远程视频监控系统技术及其应用

摘　要：随着网络技术的快速发展、宽带的普及以及宽带使用成本的日益下降，利用INTERNET网络作为传输媒介的远程视频监控系统得到了广泛的使用。

关键词：远程视频监控 摄像机 视频服务器 监控中心
1.引言
　　远程视频监控系统，就是通过标准电话线、网络、移动宽带及ISDN 数据线或直接连接，可达到的世界任何角落，并能够控制云台/镜头、存储视频监控图像。通过一个应用广泛的远程网络监控中心服务平台，以集中式分区化服务方式为用户提供便捷、经济、有效的自助式远程监控管理整体解决方案。通过这种业务，用户可以不受时间、地点限制对监控管理目标进行实时监控、实时管理、实时观看、实时指挥。
　　无论何时何地，远程视频监控系统都能帮助您实现远程网络可视化管理。包括安全管理、经营管理、生产管理等等。
2.系统架构
　　远程视频监控系统主要由前端监控设备、通信网络、监控中心和系统中心组成。
　　
2.1 前端设备
　　前端设备主要为前端摄像机，镜头端等各种信号采集设备、可遥控动作设备及视频服务器等设备组成。
　　信号采集设备包括视频信号采集及其他模拟量信号采集设备，主要由摄像机，镜头等组成。摄像机作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号，用光电原理，将景物摄取并配合监视器显像。是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。
　　镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与镜头基准面的距离（相当于调整人眼晶状体的位置），可以将模糊的图像变得清晰。
　　可遥控动作设备包括电动变焦镜头，全方位云台等其他可控机电设备，这些设备按照监控中心发送的遥控行动指令进行动作。
　　电动变焦镜头是在一定范围内可以变换焦距、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围。
　　全方位云台云台是安装、固定摄像机的支撑设备，用于改变摄像机的方向，可分左右回转（室内用）及上下左右回转台。
　　视频服务器从某种角度上说，可以看作是不带镜头的网络摄像机，或是不带硬盘的DVR，它的结构也大体上与网络摄像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至网络上，从而实现远程实时监控的目的。视频服务器分为视频编码服务器和视频解码服务器。
　　CDMA1x无线视频终端采用先进的NMVS-UH.264视频压缩算法、流媒体视频处理技术，整合了CDMA1x数据通讯功能。CDMA1x无线视频终端包含车载视频终端、便携视频终端和室外视频终端。
2.2 计算机通信网络
　　以太网、DDN专线、ISDN网、光纤、PSTN、无线网等。
　　通常情况下，远程视频监控采集点的视频传输采用ADSL或CDMA（有条件的也可采用光纤或无线网络）将视频、音频、数据上传到系统中心。
2.3 监控中心
　　监控中心的主体应是由大型电视墙（液晶电视、电视机或监视器构成），一台或多台配置较高的远程监控主机构成。在监控中心可以任意对各个现场进行实时监控。既可以完成对远程现场的图像信息的实时接收、播放、存储、现场摄像头的切换、云台控制，又可以接收处理现场的报警信息。
　　监控中心也可以安装一台大屏幕显示器（或背部投影机、等离子显示器等），利用客户端软件的强大功能，可以在大屏幕上同时显示出多各个监控现场的画面，类似于电视墙的功能。
　　监控中心监控并管理整个系统的运行状态，管理系统的用户及其权限，发布系统资源消息，存储视频文件，支持文件打包检索、回放和系统的日志管理等。
2.4 用户软件
　　计算机客户端软件分为VIP浏览器用户软件、通用浏览器用户软件和系统管理员用户软件，用户软件安装在用户的计算机（PC机和笔记本）上，授权用户可以非常方便地在自己的计算机上用用户软件或IE方式进行监看。
　　PDA浏览器
　　在PDA手机上安装WAP用户软件，授权用户随时随地都可以在PDA手机上监看。非常方便地进行远程视频浏览，控制云台摄像机，接收短信报警通知等操作。
2.5 系统中心
　　系统中心通常架设在运营商IDC或用户的机房内，主要包含计算机服务器、中心视频管理软件、防火墙、路由交换机、机柜等。中心视频管理软件有数据库管理软件、通信管理软件、存储管理软件等。
　　数据库服务器主要存放报警数据、设备信息、以及用户信息。
　　通信服务器主要负责动态IP解析、视频流转发、实时监控信息的处理、并向各监控终端发送和用户客户端发送。
　　存储服务器主要存储数字录像数据。
　　概括来讲，系统中心就是完成用户管理、系统管理、审计管理。
3.项目案例设计分析
3.1 项目需求分析
　　一般连锁店的企业拥有几十，几百家的连锁分店，由于连锁店的经营规模的不断扩大，跨省跨市的连锁店分布式模式逐渐成为连锁经营的模式。本案例为一家拥有十几家分店的连锁店，通过在各个连锁分店设置远程监控，可全面了解各营业分店的销售情况，店内员工工作情况，以及对突发事件报警录像等。
3.2 各分店设计
　　所有前端固定摄像机采用彩色半球摄像机，视频信号接入网络视频服务器，通过网络视频服务器对各个分店的现场图像进行数字化采集，显示，存储和网络传输。
　　网络视频服务器接入路由器，通过网络传输到总公司，每路视频图像为获得较好的图像效果，需要的带宽每路考虑400kbps以上，考虑到适当留有余量，按照每路500kbps计算，具体需和当地的电信部门（或网通部门）进行落实。
3.3 总店设计
　　为减少多点接入带来的安全风险，所有传到总公司的图像均统一接到一台管理计算机上，运行相应的管理软件。可设置相应人员的权限管理，允许总公司多个管理人员同时访问远程图像。同时实现各个管理人员的权限集中管理和配 置，所有用户在访问远程监控图像时均必须通过服务器软件的身份认证。
4.系统功能
　　远程视频监控系统平台实现了基于无线和有线网络的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时现场监视、远程遥控摄像机以及录像、报警等功能。该系统平台的CDMA1x无线视频监控系统是利用中国联通无处不在的CDMA无线网络，以及远远超过其他运营商无线网络的高带宽、可移动性和不受空间、地点限制的优势，通过CDMA移动网络和移动、固定视频前端，实现远距离的移动视频监控。该系统平台支持多人同时监控（或多监控中心）、跨区域分级监控，可以实现超大规模监控。
　　该系统平台将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全国范围内的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享，实现远程网络可视化的安全管理、经营管理、生产管理。用户可以不受时间、地点、空间的限制对监控管理目标进行实时监控、实时管理、实时查看。为各行业的管理决策者提供一种全新、直观、扩大视觉范围的管理工具，提高工作绩效，节省开支。
　　远程视频监控平台的部署，不受地理距离的限制，依托现在发达的宽带网络和无线网络，可以部署到任何地方，便于跨区域、大范围组网，如设立全国-省-市-县多级网络架构。远程视频监控平台可以支持大规模组网。
5.结论
　　综上所述，网络给监控带来的这场革命，使监控远程化、移动化。监控人员只要使用一台普通的笔记本电脑或PDA，能上网就能随时随地监控到世界各地其要监测的情况，真正实现了人类的千里眼梦想。此功能不但方便远程调度，并当出现紧急状况时，可加强系统的应急能力。
　　该项技术广泛应用于跨国公司、联锁超市、公共交通、加油站、远程医疗等领域。
参考文献：
1李金伴，王善斌. 电视监控系统及其应用. 北京：化学工业出版社. 2008.
2. 李金伴.多媒体与网络电视监控系统原理及应用. 北京：化学工业出版社. 2011.