视频及环境监控（共10篇）
视频及环境监控 篇1
一、智能变电站
智能电网的重要组成部分是智能变电站, 采用了可靠、先进、低碳、集成、和环保的设备, 要求智能变电站通信平台网络化、数字化、信息共享标准化, 来实现信息的采集、控制、计量等功能, 还要实现智能控制、自动调节、报警追踪、信息联动、实时性分析决策等高级功能。因此要求变电站要有可靠、高效的检测及控制设备。
二、智能变电站视频及环境监控系统的构成及核心技术
智能变电站的视频及环境监控系统由智能设备监测终端 (摄像头、温湿度传感器、数字导线传感器等前端设备) 、主站采集监控系统 (系统软件、RPU等处理硬件) 和通信网络 (含数字、模拟两种网络) 三部分组成。
利用计算机技术的智能主站采集监控终端安装在设备的中心机房, 它的功能包含气体泄流监测设备、SF6、直流绝缘监测、在线监测设备、变压器色谱分析仪、蓄电池监测系统等数据的采集和转发技术, 以光纤以太网实现信息的可靠传递。设备运行状态的评估以监测到的数据经过通讯网传递到系统主站为基础。
现在想要提供设备视频及监控系统的可靠性, 必须要考虑在设备之间传输信号的抗干扰和隔离、抗雷击的冲击, 放大部分使用精度高、零点漂移小的放大器和精密度的电阻设备, 以此实现模拟放大的稳定性;在设备质量的总线端口加入光电隔离信号设备, 来实现各个设备通信地电位的问题;为了减少大信号对通信线路的冲击损坏, 所以户外的RS485线路增加了雷电保护电路。
远程服务器采集平台有向现场发送通信指令、接收、处理信息、对正在运行的电力设备实时评估和报警、故障分析和互联网发布的功能, 把处理后的数据传送到数据库, 等候信息查询, 或被其他设备系统调用, 假如和一些相关数据融合, 建立变电设备运行和监测数据中心, 把分析的处理结果作为设备检修数据的依据。
远程的服务器采集数据平台是由B/S结构、企业资源管理系统、安全生产信息资源系统、在线监测管理系统等集成起来, 达到共享资源信息的功能。数据库在运行时采用多线程技术, 能完成并列的多个查询, 提高了工作效率。由于查询模式的反复使用, 减少了内存的使用, 数据库与互联网的隔离, 用户与互联网的交互, 增加了数据库的安全性。
三、智能变电站的视频及环境监控系统的通讯技术
无人值班的变电站视频及环境监控系统有安防及视频的功能, 来展现入侵探测、运行监视、防盗报警、火警报警、出入口门禁控制等监测功能。使用离子感应技术、红外线、紫外线、单片机等技术, 对系统的明火、烟雾、绝缘放电、环境湿度、小动物入侵等各种设定的监控事件进行实时的监测、记录甚至是自调控, 通过通信网络传输到主站主处理设备, 作为设备是否可以进行正常工作的前提。
变电站的视频及环境监控中的视频和安防传输信号传输到集控中心, 把视频监视和安防系统紧密的集成在一起。它是智能环境监控的重要环节, 当有紧急情况发生的报警, 视频监测设备可以自动切换到相应的摄像机上, 传输报警图像和信息, 可以在地图上显示报警位置。视频处理器可以对摄像机进行自动监测及故障报警, 能及时准确的发现事故地点, 传输到集控中心, 这样就可以在远端实时监测与掌控。
四、基于GOOSE的智能变电站视频及环境监控系统数据交互技术
变电站视频监控是变电站监控的重要节点, 发生报警时视频监控设备自动切换摄像机, 调到报警点预设的焦距和角度, 传输报警图像和信息, 在地图上自动显示报警地点。
五、结论
未来电网的发展趋势是智能变电站, 而视频及环境监控系统使用当前先进的电子传感监测和通信技术, 是智能变电站的必备系统。他实现了对变电站各性能指标的实时监测, 变电站设备运行环境和健康情况信息的实时采集。不仅如此, 以上的各种数据将用来来分析变电站的各种数据信息, 实时跟踪和监测设备的状态, 发布报警和监测信息, 甚至是辅助地提供决策参考, 使视频监控系统和智能变电站达到了完美的结合。既辅助了管理人员科学合理的安排调度工作, 又可以提高变电站运行人员的工作效率, 进而可以发挥更大的作用。
参考文献
[1]张静波, 牛清丽等.无人值守变电站监控的应用[K].安徽电力.2011.34
[2]王方圆.智能变电站视频与图像技术在变电站中的应用[D].北京:华北电力.2009
视频及环境监控 篇2
视频监控安装完成后，进入调试阶段，往往会遇到一些问题。很多情况是施工前无法预料到的，这就需要现场工程师依靠丰富的经验来快速发现问题，处理问题。下面大连天视科技工程师会结合项目经验列举出一些常见问题和解决办法。
1、干扰问题
1)等间距等条纹干扰，且干扰频率基本行频的整数倍或视频图象有重影、发白、模糊。这种干扰现象是由于所使用视频线的特性阻抗和分布参数都不符合要求而产生的。对于此类干扰应尽量使系统内各设备阻抗匹配，特别在选购视频线时，要确保线缆质量，不使用非标线，并进行严格抽检。
2)在监视器的画面上出现一条黑或白杠，并且上下滚动，原因是50HZ干扰。这种干扰多是由于前端与控制中心设备的接地不当形成电位差进入系统引起的，也有可能时设备本身电源性能下降引起。
3)图像有雪花，主要由传输线上信号衰减以及高频干扰所致。针对这种情况应该加装抗干扰器，改善效果明显。
4)斜纹干扰、跳动干扰、电源干扰。这种干扰一般不会覆盖正常图像，但严重时使图像扭曲无法观看。其产生的原因较多也较复杂，比如视频传输线的质量不好，特别是屏蔽性能差，或是供电系统的电源有杂波，也可能因为系统附近有很强的干扰源，应加装干扰器或替换视频线使用编数较高的屏蔽线;
5)大面积网纹干扰,也称单频干扰。这种现象主要由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障，或因BNC接头接触不良所致,此时应重新检查线缆封头以及BNC接头是否焊牢固。
2、电源问题引发的设备故障，主要有如下几种可能：
1)供电线路或供电电压不正确，导致成像效果下降或红外灯功率不够夜视效果降低;
2)设备不正常工作，此时应用万用表检测供电系统的传输线路是否出现短路、断路、瞬间过压等。
视频及环境监控 篇3
关键词：电源监控；组网结构
中图分类号：TU851 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 13-0000-01
Change Power Control Mode,to Achieve Centralized Monitoring of the Power Equipment and Environment
Su Min
(Guilin Branch of China Tietong,Guilin541004,China)
Abstract:This paper introduces the principle of two power control methods,and networking features,and highlights ZTE power equipment and environment monitoring network and the network theory approach, highlighting the concentration of power equipment and environment monitoring means monitoring methods than before advanced nature.
Keywords:Power monitoring;Network structure
随着我国电信事业的迅速发展，通信网络规模的不断扩大，要操作和维护的设备种类和数量大幅度的提高，设备的技术含量和复杂度也越来越高，相应地对通信电源的稳定性和可靠性也提出了更高的要求。按传统的方式进行监控维护已经越来越困难，这使得对通信机房动力设备及环境的集中监控成为一种趋势。
一、ZXJ10交换机方式及接入网方式的电源监控方式简介
两种组网方式的特点
（一）组网方式通用性好，可适应大多数组网情况。
（二）只有一条监控通道，容量导致监控站点断掉，监控不上，监控不及时而引起的网元掉电情况的发生，从而造成对设备及电池的损害。
（三）两种监控方式，需要两套网管来监控，浪费资源。
（四）监控图面不直观，操作麻烦。
（五）只能进行遥测，不能对空调，整流器等设备进行遥控操作。
（六）告警弹出页面不明显，不容易发现故障上报。
二、ZXM10集中监控系统方式简介
ZXM10中兴动力设备和环境集中监控系统可广泛用于电信行业的电源、空调等动力设备和机房的集中监控，并能集成实现图像的集中监控。其中动力设备包括：高低压配电设备、柴油机组、燃气机组、电源、蓄电池组、空调、电力变换设备和逆变设备、UPS、太阳能能源设备；环境量包括：温度、湿度、烟感、红外探测、玻璃破碎、水淹、门禁等。ZXM10集中监控系统是对分布的通信局（站）的电源、空调、油机、蓄电池、高低压配电等多种设备和环境的各种参数、图像、声音等进行遥测、遥信和遥控，实时监测其运行参数，诊断和处理故障，记录和分析相关数据，从而实现通信局（站）少人或无人值守的目的，并对设备进行集中监控、集中维护和集中管理。
（1）二级组网结构
二级组网结构包括本地网监控中心SC、远端被控局监控单元SU和监控模块SM，监控模块SM与被监控的设备相连，中兴监控ZXM10系统的本地网监控中心SC具有强大的数据处理能力以及远端局接入能力。每个远端局可以通过一条E1线路或者几个时隙同时传输监控数据、图象以及语音。
采用二级组网结构，其优点是显而易见的：
1.系统具有良好的实时性，便于集中控制；
2.网络结构层次简单，所有端局数据直达本地网监控中心，这样就简化了通信环节，提高了系统可靠性；
3.只有一个集中监控中心，避免了由于多级监控中心同时操作同一个监控对象而引起的混乱；
4.削减了监控站的建设开销，减少了传输设备的投资，在提高系统性能的基础上，降低了系统价格。
（二）实际应用举例
中国铁通桂林分公司对市内16个机房实行动力设备与环境监控，监控系统采用二级组网结构，传输路由使用2M方式进行。以桂北中心机房为监控中心，市内机房使用一体化监控设备MISUE，一个一体化监控设备就可以完成所有的采集、控制、处理、存储和通信功能，然后将数据传入2M线路中进行传输。每个机房配置两个2M，形成环路，配置成一个主环，一个备环。平时业务走在主环上，一旦主环不通的情况下可自动倒至备环上，使得监控业务不会中断。这种方式的优点在于线路丰富、传输可靠。
三、网管系统的功能与特点
（一）系统的软件组成
ZXM10网管软件5.x含监控中心使用的各种软件，包括前置机、数据库配置程序、综合业务台、报表台、节点通信机、数据库存储程序、门禁业务台等系统软件，其中配置程序主要供开局人员使用，不提供给用户。各软件功能和特点描述如下：
1.前置机：监控系统前端的预处理软件，负责扫描各监控模块，接收被监控设备的数据和告警信息，进行处理后送往监控中心。用户可在前置机上直接察看设备的运行参数和状态。
2.综合业务台：监控系统与用户的主要接口，可根据配置提供动力和环境设备监控、图像设备监控、门禁设备监控、报表查询统计等功能。在监控中心，可有多台综合业务台，每个综合业务台具备的监控功能可以不一致，但只有一个主综合业务台。
3.报表台：监控系统与用户的接口，供用户查询设备告警、设备运行情况以及设备维护情况，辅助用户直观的分析设备运行狀态，统计基站运行历史数据。
4.节点通信机：是监控系统监控网络的管理和支持软件，用于管理各节点的连接及支持各节点间数据的正确交换和收发。
5.数据库存储程序：用于接收告警信息和历史数据，将这些数据保存至数据库中。
6.数据库配置程序：用于对监控系统的监控对象、人员等主要配置信息进行配置，并能创建、维护数据库。
（二）系统的基本原理
ZXM10监控系统监测的设备可以分为两种：智能设备和非智能设备。各采集模块（SM）连接在一条或多条RS485/RS422总线上，然后这些RS485总线直接或经过透明传输后接到前置机上，前置机进行轮询、处理后得到各监测量的实际值或状态。为了降低传输系统中的数据流量，保证系统响应速度，前置机将数据分为两类：对于重要数据，比如告警、状态量改变等信息，一旦产生，立即主动上报给监控中心；对于非重要数据，比如设备运行的实时数据，在设备正常运行的时候变化不大，用户对其实时性要求不高，采用“查询上报”机制，也就是只有在监控中心发出查询请求的时候，才将这些数据上报。除此以外，前置机还需要响应监控中心下发的遥控、设置等命令，并将这些命令通过采集模块正确下发给相应的设备。
业务台是用户进行日常监控、管理的平台。监控业务台可分可合，包含一个主业务台，多个分业务台。每个业务台能实现的功能是随配置的不同而不同，如图象分控台、空调分控台、门禁分控台、电源分控台等，这些分控台的功能是根据操作员的不同而分配不同的权限。
节点通信机是系统的通讯枢纽，监控中心之间、监控中心与局站之间的数据通过节点通信机进行传送。之所以称之为“节点通信机”，主要指他支持广域网的节点通讯特性，提供系统各软件之间的点对点通讯机制，避免常见的广播方式造成的系统流量增长。
（三）数据流程
网管系统分数据库服务器、前置机、节点通信机、存储程序、业务台、报表台和门禁业务台，除报表台和数据库服务器外其他均为需实时处理的系统，它们之间的数据流向如图3.3.1所示。
在各个部分的通讯中，如果是二级组网，则由前置机采集数据传输给节点机，然后以节点机为中心和其他系统通讯，因此对于前置机、业务台和存储程序的通讯配置里均要注意和节点机的连接方式和设置。
四、监控方式更改后的效果
突出优点一、高速的监控响应能力，可保证较快的轮询周期（<5s）），系统可保证告警上报时间在不设置告警延时上报的情况下不超过10s，遥测量和状态量改变上报的时间同样延迟不超过10s，而且无论业务台处于何种方式，当告警到来时，系统将弹出告警提示窗口醒目地进行报警，在弹出告警提示对话框的同时，系统还将进行声光告警，保证系统用户所关心的重要信息能够很快得到响应；二、能对整流器、空调等设备进行遥控，如在机房温度变化时，能直接在网管上打开或关闭空调，而不用专门派人前往，使我们在调度安排人员上更为合理，减少了不必要的开支，节约了成本，提高了工作效率。三、安全可靠性高，监控网可以全面使用双路由传输机制，即便在监控中心，也可使用双网进行通讯，当主路由中断时，可自动进行主备倒换，使用备用而主用恢复时，也将自动切换回主用，从而保障了数据传输的可靠性。四、系统还提供了很多满足用户需要的报表。
五、结束语
铁通桂林分公司一直面临着巨大的市场压力，谁的服务好谁就能赢得用户的青睐，而服务质量的好坏就要求我们不断的优化网络结构，减少设备发生故障的可能性，完善网络机能，争取给用户最优质的服务，我们将朝着这个服务目标而不断地探索、努力。
参考文献：
[1]中兴通讯动力环境一体化监控客户培训教材
[2]ZXM10中兴动力设备及环境集中监控系统
[3]中兴ZXM10操作手册
视频监控在铁路环境中的应用 篇4
关键词：视频,监控,铁路
随着我国铁路系统的不断进步, 铁路运输的速度在不断提升, 于此同时, 更多的信息技术也参与到铁路工作环境中, 成为推动和保障铁路安全的重要支撑力量。在诸多的技术中, 视频监控技术在面对新型铁路工作安全需求的时候, 发挥着不容忽视的重要作用。
1 铁路环境下的视频监控核心技术以及构架
对于当前铁路环境下的视频监控技术, 已经不仅仅单纯是将铁路工作运行系统中的诸多方面视频实时地传送到中央控制室或者数据中心, 供相应的工作人员实现对于铁路运输环境中的各个环节进行监督。随着铁路运输速度的不断提升, 以及铁路运输能力的提升, 对于铁路运输环境中, 工作人员力量薄弱的环节亟待更加完善的视频监控体系参与其中。
在当前铁路环境中参与工作的视频监控系统, 除了常规的安全和适用性技术诸如对于雷电等自然环境的抵御、对于长距摄像的适应以及精度的满足等方面以外, 更为智能化的冗余控制方式以及自动图像识别技术成为了当前视频监控系统中的核心支持技术。对于冗余而言, 在铁路运输系统中, 为了确保系统的安全和稳定性, 差不多所有的系统都存在一定程度的冗余, 包括铁路中专用的通信网络等在内, 都从物理和逻辑两个层面实现冗余, 因此在视频监控系统之中, 冗余同样必不可少。这要求一方面能够保证在铁路运输系统内部能够实时有效地监控到各个角落, 确保铁路系统内部安全, 另一个方面还需要基于物理层面设备的经济以及数据存储和传输过程中对于通信网络带宽资源的占用做出合理考量。而对于自动图像识别技术而言, 其应用对于铁路环境中的诸多环节都有着积极意义。对于列车行驶环境, 尤其是高速行驶环境中外来闯入人员以及物体的特征以及运动状况的识别和自动告警, 以及在人员密集的环境下, 诸如候车厅或者出站口等环境中对相关人员的运动速度进行自动化监测, 帮助工作人员发现人员密集环境下可能发生的安全隐患。
从整个视频监控系统的结构角度看, 由于铁路工作环境十分庞杂, 并且其所需要面对的监控对象又具有不同的行为和图像特征, 因此在实际的应用环境中, 分布式处理的工作方式, 必然会成为铁路工作领域中视频监控系统的重要工作方式。这要求视频监控系统一方面必须符合《铁路综合视频监控系统技术规范》的相关要求, 另一个方面还需要以一种实时有效的目光来对监控系统进行审视, 不断优化才能获取到良好的效果。在实际的工作部署中, 一个典型的铁路环境视频监控系统通常会在管理、转发和存储等方面呈现出多级特征, 并且依据监控对象, 在不同的级节点上采用人工智能以及自动化相关技术, 确保相关数据能够在第一时间内得到有效的处理和对待, 并且尽量节省铁路通信网络中的数据传输资源。
2 视频监控技术在铁路工作环境中的应用特征
铁路工作系统中, 想要从技术和实现的角度打造更为有效更具实用性的视频监控系统, 首先需要深入地了解铁路工作系统中对于视频监控的主要需求方向, 唯有如此, 才能有的放矢的打造出适合当前工作环境的视频监控。
从主要的应用环境看, 可以划分为站内和站外两个主要类别, 其中站内环境重点指铁路运输环境中的各个节点, 包括候车厅等在内的一系列环境, 从旅客进入安检区域开始, 一直到登上列车的这一段时间内, 都属于站内视频监控需要加以控制的领域。这个领域中的视频监控面临的问题在于, 人员密集且构成成分复杂, 不仅仅包括部分旅客, 也包括一些其他方面的流动或非流动人员, 维持秩序的工作人员必然无法满足需求, 并且与人员和财产安全相关的案件发生频繁。通常在这个环境中, 最为重要的在于实现对于人员和财产的安全监控, 人脸识别技术以及相对较高的清晰度将会成为这个环境中视频监控技术, 以及数据存储技术的挑战。其存在价值首先在于确保人员密集的环境中的人身和财产安全, 并且由于相关数据量较大以及实时性要求更强等特征, 对于这个环境中的视频数据通常都存储与各个站点内部, 在当地直接实现数据的处理和分析, 并且就地存储, 实现分布数据处理的最底层功能。
而对于站外环境而言, 即指铁路运输环境, 对于这个环境而言, 通常除了工作人员, 在正常的情况下是不会存在有其他人员活动的, 这种状况为确保列车的安全运行提供坚实基础。对于这样的环境执行监控的目的, 在于在铁路环境维护工作人员人力不足的情况之下, 对铁路运输环境中的移动物体进行识别。对于这一方面的监控工作, 虽然没有站内环境相对密集的人员压力, 但是总体而言, 其覆盖面积要远远大过于站内监控工作覆盖面积, 并且相关数据必须经过相关的数据通信网络传输到就近监控站, 给铁路通信网络带来的压力也必须考虑进来。
除此以外, 为了确保整个视频监控系统能够实现自身的安全, 并且实现其价值的发挥, 还必须关注对其本身使用权限的安全管理, 包括授权用户管理、系统防火墙建设等多个方面, 并且对于监控系统分布数据库中不同层级的数据应当依据其使用特征设置不同的安全防范手段和措施。对于整个监控系统而言, 首先应当从物理层面保持数据通路的畅通, 其次应当对内实现对数据的篡改行为进行防范, 对外实现对视频数据的外泄禁止, 同时对不同级别的用户授权进行有效管理, 构建起完整的视频监控数据管理体系, 使其能够为当前的铁路安全运行乃至整个社会的稳定做出推动贡献。
3 结论
在信息时代之下, 铁路环境中的视频监控系统必然会日益成熟, 并且在智能化和实时以及安全等方面呈现出更为显著的长足进展。当前高铁视频监控系统已经呈现出很强的网络化和分布的特征, 在更多先进技术的推动之下, 必然会形成在综合性以及实战性等方面更为完善的视频信息管理系统, 并且推动我国铁路体系的发展向前迈进。
参考文献
[1]郭桂芳, 李继元, 闫永利.铁路综合视频监控系统的初步规划构想[J].铁路通信信号工程技术, 2010 (02)
视频及环境监控 篇5
服务承诺书
委托单位：**有限公司
维保单位：**有限公司
地址:
:
1电话
****有限公司负责****大厦门禁监控系统维护保养项目2010年1-6月维保工作，对本期工程我司郑重作出以下承诺：
一、维护质量
1．保证原有设备正常运行，如有我公司因维护不到位造成的损失，由我公司负责全部承担责任。
2．我公司承诺，保证维护质量，对维护质量层层把关，在正常情况下，严格保证设施设备的可靠运行。
3．确保通过上级管理部门的审查，文明作业、安全维护。
4．树立以“安全第一、预防为主”的指导思想，积极落实安全生产得各项制度，确保安全无事故。
5．定期对维护人员进行安全教育和操作技术指导，经常进行安全检查，及时排除并解决事故隐患，确保安全操作维护。
6．保证施工过程中严格按照文明、安全、规范施工，做到无事故优良工程。
7．保证按照甲方维护管理制度和机房管理制度进行施工，确保设备正常运行，服从甲方工程管理人员得指挥，积极配合做好工程管理工作，做到文明施工。
8．保证对维护人员进行文明施工教育，增强维护人员的文明作业的意识，维护甲方得形象和利益。
9．协调各个方面的沟通工作，及时汇报工作情况，及时化解矛盾，避免问题加深或升级。
10．保证维护作业现场的安全，在维护过程中因我方原因发生的安全
事故，由我方负责承担经济责任。
11．保证维护中现场进行清洁、整理、收集和摆放好维护的设备。
12．如因我方维护不当原因造成设备故障或其他损失，由我方承担赔偿经济损失，并承担相关法律责任。
13．我公司承诺对于野蛮维护作业，造成用户投诉和影响甲方形象的，每投诉一次扣工程维护费**元，同类问题第二次出现扣**元，如此类推。
二、保修时限及响应速度
我公司拟定一只技术过硬、工作经验丰富得专业维护队伍到****大厦服务，确保维护人员能对贵公司门禁、监控系统提供及时高效的服务。制定成熟的应急抢修管理流程。设立24小时专人值班电话，专门接受应急抢修、质量投诉并进行跟踪服务在接到应急抢修电话后，重点单位2小时内到达现场，非重点单位4小时内到达现场
三、维护计划
1．严格按照客户要求进行检测维护，系统检测维护三天后交检测报告给客户存档，确保维护工作的顺利进行。
2．对维护进度进行实时监控不得延误维护进度
四、设备的保护
1．进行系统功能全面测试时，如需停电维护项目经理必须提前三天书面申请，待甲方安排相关人员配合及批示后方可测试。
2．进入门禁监控机房要严格遵守规章制度，听从甲方人员告诫，有问题及时反映维护项目负责人处理，听从维护负责人指挥调动。
对甲方生产设备及设备上的开关、按钮、指示灯、等电子元件、面板绝对不操作、挪动、碰撞、振动、乱写、乱画等有危害行为。
3．机房内不得烧焊，如需钻孔必须使用吸尘机进行吸尘。
4．维护时不得随意****或拉扯电缆；设备必须做好防尘、放损害处理。
五、维护作业现场管理
为了保障系统机房的安全，规范维护作业人员对于门禁监控系统及机房的管理，所有维护施工人员必须遵守以下管理制度：
1．维护人员进出机房均需按要求填写《机房出入登记簿》，如实、认真写明出入时间、工作内容、所有随同人员的名单及单位，离开时机房情况，若发现漏填、虚报、资料不全等情况，将追究当事人的责任。
2．严禁在设备机房内进食、吸烟，以免造成鼠害、烟雾误报警，如导致火灾将追究当事人的经济责任。严禁将亲戚朋友或其他非相关工作人员带入设备机房或其它工作点。
3．严禁未经批准在机房内照相或进行其它非维护工作范围内的活动。
4．不能在机房遗留其它物品，确保机房环境整洁卫生。
5．严禁在机房内乱拉电源，随意触动正在运行的设备，离开机房前检查机房的整体情况、切断不必要的电源。从事维护工作一定要做好安全措施，确保安全。
六、维护资料的一致性、完整性、及时性
1．保证在维护中严格按照要求和甲方一般规定。注意文件资料的收集工作，做好系统维护工作现场记录。
2．保证对甲方提供的技术资料负责保密；并每月按时移交
七、应急抢修与巡查
1．由于我方原因延误影响维护项目实施，造成损失的，甲方有权索赔。
2．维护项目中如遇人力所不能抗拒之因素或非我方原因，确难按计划维护时，我方必须提供书面报告，甲方根据实际情况确定合理维护时间。
3．若我司致使相关合同继续履行已无意义或已不可能，甲方有权终止相关合同。
八、系统培训
门禁，监控系统进入维护后，我公司将为贵公司提供16小时的系统使用训练课程包括必要的技术培训和现场培训，让受训人员能够独立进行日常操作，并能鉴定和处理系统硬件和软件的一般故障。
我公司对相关人员进行培训，所有培训均为免费。培训方式为集中授课或设备操作、维护两种，培训时间、地点、培训人数由甲方来确定。培训的目的及主要内容包括：
1．我公司对用户方提供全方位的培训，包括系统组网、设备原理、安装、调试、常见故障排除等。
2．通过培训，使维护人员对设备是有有非常清晰的认识，并保证在同类应用需求时，被培训人员可独立完成门禁监控系统的安装、测试、维护、操作等。
3．通过培训，使维护人员达到基本了解产品的功能和相关技术指标，并初步能够操作使用，在设备调试和系统运行时进一步熟练的操作使用，并能独立完成所有设备的安装、维护和及时排除一般故障。
4．培训主要包括：
系统设备、工程应用介绍、设备操作示范、软件功能说明、上机实际操作、系统设备维护操作说明等
承诺单位（公章）
代表人（签字）
日期年
视频及环境监控 篇6
1 总体架构
每一个网络摄像机均可被视作一个云终端。用户经由网络访问目标网络摄像机以得到所需服务。当发生异常时, 异常信息将会被捕捉和收集, 并提供给网络代理, 后者制定针对性的补丁, 然后利用补丁以弥补网络摄像机的不足 (如图1) 。
2 系统功能
(1) 网络摄像机将相关服务发布于网络上, 用户可基于自身需要经由代理以找到对应的服务。 (2) 用户访问网络摄像机的过程中, 代理均会记录其相关信息, 整理并输送到云数据库中保存起来。当用户再次访问时, 系统将会以自动的方式优先显示用户所需服务。 (3) 任意网络摄像机均能够满足用户的服务定制需求。 (4) 某服务发生异常时, 代理将会接收到相关信息并予以数据分析, 然后对安全模块进行更新。 (5) 该系统的安全机制主要涉及三点[2], 即后台安全、网络安全、前端安全。
3 系统安全保障措施
3.1 后台安全保障措施
(1) 数据安全存储与管理。对于移动视频监控系统而言, 数据存储与管理是安全保障工作的核心所在。对系统核心机密数据进行加密处理, 然后进行“云”传输或者对磁盘信息进行直接加密, 防止个别不法“云”服务商或者用户截取和篡改信息。然而加密有可能导致数据不完整, 提高数据的复杂性, 同时还会给用户的索引及搜索操作带来一定的难度。所以, 有必要对系统中的数据信息予以分门别类, 有选择和有目的地予以加密, 也可将相关数据存储在私有“云”中。 (2) Saa S应用中相关信息存取安全问题。Saa S (软件即服务) 属于一种经由因特网提供软件及其服务的模式[3]。用户可通过网络以达成集中存取信息的目的, 同时也在某种程度上弱化了自身对于信息的掌控能力, 存在一定的安全风险。基于保障用户身份信息和日志数据存取安全的考虑, 建议采用如下措施:1) 为应对黑客单点攻击问题, 可将数据服务器、Web服务器、应用服务器三者有机隔离开来, 提高恶意攻击的难度。2) 数据服务器属于重中之重, 应予以云备份。当数据遭到破坏之后, 可借助备份予以修复, 确保服务不会因为该类问题而中断。3) 对系统绝密信息予以加密存储。当用户需要读取和调用该类数据时, 要求系统对用户身份进行认证, 并对传输协议进行加密。如此一来, 即便数据被窃取, 也很难正确读取。
3.2 网络安全保障措施
在网络安全方面, 需要重点研究的是视频传输安全。这一类安全威胁主要包括:1) 被动攻击:窃听、流量分析。2) 主动攻击:数据篡改、中间人攻击、主机欺骗、重放攻击。
对于以上网络安全威胁, 当前主要借助SSL及诸多加密算法、消息摘要算法、数字签名等一系列措施的结合应用予以解决。SSL层协议属于应用层和TCP/IP的中间环节, 由上层协议传输到该层的信息被加密, 然后借助TCP/IP途径传送给目的主机, 由TCP/IP传输给SSL层后予以解密, 采用客户端、服务器双向认证的做法, 对隐私或关键数据进行加密, 同时借助数字签名以确保数据具有足够的完整性, 构建一个高安全系数的通信通道。最后基于如下方面提供安全服务:1) 认证, 2) 机密性3) 完整性。
3.3 前端安全保障措施
(1) 身份认证。身份认证是系统针对用户身份进行核对的一个过程, 以判断其是否具有访问资格以及使用权限。在身份认证机制中, 基于密码的身份认证是最典型、最常用的一种机制。 (2) 授权。所谓授权指的是, 用户身份得到合法确认之后, 赋予该用户相应的系统访问权限。授权同样是一个典型的、常用的安全机制。通过授权能够防范非法入侵者对关键信息进行破坏, 同时还能够阻止合法用户对非法信息进行访问, 从而实现在更近的层次上有效保护信息安全。 (3) 审计。所谓审计指的是, 将全部用户的行为均有效记录下来, 从而便于后期核查。通过审计能够让用户对自己做出的一系列行为负责, 不容其抵赖。
4 结语
基于云环境的移动视频监控系统以其诸多优势获得了广泛应用, 然而其安全问题也不容忽视。只有基于后台、网络、前端等角度采取相应的安全保障措施, 才能降低安全风险, 保障其正常运行。
参考文献
[1]陈飞玲, 陈湘军, 郁建桥等.移动视频监控系统设计[J].电子测量技术, 2014, 04:109-113.
视频及环境监控 篇7
视频监控系统是在计算机网络、工业控制及多媒体技术日趋成熟的基础上发展形成的又一新的综合应用系统。目前, 国内外对视频监控系统已有较多的研究, 主要运用于信息获取、安全防范和指挥调度等方面, 如生产流程控制、医疗监护、银行、档案室、博物馆以及道路监控等。
本系统的功能是为了使工作人员通过视频监控系统了解变电站现场所发生的任何情况, 从而可达到变电站内的无人值守。本文针对以往视频监控系统中在性能、可靠性、可扩展性、易用性、可维护性等方面存在的一些问题提出新的设计方法, 使得系统得到进一步优化。为了解决以上问题, 系统采用SOA面向服务的架构实现, 各级服务器通过SOAP等多种协议向客户端提供服务数据、控制服务。同时该系统作为省公司统一架构、省公司SOA集成平台的一个新系统, 需要立足于现有的SOA集成平台, 即利用已经存在的服务, 将自身的一些功能作为服务公开注册, 使该系统能很好地融入江苏省电力公司整个信息化系统中。
在实现时, 该系统针对一系列关键问题, 即对管理服务器上大量的通信线程的工作是否高效、稳定;系统资源是否有效利用;有无内存泄漏等作出了充分考虑。服务器在实现时仅使用本机代码而不使用CLR, 以期获得最高的性能。
该系统设计开发的目的是为用户提供一个实时的远程数字视频监控系统。对全省变电站进行实时监控。整个系统从逻辑结构上可以分为3层: (1) 由视频服务器、RVU (远程视频监控单元) 构成的接口控制服务层; (2) 由管理服务器、中心服务器、Web服务器、DB服务器构成的业务数据服务器层; (3) 由C/S客户端、Web客户端, 以及省公司统一框架下的其他系统用户组成的客户层。
其中, 省公司统一架构、省公司SOA集成平台是外部系统, 本文将不作介绍。系统的逻辑结构如图1所示, 本文重点讨论各子系统的组成及其实现方案。
2 子系统的定义与组件构成
子系统是基于组件技术实现, 可以将组件作为一个独立的单元, 它完成一套特定的功能, 并通过接口向用户提供服务, 因此应用程序的开发变得像“搭积木”一样简单, 即将几个组件拼接在一起, 给后期的维护带来了很大的方便。以下具体讨论各子系统及其组成组件。
2.1 视频管理单元和视频服务器
视频管理单元Remote Video Unit (RVU) :视频管理单元用于与前端设备、后台系统和其他站内设备进行各种信息交互, 完成变电站所有视频信号及消防、防盗、门禁等智能设备信息的转换、处理、编码, 接收后台系统的控制信号实现对站内所有控制对象的操作。
视频服务器为Windows流媒体服务器, 用于连接摄像设备, 将捕获到的视频流编码后进行播发。
2.2 管理服务器
管理服务器位于各种客户端和被监控的RVU之间, 客户端与RVU之间的通信是通过管理服务器提供的服务实现, 它负责发送控制报文、接收告警信息, 是本系统的核心。在管理服务器上需要做大量的通信和数据库操作, 其负担非常重。因此该子系统在设计时应充分考虑到性能、可扩展性、稳定性各方面的因素。在技术方面, 设计时采用占用资源少、执行效率较高、稳定性佳的线程库及通信库, 采用执行效率较高的C++语言实现通信模块, 使用Boost的线程库提高执行效率和降低系统开销。此外, 考虑到系统的稳定性, 当某台管理服务器出现故障时, 需要有动态切换的机制, 将客户端到RVU的通路转移到备用的管理服务器上, 因此在部署时可将该子系统配置成集群方式。该子系统在工作时由管理服务器启动进程和管理服务器服务进程2个组件构成。
2.2.1 管理服务器启动进程
启动进程在管理服务器上运行, 是一个WINDOWS服务程序。启动进程负责管理服务进程, 其中包括开始、结束、升级、设置参数等等。本进程中主线程启动并监控服务进程, 当服务进程出现问题时自动重启。另外还有一个监听线程, 负责接收C/S客户端和中心服务器的管理指令, 其中部分指令由监听线程直接处理 (如升级) , 而另一些指令需要转发给服务进程 (如设置参数) 。启动进程需要向中心服务器报告自身的状态, 并接受调度。
2.2.2 管理服务器服务进程
服务进程在管理服务器上运行, 是一个常驻内存程序。服务进程负责与C/S客户端和大量的RVU通信并访问数据库, 是本系统的核心组件。主线程负责启动并管理其他线程, 除主线程之外, 还涉及到3种线程: (1) C/S客户端连接线程。C/S客户端连接到服务进程时, 会启动一个线程来处理该连接上的通信及业务逻辑。 (2) RVU连接线程。在服务进程启动时, 会连接到大量的RVU, 与每个RVU通信需要采用一个单独的线程。 (3) 维护指令监听线程。该线程监听启动进程发送的指令并做相应的处理。实际开发时, 多线程通信采用异步的机制来实现。
2.3 Web服务器
为避免加载大量RVU信息时出现长时间的等待, 需要考虑一些异步机制。开发要求采用省公司统一框架, 身份认证要使用省公司SOA集成平台。Web系统的身份和管理服务器的身份要有映射关系, 避免用户2次登录。
Web服务器主要由视频监控Web应用程序组成, 其是一个J2EE应用程序, 该程序向Web客户端提供视频监控功能。Web应用程序虽然部署在一个单独的Weblogic服务器上, 但必须依赖省公司统一框架才能运行。Web系统登录入口为省公司统一框架, 系统功能菜单和权限控制均在统一框架中实现, 该系统每个功能的页面被嵌入在省公司统一框架中显示。
2.4 C/S客户端
C/S客户端与管理服务器相链接, 其主要功能是视频监控和接收管理服务器传递过来的告警信息。该系统中的C/S客户端在针对一些耗时较长的操作时, 采用并发、异步的方式以及将多次报文调用改为某种形式的单次调用, 以提高执行效率、避免UI线程的阻塞。克服了其他C/S客户端在通信时采用的同步调用, 从而消除了同步调用中操作等待时间过长等问题。在具体实现时, 由于管理服务器被配置成集群的方式, 因此C/S客户端同样需要同时连接多台管理服务器, 当主服务器出现故障时, C/S客户端可自动切换到其他的管理服务器。C/S客户端同时向系统管理员提供管理使用画面, 用来对管理服务器进行监控和管理。
该子系统由C/S客户端监控画面及管理画面2个组件组成, C/S客户端上监控画面和管理画面, 使用的都是Windows应用程序。监控画面与管理服务器上的服务进程使用SOCKET进行通信, 可以发送控制命令、接收响应和告警信息, 查看视频流。管理画面用来对系统进行设置和维护。
2.5 中心服务器
中心服务器向C/S客户端及Web客户端提供管理服务器信息并接受一些系统管理指令, 对管理服务器集群进行监控和调度。其由客户端服务进程和管理服务器服务进程2个组件构成。客户端服务进程用来向客户端提供登陆服务以及响应一些系统管理指令。而管理服务器服务进程在启动后对所有的管理服务器进行监控和调度, 并接受管理服务器的状态报告。
2.6 数据库子系统
在系统运行中管理服务器、中心服务器和Web服务器都需要连接数据库, 而且可与数据库交换大量的数据。考虑到这些问题, 对于数据量可能较大的表进行优化设计, 通过对数据量较大的表按时间段分割, 减少单表的数据量, 并适当增加索引, 提高查询效率。对不正常的错误数据引入过滤机制, 对过时的数据定期转移。
2.7 Web客户端应用程序
Web客户端应用程序由视频监控和通信部分组成, 其中视频监控部分由Web客户端视频组件实现, 可用来显示来自变电站视频服务器的视频流并且具有查询历史录像的功能。通信部分由Web客户端通信组件完成, 该组件运行于Web浏览器内, 主要用于处理管理服务器和中心服务器之间的通信。同时考虑到安装和升级问题, 当网络连接出现故障而断线时, 要有主动再连接的机制。
3 接口设计
3.1 子系统与外部系统接口的设计
管理服务器与RVU之间采用基于TCP/IP协议的通信协议与互联协议进行通信, 传输控制命令及告警信息等。C/S客户端使用专用控件从变电站视频服务器接收视频流。Web服务器与省公司SOA集成平台之间使用Web服务进行统一身份认证。
3.2 各子系统之间接口的设计
C/S客户端与管理服务器以及Web客户端与管理服务器之间的数据传输采用通信协议、互联协议。C/S客户端与中心服务器之间的通信采用TCP/IP协议, 数据传输采用的是自定义XML格式文档, Web客户端与中心服务器以及中心服务器与管理服务器之间的通信同样采用以上形式。Web客户端与Web服务器之间的通信主要是使用HTTP、SOAP、AJAX、JSON。
4 系统实现关键技术
4.1 管理服务器集群的实现
系统初始化时, 根据性能测试的结果, 定义管理服务器上合适的RVU连接数, 并将每台管理服务器与RVU的映射关系定义在配置文件或数据库中, 由若干台管理服务器对应全省数千台RVU。在管理服务器启动时, 连接到各自的RVU。C/S客户端启动时, 首先从中心服务器查询管理服务器列表, 然后启动若干个线程, 同时连接到所有的管理服务器, 这样便可以监控大量的变电站。当RVU数量增长时, 可通过增设管理服务器保证整个系统的响应速度。管理服务器与RVU的映射关系通过中心服务器配置和查询。中心服务器对管理服务器集群监控, 当某台管理服务器出现故障时自动选择接替的服务器并等待客户端重新查询。
4.2 客户端初始化速度改良的实现
为了避免客户端初始化时加载大量的RVU信息, 其中每台RVU信息的获取都要通过几次同步通信完成, 这样会耗费大量的时间, 造成用户等待。本系统重新设计了一系列大粒度的接口完成同样的功能。在中心服务器方案下, 定义一个批量获取RVU信息的接口, 用一次SOCKET通信完成, 并通过简洁的数据格式定义大大减少通信次数, 极大地提高了性能。
4.3 避免数据量过大的设计考虑
本系统中数据量较大的表主要是告警记录表和实时数据表。实时数据表记录来自RVU定期发送的实时数据, 属于正常数据, 而告警记录表中往往会有大量的误告警信息。
为避免数据过多, 在系统实现时建立了2个数据库实例, 即通常实例和冗余实例, 通常实例中存储最近的数据和过滤过的数据, 冗余实例中存储历史上所有数据。通过设置计划任务将一定时期以前的数据转移到冗余实例, 以避免通常实例中数据过多的现象。
5 结语
本文详细介绍了变电站视频监控系统的逻辑架构, 较好地完成了系统的开发, 并且着重考虑到系统的稳定性以及性能的高效性。在开发时使用组件技术提高系统的可扩充性, 此系统不但可以将完成的变电站现场工作情况返回给工作人员, 而且还可以将变电站内各元器件的工作状态返回给工作人员, 因此该系统的设计与开发具有较强的实用性。
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视频及环境监控 篇8
关键词：视频监控,DVD视频数据,VOB,IFO
0 引 言
当今视频监控系统被广泛应用于各个领域,成为金融、交通、住宅和社区等安全监控的重要手段。但是视频监控系统数据量大,为了解决巨大的存储开销问题,需要开发存储容量较大且价格便宜的存储器。目前国内的视频监控系统主要以嵌入式硬盘录像机(DVR)为主,实现了数字化高保真存储,并且存储容量较大,但硬盘怕震动,散热性差,保存数据缺乏稳定和可靠性,并且硬盘寿命短、价格较高。
DVD光盘也是一种普遍的存储器,相对于硬盘而言,DVD光盘有着价格便宜,数据存储稳定可靠,使用寿命长等优点。因此DVD光盘特别适用于储存视频、音频等信息量特别巨大的数据,在多媒体数据处理领域应用前景十分广泛。
因此,在视频监控系统中用DVD光盘替代硬盘,符合市场发展的规律。如何将压缩后的视频数据生成DVD格式的视频数据,是其中的关键技术,因此本文提出了将MPEG-2压缩后的视频数据生成DVD视频数据的解决方案,并实现了视频数据在DVD光盘上的存储。
1 系统框架
在整个视频监控系统中,原始视频流生成DVD视频码流的整个过程框架如图1所示。
首先视频监控系统中的摄像头将采集到的视频传送给编码器进行编码,经过MPEG-2编码后生成的码流是基本流(ES流),ES流在服务器上进行打包生成基本流包(PES),然后将PES生成VOB文件,再根据VOB里面的信息生成相应的IFO文件,然后将VOB和IFO刻录在光盘上。这样就将监控到的视频数据生成标准的DVD数据流存储在DVD光盘中。如果将视频数据在客户端进行刻录,则将压缩后的视频数据首先转化为DVD数据,然后由服务器端通过网络传送到客户端,就可以刻录了。
2 DVD光盘文件及其结构分析
2.1 DVD光盘文件
在DVD视频光盘中有两个文件夹,分别是“AUDIO_TS”和“VIDEO_TS”,“AUDIO_TS”文件是为了DVD音频光盘准备的;“VIDEO_TS”文件存储DVD-VIDEO所有数据。一个标准的VIDEO-TS目录中包含有3种类型的文件IFO,VOB,BUP[1]。
(1) IFO(InFOrmation):
存放的导引信息可以让DVD播放器通过这些信息找到相应的播放内容。该文件包含怎样以及何时播放VOB文件中数据的控制信息,比如电影的一个章节在哪里开始,如何匹配音频流、视频流与字幕流等。
(2) VOB(Video OBject):
存放的是影片播放数据。VOB主要包含播放数据和导航数据,其中导航数据包含播放控制信息(PCI)与数据索引信息(DSI)两部分。
(3) BUP(BackUP):
由于IFO文件对于光盘的正常播放起到非常重要的作用,因此对IFO文件建立一个副本,保存在BUP文件中,其内部数据与IFO文件完全一致。
2.2 视频对象集文件(VOB)的数据结构
VOB文件存储的是一个MPEG-2 PS流。由于DVD扇区存储数据是以2 048个字节为一包,所以每个PS包大小是固定的2 048 B。VOB文件可由一个或多个VOB组成。一个VOB由一个或多个节目单元(Cell)组成,Cell可以包含任意数目的VOBU。VOBU是比Cell更小的一个逻辑结构,VOBU包含视频数据、音频数据、字幕及导航数据。每个VOBU开始首先是导航包,紧跟着是视频包、音频包或者字幕包。视频只能包含1个视频流,音频最多是8个音频流,字幕最多是32个字幕流。一个VOBU其实包含的视频数据是一个图像组(GOP),图像组以I帧开始,其次是P帧,最后是B帧。一个图像组结束后,就是一个新的VOBU开始,一般来说一个图像组包含12帧图像[2]。VOB文件结构如图2所示。
2.3 DVD视频配置文件数据结构
IFO文件包含视频管理信息(VMG IFO)和视频标题集信息(VTS IFO)两种文件,由于VMG IFO和VTS IFO结构类似,本文就只介绍视频标题集信息。VMGI描述整张光盘中卷集的相关信息,而VTSI则描述卷内的多个或一个视频标题和视频标题集菜单(VTSM)的相关信息。每一个VTS都有与之对应的VTSI[3]。VTSI共9个表,分别是视频标题集信息管理表、视频标题集章节搜索指针表、视频标题集节目链信息表、视频标题集菜单节目链单元表、视频标题集时间映射表、视频标题集菜单节目单元地址表、视频标题集菜单VOBU地址映射表、视频标题集节目单元地址表、视频标题集VOBU地址映射表。
3 DVD视频文件实时生成设计
3.1 ES流生成VOB
从MPEG-2的ES流中提取一帧图像数据,从序列头和图像头中判断所获得的帧类型,如果是I帧,则首先生成导航包,在DVD中,每包数据是2 048 B,接着在I帧数据上封装PS头和PES头,组成一个视频数据包。然后判断剩余的I帧数据是否能够和PS头及PES头组成一个视频数据包,如果够用,则再生成一个视频数据包,再次判断I帧数据,依次循环下去,如果最后剩余I帧不够用,则可以后面用P帧的数据补上,这样就可以生成一包完整的视频文件了。如果是P帧或B帧,则不用生成导航包,直接在P帧或B帧数据上封装上PS头和PES头,组成一个视频数据包,P帧或B帧判断剩余字节和I帧的方法一样,惟一不同的地方是,在一个GOP中的最后一个P帧或B帧的剩余字节不够时,用填充数据0xFF填充,组成一个视频数据包。这样就生成一个VOBU,其结构是导航包+I帧+P帧+B帧+B帧+…+音频帧+P帧+B帧。生成VOB的流程如图3所示。
每个VOBU是以一个导航包开始的,所以必须先生成一个导航包[4],导航包的结构定义如下:
生成导航包后,则开始封装视频数据,具体的封包函数是MakePSStream,其返回是一个整形,如果封包成功,则返回0,否则返回1。函数原型如下:
每当一个GOP封装成一个VOBU后,在开始封装下一个VOBU时,须将打包管理器Mpt中VOBU的起始地址设置为Mpt->StartAddress=Mpt->EndAddress,这样生成的VOBU地址才连续,即后一个VOBU紧跟着前一个VOBU。
3.2 VTS IFO的生成
根据生成的VOB,可以生成对应的VTS IFO文件。首先定义一个结构体workset,用来存储VOB文件有关信息,为 workset结构体中的各个成员变量分配空间并初始化,打开一个VOB文件,从VOB文件中每次读取2 048 B的数据存储在buffer中,判断前4个字节是否等于0x000001BA,如果是,则获取MPEG-2头中时间信息SCR。接着判断buffer[14],buffer[15],buffer[16],buffer[17]是否等于0x000001E0,如果是,则获取PES包头中视频时间信息PTS和DTS。如果buffer[14],buffer[15],buffer[16],buffer[17]等于0x000001BD,获取PES包头中的音频时间信息PTS和DTS[5]。如果等于0x000001BB,表明读取的数据是导航包,循环从VOB文件中读取2 048 B数据,直到指针指到文件结尾,循环结束,即可知一个VOB文件中的VOBU数和每个VOBU的开始地址和结束地址等信息,具体实现函数是FindsVobus()。然后通过函数MarkChapters()获得的PGC数和Cell ID 等信息,将这些信息存储在结构体workset。
根据前面的VOB信息,生成IFO中的各个表,并将各表的数据写入VTS IFO文件。首先创建一个VTS IFO文件并以读写方式打开,然后调用函数WriteIFO()生成VIS IFO。函数原型是WriteIFO(FILE *h,struct workset*ws)。
VMG IFO生成的方法和VTS IFO类似,本文不再详细介绍。
3.3 音视频同步算法的研究
3.3.1 视频PES时间信息重建
在MPEG-2标准中,图像解码的帧顺序和显示的帧顺序是不相同的。在PES分组中的时间同步信息是显示时间(PTS)和解码时间(DTS)。
由于MPEG-2标准中给出的PTS和DTS的计算公式非常复杂,而且不易理解,本文提出了一种计算PTS和DTS的新方法。
在图像经过编码后,编码器已经在生成后的ES流中标上了与同步信息相关的帧速率、帧参考和帧类型等字段[6],因此可以通过这些信息计算出PTS和DTS。根据MPEG-2的时序模型,知道视频的DTS值始终具有逐帧递增的特点,而PTS和DTS之间具有恒定的差值关系[7],因此根据DTS确定PTS的值。对于一个GOP中每一帧的PTS/DTS值计算如下:
(1) 如果当前帧是I帧,并且是整个码流的第一帧。
(2) 如果当前帧是I帧、P帧或者B帧,但不是第一帧。
其中,PtsIni是编码时设定的PTS初始值;temporal_reference是解码后的显示顺序;frame_time是一帧图像的持续时间;frame_counter为从整个码流的第一帧到当前帧之间的帧数;GopFrameOrder为在当前GOP中的视频帧序号。
3.3.2 PS时间信息重建
在PS流中,SCR是指时间同步信息。SCR表示了系统的时间基准,其频率是27 MHz。SCR编码的时候被分成两个部分,一部分以系统时钟的1/300为单位,称为SCR_Base;另一部分以系统时钟为单位,称为SCR_Ext[8]。SCR的计算方法如下:
undefined
令i=0,即可以得到当前i′字节编码的SCR值。
在DVD文件中,每包数据大小是2 048 B,因此将i′设置为2 048, program_mux_rate是固定值25 200[9],即可得SCR(i′),从而得到:
将第一个PS包即导航包的SCR设为初值0,以后每个PS包的SCR值按SCR(i′)递增。
4 测试结果及分析
本文是在VC++6.0平台上,用C语言进行开发的,由于C语言具有很好的移值性,因此程序也可以移植在嵌入式Linux系统中运行。
4.1 VOB文件测试
服务器端将生成的VOB及相应的IFO刻录在DVD光盘中,或者通过网络传输到客户端进行刻录。首先测试一下VOB文件,将其用播放软件或者DVD播放机进行播放,本文是用暴风影音播放,播放画面如图4所示。
从播放效果来看视频播放流畅,质量良好,没有马赛克效应。再用VobEdit软件分析一下VOB文件结构,其结构正确,符合DVD论坛的规定[10]。
4.2 IFO文件测试
由于IFO不是视频文件,不能直接播放验证其是否正确,但可以通过DVD播放机播放VOB文件,看IFO文件是否能正确引导播放机播放VOB文件,通过验证,生成的IFO是可以的。也可以由IfoEdit软件对生成的VTS IFO进行分析,其结构正确,符合DVD论坛的规定。测试结果如图5所示。
5 结 论
本文研究了DVD光盘中的文件结构,然后在VC++6.0平台上用C语言编写程序,成功将视频监控的MPEG-2压缩码流封装成VOB和IFO文件,并在电脑上用播放软件播放和DVD播放机中播放,画面质量良好,播放流畅。同时提出一种新的音视频同步的算法。本文研究的成果已经应用在视频监控系统中,用DVD光盘替代了硬盘存储数据,为用户节省了成本。
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无线语音通信及视频监控系统设计 篇9
关键词：视频监控,语音通信,语音广播,自适应差分脉冲编码调制,离散余弦变换
0引言
随着电子技术与计算机技术的发展, 视频监控主要经历了3个发展阶段:本地模拟视频信号监控、 基于PC的数字化视频监控、基于嵌入式的网络数字视频监控。本地模拟视频信号监控系统由于结构复杂, 可扩展性差, 容易受现场条件限制, 逐渐被淘汰。基于PC的数字化视频监控系统采用网络传输, 不受布线限制, 能够实现远距离传输, 可靠性也大大提高, 但其前端视频信号采集、压缩和通信结构复杂, 成本高, 难以应用于灵活性要求高的环境。基于嵌入式的网络数字视频监控系统将摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号, 性能更稳定, 且便于安装、维护, 易于实现系统的模块化设计, 但目前的监控系统只有视频监控, 缺少语音通信[1]。鉴此, 本文提出了一种基于ARM的无线语音通信及视频监控系统设计方案。
1系统总体设计
基于ARM的无线语音通信及视频监控系统由监控终端和监控中心组成。监控终端位于监控现场, 采用ARM9系列芯片S3C2440嵌入式微处理器作为核心处理器, 由CMOS摄像头、语音芯片、TP- Link无线网卡等组成。监控终端完成音频信号的采集与编解码、视频信号的采集与编码、数据的无线传输等功能。 监控中心是一台连入局域网的PC机, 负责整个系统的协调与控制, 完成与监控现场进行点对点语音通信、视频监控、报警处理等功能。
2系统硬件设计
系统硬件主要分为核心板和外围扩展电路板2个部分。核心板主要包括2 MB NOR FLASH、 256 MB NAND FLASH、64 MB SDRAM、晶振、电源;外围扩展电路主要包括摄像头模块、USB接口、 LCD显示模块、音频模块、摄像头辅助照明模块等, 如图1所示。
3系统软件设计
系统软件结构如图2所示。通过PC机进行功能选择, 选择结果以控制参数的形式发送到监控终端。可选择的功能包括视频监控、语音广播、点对点语音通信。在视频监控功能中, 由OV9650CMOS传感器摄像头采集监控终端图像数据, 该数据通过相应接口输入ARM9[2-3];处理器对图像数据进行JPEG编码压缩, 处理后的数据通过局域网发送到监控中心PC机上;PC机将接收到的编码数据进行JPEG解压缩, 最后将获得的图像及数据进行显示。 在点对点语音通信功能中, 监控中心与监控终端需要同时完成语音数据的编码与解码, 采用自适应差分脉冲编码调制 (Adaptive Differential Pulse Code Modulation, ADPCM) 编解码算法。在语音广播功能中, 监控中心与监控终端的网络通信通过Windows Socket通信技术实现。
3.1视频监控
在ARM端, 视频压缩采用C+ + 语言实现。 在S3C2440内部的camera接口有2个DMA通道: 预览DMA、编码DMA。这2个DMA在AHB总线上是分离的, 可以同时独立运行。预览DMA通道支持预览缩放、镜像、RGB格式输出, 编码DMA通道支持视频模块的镜像、旋转、YCrCb格式, 支持服务器对视频压缩比的设置。
摄像头P通道采集的图像格式设为RGB 5:6:5, 为了调试方便, 调用Display_Cam_Image () 函数在LCD屏上输出预览图像。由于P通道预览视频比较简单, 直接在驱动函数视频中断线程中完成。摄像头C通道采集的图像格式为YCrCb420。 对C通道YCrCb格式的数据进行处理, 首先需要将该数据从内核中提取出来, 传递到应用程序开辟的空间中;然后采用基于离散余弦变换 (Discrete Cosine Transform, DCT) 的视频压缩算法对YCrCb格式的数据进行压缩, 流程如图3所示。
3.2音频通信
音频数据的采集和播放分别用Record () 和Display () 函数实现。音频的循环采集和播放是由DMA实现的, 但音频编码和解码是由CPU实现的, CPU占用率较高, 因此, 将解码和编码放在2个线程中执行[4-5]。采用ADPCM算法压缩采集到的音频信号。语音通信流程如图4所示。
3.3 Socket通信的实现
(1) 控制命令和重要数据的传输采用基于TCP的流式套接字编程。
(2) 语音、视频数据帧的传输采用基于UDP的数据报套接字编程。
4系统测试
将3个装载同样系统与程序的监控终端, 通过TP-Link、无线路由与PC机组成一个局域网, 再为3个系统分配不同的IP地址, 进行如下测试:
(1) 选择对3个监控终端进行视频监控, 可以观察到PC机上显示的视频图像较清晰流畅。
(2) 选择对3个监控终端进行点对点语音通信, 可通过耳麦与监控终端进行较清晰的语音通信。
(3) 选择语音广播功能, PC机与所有监控终端同时通信, 监控终端可以通过耳机听到PC机控制人员发出的语音命令。
5结语
基于ARM的无线语音通信及视频监控系统采用嵌入式Windows CE操作系统进行音视频的采集, 对数据进行压缩处理后, 采用TCP/IP协议, 通过无线局域网将数据传输给监控PC机。测试结果表明, 该系统实现了清晰的语音通信和流畅的视频图像监控, 具有集成度高、可靠性好、成本低的优点, 可满足复杂环境下的监控要求。
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视频监控系统关键技术及发展分析 篇10
随着人们对安全的需求日益强烈, 视频监控系统作为一种安全防范的有效手段, 越来越受到各界的广泛关注。并且随着信息、网络、通信及多媒体等技术渗透到人类生活的各个领域的同时, 视频监控也开始走进人们的生活。对视频监控系统的研究也成为了当前的热点。
1 视频监控系统发展现状
现在国内外市场上, 主要推出的是基于PC的视频监控系统和基于嵌入式的网络监控系统, 模拟视频监控系统已经基本被淘汰。基于PC的视频监控系统技术发展成熟, 性能稳定, 经济实用, 不少中小型企业单位仍然采用。随着嵌入式技术的快速发展, 网络摄像机性能进一步稳定, 价格日趋合理, 并呈现出很多优点, 在视频监控领域地位逐渐提高。据中国报告大厅网络报告显示:从2006年开始, 全球网络摄像终端的市场年增长速度达到70%。到2008年, 全球网络摄像终端市场规模达到20.68亿美元。预计2011年将达到86.61亿元人民币。未来5年之内, 网络视频监控都将保持约38%的年增长率, 会有越来越多的视频监控系统采用完全数字化的技术。
2 视频监控系统关键技术
2.1 视频编解码技术。
目前, 国内外有多种视频编解码标准, 但是对于视频监控系统, 比较流行的主要有MPEG-4, H.264, AVS。其中前两种代表着视频编码技术的国际先进水平, AVS技术是我国自主知识产权的视频编码技术, 也达到国际水平。MPEG和AVS都采用了混合编码框架, 包括变换量化、熵编码、帧内预测、帧间预测等技术模块。但是具体每种标准对当中具体技术都进行了改进。
MPEG-4标准支持MPEG-2的大多数功能, 提供不同的视频标准源格式、码率, 同时支持基于内容的图像编码。其核心是基于内容的AV信息存储及操作, 支持交互性、高压缩比及能用存储性。与H.264及AVS相比, 压缩比小, 数据量大, 占用带宽多, 在移动设备中使用存在不足。
H.264采用DPCM加变换编码的混合编码模式, 多模式预测技术, 获得了交换的压缩性能。针对视频的网络传输的需要, 采用了分层技术。还设计了差错消除工具, 便于压缩视频在无线环境中传输。另外, 在混合编码器的基本框架下, 对关键部件做了重大改进。很好的提高了压缩比, 具有较强的抗误码特性, 无线信道中传输的适应性更强。但是性能的提高也加大了算法的复杂度。据估计编码复杂度大约相当于H.263的3倍, 解码复杂度大约相当于H.263的2倍。
AVS采用与H.264类似框架, 同时充分考虑实现复杂度。采用8X8整数变换、变换量化、帧内预测、等特征性技术。变换量化采用8×8块变换较H.264的4×4更能使图像的能量集中, 压缩效果更好些。但变换涉及乘法运算, 计算复杂。帧间预测限制参考帧个数, 最小尺寸为8×8, 降低了内存占用量, 减少了技术复杂度。对所有数据都使用Gxp-Golomb编码, 提高了压缩效率, 降低了计算复杂度。通过对传统技术算法的改进, 编码效率和图像质量都得到了进一步提高。在图像质量相近的情况下, AVS与H.264压缩率相近, 比MPEG-4平均节约39%的传输码流, 而解码复杂度相当于H.264的30%, 编码复杂度相当于H.264的70%。计算复杂度得到了降低, 系统效率得到了相应的提高。达到了国际水平, 但是整个标准也存在很大的不足, 有待进一步改进。
在无线网络视频监控中, 倾向于采用H.264标准, 而且, H.264针对无线网络环境, 采用了几种新的抗误码技术。必将在数字视频的通信和存储领域得到越来越广泛的应用, 但采用H.264要面对巨大的专利费。AVS虽然存在一定的不足, 但标准水平也达到了国际水平, 且采用自主知识产权, 也将有广大的市场。所以将来将是两者共同发展。
2.2 传输技术。
在视频监控系统中, 视频图像的传输质量直接影响系统的监控质量。视频信号虽然已经过压缩, 但数据量还是很大, 特别是当几路视频信号同时在网络上传输时。大量的数据传输会造成传输网络的拥塞, 数据的延迟及丢失, 因此良好的传输协议和传输方式的选择至关重要。
2.2.1 传输协议。
TCP/IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的, TCP/IP协议的重传机制和网络拥塞控制机制会引起传输延时和耗用大量的网络带宽。因此TCP它不适合传输实时视频数据。
UDP是无连接的传输协议, 不必在数据报丢失或出错时要求服务器重发, 因此紧凑快速。而音视频数据的传输往往要求实时传输, 同时又允许在性能要求范围内存在数据错误率和丢失率, 因此UDP协议适合对音频和视频数据传输。但是UDP存在不可靠性, 必须考虑如何处理连接和如何保证可靠性等问题。在视频监控系统中, 一般采用UDP配合RTP和RTCP协议通信。
RTP本身并不提供可靠的传送机制, 也不提供流量或拥塞控制及QOS保证, 它依靠RTCP提供这些服务。RTCP是与RTP同时存在并协同工作的控制协议。它通过定义的各种包来承载控制信息, 以监视网络服务质量、通信带宽以及网上传送的信息, 并将其通知发送端。
因此, 在网络视频监控系统中, 用RTP/UDP来传输实时数据, RTCP负责传输状态。根据终端的不同, 在应用层可能采用不同的协议, 但是在网络层和传输层多数都采用的IP, UDP, RTP, RTCP协议。
2.2.2 传输方式。
在网络视频监控系统中, 通常存在一个监控现场有多个远程监控中心, 或多个监控现场有多个远程监控中心, 现场主机需以一对多或多对多的方式把视频数据发送到客户端。仅仅依靠TCP或UDP建立一对一的传输方式, 会造成网络带宽的巨大消耗及服务器的沉重负担。面对越来越大的用户群, 视频传送方式将会成为视频传输的瓶颈。传输机制将成为视频业务发展到一定规模后必将面临的问题。是否具备高效的视频传输机制将成为判断视频监控系统优劣的一项重要指标。
现有网络视频监控系统中, 常见的传输方式有:单播和组播广播。而对于不同的视频传输应用中, 单播和组播具有各自的优势。单播方式可以为客户端提供对流的最大控制权, 但是有多个用户请求时, 需要将数据包复制多个拷贝, 以多个点对点方式发送到请求用户, 这将造成服务器的沉重负担及网络带宽的浪费。组播在多个用户请求同一个服务时, 服务器只需发送自己信息的一个拷贝到所有接受者的IP组播地址中, 而不是发送多个信息, 所有用户共享同一信息。采用组播技术很好地利用了网络带宽, 提高了网络利用率, 降低了服务器负载。
国际标准化组织虽还未制定如何在融合的异构网络中提供视频广播组播业务的协议标准, 但通过IP多播实现各异构网络之间的视频广播组播已成为学术界共识。在各种无线网络中如何高效地进行视频广播多播也是当前国际学术研究的热点。
3 视频监控系统发展展望
首先, 随着无线网络技术的发展, 基于3G, WIMAX, 无线局域网等网络的建立, 为无线视频传输提供了条件。无线视频监控系统本身又具有不受地形限制、成本低廉、机动灵活等特点。视频监控系统的无线化、网络化, 受到国内外运营商的重视, 是将来发展的必然趋势。其次, 随着视频监控系统技术的日趋成熟, 智能化作为技术发展的一个较高层次, 也将是视频监控系统的发展方向。伴随监控环境的复杂, 客户要求的提高, 实时预防报警, 运动检测, 图像识别等技术渐渐要求融入到监控系统中来, 整个系统实现智能化是客户的要求, 也将成为另一个发展方向。另外, 视频监控在产品应用方面, 开始由原来的个别特殊行业, 走向不同的群体。各种大中小型企业, 生活小区, 个人家庭等逐渐走进视频监控市场, 并将成为一股重要群体。为满足不同客户的需求, 整个视频监控市场将呈现多元化发展。
总结
视频监控经历了原来的模拟系统, 到半数字系统, 再到数字系统正在蓬勃发展。当然, 目前的发展中仍然存在不少问题需要进一步完善和发展。但是, 相信随着数字技术、网络技术、信息技术等相关技术的不断发展, 也必将带动视频监控技术的逐步完善, 满足人们对安防的要求, 能够更好地为人类服务。
责任编辑:胡明月
摘要：首先介绍了视频监控系统的现状, 然后对视频监控系统中的关键技术视频压缩编码技术, 传输技术进行了详细分析, 最后展望了视频监控系统的发展趋势。