某企业视频监控系统分析与设计

2015-05-30 10:48:04张挺
企业技术开发·中旬刊 2015年11期
关键词:流媒体

张挺

摘 要:视频监控是企业生产受控和安全防范的重要手段,网络视频监控系统是监控系统今后的发展方向。基于网络TCP/IP协议,利用视频编码技术和流媒体技术,组建包括接入层、汇聚层、核心层的网络传输结构,利用管理服务器、流媒体服务器和存储服务器搭建视频服务平台,选用分布式网络视频监控系统架构,设计出适用于一般企业的网络视频监控系统方案。

关键词:网络视频监控;TCP/IP ;视频编码;流媒体;

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)32-0077-02

1 概 述

视频监控系统是一种可以提供声音,录像以及报警信号,并能实现远程传输的及存储的安全防护系统。

在视频监控系统的建设中,建设者将业务数据与监控技术相结合,及时掌握企业交易的全部过程,并将记录的信息发送到监控中心,监控中心根据发回的数据作出合理的判断,从而预测未来的发展趋势,进一步制定详细的操作方案,从而提高了企业的运作效率。另外,视频监控系统还可以监控突发事件,并及时将有效信息传送到监控中心或办公室进行实时调度,使得决策者能够及时对企业运行方案作出调整,从而降低了企业的损失及风险。

自监控技术诞生以来,视频监控系统的发展共经历了三个阶段。①模拟视频监控系统,时间为二十世纪九十年代初期;②二十世纪九十年代中后期的数字视频监控系统;③二十一世纪以来的网络视频监控系统。随着时间的推移,视频监控系统越来越完善,功能越来越齐全。网络视频监控系统现已发展成视频监控的主流。因此,鉴于网络视频监控系统带来的巨大意义和实用价值,本文主要设计了一种网络视频监控系统方案,从而实现对企业的监控业务。

2 系统采用技术

一般地,如今所流行的网络视频监控系统大都采用TCP/IP协议。有了协议分配的地址,然后接入网络。网络接入方式有多种,例如:WLAN,3G。待系统已跟网络连接好后,对采集到的视频流进行编码,然后发送至各个客户端,最后客户在PC机上进行浏览和控制。这期间,对视频编码采用的技术是视频编码技术,传送视频流的应用技术是流媒体技术。接下来,本文简单介绍建立网络视频监控系统过程中采用的技术。

①TCP/IP传输协议。该传输协议定义了多种电子设备接入互联网并传输数据的标准。若监控设备接入互联网中,则被分配一个IP地址,这个地址是唯一的,接收数据的一方通过该地址获得想要的数据。另外,网络视频监控系统通过TCP/IP地址传输视频信息,不但能实现短距离内的信息传输,而且能够实现跨区域的远传组网。

②视频编码技术。本文设计的系统采用国际上通用的 H.264压缩编码标准。H.264码率低,能够将原有视频压缩比例达到理想要求。另外,该压缩编码标准还具有网络适应性强等优点,适合被采用。

③流媒体技术。网络中传输视频不同于现实生活中。国际上一般采用流式传输方式进行视频传输,这就是所谓的流媒体技术。采用这种技术能有效地减少存储空间,类似于微机中的虚拟存储技术。另外,流媒体技术采用一对多的分发机制,能够实现传输数据的并行处理 。

3 系统方案设计

对于网络视频监控系统方案设计,主要包括网络层次、设备选用、系统构架这三个环节的设计。

3.1 网络层次

系统接入网络时采用分层结构,主要包括三层:接入层、汇聚层和核心层。下面本文将对这三层进行详细说明。

①接入层。此层一般在企业的控制室。里面包括大量的交换机。这些交换机密度极高。能够准确快速的接入前端设备。

②汇聚层。此层一般被布置在各分厂的监控机房。其具有较高的接入能力,并且带宽长,负责汇聚流量和链路。

③核心层。此层位于总监控中心。主要用于交换数据。由于这些数据具有高速性,所以此层一般配置光端口。

系统网络结构图如图1所示。

3.2 设备选用

网络视频监控系统设备包括视频采集设备、视频服务平台、用户客户端和视频显示设备等。

视频采集设备用于采集前端的视频信号和输出报警信号,并连接到位于接入层的交换机上。然后对视频流进行编码,待编码完毕后将其传送到视频服务平台。

视频服务平台主要由管理服务器、流媒体服务器和存储服务器组成。他们在汇聚层进行组网,从而组件成视频服务平台。视频服务平台将采集到的视频流信息进行存储和管理,然后发送到各个用户客户端。

用户客户端主要任务是对传输来的视频流进行解码。解码方式有两种,即为硬件解码和软件解码。硬件解码所采用的主要工具是电视墙服务器。而软件解码不同,其主要请求视频服务平台,然后将收集的视频流进行解码。这其中,功能的实现主要通过客户端PC机。

视频显示设备主要是将解码后的视频进行图像显示出来。

3.3 系统架构

网络视频监控系统结构主要由集中式和分布式两种形式。本文设计的网络视频监控系统主要采用分布式系统架构。我们首先定义,系统代理点由管理服务器,存储服务器和流媒体服务器组成。相比于集中式系统架构,分布式系统架构主要优点是在汇聚层增加了代理点。这些代理点与中心平台有着一样的功能,只不过所能处理的视频信息量不如中心平台大。为了提高运行效率,中心平台将所收集到的视频流分成若干份,然后分别传输给各代理点。这些代理店根据就近原则,选取能处理的视频流。因此,我们不难看出,这些代理店之间是独立的,互不影响的。这不仅降低了耗材,而且提高了效率,同时减轻了中心平台压力,使得系统能够稳定运行。客户端获取视频流过程示意图,如图2所示。

4 结 语

本文设计了适合一般企业需求的网络视频监控系统,其中所采用的技术包括TCP/IP 协议,视频编解码技术和流媒体技术等。本文从三个方面入手,即网络层次、设备选用、系统结构,详细介绍了设计方案。该方案具有较高的稳定性,同时还具有网络性等特点。不但克服了并发视频流,远程采集传输等技术难题,而且较为实用的为企业创建监控系统提供了理论方案和指导意见。

参考文献:

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