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网络数字视频在矿山信息化建设中的应用方案

网络化、信息化、数字化已经成为矿山等大中型企业建设的重要内容,随着计算机网络的普及和网络带宽的日益扩展,数字视频在网络上得到了越来越广泛的应用,成为企业信息化建设的一个亮点。美国由于“ 911 ”事件的影响,数字视频得到了广泛的应用,近来,“非典”对中国也带来了巨大的影响,人们不仅要问:有没有一个有效的手段,能够直观及时地了解现场情况而不用亲临现场?数字视频由于具有直观、快捷、随处可达等优势,正在被应用在企业管理等各个领域,成为现代化的、高效的管理和沟通的手段。

可以设想这样的场景:领导坐在办公室的电脑前,鼠标轻轻一点,屏幕上就出现任何一点的实时图像,足不出户,就可以网络对整个矿山进行视频监控,随时了解每个矿井的情况,进行有效的管理,大大节省日常管理的费用,及时发现问题,及早解决。特别是应对紧急情况,可以纵观全局,及时了解,果断决策。同时,通过网络很容易多级联网,实现资源共享,基层领导、矿山领导、甚至市领导在办公室可以同时调看图像。

博研新洲数码科技有限公司的综合数字视频系统正是能够满足这一需求的系统。该系统基于数字视频编解码硬件及软件产品,构成一个有机的、开放的平台。

EN2000 系列: MPEG-2 标准,硬件编码,软件解码,一路单向视频,没有语音, Ethernet (以太网)接口;

DN2000 : MPEG-2 标准,硬件解码,,一路单向视频,一路单向语音, Ethernet (以太网)接口;

EN4000 : MPEG-4 标准,硬件编码,一路视频,一路单向语音, Ethernet (以太网)接口;

DN4000 : MPEG-4 标准,硬件解码,一路视频,一路单向语音, Ethernet (以太网)接口;

EN5000 :、 MPEG-1 、 MPEG-2 、 MPEG-4 标准,硬件编码,硬件解码 / 软件解码,两路双向视频,两路双向语音, Ethernet (以太网)接口 /USB 接口;

系统示意图:

整个系统可以分为监控点、监控中心、用户端。系统管理和存储可以是集中式,也可以是分布式。系统有灵活的设备管理、用户管理、权限管理,整个系统构成一个有机的整体。系统采用标准协议和技术,是一个开放的平台,能够与各种应用系统互联互通。系统扩展性好,能够随意扩展监控点、用户。视频采用 MPEG2 、 MPEG4 等国际标准协议。

监控点:

每个监控点有摄像机、网络视频服务器(编码器)、云台(可选)等构成。矿井里能走有线的可用有线,不好走线的采用无线传输,通过无线网桥接入以太网交换机。

摄像机的视频信号通过视频线传给视频服务器(编码器),视频服务器经过 A/D 转换、数字视频编码后,通过网络传到远端。矿井里可以安装气体探测报警器、温度、湿度、水浸探测器,接入网络视频编码器的报警输入端,当发生状况时,报警信号会及时传到远端,远端可以马上调看图像,进行快速有效的处理。同时用户可以从远程对摄像机和云台进行控制,控制信号从监控中心控制管理服务器通过网络传给视频服务器,视频服务器把控制信号转换成 RS422/485 信号对摄像机和云台进行控制。同时,用户可以对设备进行远程管理,网络升级等。

网络传输:

采用有线 + 无线的方式,适合走线的地方采用有线传输,不适合布线的地方采用无线传输。千兆以太网技术成熟,造价低,得到了广泛的应用,建议有线部分采用千兆以太网技术。无线局域网 (802.11b) 抗干扰能力强,技术成熟,应用广泛,造价低,带宽高( 11M /22M ),建议无线部分采用无线局域网技术。通过无线局域网桥,无线网和有线网无缝链接,组成一个基于 IP 的统一的以太网。

监控中心:

监控中心是整个系统的核心,从功能上又分为控制管理和存储管理。首先,集中对各个监控点的设备和视频流进行管理,包括设备属性设置、码流调整、摄像机云台控制等;其次,对用户进行管理,对用户的操作进行权限认证,通过认证的由控制服务器代用户对相应的设备进行控制;同时,存储服务器要对视频流进行录像服务,提供灵活的录像功能,能够满足海量存储的需求,采用 Windows2000 Advanced Server 多服务器负载均衡, SAN 存储结构。设备信息、用户信息、录像资料的检索信息通过 SQL Server 2000 企业版数据库进行管理;通过 Microsoft IIS 服务和 Windows Media Server 提供网上视频服务,满足大量并发用户视频服务的需要。

系统并不局限于集中管理和存储,可以是分布式的管理和存储,多个服务器之间可以通过微软目录服务和 Passport 进行信息共享和信任关系的建立,管理员可以远程登录服务器进行管理通过一次登录就可以访问各地的被授权的资源。因此,系统的扩展性非常好,每个区域可以建立自己的监控中心,管理自己的资源,而上一级部门可以透明的访问自己所辖的、更大范围的资源,这样就形成了基于网络的多级管理和服务体系,同时又是一个统一的整体。 

系统特点:

多级、远程监控和管理;

完善的设备管理、用户管理、权限管理;

电子地图;

完整的报警功能:运动报警、警视联动

灵活的录像和检索功能;

动态码流调整:图像采用 MPEG2、MPEG4 等编码标准,码流可以调整,针对用户网络带宽的不同,可以提供几种不同的码流。

n 图像显示功能

ü 计算机显示

用于显示各监控点上传的画面。

ü 投影 / 等离子大屏显示

配置投影仪或者等离子等大屏幕显示设备,将解出的监控点图像传输到投影仪上。

ü 画面放大、缩小

可以在接收软件中,用鼠标或快捷键方便的放大、缩小所显示的图像

ü 画面手动、自动切换显示

可以将传输的监控图像进行自动切换、手动切换。

n 录像

ü 自动定时录像

提供灵活的录像设置功能,可以按:每天、每星期、每月设置自动录像时间,也可以随意设置录像时间段。

ü 手动录像

可随时通过软件停止或开始录像

ü 报警自动录像

当报警触发后开始录像。也支持运动侦测报警录像(可节省硬盘空间)

ü 存储空间管理

可以通过调整存储图像的帧率、分辨率等参数以减少磁盘的占用。存贮的图像文件自动循环删除,硬盘中图像文件保留的时间取决于:硬盘空间大小、图像分辨率、图像压缩比等,系统可以日复一日,年复一年地无休止工作。还可以根据用户需要,加大硬盘以扩展存储周期。

每路图像按 500Kbps 计算,每路每天连续录像的存储量为:

250K bit/s * 3600s/ 小时 * 24 小时 / 天 ÷ 8bit/Byte = 2.7G Bytes

n 录像文件检索

系统可以随时方便、即时地检索、回放存贮的图像,可按时间、地点 ( 镜头 ) 或图像文件进行检索和回放。回放图像稳定、清晰。

n 远程控制

使用控制键盘可方便的控制前端云台的上、下、左、右转动,以及摄像机镜头的变倍、聚焦、光圈调节和摄像机的切换

n 报警联动

报警输入设备可以感知人员非法闯入、烟火等异常情况,产生报警输出,传给 NewVision500S ,经压缩编码送到网络中。后端系统管理服务器接到报警信号后,能自动把报警摄像机切换到预定的监视器上,根据报警触点的动作,自动调出报警区域的图形资料并产生音响和调用报警区域的图像,文字报警 -- 根据警报类型,显示用户定义的字符的信息,以通知有关人员采取指定的行动。同时启动调用预置的指令及辅助功能,对报警触点作出响应。报警触点启动时,触发继电器,可供启动其他外部设备如:警灯、警笛、门磁等等。能根据设定进行联动录像,记录非法活动作为调查依据,甚至作为呈堂证供。

n 完善的操作日志

数字监控系统有安全密码,没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置系统、删除文件等操作。同时工作日志将记录每一次合法、非法登录系统的时间。

n 电子地图功能

为了给用户提供一个简单易用,直观明了的使用方式,系统提供了灵活的电子地图的功能。此电子地图是基于平面图的,在图中以不同的图标标注出了每一个监控点和报警点的位置,并以变化的颜色和动态表示出这些设备的状态信息和是否有报警产生。该地图分层绘制,同时针对重点区域,也有相应的分区地图以供使用。采用图形界面导航的方式,非常的方便。主要的功能有两部分:

ü 对各监控点图像的浏览

用户可以在系统形象的电子地图界面的导航下,选择任意一个监控点,对这个监控点的图像进行观看,同时也能在符合权限要求的情况下,对可以控制的监控点的摄像机和云台进行控制。而这些操作,只需要简单的点击几次鼠标。

ü 确定报警位置

当有报警发生时,监控中心可以从主控平台的电子地图上直观、迅速地看到报警发生的位置,可以调看现场的图像,以及时的确定现场的情况,做出相应的决策,保证安全。

总结

随着科学技术的不断发展,传统的管理模式和手段已经发生了深刻的变化。网络化、数字化的现代监控系统作为现代化管理的一个重要手段,从一开始出现,就受到广泛关注。随着科学的进步,其应用范围也不仅仅是企业内部的工业图像监控,而是更大范围的集图像、声音、控制、数据、报警等多媒体信息采集、传输和处理为一体的高科技集成系统。特别是通信事业发展,数字综合业务信息网络的高速发展,远距离、高保真、多元化的网络数字视频系统已经成为信息沟通和现代化管理的有效手段,正在被广泛推广和应用。