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工厂库区高清网络视频监控解决方案
2014/1/28 9:14:00      来源:    作者:美电贝尔
    现今,工厂库区的监控手段已经从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频监控,利用现有的办公网络、企业专网,光纤专网敷设,甚至互联网和无线网络都能够构建工厂库区的高清网络视频监控系统;与此同时,百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面,基于低码率、高清画质、多功能等特性的720P、1080P高清网络摄像机与NVR网络视频监控管理平台为不同规模工厂库区提供了多结构、多用途、良好扩展性的新一代高清视频监控解决方案。

引言

现今,工厂库区的监控手段已经从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频监控,利用现有的办公网络、企业专网,光纤专网敷设,甚至互联网和无线网络都能够构建工厂库区的高清网络视频监控系统;与此同时,百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面,基于低码率、高清画质、多功能等特性的720P1080P高清网络摄像机与NVR网络视频监控管理平台为不同规模工厂库区提供了多结构、多用途、良好扩展性的新一代高清视频监控解决方案。

 

项目需求分析

系统主要满足两大部分的需求,一是工厂库区公共区域安全防范的需要;二是工厂库区生产区域监控管理的需求。

1. 工厂库区安全防范

周界视频监控系统:在工厂库区周界区域部署感红外的固定高清网络枪式摄像机,满足全天候24小时监控。

园区监控:在工厂库区一些制高点安装云台摄像机,实施大范围监控。

出入口监控:在库房出入口、园区出入口以及其他重要区域的出入口安装高清摄像机。

仓库内部:在仓库内部部署大范围监控的摄像机,以满足对整个仓库的全局监控。

库区监控:在库房内外部署摄像机,严密监视现场情况。

重要设备监控:在库区一些重要的部位安装高清摄像机,对库内状态、防盗、防破坏进行监视。

库内活动监视:对于一些操作岗位进行重点监控,记录操作过程。

2. 其他需求

整个系统应该采用模块化、数字化、网络化架构,满足结构简单化和系统可扩展的需求。

利用平台管理软件来统一管理前后端物理设备和虚拟软件模块,做到模块化部署、集中化管理的新一代监控功能。

视频监控管理平台应能与红外报警系统、消防系统、门禁系统等实现联动,满足协同管理、统一调度。

 

系统方案

系统分为前端监控资源采集、视频传输、后端平台组建、多系统联动建设等几部分。整个系统采用全网络数字视频监控架构:前端都采用高清网络摄像机进行视频采集,通过摄像机的网络端口直接接入到工厂库区视频传输网络中去,传输到后端进行集中存储和管理。传输主干网采用千兆光纤网,后端通过NVR集中管理平台来完成整个视频监控系统的集中预览、控制、管理、存储以及视频分发等功能,实现工厂库区高清数字视频监控系统集中管理。总体设计严格遵循用户要求和行业规范,满足用户功能需求为主要目的,提高安全防范管理效率。系统连接图如下:



1 系统连接图

 

前端图像采集

在进行点位位置确定时,根据监视区域的规划来合理安排摄像机的安装位置,尽量满足重点区域无盲区监视,其他区域兼顾考虑等原则。

园区边界

在工厂库区周界区域部署红外网络枪式摄像机,满足全天候24小时监控。本项目采用美电贝尔红外网络摄像机BL-E848IR-60,该设备采用1/3SONY Super HADCCD,清晰度彩色600TVL转黑白650TVL,最低照度彩色0.1Lux/F1.2转黑白0Lux/IR,图像压缩格式H.264标准,音频采用 G.726压缩标准,最高支持 D1分辨率。

出入口

在仓库出入口、园区出入口以及其他重要区域的出入口安装高清摄像机。以防止工厂库区财产被偷窃为监控的主要目标,用来监控人员的出入,尤其是陌生的可疑人员的出入。本项目采用美电贝尔200像素高清摄像机BL-E800H-C20,该设备采用1/3CMOS,支持P/N制式,视频压缩格式H.264/MJPEG标准,音频采用 G.726压缩标准,支持12fps1600*1200)、25fps1280*720)、25fps (1024*768)D1 QVGA分辨率,支持本地闪存卡存储最大支持32G

库区主干道、库区

要做到大范围监控,安全防范监控无漏洞,本项设计高清高速球对库区进行全面监控。要求在平时球机经人工编程设置自动巡航扫描,使监控面更广阔,一旦发生案情时,球机自动旋转至报警区域,对该区域进行图像画面放大特写,本项目设计采用美电贝尔高清网络球机BL-E800PCB-HD13-18,该设备采用1/3SONY Progressive Scan3 CCD,有效像素为1.3M(1280*960),最低照度彩色为0.1Lux/F1.2转黑白0.001Lux/F1.2,双滤光片切换日夜转换功能,内置18倍光学变焦镜头( f=4.7-84.6mm),10倍电子放大功能,水平:0.1°~300°/S ,垂直:0.1°~150°/S 4个隐私保护区域,支持3D定位(点击放大)功能。

库内活动

对于一些操作岗位进行重点监控,记录操作过程。本方案采用高清摄像机BL-E800H-C20进行高清监控。

仓库内部

在仓库内部部署大范围监控的摄像机,以满足对整个仓库的全局监控。本项目设计采用高清网络球机BL-E800PCB-HD13-18

库区监控

在库房内外部署摄像机,严密监视现场情况。本项目采用网络红外半球摄像机BL-IR848E-60,该设备采用1/3SONY Super HADCCD,清晰度彩色600TVL转黑白650TVL,最低照度彩色0.1Lux/F1.2转黑白0Lux/IR,图像压缩格式H.264标准,音频采用 G.726压缩标准,最高支持 D1分辨率。

传输网络

 网络传输系统的组建对于高清网络视频监控系统的组建至关重要,如果传输系统不能满足网络视频流的传输要求,那么网络监控也就无从谈起。本系统总共有100多台网络数字摄像机,分布在多个库区,我们设计每个库区的建筑物内部根据摄像机点位的分布采用双绞线进行汇聚,然后统一接入光纤主干网进行传输。部分公共区域、独立区域的点位可就近单独敷设传输资源;根据产品特点,每路1080P全高清网络摄像机的传输带宽为6Mbps720P高清网络摄像机的推荐传输带宽为4Mbps,标清FULL-D1的传输带宽为2Mbps;所以在为视频监控系统划分传输通道时应考虑每个区域汇聚后到中心的传输带宽,同时各个库区汇聚交换机和监控中心的核心交换设备也应该具备较强的数据交换能力和承载突发多用户大容量的高峰访问能力,以便网络视频数据的快速交换,满足数据访问请求的快速响应。视频监控传输网络可以根据要求与工厂库区内部局域网规划到一起,或者通过物理设备将两个网络互联起来。这样工厂库区其他部分就可在获得授权后直接前端摄像机的视频资源。网络拓扑图如下:



2 网络拓扑图

网络视频监控集中管理平台设计

由于工厂库区监控点位众多,且主体部分采用高清网络数字摄像机,因此我们采用适用于大型集中监控的NVR智能网络视频集中管理平台。该平台通过工厂库区的视频监控局域网将分散、独立的图像采集点进行联网汇聚,实现整个库区的统一监控、集中存储、集中管理、资源共享,通过统一搭建的综合监控业务平台系统,满足工厂库区高清网络化视频监控的需要。NVR智能网络视频集中联网管理平台采用目前比较先进和流行的模块化设计,将整个平台通过软件开发分为多个灵活可调的模块进行有机的组合,使整个集中管理平台更加稳定、功能更加强大、业务扩展更加灵活。

远程联网集中管理平台的组成模块

序号

名称

型号

说明

视频前端编码设备

1

高清网络摄像机

 

高清1080P两百万像素

2

高清网络球机

 

高清720P百万像素,3D定位

3

红外网络摄像机

 

FULL-D1704*576),红外日夜型

4

低照度摄像机

 

FULL-D1704*576),星光级低照度

管理服务中心端

1

用户&目录管理

 

整个联网集中管理平台用户、设备配置,权限优先级管理

2

管理&控制

 

浏览、PTZ控制、对讲、远程参数设定、设备巡检

3

报警&电子地图

 

报警信息搜集、应答、转发、联动、布撤防

4

虚拟网络矩阵

 

视频浏览,数字解码控制

5

高清解码器

 

解码数字视频信号,还原成模拟D1720P视频信号上电视墙

6

网络视频集中存储

 

同步集中存储、异步分散备份

7

流媒体视频转发

 

中心视频转发交换及网络负载均衡

8

SAN存储器

 

16盘位大容量存储

分控客户端

9

监控客户端

 

C/S的浏览和PTZ分控

管理平台模块部署方案

1. 集中管理控制模块:用于前端网络摄像机远程管理、图像调用、云台控制、高清解码器控制、录像设置、资料查询回放等,是一台综合性操作服务器,比如视频处理、多任务运行等有较高要求;整个系统配置一台这样集中管理服务器,公司针对高清视频监控所推出的集中管理平台服务器具备强大的处理能力和可靠的稳定性。

2. 用户目录验证服务:用于用户信息的集中管理、集中验证、前端设备和后端各个软件模块之间的信息交换等,是整个平台的核心,其稳定性要求相当高,所以针对这类核心的特殊的服务器,我们设计采用国际知名专业服务器厂商提供的硬件服务器,本台服务器基本的要求是要求多核心高主频处理器、不低于3GB的内存资源、可扩展双千兆网卡、整体性能稳定。

3. 流媒体转发服务:大型高清网络视频监控还有一个比较重要的模块就是转发服务器,其他相关业务终端都要从这台服务器获取视频数据,而这台服务器也需要长时间的稳定运行,对网卡和内存资源有较大消耗,因此这台服务器我们根据需要建议配置四核服务器,并提升内存为4GB,同时采用双网卡。

4. 集中存储服务:由于整个系统共有100多路摄像机,对于这些摄像机的视频存储我们建议采用IP-SAN存储方式,存储服务器从稳定性的角度考虑我们也建议配置美电贝尔专业存储服务器,服务器要求具备双网卡负载均衡、2GB以上内存资源、多核重要处理器、双冗余服务器电源。

5. 报警电子地图服务模块:报警电子地图模块在工厂库区网络视频监控系统中主要用于库区监控点位平面分布图,系统拓扑结构浏览,同时还可通过集成开发将其他诸如报警系统或者是门禁系统之类的其他安防系统集成进来,实现联动处理。

6. 高清解码器:高清DVI接口输出,可以实现H.264MPEG4MPEG2(DVD)MPEG1(VCD)M-JPEG、格式的视频解码,支持1080P 720PD1Half-D1CIFQCIF等各种分辨率的显示输出。通过与支持高清分辨率显示的大屏幕液晶监视器连接就组成了高清网络数字电视墙,这种显示模式不需要对网络视频信号进行模拟还原,直接显示数字视频信号,减轻了因解码还原成模拟信号后所产生的延时现象,而且整体造价更低,减少了处理环节显示系统更加灵活也更加稳定。

存储方案

根据需求分析和相关要求,我们本套解决方案采用IP-SAN存储方式来解决网络视频的存储任务。通过在保安亭监控中心机房内部署IPSAN存储阵列和集中存储服务器对整个库区网络视频数据进行集中存储。1080P高清摄像机的码流为6Mbps,720P高清摄像机的码流为4Mbps,而普通个摄像机采用D1视频编码服务器的码流一般在2Mbps。

11080P图像存储1天需要的存储空间为:6Mbps /8*3600s*24小时 =64800MB=63.28125GB

1720P图像存储1天需要的存储空间为:4Mbps /8*3600s*24小时 =43200MB=42.1875GB

1D1图像存储1天需要的存储空间为:2Mbps /8*3600s*24小时 =43200MB=21.09375GB

集中存储所需的存储空间为∑qi*c*d,其中qi为1路图像1天的存储容量,c为此录像码流的摄像机数量,d为存储天数。除了上述公式计算出的视频数据存储容量,还必须考虑数据库所需存储容量和一定的存储冗余,实际存储容量的计算公式:实际存储容量 = 视频数据存储容量/90%(硬盘格式化要损失10%的空间)。IPSAN存储整体架构示意图如下:


3 IPSAN存储整体架构示意图

电视墙显示系统设计

在本设计方案中我们根据用户的实际使用需要和场地情况,主控中心采用 2行×3646LCD液晶监视器组成的电视墙来实现其显示功能,分控中心采用246LCD液晶监视器实现其显示功能。前端网络视频信号通过万能高清解码器进行解码后切换上电视墙。


4 电视墙系统结构图

 

结语

高清网络视频监控系统由总控中心里的专用显示器、录像设备以及布置在工厂库区各主要部位的高清摄像机、云台通过专用视频网络组成。由摄像机将监控视频信息实时传输到监控中心,值班人员可对多路视频图像进行实时的任意的监看,二十四小时实时录像。闭路电视监控作为一项先进的高科技防范手段,特别是由于系统本身具有直观、实时、记录、回放等特点,在许多领域得到越来越广泛的应用。

编辑:苏曼
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