视频监控联网系统

视频监控联网系统（精选12篇）

视频监控联网系统 篇1

摘要：推进安防视频资源共享系统建设是智慧城市、平安城市的重点建设方向。以某平安社区为例, 对平安城市中如何建设社区视频监控联网系统进行了论述。

关键词：数字监控,分布式,视频联网

1 平安城市概念

平安城市是智慧城市的重要组成部分, 平安城市利用平安城市综合管理信息公共服务平台, 包括城市内视频监控系统、数字化城市管理系统、道路交通等多个系统, 利用市区级数据交换平台实现资源共享。系统前端数据通过视频监控系统采集并传输到市、区监督指挥调度中心。监督指挥调度中心管理平台由数据库服务器、存储服务器、管理服务器、报警服务器、调度控制服务器、流媒体服务器、Web服务器、显示服务器和其它应用服务器组成。硬件中除服务器外, 还包括各种监控终端、安防产品、为了增加网络覆盖而增加的网络产品、基层组织监控用的计算机设备等, 这些产品的需求随着平安城市系统覆盖范围的增加而快速增长。而软件解决方案除操作系统、数据库等系统软件外, 还包括各种监控管理平台、流媒体软件、监控软件、智能交通系统、电子警察系统等。

根据《上海市推进智慧城市建设2011-2013年行动计划》, 安防视频资源共享系统是城市运行安全的重点之一。任务是制定社区视频联网共享方案, 推进社区、单位视频资源接入, 逐步完善社会治安重点目标、重点场所和道路的视频探头覆盖, 依托公安视频系统建设安防视频资源共享平台, 推进治安防控视频资源在政府部门间共享, 全面提升城市视频资源的整体使用效益。

2 项目背景

上海市宝山区某街道办事处辖区内共有73个小区, 总计安装有1125部摄像机, 每个小区各自建设有独立的监控室, 基本属于模拟系统, 目前各个物业自行建设的小区内摄像机以及安保系统, 品牌、协议混乱, 难以直接按统一平台做数字化集成。

项目目标为, 将街道管辖范围内的小区 (合计73个小区) 监控视频统一接入至街道监控中心;通过数字矩阵切换系统, 在大屏幕上显示所需图像;同时存储重要数据。

要求集成小区内的现有摄像机, 通过对小区图像的实时集中监控和集中存储, 并与派出所图像共享, 实现执法联动, 同时又需要确保各个小区视频安防监控系统的独立性不受影响。街道监控中心将由派出所民警管理, 同时对小区监控图像质量进行监管, 通过各种办法提升小区前端探头质量。

要求建成后能同其他信息系统互动和信息共享, 并通过视频巡逻, 加强对居民小区城市建设、人车出入、治安状况、环境卫生进行实时监控, 及时发现、有效处理城市管理、治安管理等方面的问题和突发案 (事) 件, 与实兵巡逻、公安图像监控实现联动, 发现违法犯罪活动, 跟踪可疑人员, 抓获违法嫌疑人员, 为打击破案提供线索、证据, 不断提高居民群众的安全感和满意度, 最大程度保护项目的投资, 采取集约化建设并具备长效稳定的维护机制。

3 项目建设基本思路

3.1 拟先对一些具备施工条件、不跨区域的小区进行内部网络工程, 通过光缆、网络交换机方式汇聚到一个监控室内。同时统一提供DVR (带环通功能;若DVR不带环通功能, 则需增配视频分配器) 安装在各个小区监控室, 进行本地编码工作, 并配置网络交换机, 与街道监控中心组成监控专用网络, 将小区图像通过IP方式上传在街道监控中心, 实现指挥、调度、查看、跟踪等各种功能。

3.2 监控图像在本地完成数字编码, 通过IP方式上联至街道监控中心, 并与辖区内的两个派出所共享监控图像。

3.3 街道监控中心将图像资源通过IP网络共享给对应的派出所, 利于公安系统实时查阅、协助破案等;派出所将管辖内与街道有关的图像共享给街道监控中心, 形成区域范围内重要位置管控。

4 系统架构选择

主流的视频监控系统架构有以下四类:

4.1 以矩阵为核心的视频联网监控 (矩阵系统)

核心的实时视频联网监控功能很稳定, 这是目前大系统仍采用此方案的关键原因;控制主机采用简单联网协议, 主要通过串口通讯, 部分主机支持IP通讯;矩阵输出 (或环出) 视频进DVR进行独立存储, 无法实现集中录象和录象资源全网共享;多点通讯物理连接相当复杂, 无法实现多厂家设备组网, 不支持复杂权限管理;实际是矩阵和DVR各自成系统, 依赖于DVR实现数字功能;矩阵和DVR有各自不同的权限体系和配置管理, 不支持全网统一的权限及配置管理。

4.2 以DVR为核心的视频联网监控 (DVR系统)

系统构成:采用嵌入式DVR+中心管理服务器, 在节点增加了视频转发服务器;硬件和开发成本低, 数字功能完整, 在银行联网项目上应用较多, 适合简单联网需求的项目;基于DVR的网络客户端软件开发工具包, 在Windows服务器上做应用和界面整合, 通过大量定制开发能满足特定用户的功能要求, 小型系统使用较多, 侧重于本地存储, 体系结构上对视频联网的支持能力不强, 无干线概念;安全和稳定性差, 单台DVR可同时登陆的用户有限, 服务器管理DVR的最大容量由服务器的性能决定, 很难想象几十台或上百台DVR能组成稳定的联网系统。

4.3 以网络编解码器为核心的全数字监控 (全数字系统)

系统构成:网络编解码器+管理服务器+存储设备;网络编码器 (或网络摄像机) 直接将视频编码送入IP网络, 监控中心的管理服务器进行视频调度管理并进行集中存储;扁平化的网络结构, 任何授权的用户都可根据权限进行视频监控、调用以及查看录像;能完整实现DVR系统的所有功能, 前端设备稳定, 与应用系统容易集成, 适合地域集中的局域网用户实现全数字监控;无干线管理和路由策略;集中式的体系结构, Windows平台的PC服务器做管理服务器, 大规模联网存在与DVR系统同样的稳定性问题。

4.4 以视频网关为核心的视频联网监控 (类矩阵系统)

借鉴矩阵系统的联网模式, 使用工业级嵌入式的网关主机替代矩阵主机, 支持全网统一的精细化权限管理;开放式体系结构, 通过加载驱动支持异质设备互联互控, 平台级的系统组网方案;存储技术:支持专用存储系统和海量分布式智能存储体系;流媒体技术:支持大容量视频转发并发, 支持数字中转;采用分布式体系结构设计, 单台网关主机可以自成系统, 而多台网关主机互联可以形成更大规模的视频联网系统, 每个系统节点独立自治, 任何一个节点故障不会影响整个系统, 具备电信级的系统稳定性;互联网架构:统一资源、统一编号、统一权限、统一管理;具备完备的权限、干线和路由管理, 对每条干线并发能力和用户权限进行设定, 在干线资源不足时, 高级别用户可以抢占低级别用户的权限;高级别用户释放掉干线后, 低级别用户才能使用干线资源。

综上所述, 第一类为模拟系统, 第二类为半数字系统, 第三类为全数字系统, 第四类为大规模联网数字系统, 即分布式视频联网监控系统。视频监控系统的发展方向为数字化、网络化、智能化、高清化, 并趋向大规模联网应用, 即做成海量、开放、统一、融合的大系统、大平台, 达到商用级或运营级应用水平, 并与视讯等多媒体业务紧密融合联网。

本项目规模大, 前端设备分布面分散, 系统结构复杂, 未来将接入宝山区级视频监控联网系统, 纳入平安城市整体规划, 因此应按照第四类系统设计和实施。

5 接入模式选择

现有小区监控系统全部为模拟监控系统, 品牌多样、架构不一、规模各异, 简单有效的接入模式是建立社会面监控系统的关键要素。

接入模式的核心问题是如何获取视频信号, 原理上应可从模拟系统中的各个组成部分中获取。综合考虑, 前端模拟摄像机共享视频的方式最为恰当。

前端模拟摄像机是图像采集设备, 平安城市社区视频联网监控系统可通过新增视频分配器获取一路原始模拟视频信号, 施工及维护简单, 不对小区原有监控系统造成影响。

硬盘录像机是视频编码设备, 从网络获取硬盘录像机视频码流的方式有各种不利因素:第一, 各小区的硬盘录像机品牌各异, 要获取视频流势必需要接入每个品牌的开发包, 难以保证稳定性;第二, 各品牌设备的编码能力和分辨率参差不齐, 容易造成效果不佳;第三, 由于硬盘录像机的网络吞吐量各异, 不一定能满足系统接入的流量和路数要求, 容易造成小区监控系统不稳定;其次, 系统需要接入每个小区的监控内网, 无形中扩大了平安社区监控的网络复杂度, 并造成安全隐患。

矩阵是模拟图像切换和控制设备, 从其视频输出中获取模拟视频也较为困难。矩阵的输出容易受小区安保人员的误操作影响, 容易被切换至别的通道, 造成不必要的维护工作量和沟通成本;而且并非每个小区都拥有矩阵设备, 将造成接入模式的不一致, 施工较为复杂。

综上所述, 本项目拟采用从前端模拟摄像机获取原始视频流的方式。通过在各小区监控室增加视频分配器, 获取原始视频, 同时不影响小区原有监控系统。获取的原始视频接入本项目统一提供的DVR, 在DVR本地完成数字编码, 转换成目前最常用的H.264压缩标准的数字信号, 通过IP方式上联至街道监控中心。如果DVR带有环通功能, 则实际上集成了视频分配器, 无须另外配置视频分配器。

对于云台、焦距等控制信号, 则通过新增RS485共享器的方式解决。要求RS485共享器的各个端口为全光电隔离, 独立驱动, 互相不影响。且需定制带有优先权的RS485共享器, 可以通过设置不同的权限来实现各个主控设备的等级, 从而避免RS485总线的冲突占用情况。获取的控制信号接入DVR, 通过IP方式上联至街道监控中心。

6 监控专网建设

全数字视频监控系统需占用大量带宽。若使用当前主流视频编码分辨率D1、视频压缩标准H.264、视频帧率25帧/秒传输, 每路约需要占用2Mbps的带宽;若使用标清720P的视频格式, 每路约需要占用4Mbps的带宽;若使用高清1080P的视频格式, 每路约需要占用8Mbps的带宽。本系统共有1125部前端摄像机, 网络的数据流会相当大, 并且视频流是实时的数据流, 会持续给网络相关的交换设备造成持续的压力。

综合考虑, 根据相关技术规范及实际需求, 必须为平安城市社区视频联网系统建设专用局域网, 本网络需按核心千兆局域网考虑。一般情况下, 分为两个简单的层次:核心层和接入层。当然根据实际情况, 可在局部地区设置汇聚层。

本项目的终端设备为DVR, 安装于各小区监控室, 实际上承担视频编码器的角色, 进行视频压缩和网络传输 (不承担存储任务, 不带硬盘) , 可视为16路视频编码器, 全部通过接入层进入网络系统。接入层为终端用户提供10/100M/1000M的自适应交换端口, 并提供到核心的上联链路。

核心层和数据中心是各种应用业务的提供中心, 是数据计算、应用服务、网络传输、数据存储的中心, 是整个系统平台的灵魂和核心价值所在。平安城市社区视频联网监控系统的核心层是整个系统的数据处理中心, 需要实现大量监控视频信息、公安业务应用、各种数据和安全策略的统一部署与运维管理。因此, 我们在建设核心层和数据中心时, 采用以T比特为单位的技术考量。

街道监控中心与各小区的链路是系统平台的主干, 担负着大量的视频、数据的业务流量, 因此需要采用光纤链路, 百兆/千兆传输的方式。必要时, 采用双链路冗余。光纤链路计划租用运营商 (电信、移动或联通) 的链路。

7 存储系统

随着监控系统规模的不断扩大, 摄像机数量越来越多, 模拟摄像机的分辨率从380线升级到540线甚至更多, 网络摄像机的分辨率从100万像素发展到300万像素, 硬盘录像机的分辨率从CIF升级到D1分辨率, 录像时间从以前的7天升级到90天甚至更多, 而所有这些因素都需要大容量存储设备。

数字视频安防监控系统集中存储的记录设备应根据系统规模的大小进行设计, 设备的选用应考虑存储设备接入视频流的最少节点、读写速度、网络带宽以及设备自身的稳定性和性价比。

常用的存储形态有NVR (网络硬盘录像机) 和磁盘阵列 (IP-SAN/NAS) 两类。

按照每路视频都采用D1格式和定码流方式, D1格式流量:2Mbps。本项目要求, 存储时间按24小时D1格式存储15天考虑。

单路视频每小时存储容量为:

1路* (2Mbps*3600s) /8bit=900MB

单路视频每天存储容量为:

1路* (2Mbps*3600s*24小时) /8bit/1024=21.1GB

单路视频每15天存储容量为:

1路* (2Mbps*3600s*24小时*15天) /8bit/1024=316.4GB

1125路视频每15天存储容量为:

1125路* (2Mbps*3600s*24小时*15天) /8bit/1024=355957GB=348TB

计入10%格式化损耗, 1125路视频15天存储需配置硬盘容量为:348*1.1=383TB。

若使用磁盘阵列 (IPSAN/NAS) , 则应按照硬盘容量 (383TB) 、接入视频流节点 (1125路) 等因素配置网络存储设备。

从技术、经济等多方面因素考虑, 本项目最终选用32路NVR (网络硬盘录像机) 存储。

NVR台数计算:1125/32=36台, 另外为N+1方式备份 (在一台NVR设备出故障后, 可自行切换到备用NVR上进行存储) 1台, 总计配置37台NVR。

每台NVR配置硬盘容量计算:32路* (2Mbps*3600s*24小时*15天) /8bit/1024/1024*1.1=10.9TB, 应为每台NVR配置6块2TB硬盘 (最多可挂满8块硬盘, 接口为SATA) 。

8 综合管理平台

综合管理平台的核心是一个统一的监控管理平台软件, 通过这个统一的监控管理平台软件, 实现街道监控中心对所有视频图像集中管理, 实现各个厂商的设备的联网, 保证联网视频的传输质量, 提供视频资源的统一监控检索系统, 实现信息共享。

应包括中心管理服务器、存储服务器、流媒体服务器、数字矩阵、视频监控客户端和网关等。系统应留有软硬件接口, 便于与消防系统、入侵报警系统、出入口控制系统、电子巡更系统、停车场管理系统等集成。当发生异常时, 根据系统需要可实现系统之间的联动, 并能自动切换到对应的视频通道。

数字监控管理软件通过中心管理服务器进行系统设置, 负责整个系统的信息管理, 以及所有用户信息、权限和登陆管理、操作信息及系统信息的管理, 实现统一网管功能。

具体来说, 实现以下功能:

负责系统中的用户管理。实现了软件和硬件权限的双重限定, 软件权限可分为操作权限和配置权限, 硬件权限主要为该类用户指定可以操作的前端摄像机, 管理员可以根据用户在系统中的位置角色来为用户分配合适的权限。配置相关流媒体服务器、存储服务器IP地址及管理的编解码器列表。

对于系统中的每台摄像机, 为每个用户分配一个控制权限级别, 同时控制时, 权限高的能抢占权限低的控制权。

用户只有登录到中心管理服务器上才能获得相应的配置权限, 权限和用户是完全绑定的, 确保用户从网络任何一点登录都有相同的权限。

中心管理服务器负责管理前端设备, 包括网络摄像机、网络编码器、网络解码器、存储服务器和流媒体服务器。

中心管理服务器提供数字矩阵功能及报警管理。可以提供数字视频切换、巡视切换、成组切换及报警联动管理。

存储服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据, 支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理, 支持不间断的视频检索、回放等业务。

具体可实现如下功能:

支持计划录像, 计划以星期为周期, 可以精确到分。

支持本地和网络数据存档功能, 每天可多次定时备份。

磁盘满报警, 当磁盘容量低于设定值时, 报警通知用户。

支持循环录像, 当磁盘满时, 可以覆盖最旧的录像数据来存储当前视频数据。

单个存储服务器至少支持64路视频录像。

支持多存储服务器模式。

流媒体服务器负责视频数据的分发, 解决多用户并发和网络带宽不足的问题, 具体可实现如下功能:

获取前端网络摄像机、网络编码器的视频, 转发给需要实时浏览的客户端。

获取前端网络摄像机、网络编码器的视频, 转发给需要录像的存储服务器。

获取前端网络摄像机、网络编码器的视频, 转发给解码器进行解码。

单个流媒体服务器应能支持支持128路D1/64路720P/32路1080P视频流的转发

支持多流媒体服务器模式。

按照上海地方标准, 单台流媒体服务设备宜提供不超过32路1080P (或64路720P、128路D1) 的流媒体转发输出能力, 且流媒体服务设备应与用于设置回放、显示的工作站或客户端分开。

数字矩阵主要为电视墙系统设计, 可以实现传统模拟矩阵的全部切换功能, 支持硬解码和软解码输出到电视墙上显示, 软解码输出支持画中画功能, 可以任意连接系统内的任意前端摄像机通道, 连接到系统的视频通道信息 (如摄像机位置等) 可以实时获得。对数字矩阵的操作可以利用鼠标或主控键盘在矩阵本机操作, 也可以利用客户端或管理中心进行远程操作。数字矩阵解码通道可以实现自动、手动切换、轮巡或组 (群) 切换, 支持多画面同步显示和轮巡显示, 支持多个预先定义的轮巡预案。支持实时视频和录像回放显示输出, 可以实现多画面同时回放;可支持720P或1080P高清解码, 支持不同图像格式解码还原显示输出, 支持万能解码, 不受前端编码设备限制。支持多台矩阵级联, 扩展视频矩阵规模, 实现多级矩阵级联管理。

视频监控客户端可以提供友好方便的人机界面功能, 可安装在系统中任意一台电脑上, 提供监控系统的主要用户操作界面。用户可以使用客户端完成如下功能:

客户端根据用户权限来显示界面内容, 用户在2个不同站点登录显示的内容应该完全一致。

配置和使用电子地图。

实时视频浏览, 支持同时16画面的实时视频浏览, 用户可以在视频窗口中进行设置好的巡视, 并可以调用预先设置好的视频模式, 在实时浏览时, 用户可以方便的进行手动抓拍和本地录像。

控制数字矩阵, 具有权限的用户可以通过客户端对前端摄像机和视频解码器进行巡视、成组切换、时间定时器等功能, 实现数字矩阵功能。

内嵌播放器模块, 可以实现本地网络检索和回放录像。

报警处理, 实现报警联动。

前端IP设备参数设置。

对前端摄像机进行PTZ控制。

提供语音对讲功能。

移动侦测。

支持客户端解码器模式, 用户可通过虚拟键盘进行解码器切换, 解码器图像显示于客户端中。

设备实时在线检测。

网关 (逻辑上分为控制协议网关和媒体网关) :不同厂商的平台之间通过统一的SIP协议 (会话初始协议) 实现级联和互联。按照统一编解码标准、统一联网通信协议、统一传输协议、统一控制协议、统一编码规则、统一图像标注的要求进行系统设计, 若干个相对独立的区域视频监控系统 (SIP或非SIP监控域) 以信令安全路由网关为核心, 通过IP传输网络, 可建成视频信息共享平台, 实现区域视频监控网络系统之间的信息传输、交换、控制以及视频监控资源的共享。

9 显示终端

街道监控中心应建设大屏幕显示系统。

大屏幕显示系统和与之配置的多屏拼接控制器应具备较先进的功能和较强的图像处理能力, 能支持整屏显示, 也可以分屏显示, 单屏可显示多个窗口, 能确保24小时连续运行, 具备跨屏显示和缩放、移动图形或图像等常用功能, 需要时可全屏显示一路图像。

解码器、显示终端的分辨率指标应与前端摄像机的分辨率相适配。建议使用高清解码器。显示终端的配置数量应满足现场监视用摄像机数量和管理使用的要求。

1 0 设计中应注意的几个问题

兼容性:系统设计应保证采用统一的编解码标准、通信协议。现有标准主要包括《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》 (GB/T 25724-2010) 、《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》 (GB/T 28181-2011) 、ONVIF、PSIA、《上海公安数字高清图像监控系统建设技术规范》 (V1.0) 等。上海地方标准规定, 网络型数字视频安防监控系统的设备接口协议应至少符合GB/T28181-2011、ONVIF、PSIA等相关标准中的一种;与公安联网的数字视频安防监控系统的设备接口协议应符合GB/T28181-2011、上海公安数字高清图像监控系统建设技术规范 (V1.0) 。

网络带宽:数字视频安防监控系统远程传输的图像质量应不低于D1, 单路图像占用IP有线网络的带宽应不低于2M。网络交换层不应超过三级, 不应采用桌面型网络交换设备。网络实用带宽的估算应符合相关规定。

存储:应根据安全管理的要求、系统的规模、网络的状况, 选择采用分布式存储、集中式存储以及两种方式相结合的存储设备。应对数字视频安防监控系统中摄像机数量、采集视频的格式和编码率等参数进行统计、分析, 计算出存储的总带宽和存储容量要求, 选用适宜的存储方式。

视频监控联网系统 篇2

当前在构建社会主义和谐社会的号召下，平安城市项目在全国各地被给予广泛关注。而城市加油站监控系统因为其高安全性要求，资金较充裕等特点，在一些具体建设平安城市的省市中，加油站联网监控作为排头兵走在前列。本文以河北某市的加油站联网监控作为案例，为广大工程商朋友提供一个参考。

二 加油站对监控有哪些需求

河北某市加油站联网监控，作为平安城市系统的一部分，需要解决如下几个问题：

1.加油站分布广泛，全市50余个加油站点，如何解决集中管理的问题;

2.公安局和石油总公司等单位都需要对加油站进行监控，如何协调解决;

3.加油站的网络接入方式灵活多样，有的是DDN专线，又的是电信的线路，有的是网通的线路，如何建立统一的逻辑通信信道;

4.该市50余个加油站点，要求存储一个星期的录像文件，如何解决海量存储的问题;

5.市公安局、消防部门应该具有应对加油站突发事件的能力;

6.加油站管理人员如何在本地进行有效管理。

三 如何实现加油站的联网监控

带着以上问题，结合公司在河北某市的加油站联网监控系统为广大读者介绍该方案的建设情况。

本系统分为两层，包括加油站本地监控和远程异地监控。如下图：

加油站联网监控系统

传输部分：

该市共有加油站点50余个，每个站点需要安装4个监控点，总计200余个监控点。各个加油站点分布非常广泛，遍及城市各个位置，因此在建设这样一个分散监控、集中管理的系统时，只能考虑使用网络作为传输介质，传统的使用光纤的模拟监控系统在传输上投入成本过高，不予考虑。对于网络传输而言，考虑到各个加油站的情况不尽相同，系统设计了多种网络接入模式。对于已经有网络资源的，可以直接使用其E1线路。部分地区没有网络环境的可以使用ADSL拨号方式接入。系统将通过VPN技术，实现对多种网络环境的统一整合，实现类似于局域网的监控效果，简化网络设置。

本地监控：

对于加油站的本地安全管理将包含视频监控和报警防范两个方面。视频方面，系统设计两个全景监控点和两个特写监控点。全景监控位于加油站的两个对角线上，负责加油站的周界防范。特写监控负责加油车道的监控。其中周界全景监控采用天地伟业的网络快球，它可以直接接入本地局域网，实现360度全范围180度/秒高速监视。对固定车道的监控采用网络视频服务器和红外摄像机。网络视频服务器的数量可以根据现场安装点数决定。如果有两个加油车道，可以只用一台两路的网络视频服务器。红外摄像机采用40米探测距离，可以在夜晚有效看清车辆。一般红外摄像机应该顺车辆驶入方向安装，避免车辆晚上大灯逆光。报警方面，系统设计在储油库重地安装红外对射报警器，预防非法闯入。设置紧急报警按钮，实现报警联动。在加油站办公室设置综合业务服务器，实现对本地的监控、管理、录像、报警处理、视频代理等业务。管理员可以设置录像任务，并实时监控周边环境，一旦发现异常或有报警信号提示，系统可以马上联动周界全景监控，对事发地点进行录像、监控。报警和求救信号可以马上向公安局和消防单位发出，做到快速响应。

异地监控：

异地监控主要包括石油总公司监控中心和公安局监控报警指挥中心两个部分。在省石油总公司设置数据库服务器，用于实现对所有监控点的集中管理。设置录像服务器，用于对各市加油站重点监控点进行录像。根据监控点数和录像时间的要求，系统设计采用IP-SAN作为存储介质，可以实现大路数、高容量、高安全性的存储。系统还将利用网络数字中心矩阵实现虚拟矩阵的功能，实现对所有监控点的任意切换，处理报警信号，对系统权限进行管理。对于市公安局报警监控指挥中心，要实现重点图像上传功能，需要首先解决局域网和公网对公安内部网的穿透功能。为此系统设计在指挥中心设置一台代理转发服务器，用于实现网络NAT功能。可以让指挥中心的监控服务器可以透明的访问各种监控资源。同时对于系统的报警信号，还将和消防部分进行联动，可以实现报警信号及时上传。如果远距离监控还会使用到光端机，在选择光端机的时候也需要注意厂家的综合实力。

四 实现过程中的技术要点

1.域指向功能：系统在数据库中为每一个加油站分配了一个域。每个域可以指向多个网络视频服务器或网络一体球。当上级客户发起建立连接的需求时，目录服务可以根据域地址找到某一个加油站的媒体服务。媒体服务将继续解析访问地址的下一个字段，由域指向功能唯一确定该域下面的具体某个监控点。整个过程对用户透明，管理员可以直接在电子地图上对监控点进行操作。而不需要关心他们的实际访问过程。这样，管理员不但可以实时的掌握各个加油站的物理分布，还可以在线对分布在城市各地的加油站进行管理。

2.组权限继承功能：系统设立了数据库服务器，可以对系统进行划分以应对大型监控系统中复杂的设备和众多的用户。我们对系统的设备进行分组，形成多个设备组。同时对用户进行分组，形成用户组。不同的加油站可以归属到不同的设备组里，不同的管理人员包括公安干警可以归属到不同的用户组里。我们把设备组和用户组做权限上的映射管理，使得只有相关的人管理相关的设备，这样就解决了权限划分的问题。同时在同一个用户组内，每个用户也都将按照级别设置不同的权限等级，使得高等级用户的操作可以及时得到相应。某个用户一旦具有了某个组的权限，无论他在什么地方的接入服务器登录，系统都将自动继承主服务器上的权限信息，及时响应该用户的操作。

3.媒体网关功能：媒体网关服务被设置在公安局的代理服务器上，并且具有一个公网的IP地址，可以和各个加油站保持通信。使其在逻辑上形成一个独立的监控网。公安干警可以利用自己原有的计算机访问整个监控系统。

4.海量存储服务：省公司对加油站的监控资源进行保存，按照该市50个加油站，每个加油站安装4个监控点，24小时录像保存1个星期的容量计算：CIF分辨率的图像大约需要5T的容量，如果是D1的分辨率需要达到20T的有效容量。据此，系统在省公司架设两台录像服务器，各自承担100个监控点。对重点地区实施24小时录像，对非重点单位采取12小时录像，架设了IP-SAN存储阵列，有效容量在10T，同时做RAID 5.0 磁盘冗余热备，存储HALF D1的录像文件。同时满足系统并发录像和用户在线的并发访问录像资源的需求。

5.，应急预案功能：加油站属于高危险区域，人群结构复杂，为应对突发事件，系统设计在每个加油站安装喇叭和报警按钮。当有事件发生的时候，管理人员可以随时启动报警预案，同时向公安局、消防单位以及上级主管单位报警，发出求救信息，所有动作，同步完成。公安局、消防单位接到报警后，可以实时了解到加油站的情况，对现场情况进行录像，还可以通过电子地图系统准确定位加油站的位置，派出警力处理。

6.网络透明VPN技术：各个加油站的情况千差万别，网络接入模式也多种多样。为了能够方便的组建监控网络，应对各种网络接入方式，系统设计采用VPN技术实现网络级联。对E1线路、原有局域网可以直接使用其内部的私有地址。对于ADSL拨号等公网方式，由VPN虚拟为内部的192.168.X.X的地址，实现和其他设备以局域网方式通信。这样可以有效简化监控主机、录像服务器的配置复杂度，方便管理人员使用。

五 结语

随着城市发展进程加快，私家车成为城市交通主流，加油站配备体系日趋完善，加油站监控市场也将共同受益。作为高安全等级的安防单位也将首先在各地的平安城市建设中获得重视。目前各种网络接入成本已经大幅降低，网络视频监控技术也已经比较成熟。在市场和技术双向拉动的条件下，加油站大型联网监控系统也将在各地广泛应用，这也将成为监控体系向行业化迈进的一个方向。

物联网监控系统中人机界面的设计 篇3

关键词：物联网；人机界面；模块；信息

【中图分类号】 TP277 【文献标识码】 B【文章编号】 1671-1297（2012）09-0290-01

引言

人机界面设计是指通过一定的手段对用户界面有目标和计划的一种创作活动。大部分为商业性质、少部分为艺术性质，也称为用户界面。随着科学技术的迅猛发展，物联网相关技术遍及智能交通、智能消防、工业监测、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。据分析，在未来3年内中国物联网产业将在智慧电网、智能家居、数字城市、智能医疗、车用传感器等领域率先普及，五个领域将实现三万亿的总产值。中国与美国、德国、韩国一同成为物联网国际标准的主导国，标志着我国在未来物联网发展领域将占据举足轻重的地位。物联网与人机界面的联系也越快来越紧密。

一 人机界面设计总体介绍

物联网监控系统的人机界面主要由主界面、用户管理模块、图像显示与检测模块、数据信息显示界面组成。

系统人机界面特点：

（1）系统的功能布局模块化，使人机界面更加合理，具有逻辑性。

（2）布局清晰，功能类似或安全等级相同的排列在一起，按钮一目了然，不易失误。状态指示应清晰，正确。

（3）操作简单易学，操作人员可以轻松掌握系统界面操作方法。

人机界面主要功能是显示监控系统的各项功能，允许授权人员实现对监测系统的监控，能够通过人机界面实现对整个系统关键技术信息的浏览与修改，管理各个单元的工作。

二 主界面简介及系统用户管理模块介绍

主界面中总体显示本系统的总体功能，系统采用多文档界而设计，在父窗口中放置菜单，其中包括系统用户管理、系统查询、数据库管理与查询、帮助和退出功能。系统用户管理模块实现对用户的管理，添加用户和浏览用户的功能，不同等级的用户拥有不同的权限，从而保证系统安全运行。本模块实现的功能有：

1.用户登录界面。是系统运行后用户所看到的第一个界面，所有用户只有登陆后才可以浏览整个界面。程序中通过使用adodc控件连接到数据库，只有数据库中存在的用户，并且在正确输入用户密码的情况下才可以登陆。参数设置模块只有管理员可以看到和操作，从而保证系统运行安全。

2.增加新用户，浏览用户界面。可以实现的功能有：创建用户，删除用户，修改用户名称、等级等。通过与系统数据库连接，所有数据存储在数据库中。

三 系统检测模块的设计

系统检测模块是整个人机界面的中心模块，包括温度检测、无线红外监控接点检测等。各检测界面主要完成相关图像的检测、显示、相关数值设定、图像处理，同时可以自己设置参数。该模块主要包括一些几个方面的内容：

1.MSCOMM控件及串口通讯协议的研究

本文中主要利用VB来实现串口通讯，VB语言中MSComm控件操作过程简单，提供了完善的串行数据发送和接收功能，能够使PC机方便地与外部设备通过串口进行数据交换，还可以通过属性的方式提供了串口参数的设置，增强了系统的通用性和可移植性。在进行通讯之前，首先要正确设置MSComm控件的各个属性。为了保证采集到的数据真实、可靠的温度数据，我们在进行串口通信时按照指定的串口通信协议进行连接通讯。本文中采用数据体长度包括：地址+帧序列号+指令类型+数据的形式保证数据传送的准确性。

2.温度采集系统主控界面

温度检测界面的设计是整个上位机软件设计的重点之一，它直接整个系统监控效率的高低。硬件部分利用DS18B20温度传感器，它具有全数字温度转换及输出、先进的单总线数字通信、最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度、12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒等特点。对于软件部分，下位机接收到指令后向本系統中的采集模块发送采集命令。若上位机正确接收到合法数据，则表示和下位机建立连接成功，可以导入数据了。如果上位机没有正确接收到合法数据，则表示下位机未准备好。与下位机建立连接成功之后，就可以导入数据了，但导入的数据并不是真实的温度数据，还要经过一定的处理，才能得到十进制的温度数据。采集温度动作顺序执行两个过程，一是采集数据，二是进行数据处理。数据处理过程是将接收到的数据转换成真实的温度数据，再将这些温度数据通过MSFlexGrid和温度曲线两种方式显示出来，并以文本文档的形式保存供下一个功能"历史温度查询"查询、显示。因此，清晰、人性化的界面设计是整个软件开发的重要前提。该界面可以完成对系统主要设备运行状态的实时监控，包括用不同的颜色来表示温度的上下限设定值，用文本框显示系统温度的运行当前值、最值、接口参数等。用CommandButton控件的C1ick事件完成通讯命令的发送。从而实现对系统实时温度的读取。同时，添加各种控件，导入图片。并通过设置其不同属性，达到了美观、实用的效果。

3.无线红外监控节点的主控界面

无线红外监控节点检测，采用的是HC-SR501人体感应模块，HC-SR501 是基于红外线技术的自动控制模块，对是否有人体侵入进行检测。检测界面设计如图所示。该界面中有四个按钮，分别为开始、停止、测试、复位。用文本框显示系统的返回值。用标签显示监控系统处于的各个状态。并通过设置其不同属性，达到了美观、实用的效果。

四 结束语

本文利用面向对象程序设计的方法，利用Visual Basic 6.0语言，成功设计并开发了物联网监控系统的人机界面。可以实现了温度采集与数据显示的功能、对温度数据进行记录并能进行历史数据查询、曲线绘制及显示、实现了无线红外监控节点的监控功能与状态显示等功能。

参考文献

[1] 刘文涛.Visual Basic + Access 数据库开发与实例. 北京：清华大学出版社，2006

[2] 周元庆，刘海龙.基于windows的串行通信及单片机采集程序设计[J]计算机应用，2000，20（6）

[3] 臧玉琴，腾跃.Visual Basic界面、多媒体与操作系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2003

[4] 王向阳，谢双喜，杨明忠.如何利用VB实现串口通信[J] .电脑编程技巧与维护，2002（10）.

变电站视频监控系统多级联网研究 篇4

随着无人值守变电站的建立,图像监控技术在电力系统中的应用越来普遍。图像监控可以使相关部门通过现有的电力通信网或公网对所属变电站、杆塔、抢修现场实现远程实时图像监控、指挥处理,提高电网运行的安全性和可靠性,逐步实现电网的可视化监控和调度以及应急现场的可视化指挥。

从实际应用现状看,不同地域应用的电力远程视频监控系统应用水平参差不齐,电力系统尚未形成统一的相关技术标准。现在的变电站视频监控系统建设主要以各地市公司为主,各地市公司中在各个集控站设置分监控中心对所辖的无人值守站进行监控。一般一个地市有几个集中控站,设置几个分中心。由于建设时间不同,设备选型也不完全一致,厂家应用的技术也存在较大差异,各部门间统一协调、统一管理的需求越来越明显,多级监控、全局监控的建设逐渐成为电力行业构建新一代监控网络的必然要求[1,2,3]。要实现多级联网需要解决“两多”的问题,一个是解决多品牌设备的接入问题,另一个是多级结构的框架设计问题。

2 基于服务器级联技术和中间件技术的解决方案

省级电力图像监控系统具有分布广、待接入的设备种类多的特点,系统包括变电站、地区监控中心和省监控中心,在变电站安装子站,在站内的关键部位安装摄像机和报警探头,并接入子站的图像控制设备和报警控制设备,实现图像的切换、记录和报警联动。同时把子站的图像、报警信息传送到主站,供运行值班人员集中监控。子站主要设备为视频控制设备和报警控制设备。视频控制设备可以是嵌入式硬盘录像机或者是安装了视频压缩卡的工控机,主要负责视频信号的采集、编码传输和本地录像。子站报警控制设备主要是可编程的单板机或运行了相关程序的工控机,主要完成主控室温、湿度信息、告警信号采集以及空调、灯光的控制。

在地区监控中心,多个变电站的图像信号和报警信号都传送过来,可以实现显示、控制、存储、输出、检索等功能。地区监控中心包括管理服务器、动力环境服务器和流媒体服务器。省监控中心的功能和设备与地区监控中心基本相同,在省级监控中心可以调看所有地区监控中心能监控的变电站信息,因此省级监控中心的视频流负载可能会比较大,需要考虑视频流的负载均衡问题,因此需要多台高性能的流媒体服务器。

2.1 多级联网的实现

视频多级联网技术研究实现可灵活扩展的多级互联远程视频监控体系和技术,河南省电力图像监控系统为三级结构,即省监控中心—地区监控中心—变电站。要实现真正多级结构,主要技术涉及流媒体服务器和管理服务器的级联访问,即实现控制指令的级联转发和视频流的级联转发。

省级服务器和地区级服务器应处于不同级别,省级终端对地市公司管理的变电站的图像信息调用是通过地市服务器完成的,而不是直接访问变电站的视频监控主机。这样可最大程度地复用资源,尤其是网络带宽资源,同时也不会给视频监控主机带来额外负担。各个地市公司服务器有自己的数据库,省级服务器也有自己的数据,但它们之间没有重复数据,通过网络通信进行实时的数据共享。这样可以提高可靠性,数据一致性好。

每级监控中心都设置流媒体服务器,省级流媒体服务器通过地区流媒体服务器代理访问变电站前端视频监控主机实现多级转发。流媒体服务器级联对于构建稳定可靠的多级互联监控系统发挥了重要作用,由于一台流媒体服务器的代理转发能力受到网卡实际能力的限制,随着接入变电站数量的增加,省或地区监控中心接入的视频路数越来越多,就需要采用多台流媒体服务器组成集群进行视频流转发。

假设省公司的用户需要查看某地市公司一变电站的视频,请求与应答过程如图1所示,依次为:(1)省公司客户端请求图像;(2)省级管理服务器转达图像请求给省级流媒体服务器;(3)省级流媒体服务器判断图像源不在本地,下发图像请求给地方管理服务器;(4)地区级管理服务器转达图像请求给地区级流媒体服务器;(5)地区级流媒体服务器下达图像请求给变电站视频主机;(6)视频监控主机发送相应的视频给地区级流媒体服务器;(7)地区级流媒体服务器再发送视频流给省级流媒体服务器;(8)省级流媒体服务器将视频流发送客户端。

2.2 多品牌设备的接入实现

变电站目前采用的视频编码设备的品牌种类繁多,不同的视频编码设备的通信接口、码流格式都存在很大差异,给接入主站带来很大困难。中间件是处于底层的视频编码设备和应用程序之间的软件,其作用是为处于上层的应用软件提供运行与开发的环境,便于灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件,屏蔽底层视频编码设备的异构性。中间件具有标准的程序接口和协议,是不同硬件设备和系统平台共享监控资源的一种独立的系统软件或服务程序,能有效解决子站视频编码设备的异构性问题。

系统软件结构上是基于中间件的分层结构,如图2所示,在应用层之下设置设备抽象层,通过插件方式将不同视频编码设备的SDK嵌入到软件平台。应用层不直接与设备进行通信,而是通过调用设备抽象层的插件接口函数完成。这样就实现了不同类别不同技术的视频编码设备的任意扩展和动态接入,满足了大型视频监控系统的开放性要求。插件由两部分组成:1)设备通信插件,负责与设备进行网络通信和数据交换;2)音视频解码插件,负责对通过设备通信插件获得的音视频数据流进行解码,得到还原后的图像和声音。

3 基于SIP协议和协议转换服务器的解决方案

SIP(Session Initiation Protocol)协议由Internet工程任务组提出,与IP网络结合较紧,信令简单,呼叫建立时间短,易于扩展。SIP协议顺应了NGN的需求,具有较好的发展前景。SIP用来生成、修改和终结一个或多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议,因特网或局域网电话呼叫和多媒体发布。会话中的成员能够通过多播或单播联系的网络来通信。SIP支持会话描述,它允许参与者在一组兼容媒体类型上达成一致,同时通过代理和重定向请求到用户当前位置来支持用户移动性,SIP不与任何特定的会议控制协议捆绑。

将SIP协议应用于远程视频联网具有一定的技术先进性,基于SIP的视频监控联网系统主要由交换服务器、流媒体服务器、管理服务器、动力环境服务器等组成[4,5,6,7]。采用SIP协议的视频联网系统与采用服务器级联技术的视频联网系统最大的区别在于前者增加了交换服务器。交换服务器是统一平台的核心,采用SIP作为主要信令控制协议,负责全网的呼叫控制,它包含了SIP代理、重定向、注册等功能。交换服务器完成的主要功能包括呼叫控制、媒体控制、资源分配、协议处理、消息路由、用户认证等,并提供编程接口。交换服务器控制着本域内所有设备和服务单元,为完成多级级联并控制下属的交换服务平台,交换服务器可与指定域的交换服务器进行交互。

3.1 SIP协议下级联的实现

采用SIP协议的子站在信号采集、视频编码传输和控制摄像机等功能的基础上增加了认证和注册功能和视频转换功能。子站包括SIP用户代理、视频协议转换网关、视频控制设备和报警控制设备。视频协议转换网关实现不同视频格式的转换,视频控制设备主要负责视频信号的采集、编码传输和本地录像,报警控制设备完成主控室温、湿度信息采集、告警信号采集以及空调、灯光的控制。

省公司客户端主要实现认证和注册、接收和播放视音频流、控制子站等功能。交换服务器负责提供注册、路由选择服务,具有一定的逻辑控制功能。流媒体服务器提供媒体转发服务,将来自监控前端的媒体流复制、转发到一个或者多个监控终端,这样既减少了监控前端的并发接入服务压力,又节省了监控前端占用的接入带宽。假设省公司的用户需要查看某地市公司一变电站的视频,请求与应答过程如图3所示,依次为:(1)省公司客户端向SIP交换服务器请求目标服务器信息;(2)如果没有路由信息则发给地市级SIP交换服务器进行路由;(3)地市级SIP交换服务器把相应的请求信息发送给地区级流媒体服务器;(4)流媒体服务器向变电站视频监控主机请求图像。完成定位后客户端可以通过地区流媒体服务器接收变电站视频监控主机发送的视频流。

客户端和子站完成注册后,在客户端建立与子站会话之前。客户端需要从本级的SIP服务器获取设备目录信息,在跨级访问的时候,就需要逐级发送路由查询信息。如果在各级SIP服务器之间共享设备目录信息可以提高路由速度。

3.2 采用视频转换网关实现多品牌设备接入

对于多品牌设备的接入,可以采用视频协议转换网关。视频协议转换网关设置在子站,实现对原有视频监控系统的前端设备接入,通过协议转换完成对不同厂家、不同型号的编码设备的接入,把信令控制协议统一为SIP协议,把媒体传输协议统一为RTP协议,实现系统内的统一SIP协议传输和控制。

4 小结

变电站视频监控系统联网是大势所趋,目前联网技术主要分为基于服务器级联技术和中间件技术的解决方案和基于SIP协议和协议转换服务器的解决方案,这两种方案各有优缺点,基于服务器级联技术的联网采用的协议缺乏通用性,但采用中间件技术解决多品牌接入的方法可以大大节省成本,保护了现有的资源。采用SIP协议联网可以规范联网协议,有利于建设更大的视频监控网络,应该是今后的发展方向,但采用视频网关实现多品牌设备接入成本较高,如何将这两种方案的优势结合起来值得进一步研究。另外,尽快制定相应的变电站视频监控系统建设规范也是当务之急,这样可使实现各个新建变电站的图像监控系统在规范指导下建设,实现平滑接入,大大节省投资,提高接入效率,实现资源共享。

参考文献

[1]陈超.电力系统图像监控技术的研究[J].硅谷,2008(22):15-16.

[2]丁正胜.无人值班变电站远程图像监控系统应用[J].大众用电,2009(3):24-25.

[3]侯思祖,田新成,陆旭,等.变电站视频监控系统设计研究[J].继电器,2007,35(9):60-64.

[4]邓挺,李小兵.SIP协议在视频监控系统中的应用[J].安防科技研究与探索,2007(8):16-18.

[5]陈莹.SIP协议在视频监控系统中的应用[J].计算机系统应用,2009(1):99-103.

[6]刘勇,陈延雄.SIP协议的研究及呼叫控制实现[J].微处理机,2008(3):54-56.

视频监控联网系统 篇5

二十一世纪，伴随着以数字化、网络化为代表的信息技术革命的滚滚浪潮，针对金融系统的安全防范理论和技术将发生彻底的转变，传统的模拟监控模式不再适应时代发展需要，将面临全方位的转型和变革，在信息技术的发展和网络化数字化的推动下，更加速了这一转型的到来。同时由于现在针对银行金融系统的高科技犯罪日益严重，视频监控已不仅仅局限为行业的安全防范服务。必须提高到一个新的水平，整合银行内部网络平台，为全行业的业务监控、管理提供服务。

计算机系统的应用、普及，网络通讯技术及图像压缩处理、传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术，通过计算机网络传输数字图像，可为实现远程图像监控及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案。对于银行、电力等网络基础较好的部门，利用其现有的网络环境与技术条件，充分发挥计算机网络的优势，建成高效可靠的远程视频监控与联网报警系统，为客户的安全防范、高效管理提供更有力的技术保障。

宽带技术与数字视频技术的发展，为远程监控提供了更加完美的解决方案。采用数字视频网络实时传输和监控模块相结合的数字化监控技术，为远程监控提供了全新的观念和更广阔的空间，实现了基于各种网络的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时监控、远程遥控摄像机、远程设置参数、双向语音对讲等功能。

系统设计依据

GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

GA/T75-94《安全防范工程程序和要求》

GA/T70-94《安全防范工程费用概预算编制办法》

GA/T74-94GA《安全防范系统通用图形符号》

GB50054-95《低压配电设计规范》

中华人民共和国《社会公共安全标准汇编1、2》

中华人民共和国《国家电气工程施工规范汇编》

GA/T27-1992《中华人民共和国公安部行业标准》

GA/T75-1994《安全防范工程程序与要求》

QB/T50198-1994《民用闭路电视监控系统工程技术规范》

QB/T9813-2000《微型计算机通用规范》

QB15207-1994《视频入侵报警其标准汇编》

甲方的实际需求

系统设计原则

本套监控报警系统的设计须严格按照甲方的要求且遵守以下原则：

1、先进性：本监控系统采用国际上技术先进、性能优良、工作稳定的监控设备，使整个系统的应用在相当长的一段时间内保持领先的水平。

2、可靠性：系统的可靠性原则应贯穿于系统设计、设备选型、软硬件配置到系统施工的全过程。只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。

3、方便性：监控系统的操作应具有灵活简便，人机界面友好，易于掌握的特点，操作人员能够方便物进行使用及维护，使整个系统的功能得以最大实现。

4、扩展性：系统设计留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩充。为此，设备采用模块式结构，在需要时可随时补充。增加视频及其它控制模块，使系统具备灵活的扩展性。

海康威视银行远程集中监控系统的规划

海康威视银行联网远程集中监控系统规划如下：系统采用三级网络架构，分为前端监控点-地区分控中心-市总控中心三部分。

从系统功能上分，系统分为前端监控部分、网络传输部分和集中监控部分。系统设备可分为前端音视频采集终端、中心控制终端、硬解压终端、领导查询终端、流媒体服务器和系统管理服务器组成。前端采集终端通过摄像机、拾音器等设备采集现场的音视频信号，通过视频服务器进行数字化压缩，上传至监控中心；同时系统具有完备的自我监测功能，一旦系统软硬件发生问题，可自动将设备维护信息上传。中心控制终端可以调用前端任意一路图像，控制外围设备，控制远程录像；具有严格的用户权限管理和详尽的日志记录功能，对各个操作员的日常操作进行详细的记录，并可与任意一个分控点实现视频会议功能。流媒体服务器为监控系统内部所有客户端用户提供流媒体转发服务，流媒体服务器支持多个系统用户调用任意录像资料。管理服务器对所有硬件配置信息集中管理,以及所有用户进行统一认证，管理员通过管理服务器即可实现对整个监控系统的维护和管理。

针对以上系统方案设计，对系统进行详细设计如下。前端硬件设备配置选择

视频监控联网系统 篇6

【关键词】互联网；工程项目；远程管理

[文章编号]1619-2737（2016）05-10-389

【Abstract】Traffic engineering construction project has the characteristics of its complex engineering site supervision and management of construction site safety consciousness is not strong， the major production responsibility consciousness， on-site supervision means weakening， increasing effective control difficulty problem， to some extent， restricted the site management. Using video monitoring system in the engineering construction site monitoring， management and application can intuitively real-time site construction of project management， to promote and improve the quality of the project construction site and environmental health， safety and civilized construction management， based on the project construction site monitor key links and joints， improve the efficiency of supervision， can reduce， prevent and put an end to quality， safety accidents.

【Key words】Internet；project；Remote management

交通工程建设项目本身就具有其复杂的特性，近年来随着大型、特大型工程建设项目的不断出现，建设施工现场日趋更加复杂，同时施工、联合施工，现场作业面愈来愈大，作业人员也越来越多，给施工现场的调度、安全、质量管理带来严峻的挑战。进一步加强施工现场管理，合理安排工程进度、控制事故发生频率、确保施工质量，成为施工企业面临的新课题。利用现代互联网技术，将视频监控系统嵌入到施工现场实行实时管理，是加强施工现场管理较为有效的管理手段。

1. 目前交通建设工程施工现场监督管理瓶颈

随着我国经济社会的快速发展，社会公共管理不断加强对交通基础设施的投入，新建、改建、扩建等交通建设工程不断列入建设计划。交通工程具有多专业、多工种、材料设备多品种等特点。尽管近年来交通建设工程的发展速度、发展规模出现空前的发展态势，大型现代化设备的投入在相当程度上取代了人工现场作业，但施工现场管理仍存在一定问题，一是施工现场安全意识不强，重大生产责任意识淡薄，存在侥幸心理；二是现场监管手段弱化，依靠传统现场监督很难做到全方位的监管；三是有效控制难度不断加大，尽管大型设备在一定程度上取代了人工作业，但交通工程仍依靠大量人力投入，在实际操作中很难对全部人员全方位的监督，现场缺乏严格的监管工具，材料随意摆放、人员随意走动、人员组合松散，甚至存在擅自离岗；四是施工质量存在隐患，现场施工工序多、面大量广，现场检查采取抽查方式，导致工程质量存在漏检，从而容易造成因工程质量问题返工返修增加工程成本和费用。上述问题的存在使得工程现场监管在传统管理上出现了管理瓶颈。因此，在交通工程现场管理上，需要依靠新技术、新手段，对施工现场的全方位、全过程监督，促进工程施工现场监督管理的信息化、专业化和社会化。

2. 施工现场互联网+远程视频监控技术的应用

随着社会的进步、经济和科技的发展，互联网+远程视频监控应用而生。目前，工程项目管理水平及信息技术的运用与发达国家相比还存在较大差距。近年来，互联网+监控系统实现异地、远程工程项目管理的创新方式，开始引起越来越多企业的高度重视和积极探索。视频监控系统在工程施工现场的监控管理与应用方面，主要表现在能直观地实时对项目的现场施工进行管理，能够使管理部门及时有效掌握现场的施工生产情况，促进并加强工程项目施工现场质量、安全与文明施工和环境卫生的管理，通过对工程项目施工现场重点环节和关节部位进行监控，提高监督效率，能减少、防止和杜绝质量、安全事故的发生。

2.1 施工现场布局。

项目部在施工现场的门卫处、作业区、材料库存区等处安装高清视频监控系统，覆盖整个施工现场，对施工质量、安全生产、文明施工、人员管理等情况，进行不间断地监控。监控点具体布置：一是确保保安所需全区域全景实况录像。在场区中设置全球眼，监控场内围墙拐角处设置定向探头，监控围墙内外情况。二是在主要出入口设置一高一低的搭配摄像头，高者监控进场车辆及其车载物资的实况，低着设置小门人员出入的可以清晰照看人脸，用于对工人的识别，为劳务管理提供依据。三是设置钢筋加工厂，监控钢筋加工场安全生产情况及钢筋材料的加工及卸料存储情况。四是机械设备处，监控点同步对施工操作机械全面监控。

2.2 视频监控的作用和效果。

2.2.1 落实施工现场岗位责任，便于事后调查和明确责任。监控系统的设置，很大程度上增强了施工人员的责任心和工作积极性，促进了规范操作意识，便于施工统一管理。施工过程被录像存储备份，可以随时查看监控信息，也便于事故发生后第一时间内查明事故发生的原因，明确事故责任，同时对施工现场的操作人员起到一个施工过程的监督和威慑作用，使现场的操作人员更加自觉地遵守操作规程，更加规范的进行施工作业。

2.2.2 加强材料进出场情况的监督，确保材料成本控制。施工现场人员和物资进场量多而复杂，监控系统的使用可以加强对施工现场秩序管理起到重要作用。在工程建设项目管理中，材料的使用也是项目施工的主要组成部分，加强施工材料的现场及进出监控是施工单位对内部加强管理的有效监管手段。为了更好的监控施工材料的进出以及保障施工材料的正常损耗，必须针对材料的进出的出入口进行监控，同时对进出车辆进行控制，载重货车一律通过专用通道，由电子汽车衡量对其出入进行称重管理，汽车衡的称重仪表接入计算机，称重数据与电子抓拍称重车辆的图片进行叠加的同时，进行后台数据统计管理。实现了进场的砂、石料等物资入库数量与账目一致的目的，视频监控系统可有效监督进场和出场，为项目管理提供了重要保证。

2.2.3 加强施工现场实时监控，及时消除现场安全隐患。监控系统可以实时监测施工现场安全生产措施，实现了对施工现场过程的实时了解，对安全质量的实时监控，提升安全项目管理的工作效率，将远程工地施工现场，实时地反馈到项目管理部门，实时监测施工现场安全生产措施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素如施工机械、安全网、以及施工人员安全防护用品等实施有效监控。视频监控系统实现了公路工程安全保障工作数字化，让违规作业、安全隐患无处藏身，彻底杜绝和消除施工安全隐患。

2.2.4 加强施工生产用工的管理，预防现场劳务纠纷风险。由于施工现场场地较大，人员进出比较复杂，为了进一步加强对各班组劳务工作的管理，项目部可以利用监控系统制定完善的措施对班组用工进行管理和监督，严格实施日销月结制度，由施工员记工，班组确认。凡在本工地的所有工人，上下班必须在制定的二个大门进出且在监控视频探头下停留2～3秒以示证明。这有效减少了职业讨薪事件，同时能够动态管理班组的成本和进度。在发生劳务纠纷时可以调出视频录像进行比对核查，视频监控系统在各班组劳务管理中起到重大作用。

2.2.5 加强工程建设材料库存管理，夯实库存材料成本。在工程建设项目管理模式下，材料的使用也是项目施工中资金支付的计算依据之一，也是对项目变更材料核算的重要依据，同时还是计算降低能源损耗的重要参考依据，加强施工材料的现场及进出监控是施工单位对内部加强管理的有效监管手段。为了更好的监控施工材料的进出以及保障施工材料的正常损耗，必须针对搅拌场的出入口进行监控，同时对进出车辆进行控制，载重货车一律通过专用通道，由电子汽车衡量对其出入进行称重管理，汽车衡的称重仪表接入计算机，称重数据与电子抓拍称重车辆的图片进行叠加的同时，进行后台数据统计管理。

2.2.6 及时掌握现场动态情况，合理管理材料数量和进度。合理的材料储存有利于工程项目的顺利实施，建立合理的搅拌场堆放区域管理，通过监控系统对进入搅拌场的石料、水泥、沙料等数量管理，同时对公路项目进度与消耗的基础材料的基本比例强化对施工进度的控制。通过搅拌场的区域广角监控实现对场地的管理。

2.2.7 改变传统施工现场管理模式，推动管理平台升级。互联网+远程视频监控系统应用后，对项目管理人员而言，相当于长了一双“千里眼”，无论身在何处，量有多大，都可以通过视频监控系统随时随地掌握现场施工的全面情况，监控现场的施工进度，及时发现问题并督促施工单位及时整改隐患，促进安全生存和工程质量管理。解决了传统现场管理模式依靠管理人员深入施工现场，以及由于工地远、项目多、人手少，监管不能够及时到位的问题。

互联网+远程视频监控系统的在工程管理中的使用，相对于传统的项目管理模式，是一种大胆尝试和创新，它作为一种科学、高效的工程管理手段，各方面的受益相当明显，它不仅提高了项目的工作效率，而且预防和减少了交通施工安全事故的发生，对于加强安全质量的管理力度、实现远程工程项目管理等方面具有明显的效果。

参考文献

[1] 齐美彬 ，蒋建国；基于RS-485总线的计算机视频监控系统的研究[J]；电子技术应用；2001年05期.

煤矿安全生产监控系统联网 篇7

煤炭是我国的主要能源, 约占一次能源的70%。煤炭行业是高危行业, 瓦斯、煤尘、水灾、火灾、冲击地压、地热等困扰着煤炭工业的健康发展。乡镇煤矿事故频发, 百万吨死亡率是国有重点煤矿的7倍, 这就充分证明, 先进的技术、可靠的装备、合格的人才和到位的管理, 是煤矿安全生产的重要保障。

2006年全国煤矿产煤约23.25亿t, 其中, 国有重点煤矿产煤约11.25亿t, 占48.4%;国有地方煤矿产煤约3.09亿t, 占13.3%;乡镇煤矿产煤约8.92亿t, 占38.3%。

2006年全国煤矿共发生死亡事故2 945起, 死亡4 746人。其中, 国有重点煤矿发生死亡事故415起, 死亡704人, 分别占事故总量的14.1%和14.8%;国有地方煤矿发生死亡事故381起, 死亡611人, 均占事故总量的12.9%;乡镇煤矿发生死亡事故2 149起, 死亡3 431人, 分别占事故总量的73.0%和72.3%。

2006年全国煤矿百万吨死亡率为2.041, 其中, 国有重点煤矿百万吨死亡率为0.626, 国有地方煤矿百万吨死亡率为1.977, 乡镇煤矿百万吨死亡率为3.846;乡镇煤矿百万吨死亡率是国有重点煤矿的6.14倍。

2007年全国煤矿产煤约25.5亿t, 其中, 国有重点煤矿产煤约12.5亿t, 占49.2%;国有地方煤矿产煤约3.26亿t, 占12.8%;乡镇煤矿产煤约9.69亿t, 占38.0%。

2007年全国煤矿共发生死亡事故2 421起, 死亡3 786人。其中, 国有重点煤矿发生死亡事故315起, 死亡475人, 分别占事故总量的13.0%和12.5%;国有地方煤矿发生死亡事故346起, 死亡411人, 分别占事故总量的14.3%和10.9%;乡镇煤矿发生死亡事故1 760起, 死亡2 900人, 分别占事故总量的72.7%和76.6%。

2007年全国煤矿百万吨死亡率为1.485, 其中, 国有重点煤矿百万吨死亡率为0.380, 国有地方煤矿百万吨死亡率为1.261, 乡镇煤矿百万吨死亡率为2.993;乡镇煤矿百万吨死亡率是国有重点煤矿的7.87倍。

2008年全国煤矿产煤约27.2亿t, 其中, 国有重点煤矿产煤约13.6亿t, 占50%;国有地方煤矿产煤约3.5亿t, 占12.9%;乡镇煤矿产煤约10.1亿t, 占37.1%。

2008年全国煤矿共发生死亡事故1 954起, 死亡3 215人。其中, 国有重点煤矿发生死亡事故287起, 死亡454人, 分别占事故总量的14.7%和14.1%;国有地方煤矿发生死亡事故207起, 死亡401人, 分别占事故总量的10.6%和12.5%;乡镇煤矿发生死亡事故1 460起, 死亡2 360人, 分别占事故总量的74.7%和73.4%。

2008年全国煤矿百万吨死亡率为1.182, 其中, 国有重点煤矿百万吨死亡率为0.334, 国有地方煤矿百万吨死亡率为1.146, 乡镇煤矿百万吨死亡率为2.337;乡镇煤矿百万吨死亡率是国有重点煤矿的7.00倍。

通过上述分析可看出[1], 乡镇煤矿煤炭产量约占全国煤炭产量的37.8%, 发生死亡事故起数和死亡人数却占全国煤矿事故总量的73.5%和74.1%, 百万吨死亡率是国有重点煤矿的7倍。事故调查表明, 乡镇煤矿事故频发的原因是多方面的, 这包括技术装备落后、矿井系统不完善、专业技术人才匮乏、安全教育培训滞后、安全责任不落实、现场管理松弛、隐患排查治理不到位等;但技术装备落后, 机械化、自动化、信息化程度低是最主要原因之一。因此, 建设安全高效、环境友好、资源节约的煤矿, 离不开先进的技术装备, 离不开自动化与信息化。

煤矿安全生产监控系统联网是加强煤矿安全生产监管的重要措施之一。然而, 现有煤矿安全生产监控系统通信协议、数据格式均自定义, 给系统联网带来了困难, 联网后的实时性和可靠性均难以保证。为解决煤矿安全生产监控系统联网存在的问题, 本文提出了煤矿安全生产监控系统联网方法。

1 一般要求

(1) 煤矿安全生产监控系统应按《AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求》、《AQ6210—2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》、《MT/T 1004—2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件》、《MT/T 1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》、《MT1082—2008煤炭产量远程监测系统通用技术要求》等有关标准及规程设计与成套, 并符合《煤矿安全生产监控系统联网技术要求》的要求。

(2) 煤矿安全生产监控系统的联网与管理除应按《煤矿安全生产监控系统联网技术要求》执行外, 还应符合《AQ1029—2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》、《AQ1048—2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》、《MT1080—2008煤炭产量远程监测系统使用与管理规范》等有关规定。

(3) 煤矿安全生产监控系统应具有联网功能。在用的煤矿安全监控系统、煤矿井下作业人员管理系统、煤炭产量监测系统应联网。

(4) 国有重点煤矿的煤矿安全监控系统、煤矿井下作业人员管理系统、煤炭产量监测系统应上联至集团公司 (矿务局) ;国有地方煤矿和乡镇煤矿的煤矿安全监控系统、煤矿井下作业人员管理系统、煤炭产量监测系统应上联至县 (市、区) 煤炭主管部门。

(5) 网络交换机、路由器、服务器、防火墙等硬件设备, 应采用当时主流技术的通用产品, 并满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展等要求。网络设备应取得入网许可证。

(6) 操作系统、数据库、编程语言等应为可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟的主流产品。软件应有详细的中文说明和操作指南。

(7) 联网应保证网络安全。

(8) 承担联网项目的单位应具有国家计算机信息系统集成资质。

(9) 中心站 (或主机) 应及时向监控中心上传有关监控信息。

(10) 系统应用软件应采用浏览器/服务器 (B/S) 方式。

(11) 安全监控软件应符合《AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求》、《MT/T 1004—2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件》、《MT/T 1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》、《AQ1029—2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》等有关标准的要求。

(12) 产量监测软件应符合《MT/T 1004—2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件》、《MT/T 1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》、《MT1080—2008煤炭产量远程监测系统使用与管理规范》、《MT1082—2008煤炭产量远程监测系统通用技术要求》等有关标准的要求。

(13) 人员管理软件应符合《AQ6210—2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》、《AQ1048—2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》、《MT/T 1004—2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件》、《MT/T 1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》等有关标准的要求。

(14) 联网的系统和设备的时钟与北京标准时间误差应不大于30 s。

2 信息传输

2.1 通用要求

(1) 系统应具有多种传输接口, 既可以在以光缆为主干的网络上运行, 也可以在无线等网络上运行, 还可以在上述混合网络上运行, 系统宜采用路由器等专网互联。

(2) 中心站 (或主站) 和监控中心应具有符合IEEE802.3协议的以太网接口。

(3) 中心站 (或主站) 应自动向监控中心传递有关信息。

(4) 监控中心收到中心站 (或主站) 上传的数据后, 应反馈确认信息;中心站 (或主站) 只有接收到监控中心的确认信息后, 才终止本次数据发送, 否则重复本次数据发送。

(5) 监控中心在规定的时间内没有接收到中心站 (或主站) 上传的数据, 则主动向中心站 (或主站) 请求发送, 连续3次无应答, 则认定通信故障, 发出报警信号并存储记录。当通信恢复正常时, 中心站 (或主站) 应在不影响正常数据传输的情况下, 补发通信中断期间应发送的信息。

(6) 所有计量单位应采用法定计量单位。

(7) 模拟量值一般采用3位或4位有效数字表示。常用参量的表示格式如表1所示。

(8) 开关量状态一般采用汉字 (如开/停等) 表示。

(9) 时间系列宜选用如表2所示的系列值。

(10) 汉字名称长度应不超过16个汉字长度。

(11) 监控中心应及时显示报警、断电、馈电异常、系统工作异常等信息, 并具有按报警、断电、馈电异常、系统工作异常、模拟量、开关量、人员、产量等分类查询功能。

2.2 初始化

(1) 模拟量初始化参数应包括如下内容:

① 传感器设置地点;

② 传感器所测物理量;

③ 单位;

④ 报警 (上、下) 门限;

⑤ 断电 (上、下) 门限;

⑥ 复电 (上、下) 门限;

⑦ 断电区域;

⑧ 生成时间;

⑨ 其它。

(2) 开关量初始化参数应包括如下内容:

① 所测量设备地点;

② 所测量设备名称;

③ 报警状态;

④ 断电状态;

⑤ 断电区域;

⑥ 生成时间;

⑦ 其它。

2.3 监控数据及状态

(1) 模拟量监控数据应包括如下内容:

① 监控值;

② 平均值;

③ 最大值及时刻;

④ 最小值及时刻;

⑤ 报警/解除报警状态及时刻;

⑥ 断电/复电命令及时刻;

⑦ 馈电状态及时刻;

⑧ 处理措施及时刻;

⑨ 其它。

(2) 开关量监控数据应包括如下内容:

① 当前状态及变动时刻;

② 报警、断电/解除报警、复电及时刻;

③ 馈电状态及时刻;

④ 处理措施及时刻;

⑤ 其它。

(3) 累计量监控数据应包括如下内容:

① 监控值;

② 时间;

③ 其它。

3 结语

本文给出了近几年我国国有大中型煤矿和乡镇煤矿的煤炭产量和发生死亡事故的相关数据, 并对国有大中型煤矿和乡镇煤矿的百万吨死亡率进行了比较, 认为机械化、自动化、信息化程度低是造成乡镇煤矿事故频发的最主要原因之一;指出煤矿安全生产监控系统联网是加强煤矿安全生产监管的重要措施之一, 提出了煤矿安全生产监控系统的联网方法。笔者相信, 采用这些方法, 有利于解决现有煤矿安全生产监控系统因通信协议、数据格式均为自定义而导致的系统联网困难的问题, 有利于提高系统联网后的实时性和可靠性。

摘要：分析了我国乡镇煤矿安全生产状况:乡镇煤矿煤炭产量约占全国煤炭产量的37.8%, 发生死亡事故起数和死亡人数却占全国煤矿事故总起数的73.5%和74.1%, 百万吨死亡率是国有重点煤矿的7倍。乡镇煤矿事故频发的原因包括技术装备落后、矿井系统不完善、专业技术人才匮乏、安全教育培训滞后、安全责任不落实、现场管理松弛、隐患排查治理不到位等, 而技术装备落后和机械化、自动化、信息化程度低是最主要的原因。煤矿安全生产监控系统联网是加强煤矿安全生产监管的重要措施之一。提出了煤矿安全生产监控系统联网方法:中心站 (或主机) 应及时向监控中心上传有关监控信息;中心站 (或主站) 和监控中心应具有符合IEEE802.3协议的以太网接口等。

关键词：煤矿,安全生产,监控系统,联网

参考文献

[1]孙继平.煤矿自动化与信息化[C]//第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议论文集.北京:中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会, 2009.

[2]孙继平, 彭霞, 王涛, 等.AQ6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求[S].北京:煤炭工业出版社, 2006.

[3]孙继平, 彭霞, 卫修君, 等.AQ6210—2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[4]孙继平, 彭霞, 于励民, 等.MT/T 1004—2006煤矿安全生产监控系统通用技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2006.

[5]孙继平, 彭霞, 卫修君, 等.MT/T 1008—2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求[S].北京:煤炭工业出版社, 2006.

平安城市公交视频联网系统设计 篇8

一、公交视频联网系统

系统架构设计:主要通过采集层、基础层、支撑层、展示层, 实现对公交运行全程无死角监控, 做到对全方位安全预警。如图1。

采集层:公交车辆上安装四个监控 (包括上下车门口监控、车辆内部前后监控) , 平安城市公交站点监控、车辆报警器、警示灯、定位模块。

公交车上车处前端监控对每位上车乘客面部识别存储并标记上车时间、位置等信息, 通过4G网络实时回传。定位模块实时传输公交线路行驶的位置, 公交车发生突发状况时报警器可自动报警。

网络层:前端视频和车载设备采集的视频和定位信息通过4G网络基站实时传输到平安城市视频专网, 专网通过网络边界实现与公安网互通。

支撑层:通过应用服务器、GIS服务器、管理服务、数据服务器等实现注册服务、预警服务、告警服务、控制服务、媒体数据存储、管理媒体数据。

应用层:实时视频、报警管理、图像侦察、数据分析、设备管理。

二、平安公交业务功能

目前公交车安装监控系统、无线wifi、定位装置等移动设备, 通过现有技术升级可实现平安公交业务功能。主要业务功能如下:

预警功能:每位上车乘客前端监控人脸识别、标记上车时间、上车位置以图片形式实时传入监控中心, 通过视频库对比搜索, 提前预警。

实时监控:车辆实时监控过程由请求、传输、定位/调取和监控四个阶段, 分别对应监控请求的发送、指令与数据的传输、车载监控模块的调用以及公交监控平台可视化的实现。

报警功能:当乘客或司机按报警器, 数据传输监控中心自动红色报警显示并报警位置信息, 同时切入实时监控视频, 为公安处置突发状况保障。

布控功能:通过车内监控发现有盗窃行为发生时, 可通过监控中心对嫌疑人进行锁定, 嫌疑人下车位置标记与公交站点监控形成联动监控, 公安可以及时抓捕。

频度分析:乘客上车时间、地点、出现次数进行频度分析, 利用智能分析算法视频关联度分析, 有问题乘客标记。

结束语:“公交优先”战略促使公交在信息建设快速发展, 发现平安城市建设中公交及公交站点人车聚集区域安全管理的漏洞。本文借鉴智能公交相关技术LBS、物联网技术、无线通信技术等, 通过设计公交安全管理系统, 该系统纳入到平安城市统一管理平台中可以有效预防在公交站点及公交车上可能存在犯罪行为, 同时为公安机关稽查布控使用, 提高破案效率;降低乘车安全风险。

参考文献

[1]易志刚.基于RIP/RICP的视频监控系统的设计及实现[D].南京:南京航空航天大学, 2007:45-46.

[2]张凤传, 苗玉彬等.基于GPS/GSM/GIS的智能公交车辆监控系统的研究[J]四川大学学报, (自然科学版) , 2005, 42 (4) :710-713.

[3]黄贞勇.智能公交调度系统软件的设计与实现[M].浙江:浙江工业大学硕士学位论文, 2012.

[4]赵厚宝, 苏勇.智能交通系统中的公交运营优化调度研究[J].微计算机息, 2010, 11 (26) :221-222.

物联网环境监控系统的总体设计 篇9

本文以智能环境监控系统为研究背景, 提出了基于Restful Web Service、OO4O等技术框架构建物联网智能监控系统的设计方案, 并进行了物联网智能监控系统的系统设计和概要设计。主要有以下功能需求:

(1) 实时可靠的数据传输; (2) 海量数据存储; (3) 灵活多样的接入方式; (4) 轻量级的Web服务; (5) 物流管理; (6) 综合的智慧服务; (7) 具有较好的稳定性; (8) 系统操作的简单性; (9) 良好的可扩展性; (10) 跨平台性; (11) 良好的可复用性和可维护性

2 概要设计

通过对物联网环境监控系统的需求分析, 可以看出物联网环境监控系统对数据实时性、多进程间跨平台通信 (包括同步与互斥) 、数据库的实时访问等性能有比较苛刻的需求。通过对REST、ACE、TAO和OO4O等物联网相关关键技术调查, 结合物联网环境监控系统的实际需求、开发人员的技术经验 (深入C++技术) , 选取了ACE+TAO+OO4O+REST框架来完成物联网环境监控系统的设计与开发工作。

3 体系结构设计

物联网环境监控系统的总体架构设计遵循如图1提出的物联网体系结构, 即感知层、异构网络接入层、海数据处理层、智慧服务层等四层构成。

3.1感知层

感知层主要负责实现对物理世界中大自然的“物”进行感知和信息获取, 目前的主要技术是基于无线传感器网络和RFID读写器来实现的。目前常见的传感器可以从物理世界获取温度、湿度、光照、压力、脉搏、碳含量等形式的数据, 而通过将一维标签、二维条形码等附在“物”上, 可实现对“物”的有效跟踪和管理。

3.2 异构网络接入层

作为互联网网络基础设施的拓展和延伸, 物联网的网元通常是异构的、无线的。必须实现各种异构无线网元与互联网的无缝连接, 才可以保证物联网的广泛互联和泛在接入。常见的物联网的网元有:无线传感器网络、Ad-hoc网络、车载传感器网路、Bluetooth自组网、Wi-Fi自组网、机会网络等。

3.3 海数据处理层

物联网的异构网路接入层收集从感知层感知的物理世界的信息, 并交由数据处理层成来完成数据融合、清洗、重组等工作, 最终形成智慧数据。由于物联网的节点数目数以百万亿, 因此, 如何存储、处理这些海量数据, 以便为服务层的用提供智慧数据是还数据处理层的核心问题。

3.4 智慧服务层

物联网将为用户提供更加综合的智慧服务, 服务使用的数据可能来自不同的数据中心、不同的网元、不同的传感器节点、不同的物理区域。物联网的智慧服务层所提供的应用是一个综合了各种典型服务的跨领域的综合系统, 不仅可以实现应用的高效融合、还可以为综合决策提供理论和现实支持。

4 总体框架设计

基于对拟构建的物联网环境监控系统的需求分析、功能描述和体系结构的设计和研究, 提出了如图2所示的拟构建的物联网环境监控系统的总体框架设计。

本系统由以下几个核心部分构成:

4.1 传感器和执行器节点、3G智能手机

为了实现对底层物理信息的收集, 需要使用感知技术来完成。本系统使用传感器和3G智能手机手机来收集物理世界的信息, 其中传感器收集温室内的温度、光照、湿度等参数, 3G智能手机收集带有RFID标签、二维条码、一位条码的农药、化肥、农用工具等的信息。传感器收集信息后, 通过Zigbee协议, 传送至智能网关, 智能网关实现Zigbee协议与TCP/IP协议的智能转换, 将数据预处理后送至互联网数据中心 (Internet Data Center, IDC) 。而3G智能手机通过本系统基于摄像头开发的快拍方式的Android服务, 将获得的感知信息通过3G无线网络接入至IDC中。通过智能终端, 本系统的用户可以实现泛在接入系统, 实现实时监控周围环境的功能。

4.2 智能网关

智能网关在本系统中负责实现TCP/IP协议与Zigbee协议的转换, 同时在透过网关, 将数据感知层采集来的数据发送至IDC中, 实现海量数据的存储。同时支持智能手机以3G方式接入到服务中来, 实现环境监控的数据的事实显示。

4.3 互联网数据中心 (IDC)

IDC负责存储从底层感知层采集的海量数据, 并对数据进行冗余处理、清洗、重组和融合, 形成多模可用数据。IDC处理后的数据主要供Web服务器使用来完成综合Web服务。通常用户不直接访问IDC, 管理员角色的用户可以通过浏览器实时管理和配置数据库。

4.4 Web服务器

本系统中的Web服务器主要提供两种服务, 第一种是面向个人PC机的Web服务, 另一种是面向资源受限终端的Restful风格的轻量级Web服务。Web服务器从智能网关获得实时数据, 从IDC中获得历史统计数据, 并形成分析报告, 通过Web方式供用户使用。本系统的Web服务器允许用户通过常见的方式接入。

本文以智能环境监控系统为研究背景, 提出了基于Restful Web Service、OO4O等技术框架构建物联网智能监控系统的设计方案, 并提出了物联网智能监控系统的系统设计和概要设计方案。

参考文献

[1]王保云.物联网技术研究综述.电子测量与仪器学报, 2009:23 (12) , pp.1-6.

[2]王忠敏.EPC与物联网[M].北京:中国标准出版社, 2004.

基于物联网的温室监控系统设计 篇10

我国是一个农业大国, 目前在广大农村, 温室比比皆是。近年来, 随着我国农业和农村经济的发展, 农业生产方式逐步由传统的粗放经营式向现代集约型经营方式转变, 农业科技示范园, 作为现代集约型农业和高新科技应用的示范窗口, 应运而生。随着科学技术的进步, 温室的结构档次在逐步的提高, 建设一种可提温室内作物产量和质量, 降低生产成本, 减轻工作人员劳动强度的温室监控系统, 能够实时显示温室内温度、湿度、光照度等环境数据, 是广大温室作物生产人员的迫切需求。

1 控制方案的设计

系统由一个上位机、一个USB转485隔离转换器、8个STC12C5A60S2单片机、8个温度传感器DS18B20、8个湿度传感器SHT11、8个光照传感器BH1750FVI组成, 如图1所示。其中每个温度、湿度和光照度采集模块有8个通道, 数据采集模块的设计符合RS-485总线要求, 完成了数字校零、软件滤波、线性变换等环境检测功能。

2 系统硬件设计

PC机的串行接口为RS-232或USB总线, 现阶段应用更多的是将RS-232接口转换成RS-485接口, 然后采用RS-485进行长距离、高速的串行异步通信。单片机采用RS-485进行串行通信, 只需要将TTL电平的串行接口通过芯片转换为RS-485串行接口, 这种转换比较简单, 本系统采用的是MAX485芯片。利用PC现有的USB接口, 系统中采用USB转485隔离转换器来实现。在传输过程中防止对信号的干扰采用光电隔离电路, 如图2所示, 同时防止静电和雷击对系统的损害采用防雷电路, 如图3所示。

3 系统软件设计

由于485总线是一种异步半双工的通信总线, 在某一时刻, 总线只可能呈现出一种状态, 在PC机与多单片机系统构成的多机通信系统中, 一般采用主从式通信, 主机处于主导和支配地位, 定时发出监控命令后等待从机的应答。各从机处于侦听状态, 不能主动往总线发送数据, 必须等待主机的命令, 在接收到地址帧后, 立即判断是否在呼叫自己, 如果不是则不予理睬。如果是则继续接收下面的数据。接收完一个主机监控命令后先进行校验, 如果校验正确则解析接收的监控命令, 并根据命令回送相应的应答帧。而且任何时刻只能有一个单片机处于发送状态, 但主机发送时所有单片机必须都处于接收状态。

每个单片机分别读取DS18B20传感器上温度值, SHT11传感器上湿度值、BH1750FVI传感器上光照度值通过485总线按地址码顺序依次循环传输到PC机上显示。软件程序流程图如图4所示。

通信协议采用Modbus协议。主设备可单独和从设备通信, 也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信, 从设备返回一消息作为回应, 如果是以广播方式查询的, 则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式:设备 (或广播) 地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由Modbus协议构成, 包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误, 或从设备不能执行其命令, 从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。数据校验方式采用CRC校验。CRC域是两个字节, 包含一16位的二进制值。它由传输设备计算后加入到消息中。接收设备重新计算收到消息的CRC, 并与接收到的CRC域中的值比较, 如果两值不同, 则有误。

4 上位机软件设计

微软公司的Visual Basic 6.0是windows应用程序开发工具, 是目前应用最为广泛、易学易用的面向对象的开发工具, 并且为用户提供了大量的控件。这些控件可用于实现各种功能, 减少了程序设计的很多困难。本设计利用Mscomm控件实现和RS485串口的多路数据通信, 接收测量系统上传的数据, 在上位机上进行显示, 然后分析完成的数据绘制出曲线, 数据库的存取和报表打印。

上位机部分程序如下:

5 总结

随着科技的发展, 智能管理系统会逐渐进入农产业, 本文对温室监控系统提出了设计思路, 提出了软件设计, 硬件设计以及上位机设计的方案, 从而有效的对温室内温度、湿度和光照度等环境因素实时监控, 减轻了工作人员劳动强度, 为农作物提供一个适应的环境, 实现最优化管理, 收到最优的经济效果。

摘要：针对传统的温室人工管理的不方便, 本文设计一种基于物联网的温室监控系统。该系统实现实时采集温室内的土壤及空气温度、土壤及空气湿度、光照强度等环境参数, 以直观的数据和曲线方式显示给监控人员, 可以根据作物的需求提供报警信息, 同时可以对数据进行存储、查询和打印。利用环境数据与作物的信息, 生产人员可以进行正确的栽培管理, 以求达到作物的最佳生长条件, 实现最优化管理, 收到最优的经济效果。

关键词：温室,监控,物联网

参考文献

[1]刘光斌, 刘东, 姚志成.单片机系统实用抗干扰技术[M].北京:人民邮电出版社, 2003.

[2]杨文霞.现场总线技术的研究与应用[D].大连:大连理工大学, 1999.

[3]范逸之, 陈立元.Visual Basic与RS-232串行通信控制[M].北京:清华大学出版社, 2004.

视频监控联网系统 篇11

【关键词】通信基站；智能交流配电防雷箱；监控

【中图分类号】TN915 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0262-02

基站动环监控系统采用传感技术，已成为运营商“物联网”建设过程中的示范应用。目前，已经覆盖运营商90%的通信基站，基站动环监控系统不仅能够完成对基站中的动力设备、环境及现场图像的实时监控，还可以完成数据的存储、处理以及数据分析。

但是，基站交流配电防雷箱一直存在智能化程度低，甚至早期的基站交流配电防雷箱没有智能化设计，不能适应基站动环监控系统的监控要求，无法进行对基站交流配电防雷箱全面集中监控。并且存在基站配电箱的电源出线侧并联安装防雷箱的非一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。本文将通过对存在的一些弊端分析，重点介绍基站智能交流配电防雷箱的设计与集中监控实施方案。

1.通信基站防雷现状及弊端分析

现有的通信基站内部电源的防雷方式一般都采用了防雷箱或防雷浪涌保护器并联连接于基站的配电开关后端的方式，虽然这样的防雷解决方案具备一定程度上的防雷功能，但由于配电与防雷没有一体化设计，导致此种防雷措施存在一定的弊端。

1.1 残压失真度较高，往往实际残压高于设计计算时的残压。

由于基站的布置取电等诸多因素导致部分基站存在差异化，在防雷箱安装的时候往往出现防雷器安装位置不适当，防雷箱的安装位置过远，而使用较长的防雷器连接线等情况。连接线越长，残压越高，导线过长直接导致真实残压偏高，从而损坏后端设备。

1.2 防雷器无监控接口，无法监控防雷器的状态，管理人员无法即时获得防雷器损坏信息。

现在很多基站尤其是旷野和高山基站都实行了无人值守。防雷器无监控接口，无法实现对防雷器工作状态的实时监测。当防雷器损坏，如果管理员无法第一时间了解并做出响应，后端设备就会面临极大的雷灾隐患。

2.通信基站交流配电箱现状及弊端分析

2.1 不能远程监控基站交流配电系统电参数，有故障时无法及时做出响应。

现有的基站配电箱一般都采用简单普通的电流、电压指示仪表，不采用多功能智能仪表。本身采集数据就很单一，而且又没有通信功能，即使基站配备了动环监控单元的采集单元也无法采集上传数据。通信基站大多旷野和高山，电力环境也很复杂，全面监测电参数很重要。

2.2 配电箱开关状态无监控

现有的基站配电箱没有配备监控告警系统，没有对配电箱的开关状态进行监测，即使断路器跳闸，管理员也无法第一时间了解并做出响应。

2.3 对市电与油机发电没有分别管理，不便油机发电业务管理考核。

现有的基站配电箱对电能计量采用传统的机械式电度表，无法区分市电电能与油机发电时间。对发电业务管理只能进行粗略的管理，与电力部门结算时也没有准确的对比数据。

3.基站智能配电防雷箱具备功能及解决方案

总结上述弊端，基站配电防雷箱应是集配电功能与防雷功能相结合的智能交流配电防雷箱；智能交流配电箱除了有常用的配电功能之外，更具备了防雷功能及其它智能型辅助功能。

3.1 智能交流配电防雷箱的配电功能

基站智能交流配电防雷箱，内含油机接口、市电接口、市电、油机互锁机构，断路器等原件，紧密的将防雷与配电功能结合在一起，站内用电设备可直接在配电防雷箱内的断路器后端连接取电。

3.2 智能交流配电防雷箱的防雷功能

智能交流配电防雷箱，除包含上述配电原件外还具有防雷器或防雷浪涌保护器模块；一体化设计将防雷与配电功能系統的结合在一起，使防雷器的连接线更短，残压失真度更小；精巧的外形尺寸使该产品的使用范围更广。而且具备监控接口，通过采集单元能够满足远程集中监控要求。

3.3 智能交流配电防雷箱的智能监控功能

（1）实时监测电参数。采用高精度三相有功无功电能专用计量芯片ATT7026A，实现对有功、无功、视在功率，电压、电流有效值、功率因数、交流频率，有功、无功电能等参数的测量和计量。

（2）具有市电接入的有功电能计量、油机发电时间统计功能，远程抄表功能。

（3）具有空调油机发电时的相序检测与自动转换功能。

（4）通过开关量监测模块监测每个支路的开关状态。

（5）具有声光报警功能，并能上传报警内容；具有在电流、电压超范围，市电断电，支路开关跳闸，防雷失效等故障时自动报警的功能；具有两组告警输出干接点，在告警处理后自动清除告警。

（6）电流、电压告警范围可根据实际运行环境远控进行调整设置。

（7）提供RS-232或RS-485通信接口。可通过与动环监控系统采集单元链接，实现远程集中监控。

4.基站智能配电防雷箱与动环监控系统实现集中监控解决方案

4.1 动环监控系统的监控对象和监控内容的选择

通信基站动环监控系统的监控对象涵盖了从交流配电设备到后备蓄电池所涉及到的电源设备、机房的环境量以及温控设备，同时，为了便于基站的管理，部分机房还进行了图像的监控。

由于电源设备种类很多，因此动环监控系统监控内容的总量十分繁杂。

4.2 基站监控单元与基站智能配电防雷箱等监控模块的网络结构

基站信息采集单元通过与基站智能配电防雷箱，以及其他监控模块的链接，实现对配电系统电参数监测、电能计量、油机发电计时、开关状态监测、防雷状态监测、相序转换、电池组状态监测、环境安防监控、故障告警等的全面远程集中监控。实现完整意义的移动基站集中远程管理，实现异地办公，极大的方便了管理人员对基站设备的运作管理。基站智能配电防雷箱内置智能化配电监测系统。基站智能配电防雷箱是具有配电、远程抄表、远程监控、防雷及其雷电计数、自动重合闸、相序转换、分项计量、油机发电计时等功能融合为一体的综合配电箱。动环监控系统具有对门禁、烟雾、水浸、温度、温控设备、蓄电池组的监控。再通过以太网或GPRS等方式与服务器链接，通过GPRS通信短信方式发送报警信息通知基站值班人员。

视频监控联网系统 篇12

随着视频监控技术的不断发展, 视频监控在公共安全领域的地位越来越重要, 如今公安的大部分工作都需要视频监控技术的支持, 小至违章车辆的监控拍摄, 大至刑事案件的侦破, 视频监控技术发挥着越来越重要的工作。

但各地区的公共安全视频监控建设情况参差不齐, 经济基础较好城市的视频监控体系建设比较成熟, 而经济基础比较薄弱城市在视频监控体系建设方面的投入还不足[1], 并且各个地区之间的视频监控体系也不尽相同, 当需要相互调取视频监控数据时, 不仅耗费许多时间, 而且可能存在数据格式兼容性的问题, 导致无法立即查看视频资料而耽误案件的侦破。

因此, 推进公共视频监控系统联网建设, 是发展公安视频监控技术的必然要求。而联网建设首先要考虑的问题便是安全问题, 如何保证公共安全视频监控联网的安全性是建设前期亟待解决的问题。本文从信息安全、网络安全两个方面提出几点视频监控系统联网建设的关键安全要素。

1 信息安全

信息安全是指利用相关技术手段和管理手段保护信息在传播、使用和存储过程中, 不受到自然或人为因素的更改、泄露和破坏。主要考虑以下几个方面:

1.1 身份认证

身份认证, 即在操作者进入公共安全视频监控联网系统之前, 对其身份进行鉴定的过程, 这是为了保护公共安全视频监控系统联网的访问策略可以安全有效的执行, 防止非法操作者破坏系统资源或是合法操作者访问其权限以外的系统资源。

如今的公安网身份认证中, 主要采用PKI (Public Key Infrastructure) /PMI (Privilege Management Infrastruetur) 身份认证和访问控制技术, 每个正式公安民警都会发放一个数字证书 (USB Key) , 其中含有每个民警的身份信息, 民警在查询相关信息资源时, 系统会根据民警的职务权限对其开放一定相关的系统资源, 当试图访问超过其权限范围的资源时, 系统会拒绝其的访问请求, 并且每次查询资源的情况都会被记录。

因此, 在公共安全视频监控系统联网建设时可以提供PKI/PMI系统的接口, 这样无需耗费大量的时间和精力再独立建设身份认证和访问控制模块, 直接运用现有的公安网数字证书, 既可以起到防止非授权人员进入系统和避免权限有限的用户访问高权限资源的作用, 也统一了公共安全视频监控系统联网身份认证的标准。

1.2 信息加密

信息加密即运用物理方法或数学方法对视频信息进行加密, 需要加密的地方主要有两个, 一个是在视频信息的传输过程中加密, 另一个是在视频信息存储时进行加密。前者是为了防止入侵者在视频信息传输过程中截获信息, 由于经过传输加密后, 其所窃取的信息的信息是经过特定的加密算法加密的, 没有与之相对应的密钥对加密信息进行解密, 因此获得的信息只是没有任何意义的乱码。而后者在存储时加密则是防止入侵者从存储器得到资源信息, 由于其得到的信息也是加密后的密文, 没有正确的解密密钥, 也无法得到有效的信息。只有有权限的用户才能使用专有密钥进行解密, 进而从存储器中读取的信息。

加密算法分为两种, 一种是私钥加密算法, 另一种是公钥加密算法。两种算法比较来看, 公钥算法更具有优势。其原因有三点:一从安全方面比较, 公钥算法基于未解决的数学难题, 想要从外界进行强行破解是不可能的;二从管理方面比较, 公钥算法只需要较少的资源, 并且支持数字签名;三从成本方面比较, 公钥加密相对于私钥加密成本更为低廉。所以监控系统联网建设对视频信息进行加密时, 使用公钥加密的方式可能更具有实用性。

1.3 数据备份

数据备份是数据容灾的基础, 是指将本地存储设备里的信息复制到别的存储器中, 防止人为操作失误或者是系统故障而导致数据损毁或丢失[2]。

在公共安全视频监控系统联网建设中, 对视频信息进行数据备份是一件非常重要的工作, 如今大部分前端采集的摄像机都是高清晰度的, 在带来成像效果好的同时, 其采集数据的体积也是庞大的, 一般单路1080P摄像机一天的数据量大概是在50GB左右, 可想而知一个城市视频信息数据量是巨大的, 所以仅用传统的数据备份方式进行备份, 出现了数据损毁或丢失的故障, 恢复的时间会很慢, 这对公安工作的实时性有很大影响。所以系统联网建设在数据备份方式的选择上要慎之又慎。

1.4 人员管理

信息安全的维护, 不仅仅需要对数据、系统进行严格的管理和维护, 人员管理也是维护信息安全的是重中之重。

在监控系统联网投入使用之前, 应该对使用系统的人员进行培训, 大多数案例表明信息泄漏、系统故障是人为导致的。有些是操作的失误;有些则是使用人员不能够遵守系统使用的规章制度, 随意的将系统内部信息发布到互联网上;有的甚至是利用职务之便获取信息并倒卖出去。因此对使用系统的人员进行严格的纪律培训和操作培训, 防微杜渐, 系统的信息安全才能得到更好的保障。

2 网络安全

网络安全是指利用网络技术手段保护网络数据、软件和硬件, 防止遭受到偶然或是恶意的泄漏、篡改或破坏, 保证整个系统可以连续可靠的运行。目前有以下几个方面需要考虑:

2.1 防火墙

防火墙技术是常见的网络安全技术。常见的防火墙技术有三种:包过滤防火墙、代理服务器式防火墙、以及基于状态检测的防火墙[3]。其中包过滤防火墙主要针对OSI模型中的网络层和传输层的信息进行分析, 代理服务器式防火墙是对第四层到第七层的数据进行检查, 与包过滤防火墙相比较, 需要更高的开销, 运行速度也会比较慢, 基于状态检测的防火墙是检测每一个TCP、UDP之类的会话连接。

因此, 在视频监控系统联网建设时, 选用的防火墙应从安全性、复杂环境适应性、安全审计、配置管理方便性等方面考虑, 性能指标要满足联网的发展需求。

2.2 病毒防范

网络病毒是能够自我复制、感染性强、具有潜伏性的人为编写的特制程序, 局域网络中只要有一台计算机感染了网络病毒, 那么局域网中的其它主机也会在短时间内相继感染病毒, 网络病毒轻则破坏计算机内部数据, 重则使整个网络内部的计算机系统全部瘫痪。

通常局域网内部计算机感染网络病毒是被U盘、移动硬盘等移动介质所携带的病毒感染, 然后相继传染其它主机。另一种情况则是局域网内某台主机连上外部网络, 从而将网络病毒引入内部局域网中。

因此, 视频监控系统联网建设在防范网络病毒时, 应安装正版的杀毒软件, 定期对网络内部的主机进行扫描、清除病毒库中存在的网络病毒, 也要及时的更新网络病毒库, 防止新型网络病毒进入网络内部, 同时要提高系统工作人员的安全意识, 严禁将不明来历的光盘、U盘等移动设备接入内部网络, 才能防止网络病毒危害整个系统。

2.3 物理隔离

物理隔离即将公共网络与内部网络用物理手段隔离开来, 防止内部网络受到外部网络上的入侵和攻击[4]。

由于网络应用的普及深入, 网络入侵和攻击日益猖獗, 因此在公共安全视频监控系统联网建设时, 必须保证内部视频监控网络与公共网络物理隔离, 不得将视频信息传输通道与连接外部网络的主机连接在一起, 严禁工作人员将内部主机连上外部网络, 进行浏览网页或发收电子邮件等违规行为。此外, 当内外网络进行切换时, 须重新启动计算机, 防止内存上残留的信息传入外部网络。

3 结语

如今, 视频监控逐渐成为公安各警种的重要技术支撑, 因此在公共视频监控系统联网建设中, 要重视视频监控联网的安全建设, 但安全建设绝非一朝一夕, 不仅需要技术方面的支持, 更要制定出与技术相对应安全管理制度, 做到技术与制度相辅相成, 使得公共安全视频系统联网的安全性更高, 为进一步提高视频监控技术的战斗力奠定夯实的基础。

摘要：随着视频监控技术的不断发展, 视频监控在公共安全领域的地位越来越重要, 因此公共视频监控系统联网建设是公安机关业务需求发展的必然趋势。在系统联网建设的同时, 如何保证安全性是亟需解决的问题。本文从信息安全、网络安全两个方面提出几点视频监控系统联网建设时需注意的关键安全要素。

关键词：公共安全,视频监控,公安业务

参考文献

[1]方艾芬, 徐其权.智能视频巡逻在交通巡逻中的深入应用[J].中国安防, 2015.

[2]吕燕.浅议企业核心数据灾备系统建设方案[J].有线电视技术, 2013.

[3]刘丽君.基于防火墙的网络安全策略[J].科技创新与应用, 2015.