凌華視頻與環境綜合監控產品和系統應用

1．公司與監控產品概述
北京凌華興業科技有限公司是一家多年專營工業控制計算機等設備、工業控制軟件及提供工控解決方案的企業，具有工業控制領域軟硬件產品生產組裝、監控產品研發與監控系統項目集成的能力。公司在多年的工業控制領域硬件生產、軟件研發與銷售過程中，擁有了自主知識產權的“威控®Ⅱ工業組態軟件”，開拓了各種監控技術的項目；并隨著數字監控技術與市場的發展，開始進軍數字視頻監控產品的開發，形成了符合當前主流數字視頻編解碼壓縮技術MPEG－4的硬盤錄像監控產品，實現了相對較低帶寬網絡資源下的多媒體音視頻碼流的網絡傳輸。公司監控產品結構如圖所示：

公司采用已經產品化的“數字視頻監控設備、環境監控組態平臺、綜合監控系統網絡服務器”等設備形成了“集中式網絡化環境綜合監控管理系統”，該系統充分考慮了軍隊、智能交通、電力等行業獨立性和專業化管理非常強的大型領域監控管理應用特點，可實現基于視頻圖像和各種環境要素傳感器的監視與控制功能，并達到網絡化遠程監控效果，適用不同用戶、不同功能、不同環境的系統需求。同時公司具備了面向多行業監控項目系統集成的技術設計與工程實施能力。
2． 監控產品系統結構
系統根據分散式采集與集中監控管理的設計思路，采用網絡化WEB瀏覽式終端監控管理的B/S模式的三層網絡架構：以DVR（硬盤錄像機，Linux系統）和通用環境監控平臺（Windows系統）構成第一層下位機；以NetS（網絡服務器，Linux系統）構成中間層；以本地和遠端控制中心（Windows系統）的WEB瀏覽器構成第三層遠程監控終端。系統充分體現網絡應用的視頻圖像與環境監控數據傳輸的規范性和網絡上多媒體數據流均勻分發的合理性，保障網絡上底層下位機設備（DVR硬盤錄象機、環境監控主機）→ 網絡服務器 → WEB監控終端之間數據處理流量負載均衡，使系統組網靈活并達到運行穩定，是當前基于網絡結構的一種性能優越的監控系統，實現分級控制與管理。

3．監控產品功能與特性
3.1 視頻監控設備（數字硬盤錄像機）主要功能與特點
 利用國際上先進的MPEG-4/H.264圖像壓縮技術：保障圖象質量，適于硬盤錄像，節省傳輸帶寬，更注重多媒體系統的交互性和靈活性。
 功能集成度高：單臺設備16路視頻同時壓縮錄像、播放、矩陣/云臺/鏡頭集中控制、快捷的歷史檢索及實時網絡傳輸。
 系統設計靈活：B/S三層網絡架構和C/S二層網絡架構模式可選，系統自動識別。推薦B/S三層網絡模式更適合多媒體數據流的均勻分發，保障DVR→DVS→WEB監控終端之間視頻數據流量負載均衡，達到系統運行穩定，方便系統分級控制與管理；
 網絡適應性強：視頻碼流為128Kbps-1.5Mbps動態調整或設置定值，標準TCP/IP協議適用于各種有線/無線局域網、專網以至Internet公用數據網等不同傳輸通道。
 簡單實用的WEB監控/管理模式：整個系統本地/遠端網絡監控效果一致，WEB頁面的系統配置與權限管理簡單方便。
 系統安全與穩定性：性能優良的工控機平臺，運行穩定與良好散熱；Linux操作系統，防病毒攻擊和安全認證機制；完善的圖像文件管理系統，杜絕磁盤碎片，提高磁盤利用率和使用壽命。
 維護方便性：內置watchdog，死機和斷電自動恢復；遠程維護與軟件升級；適合連續工作和無人值守環境。
 系統擴展性：系統層次化結構，易于擴充DVR設備數量，易于建立網上不同級別和數量的監控中心，有嚴格的系統配置與使用權限的管理。
 三級數據存儲與備份：DVR/服務器/WEB終端三級硬盤存儲，U盤/光盤導出備份，最大能力的保護錄像數據。
 多種錄像/設防/報警：定時/連續/移動報警錄像，歷史播放/編輯、定格抓拍圖像，方便與其它系統聯動報警。
3.2 環境監控平臺主要功能與特點
通過“計算機+環境監控組態軟件+RS485總線“實現在本地或網絡遠端對被監視現場的室內生態環境、設備狀態、供電、照明、門禁等系統的監測、控制與報警，讓不同級別的維護管理人員及時掌握現場情況，達到實時報警、調度與處理的效果。是集網絡技術、控制技術、通信技術于一體的通用計算機監測系統。
 系統構建
 采用“威控®Ⅱ組態軟件”環境監控平臺，在工業計算機及 Windows 98 / 2000操作系統下運行，實現對不同類別的傳感器進行實時數據讀取、顯示、分析、控制與報警等處理；
 提供了極其豐富的圖形控件（上千個工業/環境現場的圖庫）操作界面，讓用戶或開發人員能在很短的時間內創建出逼真的監控現場的虛擬場景和逼真的動畫效果；
 內嵌腳本語言，方便的實現數學運算和系統操作功能的定義；
 最終構建一個客戶化定制效果很好的現場環境數據采集、監測與控制的系統與顯示平臺，真實再現現場的實時狀況。
 數據采集：通過先進的485工業現場總線技術和數字/模擬量采集模塊，完成對現場溫度、濕度、各種氣體濃度、壓力、液位、水質、煙霧、紅外探測報警、巡更器、門禁控制、電壓/電流量等各種傳感器數據的實時采集與分析處理。
 對現場各種傳感器的采集參數等信息進行綜合分析、實時處理；
 方便靈活地實現對參數的控制規律和算法；
 實時的、歷史的數據存儲與趨勢圖的顯示；
 多種級別控制的數據越限報警：低低報警、低報警、高報警、高高報警；
 方便的歷史數據與報警數據記錄查詢與打印。
 網絡化功能
 與硬盤錄像機共用服務器，實現環境監控數據的網絡共享，適用多種網絡訪問方式（專線、公用數據/電話網，GPRS無線網絡，微波、衛星等），易于構建高速、高性能的網絡應用方案。
 以Web方式遠程實時瀏覽檢測數據、曲線、動畫等現場情況；
 采用多級密碼保護機制，實現不同級別用戶操作權限；
 報警信息通過多種方式發送到監控終端；
3.3 網絡服務器功能與特性
網絡服務器是本系統的核心部分，按照功能可劃分為通訊服務器、數據服務器和WEB IIS服務器。它主要實現以下功能：
 為系統提供數據通訊鏈路，連接所有的被監控點，所有數據交互傳輸是通過TCP/IP協議完成；
 為系統提供數據實時存儲與備份環境，可以獲取各個站點的環境和視頻部分的實時數據和歷史數據，對實時數據進行轉發，對歷史數據進行存儲；
 為客戶端用戶提供WEB服務，對各個站點的環境和視頻數據進行實時瀏覽和控制；
 現有為Linux系統平臺，設計為基于Web Server 、B/S結構的三級控制模式，網絡安全性非常好，可以有效防止病毒感染，可防止未經授權的人訪問系統資源；
 數據庫技術：采用MySQL數據庫系統，它在Linux系統中已得到廣泛使用，運行效率很高，且成本較Microsoft SQL Server低。在B/S結構的應用中，服務器端軟件為用戶存儲數據、處理數據請求、維護數據完整性；客戶端軟件用于處理用戶界面、生成數據請求、將處理結果顯示給用戶。這種結構使得該系統能夠在服務器端和客戶端之間平衡負載，在整體性能上與傳統的基于文件共享方式數據庫管理系統相比有大幅度的提高；
4. 大型通信工程、機房、倉庫等綜合監控與管理系統案例
采用凌華公司監控產品構造一個適用于各種通信工程、基站、機房、倉庫等環境內的綜合監控管理系統，在網絡能夠覆蓋的范圍內可以實現1～N級的監控效果，使各級監控管理中心都能通過網絡服務器和傳輸通道在本地WEB終端實現對遠端現場環境的監控。
4.1 多級監控系統組網結構圖

一臺網絡服務器可具備掛接一至幾十臺下位視頻或環境監控設備的能力，其安裝點的選擇非常靈活，每級監控中心的遠程監控范圍是通過配置服務器所帶下位監控設備的數量和管理權限實現的，而不必要各級監控中心都安裝服務器。
4.2 系統設備組成與原理圖

本監控系統針對各種通信工程、基站、機房、倉庫等環境，可以通過DVR硬盤錄像機實現基于視頻圖像的監控；通過環境監控主機實現各種生態環境傳感器的監測（反映空氣質量、溫濕度、早期煙霧檢測報警與普通煙霧檢測報警、排風、地面浸水、內部供電情況、內部水庫水位等）、環境內相關設備（室內空調、燈光、水位、排風等）的控制、門禁控制與管理。并且根據行業內多級管理組織結構的需要，通過網絡傳輸通道和服務器與WEB終端組成一個完整的網絡架構的系統方案，形成從下級現場監控━━上級區域遠程監控━━一級總部遠程監控的多級監控效果。
4.3 視頻信號監控功能
各種智能快球型攝像機、勻速球型攝像機或固定式槍型攝像機等可分散的安裝在被監控環境（機房、倉庫、大型通信工程站點等）內的重點監視部位，各監視點同時也可安裝音頻監聽頭。環境內所有的視/音頻信號首先采集接入本地DVR硬盤錄像機進行實時壓縮錄像、監視播放、歷史查詢等；各路攝像機可通過一體化智能快球、通過解碼器驅動的勻速控制球罩或槍擊型罩等云臺方式，在DVR播放器界面上實現上下左右旋轉及鏡頭伸縮的控制，使監控區域（攝像機的視場角度）達到最大可視范圍；同時DVR硬盤錄像機對壓縮后的視頻信號可通過網絡上傳至上級區