1、枣庄矿业集团地销煤监控系统设计方案枣庄矿业集团公司地销煤远程视频监控系统方案北京可视通电子技术有限责任公司2003年5月前言 近年来，随着网络在我国的普及和深化发展，企业的信息化建设不断深入，各企业，特别是大中型企业都加快了信息网络平台的建设，大多数企业已经或者正在铺设企业内部的计算机局域网；分布在全国各地，甚至在全球拥有分支机构的企业都加快了广域网的建设步伐。企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。 同时，网络也成为先进的新兴应用提供了一个良好的平台。网络上的视频监控系统正是近来蓬勃发展的一种新的网络多媒体典型应用。它是指企业利用现存的企业
2、计算机网络平台，将监控范围内所需的视频、数据以数字形式通过网络进行传输、存储和共享，使企业领导和相关部门及时获得关于监控现场实时、准确、具体、直观的材料，为监督安全生产、提高生产效率、监控重要业务环节提供一种崭新的现代化手段。 枣庄矿业集团目前准备在地理位置分布较广7个矿点进行远程监控，每个矿点约有3个摄像机。北京可视通电子技术有限责任公司根据多年来从事网络视频监控的经验，开发成功了“守望者” 网络视频监控系统。该系统在硬件上采用先进的嵌入式视频服务器技术，软件上采用图像数据库技术，完全符合国际数字视频通讯标准和互联网（INTERNET）标准。完全构架在企业的网络平台上。更为重要的是，该系统极
3、大的发挥了网络资源共享的优势，可根据不同部门的需要，实时调用所需图像。同时，系统也加强了安全管理的功能，确保用户在使用中保证数据的安全性。该系统现已经被越来越多的用户所认可，广泛用于电力、电信、交通、企业等行业。第一章 地销煤监控系统的基本要求近年来，随着各行各业网络化、信息化建设的不断深入，企业领导对内部信息平台的建设非常重视，枣庄矿业集团已经铺设了企业内部的局域网，并且已经或者逐步转向利用网络和计算机信息处理速度快和资源共享的优势，集中处理生产、物流等重要数据。枣庄矿业集团目前就准备在地理位置分布较广7个矿点进行远程监控，每个矿点约有3个摄像机（磅房、煤场和火车装车点），通过计算机网络把图
4、像传输到中心，在中心即可实时的观看各矿点的情况，企业领导在办公司可以随时了解各主要环节的实时状况。第二章 地销煤监控系统设计原则 根据枣庄矿业集团的具体情况，我司建议采用“守望者”监控系统来实现整个地销煤远程监控系统。 地销煤监控系统设计遵循以下原则： 先进性：“守望者”系统在国内率先采用基于嵌入式的视频服务器为核心的视频监控系统，它采用专用视频压缩芯片，图像清晰，视频压缩效率高，是基于第三代嵌入式技术的网络视频监控产品。 实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、集中录象、可连接多种报警设备等功能，完全满足用户的监控要求。 兼容性：系统采用B/S结构。 扩展性：系
5、统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时，只需要增加前端的服务器，并升级相应的系统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设备。 灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中使用；在网络中的授权用户可通过IE浏览器实时监控前端现场，客户端无需添加任何硬件。 实时性：本系统的视频服务器AXIS2400，采用专用的RISC视频压缩芯片，MJPEG压缩，最高可传输30帧/秒的清晰图像。 可靠性：系统采用国外先进的视频服务器硬件，性能稳定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在无人、少人维护的环境中运行。第三章 地销煤远程视频监控系统的特点“守望者”系统是基于嵌入式网络视频服务器平台，采用先进的互
6、联网技术和标准开发的性能卓越、功能完备的新一代远程视频监控系统。系统采用标准的互联网协议，能架构在局域网、广域网和无线网络之上，可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。系统无须铺设专用的视频和控制电缆，授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控。31系统采用标准的模块化设计 前端视频压缩系统采用模块化的视频服务器，该设备采用先进的嵌入式操作系统，视频压缩格式遵循数字视频压缩国际标准，设备体积小、稳定性高，完全适合在无人值守的环境中使用。当用户系统扩充时，只需要扩充视频压缩模块和升级系统软件即可，不用对中心服务器和客户端硬件进行升级，可保护用户的现有设备投资。 同时，“守望者”系统可将实
7、时监控、报警监控和录像等功能分成相应的软件模块，可根据用户的实际情况和现场要求，灵活配置不同模块，使系统能更充分的适应用户监控的需要。 32适合网络化、数字化的监控要求 系统采用标准的TCP/IP协议，能架构在局域网、广域网和无线网络之上。视频服务器提供RJ-45以太网接口，可直接接入局域网交换机或者HUB上。通过视频服务器压缩的视频信号和控制信号完全通过网络传输，节省了铺设长距离线缆的成本，真正做到“一网多用”。 “守望者”系统软件采用B/S（Brower/Server）结构，可将分布在不同地点的摄像机集中管理，分散在网络中不同地点、不同使用权限的用户可同时监控同一现场，也可以任意选择其他监
8、控现场，各用户监控不受影响，真正做到“多任务”的实时监控。33 完善的系统功能 系统监控中心和各分控中心可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控，不同的用户可根据职务分配不同的控制权限。现场图象可根据地点分成监控组，以4分屏、9分屏或者16分屏方式显示，组内图象可自动轮巡，切换时间可以任意调节，可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。当发生报警时，可任意联动其他设备，如警灯、警号，同时可在客户端弹出报警提示。34 图象清晰 图像压缩采用MJPEG标准，图象存储格式为JPEG,图象清晰度高。可自动适应网络环境，根据带宽变化自动调节图像传输速度。35 嵌入式技术稳定性高 系
9、统采用先进的具有嵌入式操作系统的视频服务器，该设备采用RISC芯片，视频处理速度快，稳定性极高。该设备有自动恢复功能，当前端发生掉电后，可自动启动，无需人工维护。 36 操作简便 客户端为标准的Internet浏览器，操作界面全部为中文可视化界面，用户可根据清晰的中文功能提示，实现全部的监控操作。37 远程系统维护和系统管理 视频服务器提供远程IE登陆功能，管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高设备维护效率。38 设备简单，便于施工 通过使用视频服务器和“守望者”系统，极大的简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量，它完全取代了模拟监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠
10、加器等需要配合使用才能实现的功能，不仅减少了调试设备的施工周期，同时较少设备的使用，可提高整体系统的稳定性和可靠性，减少日后维护设备的难度。39 易于结合 系统采用的是一种标准的WEB服务器的形式，具有很强的开放性和兼容性，完全能与各系统的方便地联网，网内的用户只要使用标准的Internet浏览器即可进行图像监控,无需任何设置。监控前端可以将许多现有的资源接入本系统，避免重复投资。310良好的可扩展性 系统前端采用模块化的视频服务器，当系统扩充时，只需要扩充视频压缩模块即可。在监控中心，管理人员只需要将增加的监控现场加入监控地点组种，这样就完成了全部的系统升级工作。用户可利用浏览器和客户端控件
11、，使用办公微机随时随地监控现场环境。第四章 视频监控系统组成 系统根据组网方式可分为监控前端、监控中心两个主要部分，现在，分别加以介绍。系统示意图如下。 下面整体描述一下地销煤监控系统的组成： 在每个矿点安装约有3个摄像机，分别安装在磅房、煤场和火车装车点，全是室外可控全球机，内置云台镜头解码器，可靠性较高。由于矿点离摄像机的距离较远，故采用光纤传输，在光纤两端增加一对视频数据光端机，传输视频信号和控制信号。在每个矿点安装1台视频服务器AXIS2400，连接3个摄像机，视频服务器直接上网，通过网络把图像传输到总部。在总部安装一台中心服务器，安装“守望者”服务器软件，这样总部用户即可在自己的办公
12、微机上根据授权观看控制前端摄像机，同时在各矿点配置一台计算机，也可以作为客户端观看控制摄像机。41 监控前端 监控前端主要由前端视频编码器、摄象机（防护罩、摄象机、镜头、支架）、云台镜头解码器、前端监控主机等主要设备组成。主要完成图像的采集、编码和传输、摄象机的控制和报警的输入/输出工作。我们认为，监控前端是担负着图像监控系统的数据采集和控制命令的执行部分，是整个系统重要组成本分之一。它的主要设计指标和依据应该是： 技术先进，功能强大，符合国际标准和未来发展方向； 设备低功耗，同时运行稳定可靠； 设备免操作、免维护； 设备抗恶劣环境（电磁干扰、恶劣气候）； 我们推荐的设备正是符合上述要求，并且
13、在实际应用当中得到用户的首肯。下面介绍系统的组成和功能：411前端视频服务器 采用瑞典AXIS公司生产的目前技术领先成熟的嵌入式网络视频服务器AXIS 2400，它的主要优点之一是操作系统为实时多任务工业级产品，可靠性、稳定性大大高于目前以微机为平台， WINDOWS为操作系统的图像监控系统，平均无故障时间（MTBF）大于100000小时。并且体积小巧紧凑，功能强大，便于安装和和远程集中式管理和设置。它具备4个视频输入端口，可以连接4个摄象机。同时，AXIS 2400具备4个报警输入和联动输出接口，可以方便地连接报警设备。412 摄像机 摄象机的选择需要根据现场监控距离和监控范围选用相应的摄象
14、机采用作为视频采集设备，同时，使用室内或者室外防护罩保护摄象机，达到防水、防尘的目的。根据不同情况用户可选择不同类型的摄像机，此次建议采用一体化室外全球机，内置解码器，内置全方位云台，加热保温，自动排风，自带高变焦镜头，自动光圈，自动聚焦，扫描范围极大，由于设备全部内置到球罩里，可靠性好，能抵抗风吹日晒雨淋。 另外由于云台镜头解码器内置，裸露在外的线缆接头少，可靠性高。云台镜头解码器为云台和摄像机提供工作电源，接收图像监控主机的控制命令，控制云台上、下、左、右转动和调节镜头焦距等动作。413 前端监控主机 由一台安装有“守望者”系统客户端控件的微机来担当。用户界面为标准的INTERNET浏览器
15、。监控终端登录到“守望者”服务器上后，即可执行全部的视频图像监控任务，其主要功能为： 实时图像监控：选择权限范围内的摄象机，监视4/9/16分割、中画面或满屏画面。在取得控制权后对摄象机、云台进行全面控制。系统特别支持多用户同时监控1台摄象机。 录象的设置和操作：手工交互式录象的设置、检索、回放、删除、备份和恢复。系统特别支持多用户独立的录象操作，报警录像、计划录像的观看（需要相应的权限）。 用户管理：对口令进行更改，具有系统管理员级别的用户还可以查看用户登陆情况。414 视频传输 由于矿点离摄像机的距离较远，采用普通的视频电缆可能损耗较大，影响图像质量，故采用光纤传输，在光纤两端增加一对视频
16、数据光端机，传输视频信号和控制信号，传输效果较好，而且有助于防雷功能。42监控中心 监控中心主要由图像监控系统服务器、监控客户终端等组成。主要完成现场图像接收，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。监控中心是完成的是整个系统的中枢部分，承担着与用户和前端设备的接口任务，它的设计原则应该是： 功能强大，可以同时管理数十个前端系统（分站）和数十个甚至是上百个在线用户，在未来前端系统调整或增加数目时，无须对增加硬件设备，或对系统改动，增加资金投入； 数十个活动视频图像的同时接收、满足所有在线客户的转发申请； 完善的录象服务：人工录象、计划录
17、象和报警录象，可存储、检索、备份和恢复大量的图像数据库文件； 强大的录象回放能力，可以根据用户网上提交的申请独立地为用户提供录象的检索和回放，可以同时响应大量的用户申请； 完善的用户认证机制（用户名、密码、前端系统密码、优先级）机制； 强大的中心协调机制（并发申请、图像转发、录制申请，并发控制协调等）； 先进的软件平台，符合标准和未来方向； 我们推荐以“守望者”系统为核心，组成图像监控的监控中心部分。该软件是目前市场上同类产品中的佼佼者，其平台的先进性（WEB技术和标准）和同时管理数十个前端现场和大量在线用户的能力尤其得到行业大用户的肯定，“守望者”软件基于WEB服务器/浏览器方式，是目前最流
18、行的Internet/Intranet方式，系统开放，易于与网络上其它应用融合。现分别加以介绍：431图像监控系统服务器 由高档微机服务器，大容量硬盘（供数字录象使用），WINDOWS NT/2000，SQL Server数据库服务器结合自行研制的图像数据库，WEB服务器软件及“守望者”系统服务器软件组成。主要完成以下工作： 多路图像接收、处理、显示。同时接收所有前端系统的图像，按照摄象机的分组配置组合成单幅或4分割、9分割、16分割画面活动画面，同时在图像上叠加时间、地点名称。在接到用户的申请后，根据权限裁定是否转发图像；可根据监控地点内的镜头数量，调节图象显示尺寸，选择任意一路图象可扩大到
19、全屏显示，显示实时的画面，最高可到30帧每秒。系统采用的图像压缩标准为MJPEG，图像清晰度高，完全符合国际标准。多个用户可以同时监控一个摄象机。 摄象机遥控功能：根据用户的申请实施摄象机的遥控。“守望者”软件具有非常完善的优先权机制，网络上的用户可以被管理员分为0-255个等级，当多个用户同时想控制某个摄象机时，优先级高的人可以控制，优先级低的人不能控制，但可以观看图象，这时低优先级的用户屏幕上会显示某某高级用户正在控制，只有优先级高的用户放弃控制权后，优先级低的用户才能控制。相反，低优先级用户正在控制某摄象机时，高优先级用户可以接过控制权来控制，低优先级用户就暂不能控制了。最低优先级用户仅
20、能看摄象机画面，任何时候都不能控制摄象机。 摄象机的控制，用户可以用鼠标来控制摄象机上下、左右、变焦、聚焦等动作，也可以用键盘来控制，控制非常方便。 用户管理功能：有用户帐号、密码、级别管理功能，网络上只有授权用户才能观看或控制摄象机。根据授权，某些用户可以控制摄象机，某些用户仅能观看，无权控制。 地点、摄象机分组功能：“守望者”具有强大的分组功能，可以将摄象机编成很多组，也可以把用户编成很多组，某组用户仅能控制某些组的摄象机，其他摄象机不能观看。 完善的图象录象、检索和回放功能：系统提供计划录象、手动录象和报警录象等多种录象机制，用户可根据实际需要制订不同的录象策略。432 监控客户终端 使
21、用“守望者”系统的用户，可利用计算机信息网上的任何一台微机/笔记本电脑当作监控客户端，安装“守望者”网络视频监控系统的客户端图像控件之后，即可成为一个监控客户终端，完全摆脱了专用监控室的概念，使用户随时随地都能查看到所需要的画面。“守望者”系统的用户操作界面为标准的INTERNET浏览器。监控终端登录到“守望者”服务器上后，即可执行全部的视频图像监控任务，其主要功能为： 实时图像监控：选择权限范围内的摄象机，监视4/9/16分割、中画面或满屏画面。在取得控制权后对摄象机、云台进行全面控制。系统特别支持多用户同时监控1台摄象机。 录象的设置和操作：手工交互式录象的设置、检索、回放、删除、备份和恢
22、复。系统特别支持多用户独立的录象操作，报警录像、计划录像的观看（需要相应的权限）。 用户管理：对口令进行更改，具有系统管理员级别的用户还可以查看用户登陆情况。第五章 监控系统功能介绍51远程图像传输 “守望者”系统采用标准的TCP/IP协议，提供RJ-45以太网接口，可直接接入局域网交换机或者HUB上。监控中心安装视频监控服务器，局域网中的授权用户可通过IE浏览器监控远程现场。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。52 远程设备监控 监控用户可根据工作职能分配给不同级别的控制权限，一般为0255级。控制级别高的用户
23、可优先对设备进行控制，如控制云台转动选择监视区域对象；调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果；还可以对指定的其他现场设备开关进行控制等。53 多画面监视 系统具有在同一客户终端上同时监视四路、九路或者十六路前端图像的功能。当用户监控点较多时，可按照地点分成地点组，每个组内最多为十六路视频，地点组可扩充。用户点击某一路图像时可放大实时监控。54 画面全屏功能 系统可将单画面、四画面、九画面、十六画面全屏放大显示，单画面全屏时，可通过鼠标移动和左右键控制云台转动和摄像机变焦。通过多画面全屏功能，可方便的使用户将计算机图像显示在大屏幕显示器上，类似于电视墙的功能，有利于监控室集中监控的需要。55 多画
24、面轮巡 监控用户可将一个工作组内的所有监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换。也可在一个图像框内轮巡显示全部的摄像机画面。不同监控客户可以轮巡相同或者不同工作组的监控现场，画面切换间隔时间可灵活设置。画面间隔时间可任意调节。56 控制优先权机制 系统具有非常完善的控制优先权机制，网络上的用户可以被管理员分为0-255个控制权限等级，当多个用户同时想控制某个摄象机时，系统规定优先级高的人可以控制，优先级低的人不能控制，但可以浏览图象。同时系统会在低优先级的用户屏幕上显示某某高级用户正在控制，只有优先级高的用户放弃控制权后，优先级低的用户才能控制。相反，低优先级用户正在控制某摄象机时，高优先级用
25、户可以接过控制权来控制，低优先级用户就暂时不能控制了。相同优先级的用户谁先取得控制权系统就默认由谁控制。最低优先级用户仅能看摄象机画面，任何时候都不能控制摄象机。57 系统分组功能 “守望者”系统具有强大的分组功能，可以将摄象机根据监控编成不同工作组，每个工作组可分配就个摄像机，同一个摄像机可同时分配在不同的工作组中。58 录像与回放 系统提供三种录像方式：计划录像、报警录像和手动录像。581计划录像 系统管理员可设定多个时间段对多个监控前端的图像进行录制，图像数据保存在图像监控系统服务器的硬盘上。定时方式可选择单次录像和每天定时录像，各个时段可以单独设置。582 报警自动录像 此项功能在报警
26、联动布防时可选，若某一报警探测器布防时选择录像功能，则当该报警探测器有报警发生时，自动进行录像，录像时间用户可以事先设定，录像速度也可以调节。报警自动录像文件保存在图像监控系统服务器的硬盘上。583 手动录像 监控终端用户可根据需要随时选择系统各个监控前端进行录像控制，图像数据保存在客户端本地的硬盘上。584 录像检索及回放 录像记录可以在所有监控终端上以具有检索权限的用户名登录后进行检索。录像检索可以根据不同的查询条件如日期、监控地点和报警类型检索录像记录。 用户在监控终端上检索到相应的录像文件后，可以选中文件直接用软件内置的播放器进行播放。可以一次播放单个录像文件，也可以连续播放多个录像，
27、播放录像时，可在时间定位框内输入录放开始时间，播放器可自动定位到相应时间，播放图像文件。图像播放速度可手动调节。 用户采用手动录像方式时，可采用本地图像播放器，打开录制在本地的图像文件播放记录，录像速度可手动调节。59 用户管理功能 提供安全完善的用户帐号密码管理功能和严格的控制权限分级制度。只有经过授权、拥有帐号密码的用户才能浏览或控制摄象机。 根据控制权限分级制度，可以限定某些权限等级用户可以控制摄象机，某些用户仅能浏览，而无权控制，或者不能看到管理权限以外的其他摄像机。510 密码保护功能 系统采用严格的操作密码保护机制。 现场监控设备视频服务器，有用户级密码保护。维护人员如需修改设备设
28、置，必须输入授权的用户名和密码。 系统访问认证：用户进入远程视频监控系统必须事先进行输入用户名和密码注册，系统管理员根据用户授予相应的权限监视和控制权限，同一时刻只允许同一用户登录一次。附录一 视频监控系统运行环境服务器建议配置 P800以上 256M以上 20G硬盘以上.（根据录像时间选择） VGA显示卡，支持1024x768 分辨率客户机建议配置 赛扬 366以上 64M内存 1.2G硬盘 AGP显示卡，32M以上显存，支持1024x768 分辨率系统运行环境 服务器端 安装WINDOWS 2000 Sever系列 中文操作系统 IIS Web Server 安装SQL Server 7.
29、0或2000 安装IE 5.0客户端 安装WINDOWS 98、WINDOWS ME、 WINDOWS 2000 中文操作系统 安装IE 5.0附录二 设备技术指标一 视频服务器AXIS2400传输极高质量的M-JPEG 图片，每秒的传输率可达30帧，AXIS 2400/2401视频服务器是CCTV和视频监视系统的一项革命性的技术突破。他提供了功能上包罗广泛的一体化解决方案，用于数据网络(包括局域网和广域网，甚至Internet)上的视频传输。可直接连接到10/100兆的以太网络，一步到位。它使网络中任何计算机能从众多视频服务器中选择浏览实时的视频图像避免了因数码传输而导致的各种不便。技术规格
30、系统要求使用标准的Internet TCP/IP协议族。可以运行在大多数的操作系统环境中，如：Windows 95/98/NT，Linux，UNIX，Mac等，所需的软件只是配有AXIS2400视频服务器ActiveX控件的Microsoft Internet Explorer 4.X或Netscape Navigator 4.X安装网络接口：RJ45，双绞线视频接口：BNC接口，NTSC或PAL制摄象机可自成系统或附加在现有的闭路电视监控系统上。设备管理基于Web的工具软件，远程访问及配置。视频压缩Motion-JPEG，单帧JPEG，用户可设置压缩率。视频特性时间标记、文字叠加、彩色/黑白
31、设置。视频输入4个BNC接口的复合视频输入；设备自动检测NTSC或PAL制。网络10baseT以太网或100baseTX快速以太网，TCP/IP，HTTP，FTP，SMTP，NTP，ARP，BOOTP。通用I/O接口背板提供4个光电隔离报警输入接口，1个行动输出接口（最大24V，0.1A），事件触发的FTP、SMTP标准的远程图象存储/传送，报警前/后图象存储。报警前/后缓存区最高8M的用于报警前/后图象缓存。串行端口9针D-SUB RS-232，最高230Kbps9针D-SUB RS-232或RS-485/422，最高38.4Kbps，半双工。云台/镜头控制支持远程云台/镜头控制安全用户级密码使用条件温度：5-50.湿度：20-80% RHG外型高：4.2cm宽：14.5cm长：22.0cm重量：0.8kg（不包括电源）硬件ARTPEC-1压缩芯片， ETRAX 100, 32 bit RISC, 100 MIPSCPU16 Mbyte RAM，2 Mbytes FLASH PROM.电源 3外部种供电方式：12V AC
