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电厂DCS与监控系统的组合应用
目前在视频监控领域,正处于数控模拟视频监控与数字视频监控共存阶段,模拟视频监控技术已经相对成熟,应用也较广泛,稍具规模的监控系统基本上都是以数控模拟切换矩阵为核心来构建。但是,基于模拟视频信号本身的缺陷,系统只能通过集总方式的、单向的信息采集网络,对于具有众多分支机构的庞大组织来说,各分支机构的监控中心形成了事实上的信息孤岛,总部无法对各分支机构的安全防范实施有效的、实时的监管。近年来,多媒体通信技术发展迅速,视频压缩技术、流媒体实时传输技术已成熟,数字视频监控取得了快速的发展,应用也越来越广泛,数字化、网络化与智能化代表了视频监控的发展趋势,数字化网络集中监控方式已逐步得到应用,尤其适合分散机构集中监控的企业或机构的要求。
由于数字视频监控系统所具有的良好伸缩性,通过软、硬件的裁减,本案同样适用于需要网络集中监控的中小型机构或企业。
本项目的技术原理基于提出的“基于IP的超大规模视频切换矩阵”技术,其技术原理如下:随着宽带技术的发展,远程集中监控的需要越来越多,规模也越来越大,一种是重建专用网,利用现有的CATV技术,包括WDM技术,将模拟信号不做处理直接传到监控中心,进行集中监控,其缺点是网络建设费用非常高,采用WDM技术,必须是裸光钎(中间是无源的),在有些应用场合,在一个小的区域范围内,还是可行的,只是实现集中监控的代价很大,费用很高。另一种方法技术利用现有的数字网络,对视音频信号进行数字化压缩,将压缩码流组成IP报文,通过TCP/IP协议,把这些IP报文传到监控中心实时解码出视频图像,进行集中监控。
本方案采用DS-800XHC嵌入式网络硬盘录像机作为视频服务器。
视频服务器通过设备接口连接前端所有监控设备,包括摄像头、云台、报警信号线等设备,还有语音输入、RS232串口透明通道,XME支持控制键盘的连接,方便对多台DVRDVS的集中控制;输出接口连接监视器、报警输出、音频输出等,XME支持VGA输出。
主要任务完成视音频采集、压缩、记录及网络传输,提供现场的开关量报警联动及所有报警信息的上传,同时提供透明通道,支持云镜控制以及视频信号的在线检测等一系列强大功能,其主要特性与功能如下:
  采用H.264压缩标准。H.264是国际电联(ITU)与国际标准化组织(ISO)组成的联合专家组制定的最新视频压缩标准,于2003年正式发布,特别适合IP及无线网络的传输,压缩率也有新的突破,同MPEG-4比较,相同码流的网络浏览图像质量也有所提高,是现在及将来在网络视频监控领域内的主流压缩标准;
  灵活的录像模式可供操作。有定时录像、手动录像、动态侦测录像、报警录像四种录像模式;图像分辨率从FULL D1(704*576)到QCIF(176*144);支持水印技术防止图像被篡改;
  具有视频服务功能。支持IE浏览实时图像,满足主管领导的移动办公需要,支持组播;
  多区域移动侦测。H264实现的移动侦测功能,较以往算法在灵敏度和准确率上有很大的突破,最大限度地避免了因移动侦测而导致的误报警。
具体功能如下:
  用户与监控点信息的设置与维护:统一建立系统内的所有用户,并设置权限,采用灵活的菜单级设置方法;采用树型数据结构方式统一建立系统内的监控信息,监控信息包括监控点区域信息、DVRDVS信息、上级/下级机构所属关系等;
  操作权限认证:用数据库来管理全网内的所有主、分控等客户端软件,实现灵活、强大的权限控制功能,统一管理机制保障了安全性,避免敏感画面泄露。所有客户端在请求访问目的画面或进行远程控制(如云台等)时,控制指令的请求先发给管理服务器,经管理服务器认证该客户端具备相应权限后再将指令转交给前端设备(DRVDVS),前端设备方响应指令要求向有权限的客户端发送指定画面或执行相应控制指令;
  对报警信号进行集中管理:接收来自报警主机的报警信号,先确认该报警信息属何种类型报警、报警的等级是什么,再判断有哪些客户端需要(或有权限)接收这些告警信息,最后将这些信息发送报警管理主机,同时记录在报警日志中;
  巡检与校时:定时对前端DVRDVS进行巡检,当系统设备有故障,产生报警信息;可统一对系统内所有DVRDVS进行时间校正;
  报警日志记录:前端报警信号的集中管理、处理及与处理相关的一些要素记录;
  操作日志记录:任何对前端参数设置的操作进行记录;
具有视音频文件转发功能的流媒体服务器接受用户的访问,根据访问请求从视频服务器获取资料,并提交给访问用户。
设置流媒体服务器的目的在于缓解网络带宽紧张的区域,对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体服务器来进行转发,使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。流媒体服务器的分布或多级设置可提高响应访问的效率。流媒体的主要功能如下:
  实现转发的功能。多个用户需要同时看某远程的相同画面时,势必会造成在一条广域网线路上的同时点播,从而会占用多个相同带宽,严重浪费网络资源。流媒体服务器支持视音频流的转发,支持局域网内多个用户对一个视音频流的访问,当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时,可以通过流媒体服务器进行转发,从而在广域网上只占用一个通道的资源,在局域网内再进行转发;
  解决多级浏览级联问题。当更上级单位需要查看越级机构的图像时,可以直接访问流媒体服务器,而不用都去直接访问网络带宽资源有限的下级机构,从而解决多级浏览级联的问题。
如果视频服务器采用动态IP地址接入公网,那么需要设置域名解析服务器(DNS)来提供视频服务。DNS使用TCP/IP协议提供主机名到IP地址的解析,本案DNS服务器工作流程如下:
视频服务器与公网连接成功后,将其名称、物理地址、设备序列号和获取的公网IP地址发送到DNS,DNS将该信息上传到管理服务器,管理服务器在注册表中找到该设备,判断IP地址是否更改,若已更改,则刷新。用户访问视频服务器时,提供要访问的视频服务器名称,管理服务器搜索已注册的所有视频服务器,找到该视频服务器名称和对应的公网 IP地址,同时建立用户与视频服务器的网络连接。
DVRDVS需支持动态宽带拨号接入(通过PPPoE协议)。
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