3G無線視頻監控系統方案
隨著科學技術的發展,管理智能化,設備數字化,信息網絡化是現今企事業單位所追求的方向。連鎖企業擁有著幾十,甚至幾百家分公司.由于企業經營規模的不斷擴大,跨省跨市的分公司分布式的模式也成為公司經營的現代模式.由于大型企業跨省,跨地區,即使同一城市也是非常分散,這就對企業的管理造成了很大的麻煩。
隨著3G無線視頻監控技術日益發展，3G無線傳輸技術應用越來越被各行各業所接受。3G無線監控作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線監控方式，建立被監控點和監控中心之間的連接。無線監控技術已經在現代化小區、交通、運輸、水利、航運、治安、消防等領域得到了廣泛的應用，那么，對比傳統的監控方案，3G無線監控有什么優點呢？下面就3G無線監控的特點進行詳細闡述：
1、3G無線視頻監控系統綜合成本低，只需一次性投資，無須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠及已裝修好的場合；在許多情況下，用戶往往由于受到地理環境和工作內容的限制，例如山地、港口和開闊地等特殊地理環境，對有線網絡、有線傳輸的布線工程帶來極大的不便，采用有線的施工周期將很長，甚至根本無法實現。這時，采用無線監控可以擺脫線纜的束縛，有安裝周期短、維護方便、擴容能力強，迅速收回成本的優點。
2、系統組網靈活，可擴展性好，即插即用，管理人員可以迅速將新的無線監控點加入到現有網絡中，不需要為新建傳輸鋪設網絡、增加設備，輕而易舉地實現遠程無線監控。
3、維護費用低，3G無線監控維護由網絡提供商維護，前端設備是即插即用、免維護系統。
北京昌盛時代科技有限公司在無線網絡視頻監控領域已完成了一系列的核心技術儲備，其主要包括：視音頻信號優化技術，數字通信協議棧；數字視音頻編解碼技術；DSP技術；網絡傳輸中的質量保障體系與傳輸控制技術；分布式處理技術及嵌入式系統技術等等。針對自動售貨機網點視頻監控的需求，特設計了基于3G無線傳輸的集團公司視頻監控方案。
第一章 項目分析
1.1、項目總體需求
公司計劃建設一套覆蓋全集團的網絡視頻監控系統，以實現對全部廠區的監控，整個系統分二級監控中心，分別為總部監控中心和下屬各分公司監控中心。分公司與總部之間采用集團內部的VPN網絡。系統建成后，應能夠方便實時地進行圖像瀏覽，能夠對監控圖像進行抓拍。要求對所有監控圖像進行存儲，以供必要時調用。各個分公司與前端個監控點采用3G無線傳輸的方式。各分公司對本區域內個監控點的設備進行監管，存儲空間至少可以滿足1個月不間斷錄像的需要。錄像文件能夠方便地調用、播放、導出。1.3、系統需求分析
集團公司擬建設一期試點10個分公司，共2800個監控點的視頻監控系統，我們經過對客戶需求描述的分析，得出公司具體需求如下：1、建設一套覆蓋2800個監控點的3G無線網絡視頻監控系統，對監控場所進行全天候實時監控；
2、系統分為二級監控中心，總部監控中心可以調看及控制任意監控點圖像，分公司監控中心可以調看及控制本地圖像；
3、系統建成后應能夠實現清晰流暢的監控圖像，能夠方便地調用監控圖像；
4、能夠實現對所有監控點實現1個月錄像存儲，能夠方便地查看和回放；
5、系統提供良好的操作管理界面，能夠方便地管理和操作；
6、系統能夠實現多用戶登陸操作，公司領導和操作員可同時瀏覽監控圖像；
7、系統應能夠長期穩定可靠地運行，故障率低、安裝維護方便；
8、系統設備應具備良好的性價比；
針對以上需求，結合科達公司網絡監控系統產品特色，我們設計了基于3G無線網絡傳輸的數字視頻監控系統解決方案。
1.3、系統建設目標
Ø 系統具有監控錄像網絡實時預覽功能（支持單畫面、多畫面和全屏顯示和輪循顯示、支持實時日期和時鐘疊加），同時每路圖像可允許多個網絡客戶端同時進行網絡瀏覽。Ø 系統具有對前端攝像機的控制功能，如遠程配置、方向控制、變焦控制、定時控制等。
Ø 系統具有監控錄像的存儲、查詢與回放；圖像抓拍；日志管理等功能。
Ø 系統具有雙向語音對講功能，通過聯網即可實現各級監控中心、分控中心與分控點相互通話，
Ø 系統支持多級電子地圖設定與管理、電子地圖導航。
Ø 系統具需保證其圖像在局域網和廣域網上均能進行網絡傳輸。
Ø 系統具有報警聯動功能，如布防、地圖關聯、信息提示報警、語音報警、Email通知或手機通知報警等等。
Ø 系統具有管理員分級管理功能、管理員用戶可在監控主機和客戶端上對監控網絡內用戶進行相關權限設定、級別設定以及進行增、刪、改等。
Ø 系統需支持電視墻與大屏分割顯示。
Ø 系統需支持磁盤陣列海量存儲，并在儲存空間滿時，提供循環錄像模式。
1.5、設計依據
本方案設計根據甲方常規要求，并遵循以下國家相關部門制定的設計規范要求。主要包括：2 GB50348—2004《安全防范工程技術規范》。
2 GA/T74-94《中華人民共和國安全防范行業標準》。
2 GA/T74-2000《安全防范系統通用圖形符號》。
2 GA/T70-94《電視監控工程費用概預算編制辦法》。
2 JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》。
2 GB12663-2001《防盜報警控制器通用技術條件》。
2 GB50174-93《電子計算機機房設計規范》。
2 GB50057-94《建筑物防雷設計規范》。
2 GBJ232-92《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》。
2 GB50198-94《民用監控電視系統工程設計規范》。
2 GB4943-95《信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全》。
2 3G通信技術相關標準。
第二章 總體方案設計
2.1、方案設計的特點
該基于3G無線傳輸的集團公司視頻監控無論在設計上、還是在結構上、或者是在應用上，均體現了現代無線網絡視頻監控的特點與特色，其具體內容如下：⑴、實用性強
根據用戶需求，系統充分考慮了現場的實際應用情況，監控前端均采用3G無線網絡攝像機（采用H.264壓縮標準），將數字化的視頻信號通過3G網絡傳輸到后端的監控電腦，并采用專用的視頻監控平臺與存儲方案，其不僅保證了視頻信號和控制信號的準確傳輸，更為重要的是在設計該系統時我們充分分析了用戶的需求，從實際出發，為用戶解決了眾多的實際問題。
⑵、性價比高
根據用戶項目預算，在投資費用合理的情況下，采用了當今先進的技術，一方面使整個監控系統具有良好的性能，另一方面和教學錄播系統資源共享，從而也有效的避免了二次新系統構建所造成投資浪費。
⑶、可靠性強
整個系統均采用了模塊化結構設計，嵌入式操作系統。所用硬件產品與設備均符合工業標準，具有較強的抗干擾能力。同時，系統還具備自行診斷和自恢復功能，可靠性較高。
⑷、擴展性好
整個監控管理系統基于開放式標準設計，方便系統功能的完善和擴展，系統容量不再依賴于傳輸及節點設備，而是可以任意擴容，隨時接入，提供了監控點數無限升級的可能性。同時系統還預留有第三方系統接入端口，能夠與與其他系統進行對接。
⑸、適應性強
整個網絡監控系統在設計時均考慮到了未來系統的發展需求與升級需求，其無論在網絡方面還是在兼容性方面均具有較強的適應能力。
⑹、安全性高
對于安全防范系統，其本身的安全性不可忽視，該視頻管理系統在物理環境、操作系統、網絡、應用以及管理等方面提供了有效的安全機制。
⑺、易于操作
設計人員在設計該監控系統的操作界面與操作菜單時，充分采用了大家熟悉的Windows界面風格，完全符合人們的使用習慣，
⑻、易于維護
整個系統采用了先進的集中式管理與分布式處理機制，完全改變了以前模擬系統分散管理的弊端，用戶通過任何一個操作終端就能夠遠程對系統進行維護與升級，使得系統維護變得及其簡單。
2.1.1 方案優點
2 替代光纖和專線，降低了網絡建設成本，為用戶節省大量的費用；2 工程建設周期短；
2 擴充性強；
2 可靈活方便地進行安裝布署；
2 提供高可靠性，保證不間斷的視頻監控；
2 傳輸速率高，實時性強；
2 支持遠程監控；
2 設備成本低，性價比高。
2.2、總體架構
2.2.1、視頻監控架構
我們將該系統以功能要求的不同分為前端設備層、傳輸網絡層、中心服務應用層（中心服務應用層又可分為系統控制部分和視頻顯示與記錄部分），其大致結構如下：在各層之間我們均采用模塊化設計，相對獨立，在進行設備更換時不會影響整個系統的正常運行。同時層與層之間采用標準的TCP/IP協議和3G 無線通信標準進行通訊，不受網絡平臺的限制。
2.2.2、視頻采集系統
根據監控點的具體情況，在各監控點安裝相應的監控攝像機（和軟件系統。在每個監控點可以安裝一個3G無線網絡攝像機。3G無線網絡攝像機用于各監控點實時視頻信號。3G無線網絡攝像機是集音、視頻采集、音視頻壓縮編碼、網絡傳輸、WEB Server、輸入輸出控制等功能于一體的無線網絡視頻傳輸設備。3G無線網絡攝像機負責把模擬視頻信號轉變成數字信號，同時進行壓縮，另外也傳輸控制信號，3G無線網絡攝像機將編碼壓縮處理后的監控信息通過3G無線網絡匯集到監控管理中心，監控中心能看到各監控點的實時狀況，監控人員可通過監控中心局域網或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像。
為充分保證每個監控點的帶寬，采用H.264的編碼標準，帶寬占用較低，并可實現圖像的優質傳輸和前端本地存儲，而且傳輸距離較遠,適用于廣闊區域的監控。
2.2.3無線傳輸系統
通過設備內置的3G網絡模塊與運營商基站之間形成多對1的方式建立覆蓋監控領域的無線帶網絡。產品具有傳輸距離遠、低時延（相對于行業類同類產品）和設備成本低的特點，可以提供高效和安全的視頻傳輸解決方案。WCDMA理論速率384Kbps，目前實際測試速率為250kbps左右，超過目前普通有線電話撥號上網的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數據傳輸的6-8倍。可以將不同地點的現場視頻信息通過無線通訊手段傳送到監控中心。2.2.4監控管理中心系統
監控管理中心負責接收各監控點通過WCDMA網絡傳輸過來的視頻信息，控制中心可以通過顯示器顯示各現場監控點的圖像信息，并進行數碼錄像，用戶登錄管理，控制信號的協調。監控中心主要由控制主機、轉發服務器、操作終端（PC或筆記本電腦）、監控管理軟件與終端操作軟件都構成，可實現對前端設備的配置、圖像監控、錄像查詢、回放、云臺控制、電子地圖預警等功能。
轉發服務器對經WCDMA無線網絡傳送來的前端監控點攝像機采集的視頻信號進行設備訪問地址解析，轉發到監控管理中心局域網視頻監控服務器上，再經交換機通過內部局域網傳播至各個相關部門或人員的客戶端。
現場傳回的視頻圖像轉化為數字信號存儲在存儲服務主機上，可方便快捷地實現資料的存儲、更新、查詢、備份，為執法工作提供依據（此存儲方式僅供參考）。
規格與參數
| 項 目 | 規 格 與 參 數 | |
| 視頻圖像 | 視頻制式 | 支持NTSC或PAL格式 |
| 視頻解碼方式 | H.264 | |
| 支持分辨率 | 支持D1：704*576最優，兼容Half D1:704*288，CIF：352*288，QVGA：320*240 | |
| 視頻輸出 | 帶VGA輸出：1路VGA接口、1路BNC（電平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω） | |
| 畫面延遲 | 小于200毫秒（局域網） | |
| 音頻 | 音頻壓縮標準 | G.711或G.722 |
| 音頻輸入 | 1路BNC接口輸入，麥克風輸入 | |
| 音頻輸出 | 1路3.5mm音頻接口輸出 | |
| 報警 | 報警輸入 | ４路報警輸入（信號量） |
| 報警輸出 | 4 路報警輸出（開關量） | |
| 接口 | 通訊接口 | RJ4510M/100M自適應以太網口、RS485口 |
| 功能及特性 | 嵌入式GUI | 操作直觀、便捷 |
| 多服務器輪詢 | 支持通道選擇及可編程控制通道巡檢 | |
| 硬件 | CPU：高性能SOC處理芯片 操作系統：實時嵌入式LINUX操作系統 128MB DDR2內存，flash 8MB | |
| 一般規范 | 電源 | DC12V/2A |
| 工作溫度 | 0-70°C | |
| 工作濕度 | 85%RH以下 | |
| 凈重(KG) | LC8304R: 0.632； LC8304R-VGA：1.204 | |
| 毛重(KG) | LC8304R: 1.740； LC8304R-VGA：1.822 | |
| 機器尺寸(mm) | 275（L）*46.5（H）*157（W） | |
3.2、中心設備
3.2.1、ImagineworldStation中心管理軟件
軟件介紹：ImagineworldStation 管理軟件用于實現對前端編碼器的集中監視、控制、數據轉發、錄像存儲、檢索回放等功能，支持編碼設備包括網絡視頻服務器、網絡攝像機、嵌入式硬盤錄像機等。該軟件可應用于針對百路左右前端網絡監控設備的小型平臺，也可擴展為數百上千路的大型監控平臺；可對任意前端設備進行設置和控制，支持多屏同時顯示，單屏可同時最多顯示 64 畫面；支持雙向語音對講、電子地圖、日志記錄、報警控制、遠程檢索回放等功能；界面友好、操作簡便，可方便應用于多種網絡視頻監控系統的解決方案。
主要功能：
實時監視 |
多種顯示模式 | 支持 1/4/6/8/9/16/25/36/49/64 畫面顯示模式 |
| 多屏顯示 | 支持多屏顯示輸出，每個屏幕可選擇顯示監控畫面或電子地圖 | |
| 顯示適應 | 可選擇維持原始圖像寬高比或是充滿顯示窗口 | |
| 視圖管理 | 方便添加、刪除顯示視圖，支持視圖輪巡顯示 | |
| 數字縮放 | 可通過鼠標滾輪或框選對監控畫面進行局部放大顯示 | |
| 云臺控制 | 云臺鏡頭控制、預置點設置調用、預置點巡航設置調用 | |
| 聲音監聽 | 支持前端聲音監聽 | |
| 雙向對講 | 支持雙向語音對講 | |
| 語音廣播 | 可同時與多個前端設備進行語音廣播 | |
| 通道搜索 | 可輸入關鍵字在設備目錄樹中進行快速搜索 | |
錄像存儲 |
存儲方式 | 支持服務器集中錄像存儲，支持客戶端本地錄像、抓拍 |
| 錄像方式 | 支持定時錄像、手動錄像、移動偵測錄像、報警錄像等多種方式 | |
| 可復用的時間表 | 可設置多個時間表，每個時間表并復用于錄像或報警布防等 | |
| 路徑設置 | 可設定錄像存儲路徑、保留空間等 | |
檢索回放 |
多種檢索條件 | 可按通道、時間、存儲位置、文件類型、錄像類型等多種條件進行檢索 |
| 時間線檢索 | 支持時間線顯示各種類型的錄像，直觀明了 | |
| 多畫面回放 | 支持多畫面同步、異步回放 | |
設備管理 |
參數設置 | 可設置單個設備的所有參數 |
| IP 地址批量修改 | 可批量配置多個前端設備的 IP 地址 | |
| 快速修改密碼 | 可選定前端設備快速修改用戶名和密碼 | |
| 快速升級云臺協議 | 可選定設備通道快速升級云臺協議文件 | |
| 快速同步設備時間 | 可選定前端設備快速設定同步時間 | |
| 快速升級 | 可選定前端設備快速升級固件程序 | |
電子地圖 |
多級地圖 | 支持多級場景電子地圖 |
| 地圖管理 | 支持地圖載入、刪除、更換 | |
| 設備部署 | 可在地圖上方便直觀的的部署攝像機、報警點圖標，報警時圖標可閃爍 | |
報警處理 |
實時顯示 | 可在各界面下方實時滾動顯示報警信息 |
| 報警聯動 | 支持報警時聲音提示、彈出視頻、彈出電子地圖等 | |
用戶管理 |
用戶角色 | 支持用戶角色設定 |
| 用戶權限 | 支持用戶多種權限設置 | |
| 設備權限 | 支持管理用戶對前端設備的訪問權限 | |
| 系統日志 | 多種日志類型 | 支持按報警日志、操作日志、登錄日志等多種類型記錄 |
特色功能：
2 靈活的部署架構，輕松實現集中管理，設置簡易，即裝即用。
2 MySQL 數據庫支持，穩定高效，支持數據庫自動備份與恢復。
2 服務器端與數據庫支持以系統服務方式運行，無需登錄操作系統進行啟動。
2 支持多顯示器擴展輸出，同時顯示更多畫面或電子地圖，延伸監控視野。
2 強大的回放檢索功能，支持時間線檢索、多畫面同步播放。
2 更方便的前端管理，支持設備直接連接、設備主動注冊兩種方式，可批量修改設備參數。
2 人性化的軟件界面，操作簡單明了。
系統要求：
操作系統 |
Windows 7 Professional/Vista Business/XP Professional (服務器+客戶端或僅 客戶端) Windows 2008 Server R2/2008 Server/2003 Server (僅服務器端或中心管理端) 建議為 windows 操作系統安裝最新的 service pack 補丁包 |
中心管理端 最小配置 |
中央處理器（CPU）: 英特爾奔四（Intel P4）,主頻 2 GHz 以上 (較大系統建議采用 Intel Core i7 處理器) 內存: 1GB 以上（較大系統建議采用 4GB 以上） |
服務器端 最小配置 |
中央處理器（CPU）: 英特爾奔四（Intel P4）,主頻 2 GHz 以上 (較大系統建議采用 Intel Core i7 處理器) 內存: 1GB 以上（較大系統建議采用 4GB 以上） |
客戶端 最小配置 |
中央處理器（CPU）: 英特爾奔四（Intel P4）,主頻 2 GHz 以上 (較大系統建議采用 Intel Core i7 處理器)內存: 1GB 以上（較大系統建議采用4GB 以上） 顯卡：支持 DirectX 9.0 硬件加速，板載 256M 以上顯存 建議安裝最新的顯卡驅動程序及 DirectX runtime 軟件 |
3.2.2、存儲設備
視頻存儲按照所有通道選擇D1分辨率，取平均碼率的視頻存儲，錄像文件保留30天，試點分公司來預算，基本上每個分公司需要280臺3G無線監控設備的標準計算如下：存儲產品推薦：
特點及優勢
靈活：提供靈活的通道選擇，支持多種單一通道或者混合多種通道選擇
多通道：支持iSCSI及NAS
先進：支持跨平臺、跨主機通道訪問相同數據，可讀可寫
密度：高密度設計，可配置SAS/SATA Ⅱ企業級硬盤
性能：2GB緩存，最大支持16GB緩存
可靠：支持RAID自動重建及容量在線擴展
高效：快速部署磁盤系統，后臺初始化即插即用
管理：Web GUI管理模式，日志監控，E-mail報警
兼容：特有的性能能夠兼容市面常見的各種存儲設備。
產品參數：
| 高度/重量 (kg無硬盤) |
3U/22.2kg(凈重)、31.5kg(毛重) |
| 尺寸(W x D x H)(mm) | 482.6 x 685.8 x 133.35(凈尺寸) 591 x 879 x 300(包裝尺寸) |
| 處理器 | Intel 64位雙核處理器 |
| RAID級別 | 0，1，3，5，6 |
| 緩存 | 2GB，4GB，8GB，16GB |
| 陣列條帶容量 | 4K，8K，16K，32K，64K，128K |
| 主機通道 | 標配雙1000M iSCSI通道，最大可升級至8個通道，支持NAS |
| 連接技術 | GbE |
| 傳輸協議 | iSCSI，CIFS，NFS，FTP，TFTP |
| 虛擬卷 | 支持多種不同協議端口訪問同一個存儲邏輯卷，不同協議端口自由切換 |
| 管理界面語言 | 簡體中文/繁體中文/英文 |
| 硬盤托架數 | 16(最大128盤位) |
| 背板類型 | SAS背板，支持SES-II，SGPIO |
| 存儲容量 | 標配16TB最大256TB (2TB 硬盤) |
| 擴展能力 | 級聯3個擴展柜，最多7個 |
| 寫入策略 | 回寫/完全寫入(Write Back / Write Through) |
| 虛擬卷拷貝/本地鏡像 | 支持 |
| 定時備份 | 支持 |
| 遠程鏡像/遠程復制 | 可選 |
| NAS檔案系統 | XFS，EXT3 |
| 檔案配額 | 支持 |
| 智能監測 | 通道采樣、卷歷史數據診斷、管理界面登錄/注銷、日志、客戶端連接、SMART、網口連接、磁盤狀況、處理器負載 |
| 報警功能 | 報警類別： Mail / LED指示燈/聲音報警 報警內容： 硬盤故障/風扇故障/冗余電源故障/遠程鏡像故障 |
| 系統升級 | 在線Firmware升級 / License升級 |
| 熱插拔電源 | 2+1 熱插拔冗余電源 |
| 冷卻風扇 | 6個熱插拔風扇 |
