務(wù)器發(fā)生變化時(shí)，由中心管理服務(wù)器及時(shí)進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)移，達(dá)到系統(tǒng)資源的合理分布與均衡。集中式管理主要還體現(xiàn)在系統(tǒng)管理員只要在自己的辦公桌前就可以管理系統(tǒng)中的所有設(shè)備，同時(shí)也可管理系統(tǒng)中的服務(wù)器和客戶(hù)單元，而無(wú)需站在任何被管對(duì)象前。集中式管理使系統(tǒng)在架構(gòu)上簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠，客戶(hù)單元接入容易，便于認(rèn)證以及權(quán)限的管理，對(duì)于具有控制爭(zhēng)奪的請(qǐng)求可以采用統(tǒng)一的策略進(jìn)行處理，并保證信息的一致性。

　　本次集中式管理還體現(xiàn)在組織機(jī)構(gòu)的一個(gè)中心多級(jí)管理這樣的管理體系上，中心建立主控中心域，有一個(gè)中心控制服務(wù)器，下級(jí)建立分中心域，有一個(gè)分中心控制服務(wù)器，上級(jí)中心的指令可下發(fā)到下級(jí)中心，下級(jí)中心的信息以及請(qǐng)求也可提交給上級(jí)中心，進(jìn)行集中發(fā)布，并按照統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)下級(jí)多個(gè)區(qū)域的管理，對(duì)于跨域的請(qǐng)求可由上級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行仲裁，并授予兩個(gè)域的互連。

　　2、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

　　此次系統(tǒng)采用了系統(tǒng)的分布式服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)服務(wù)增加與減少的處理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可動(dòng)態(tài)延伸。其次，采用不同類(lèi)型的服務(wù)分離，以及服務(wù)注冊(cè)/注銷(xiāo)機(jī)制，使系統(tǒng)達(dá)到了可動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展能力。不同的行業(yè)應(yīng)用功能擴(kuò)展的需求也是不同的，如公安城市監(jiān)控要求具備如人像識(shí)別功能，金融行業(yè)通常要求卡號(hào)疊加、點(diǎn)鈔機(jī)計(jì)數(shù)疊加或清晰人臉疊加等功能;而對(duì)于超市賣(mài)場(chǎng)，可能又會(huì)需求如人流量統(tǒng)計(jì)等功能。系統(tǒng)可以擴(kuò)展升級(jí)支持多種視頻分析技術(shù)，如基于物體外形的檢測(cè)和對(duì)象自動(dòng)跟蹤;基于移動(dòng)偵測(cè)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)物體報(bào)警，定點(diǎn)物體防盜檢測(cè);公路交通停車(chē)場(chǎng)非法占用(或闖入)檢測(cè)或逆行檢測(cè)等。此外，監(jiān)控系統(tǒng)往往需要同用戶(hù)的門(mén)禁、對(duì)講、考勤和報(bào)警等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。所以監(jiān)控系統(tǒng)軟件應(yīng)提供完備的擴(kuò)展功能接口，以供用戶(hù)二次開(kāi)發(fā)或多系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

　　3、流媒體技術(shù)

　　實(shí)時(shí)監(jiān)視與錄像回放是視頻監(jiān)控的兩大重要基本業(yè)務(wù)，其本質(zhì)是將視頻源上的多媒體數(shù)據(jù)傳送到視頻接收端。實(shí)時(shí)監(jiān)視要求完成視頻的實(shí)時(shí)傳輸，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性;錄像回放則類(lèi)似于VOD業(yè)務(wù)，具有一定的實(shí)時(shí)性，要求畫(huà)面清晰流暢，并且能完成各種播放控制操作。可以將前端攝像機(jī)看成是實(shí)時(shí)的A/V源，而將錄像文件看成是存儲(chǔ)的A / V文件，本次系統(tǒng)運(yùn)用流媒體技術(shù)很好地解決了此類(lèi)問(wèn)題。流媒體技術(shù)傳輸是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將音視頻等信息傳輸?shù)接脩?hù)終端播放時(shí)，不需要等全部文件下載完畢才可播放，而是將連續(xù)的音視頻信息壓縮后放于服務(wù)器，用戶(hù)終端播放時(shí)只要將開(kāi)始部分的內(nèi)容存入其內(nèi)存，其余數(shù)據(jù)流由用戶(hù)終端在后臺(tái)繼續(xù)接收并播放，直至播放完畢或用戶(hù)中止操作。這樣，用戶(hù)播放媒體的等待時(shí)間將顯著減少，且無(wú)需太大緩存。

　　結(jié)語(yǔ)

　　系統(tǒng)管理方便，整個(gè)系統(tǒng)采用中心機(jī)房統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，人性化設(shè)計(jì)，圖形化畫(huà)面，操作簡(jiǎn)單，管理方便，只需通過(guò)后端管理服務(wù)器就能對(duì)所有在線設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理、維護(hù)和升級(jí)。存儲(chǔ)系統(tǒng)則采用IP-SAN作為系統(tǒng)的存儲(chǔ)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更安全，而且存儲(chǔ)升級(jí)只需將存儲(chǔ)設(shè)備直接接入網(wǎng)絡(luò)中，方便了日后存儲(chǔ)升級(jí)。系統(tǒng)的顯示部分則由顯示器和電視墻進(jìn)行圖像顯示，圖像在電視墻上顯示則是通過(guò)一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)和一組視頻解碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣的所有功能，省去了矩陣和視頻分割器等一些昂貴的設(shè)備，不但降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，而且使整個(gè)系統(tǒng)的操作更簡(jiǎn)單、實(shí)用。

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