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仓库作为一个安全性要求较高,无人值守岗位众多的行业,具有监控点数量众多、地点分散,现场环境复杂的问题,这已成为日常维护工作的主要障碍。近年来,随着仓库系统管理体制的深化改革,仓库的自动化技术也不断进步。目前很多仓库已逐步实现无人值班或职守。对于仓库,除了常规的自动化系统之外,远程视频监控系统已逐步成为为无人值班仓库新增的而且是一个十分必要的自动化项目,是其他自动化手段不可替代的。

正是基于该行业这种特殊要求实现对远程的图像远程监控需求,整合我公司的远程视频嵌入式设备DS-8000系列嵌入式网络硬盘录像机,提出这一基于局域网网络的远程视频监控方案。

一、实现仓库远程监控必要性

常规意义上的远程监控系统,是调度自动化的主要内容;它们是实现仓库无人值班或职守的必要条件。但仅仅依靠调度自动化的现有技术手段,实现仓库的无人值班或职守是不完善的,这是因为仓库是重点场所,安全要求非常高,为了保证安全,应对环境状况、设备运行、文明生产等各类情况加以监视。特别是要防范火灾、爆炸、泄露、失窃以及恶意破坏等,对安全生产构成极大威胁的情况加以监视。只有这样,才能切实提高实行无人值班或职守之后的仓库的安全水平。

以视频监控为核心的环境监控系统,它可以包含各类报警信号(如红外、运动、门磁、声音、震动、微波、温度、湿度等),经中央单元的处理,进行视频录像,并联动各类行动输出(如警号、锁具、消防设备等),经过进一步开发,可以较好地应用于无人值班仓库。

二、系统概述:

    本套仓库远程视频监控系统是利用高科技手段,根据仓库行业安全生产的实际需求,将数字硬盘录像技术同网络传输技术等科技手段有机结合而成的一套远程视频图像监控系统。由于本系统中,监控点为远程仓库,求图像监控产品具有远程控制功能,DS-8000HC系列的嵌入式网络硬盘录像机,前端不依赖于PC或任何操作系统,视频监控设备简单,便于操作;嵌入式网络硬盘录像机在局域网上传输数字音、视频信号,使用户无论身处何地都能通过网络连线,实现对监控区域进行远程监控、录像。同时该系统还可以作为现场指挥系统使用,即上层主管部门,通过该网络系统将操作指令传达至各个监控站,达到远程亲临现场指挥的目的。

三、仓库远程监控系统的主要用途 :

前面谈到了仓库远程监控系统的主要用途,即用于安全防范、环境状况和对付自然灾害等。在调度或监控站即可实现对仓库现场进行直观监视。这些都有助于无人值班仓库的安全生产工作。

      另外,对于仓库的设备检修工作或事故处理过程,远程监控系统还可以提供录像记录手段,为事后分析事故原因和事故处理过程,提供可靠的依据。

四、仓库远程监控系统的主要功能

    仓库的远程监控系统,实际上是一个以多媒体技术为核心,涵盖了音视频压缩、通讯、计算机网络技术的较为复杂的综合系统。它主要完成对仓库环境空间的安全防范监控,可以对必要生产设备实现可视化管理甚至校验。同时具备集中性和远程性,仓库远程监控系统的主要功能分为以下几个部分:

1.实时视频监控:

在监控终端上,接收来自仓库的实时图像;选择不同的摄像机;遥控云台转动;遥控摄像机的镜头,如变焦、聚焦等;

2.集中远程监控:  

可通过网络对远程监控点进行实时的视频监控和音频监听。可通过远程客户端软件实现对现场云台、镜头的方向控制、变倍、变焦等操作。可接收远程报警点的报警信息,并可联动弹出图像。

3.报警联动:

事先设定报警联动关系,在发生报警时启动相应设备。如烟感报警时启动消防装置及录像装置。

4.可视校验: 

与常规四遥系统相配合,实现对某些必要的设备进行可视化校验,其图像还可方便地存入图像数据库中,作为历史资料保存。

本系统拟在无人职守情况下,实现如下功能:

l        他人非法闯入仓库,破坏设备等非法行为;

l        监控区域内视频信号丢失报警

l        本地硬盘所记录的数据已满,要求更换硬盘。

当上述事件发生时,本系统可向监控中心提供声光报警。

l        可将变电站内的数据仪表信息上传至监控中心;

l        根据用户的需求,监控区域的图像可以压缩后存入本地硬盘,并可以根据日期、时间、监控名称为条件,进行检索。

五、仓库远程监控系统的组成  

      仓库远程监控系统主要由三个互相衔接的部分组成:仓库现场、网络传输和远程监控中心。现分别加以介绍。

1.仓库现场部分:

1.1 概述

      主要由前端设备和视频服务器组成。前端设备,如监控摄像机(彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦)、各类报警输入/输出装置。因此分站仓库现场设备的核心是嵌入式网络硬盘录像机,它主要完成将仓库摄像机摄取的视频信号数字化并压缩,经通信通道传输到监控中心。同时它还完成对摄像机控制信号的输出、报警信号的采集、处理和对行动输出的控制。

     该部分主要作用是根据接收到的监控中心的操作指令对监控区域进行图像监控、报警设防/撤防、录像等动作,从而实现了对重点地区进行重点防范的目的。

HS-8000系列视频服务器构造上为嵌入式实时操作系统。由于专门为工业应用量身定做,因此系统的实时性、稳定性、可靠性较微机平台大为提高,并且日常维护工作量相当小,更为适合无人职守的环境。

现场部分设备拓扑图如下:

 

1.2 嵌入式网络硬盘录像机选型及技术参数

 

DS-8000HC

 

在此次方案中,根据仓库监控对于网络硬盘录像机的实际要求,我们选用了杭州海康威视的嵌入式网络硬盘录像机DS-8000HC系列产品。

海康威视公司最新推出的DS-8000HC系列嵌入式网络硬盘录像机产品是专门针对于无人值守或要求可靠性高的应用环境而开发的。采用嵌入式结构,同时具备嵌入式硬盘录像机和嵌入式视频服务器的功能(DVR+DVS),功能强大。具有良好的人机交互界面;压缩方式采用先进的H.264压缩方式,压缩效率比MPEG-4产品提高30%以上;本地硬盘容量最大可扩展为8×160GB,满足用户本地海量存储需求;具有强大的网络功能,采用变码流压缩方式,适合从电话线到广域网的各种网络介质上进行流畅的图像传送;内建WEB服务器,可通过IE直接浏览视频服务器图像;开发了独特的网络双向对讲功能,通话清晰,延时小,使得监控人员在监控中心即可实现对下属各个监控点的实时指挥控制。是一款功能齐全、性能稳定的纯硬件压缩的视频服务器产品。

物理接口:
多至十六路视频输入;
多至十六路音频输入;
一路视频输出;
一路音频输出;
一路线路音频输入(用于双向语音对讲);
一个10/100兆自适应以太网口;
九路或十七路报警信号输入;
四路联动报警信号输出;
一个RS485键盘接口;
一个设备级联口;
一个RS232口;
一个RS485PTZ控制口;
一个USB接口(支持U盘、USB硬盘、 USB CDRW);
一个VGA接口;
四个IDE控制器最多支持八个硬盘,单盘容量支持2000GB
采用19英寸标准机箱,安装方便,可以上机架。

软件功能:
HIKVISION DS-8000HC
系列网络硬盘录像机采用高性能嵌入式实时多任务操作系统(RTOS)和嵌入式处理器,完美实现构建监控系统所需要的各种功能。代码固化在FLASH中,系统更加稳定可靠。

压缩功能:
支持多达16PAL/NTSC制式视频信号,每路皆可实时每秒25CIF分辨率的独立硬件压缩,视频压缩采用H.264压缩技术,不仅支持变码率,而且支持变帧率。可设定视频图像质量,也可设定视频图像的压缩码流;
支持多达16路音频信号,每路音频信号独立实时压缩,音频压缩标准采用OggVorbis,压缩码率为16kbps
视频和音频信号压缩后生成复合的H.264码流,码流回放时视频和音频保持同步。也可设置不用音频;
支持双码流技术;
支持参数动态设置;
支持分辨率:
PAL: 4CIF (704*576), 2CIF(704*288),DCIF(528*384),CIF
352*288, QCIF176*144);
NTSC: 4CIF (704*480), 2CIF(704*240),DCIF(528*320),CIF
352*240, QCIF176*120);
支持多区域移动侦测;
支持OSD,日期和时间的位置、灰度可以设置,日期和时间自动增加;
支持透明LOGO或非透明LOGO,支持透明通道传输,特别适合于集中监控;
支持水印(WATERMARK)技术。

网络功能:
支持TCP/IP协议(支持ARPRARPIPTCPPPPPPPOEDHCPSNMP等等);
支持宽带拨号上网(PPPOE);
支持窄带传输:支持主动与被动模式,用于宽带备份。QCIF:每秒5-7帧、 CIF:每秒1帧;
网络实时预览:支持TCPUDPRTP、组播传输,局域网延时约为0.5秒;
完备的网络端控制命令(即通过网络控制NET DVR,可用于实现网络检索,监视器回放功能);
可以使用应用软件或浏览器通过网络设置参数、实时浏览任何一路或多达十六路的视频和音频信号、查看;

视频设备状态;
网络报经联动(报警信号上传)。
可以通过网络控制云台和镜头;
管理主机可通过网络实时纪录压缩码流;
管理主机可通过网络剪辑下载硬盘上的文件,也可通过网络远程回放网络硬盘录像机上记录的文件;
可通过网络远程升级,实现远程维护;
RS-232C
串口和RS-485接口皆支持网络透明通道连接,PC管理主机可通过网络硬盘录像机的透明通道控制串行设备;
支持管理主机(监控中心)和网络硬盘录像机(前端)的双向语音对讲(或单向语音广播);
具备WEB SERVER功能,可以通过浏览器访问和设置网络硬盘录像机;
日志(操作日志、报警日志、错误日志)查询;
用户名、口令及码流传输时用密码加密,防止泄露。

本地功能:
像:

文件记录有六种模式:定时录像、手动录像、移动检测录像、报警录像、移动侦测录像&报警录像、移动侦测录像|报警录像;
文件切换时不丢帧;
可以支持八个IDE硬盘,每个IDE硬盘的容量可达2000GB
同时工作硬盘个数最多不超过2个;
可通过NFS协议支持网络盘库;
硬盘文件系统为FAT32
本地硬盘SMART技术支持;
硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录;
本地码流剪辑,U盘、USB硬盘、USB CDRW备份;

预览及回放:
本地监视器支持;
本地VGA支持;
显示模式(1/4/9/16路)切换迅速;
支持图像局部遮挡;
本地监视器多路回放:支持快放、慢放、倒放、暂停、单帧等回放模式;按时间回放时定位准确;
支持回放、预览同时进行;
支持OSD叠加;年月日星期时分秒;
支持通道名叠加:长度16字节;
支持动态字符叠加;
亮度自动调节;
本地监视器录像状态显示;

云台控制: 支持变速、斜向运动;支持预置点;

:本地报警(包括异常、移动侦测)联动;报警时间表(布防、撤防)、报警联动类型、
报警时所要达到的预置点、报警声音提示)

:支持三级权限:管理员(1)、高级操作员(100)、操作员(100),用户名、密码可
设置。

开发支持:可提供对网络硬盘录像机操作的SDK开发包;
可提供演示应用软件原码,加快应用系统开发速度;
可协助开发应用系统。

:本地遥控支持;
本地RS-485接口键盘支持;
基于键盘的设备级联支持;

:支持本地监控面板按键操作,全菜单操作,使用方便;
可发起与中心与其它硬盘录像机之间的语音对讲;
完备的操作、报警等日志;
出现异常时系统可自恢复,系统具有高可用性,在多次恢复无效时可示警。

网络传输效果

传输介质

电话线

ISDN

E1信道

LAN/光纤

每秒传输帧数

5-10帧(QCIF

15-25帧(QCIF

25帧(最多4路)

25

1.3 报警探头设备的选择

仓库监控在安全防范方面主要是为了满足自身防范入侵、防火防盗等需要,因此可在仓库周界安装红外对射报警器来防范非法翻越,在重要地点安装红外双鉴探头防范非法闯入,在整个仓库分布烟感探测器防范火灾等。附加设备如温感、烟感、红外探头、灯光控制器等种类繁多,一般来说它们是配合摄像机一起工作的,具体可按照所需功能和安装地点来选择。

1.4  前端监控点达到的功能

按照以上产品配置建立的前端监控点部分,可以达到以下主要功能:

l        音视频采集:前端监控点系统通过摄像机、拾音器进行音视频信号的采集。选用不同的摄像机可以达到全方位实时监控、调用预置位、在指定的预置点之间进行巡航、控制辅助灯光设备等功能

l        音视频压缩:前端的模拟摄像机、拾音器采集的音视频信号经过嵌入式硬盘录像机转变为数字音视频信号存储在本地硬盘上,并通过网络接口传送到远程分控中心和总控中心

l        音视频本地录像:嵌入式硬盘录像机带本地硬盘,可以进行本地的音视频录像,文件记录有六种模式:定时录像、手动录像、移动检测录像、报警录像、移动侦测录像&报警录像、移动侦测录像|报警录像,其中报警录像可设置提前预录时间和报警停止

l        云镜控制:嵌入式硬盘录像机自带RS-485接口,内置云台、快球控制协议,可接多种型号的云台解码器和快球,可在本地和远程进行云镜控制、预置位的设置和调用、自动巡航等操作

l        网络传输:嵌入式硬盘录像机自带10M/100M自适应网络接口,支持TCP/IP协议(支持ARPRARPIPTCPPPPPPPOEDHCPSNMP等等);支持组播,支持宽带拨号上网(PPPOE);可以使用应用软件或浏览器通过网络设置参数、实时浏览任何一路或多达十六路的视频和音频信号、查看; 远程下载或实时查看录像文件等操作

l        报警联动:本地报警(包括硬盘满、硬盘异常、移动侦测、视频遮挡、视频丢失、报警输入触发等)均可联动报警输出、上传客户端管理主机、本地声音提示、本地联动视频弹出等;报警时间表(布防、撤防)

l        视频会议:对于分控中心监控点,可以利用硬盘录像机的双向对讲功能结合分控中心中心控制终端实现简单的视频会议功能

15 前端监控点系统特点

先进的数字编码方式

在本方案中前端数字编码产品选用了海康威视的嵌入式产品,海康威视先进的H.264编解码技术为本地高质量的视音频存储和网络上流畅的视频传输提供了保障。采用H.264压缩格式,在保证图像质量的前提下从源头上减少数据量,很好地解决了MPEG1/MPEG2标准传输码流大、存储量大、不适合于网络化的问题,特别适合于网络传输,从而使数据网络与视频网络的集成成为现实。H.264的主要优点如下:

1)        在相同的重建图像质量下,H.264H.263+MPEG-4(SP)减小50%码率。

2)        对信道时延的适应性较强,既可工作于低时延模式以满足实时业务,如会议电视等;又可工作于无时延限制的场合,如视频存储等。

3)        提高网络适应性,采用网络友好的结构和语法,加强对误码和丢包的处理,提高解码器的差错恢复能力。

4)        在编/解码器中采用复杂度可分级设计,在图像质量和编码处理之间可分级,以适应不同复杂度的应用。

5)        相对于先期的视频压缩标准,H.264引入了很多先进的技术,包括4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。

6)        可实现变码率和变帧率,当图像画面稳定(长时间没有变化或变化较少)时,压缩码流很小,而不会因此而牺牲清晰度。

完善的本地/远程存储机制

在本方案中,前端视频本地化存储是很重要的功能之一,海康嵌入式硬盘录像机产品本地支持8IDE硬盘,每块IDE硬盘容量最大可达2000GB,同时配合海康高性能的H.264编码技术,能够满足用户长时间存储的需求,同时,针对用户需求,海康嵌入式硬盘录像机有如下特点:

1)        多样化的录像方式:DS-8000HC系列产品支持手动录像、计划录像、移动侦测录像、报警录像、报警|移动侦测录像、报警&移动侦测。其中使用报警|移动侦测录像、报警&移动侦测两种录像方式是海康独有的技术,在报警触发录像方式下,使用这两种方式可以在很大程度上减少误报的情况。录像计划以周为单位,每天可设置4个录像时间段,可以满足用户每天多样化的录像计划。

2)        硬盘预分区技术:DS-8000HC嵌入式硬盘录像机采用独特的硬盘预分区技术,在硬盘格式化的时候对硬盘进行预分区,录像文件在硬盘上进行存储时按照预先分配的区块进行存储,在硬盘长时间使用后可以避免磁盘碎片的出现,提高硬盘使用率,同时可以提高录像文件的检索速度。

3)        硬盘S.M.A.R.T分析技术:英文全称:SelfMonitoring, Analysis and Reporting Technology,它的中文含义是自监测、分析和报告技术,该技术已经在ATA3标准中被正式确立,而所有硬盘厂商也都提供对它的支持。S.M.A.R.T.技术可以监测磁头、磁盘、马达、电路等,由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较,当出现安全值范围以外的情况时,能够自动向用户发出警告。通过S.M.A.R.T.技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测,提高数据的安全性。

4)        硬盘休眠技术:DS-8000HC产品在硬盘使用上使用了硬盘休眠技术,即在录像、回放等操作时,同时最多只有2块硬盘处于工作状态,其他硬盘处于休眠状态,这样可以减少机器使用功率,提高系统稳定性,延长硬盘使用寿命。

稳定的嵌入式结构

海康DS-8000HC/DS-6000HC采用嵌入式软/硬件平台,采用高速嵌入式微处理器,工业级RTOS全实时嵌入式操作系统,完全脱离PCwindows平台,系统更加稳定,完全避免病毒侵袭,人性化的操作界面,所有操作系统保存在EPROM中,掉电不丢失。主板采用ALL-In-One结构设计的单片集成系统,无须散热片,功耗低,主板内置Watch-Dog,系统更加稳定。

多种报警联动方式

海康DS-8000HC/DS-6000HC支持三类报警联动信息,可以触发多种报警提示。

1)        视频报警:视频移动侦测、视频遮挡、视频丢失均可触发报警,可以联动画面弹出、本地声音警告、联动报警输出开关量、将报警信息上传中心。

2)        开关量报警:DS-8000HC/DS-6000HC支持最多16路开关量报警输入,开关量常开/常闭可软件选择,支持报警手动/计划设防、撤防。任意一路报警输入可联动任意多路报警输出和视频通道,报警后支持联动画面弹出、联动报警输出、本地声音报警、报警信息上传中心、报警可联动快球预置位、快球巡航、快球轨迹扫描等。

3)        异常状态报警:系统的异常状态,如:硬盘满、硬盘异常、网络非法访问、IP地址冲突、网线断等均可联动本地画面警告、声音提示、联动报警输出、上传中心。

优秀的网络传输特性

1)        支持TCP/IP协议,支持组播协议

2)        可以通过网络设置参数,实时浏览视频和音频信号、查看视频服务器状态,网络报警联动,可以通过网络集中存储压缩码流

3)        支持动态宽带拨号接入互联网(PPPoE协议)

4)        支持动态域名解析

5)        通过网络控制云台和镜头,通过网络远程升级,实现远程维护

6)        RS-485RS-232接口支持网络透明通道连接,客户端可以通过视频服务器的透明通道控制串行设备  

2.网络传输部分:  

    这部分设备要根据用户想要达到的监控效果选取。目前,DS-8000视频服务器主要支持局域网(有线或无线)、ISDN、专线、光纤及电话线等几种传输方式。要取得比较满意的图像质量,建议选用100M以上的局域网络。网络拓扑图如下:

3.监控中心设备:

 

监控中心可设置一台或多台监控客户端PC,通过网络对前端视频服务器进行浏览、录像、远程回放、远程设置、双向语音对讲等操作,并可在客户端PC配置解码卡,将图像输出到电视墙上作集中监控。

由于客户端将远端传来的视频数据包通过软件解压,显示出来,因此对于客户端PC机器的配置较高,推荐配置如下:

同时浏览8路图像

品名

型号

备注

CPU

P4 2.0 G

 

主板

主流主板均可

必须选用INTEL芯片组主板

内存

128MB

 

显卡

64M以上独立显卡

 

硬盘

无要求

 

网卡

联想DFE530 10/100M自适应网卡

 

声卡

板载AC’97声卡

可选PCI声卡

同时浏览8路以上16路以下图像

品名

型号

备注

CPU

P4 2.8G

 

主板

主流主板均可

必须选用INTEL芯片组主板

内存

128MB

 

显卡

128M独立显卡

或其他显卡,显存在32M以上

硬盘

无要求

 

网卡

联想DFE530 10/100M自适应网卡

 

声卡

板载AC’97声卡

可选PCI声卡

客户端软件主要特点是:

1、支持一个摄像机的多人同时访问,提供远程控制云台、镜头功能;

2、可设置对视频服务器的访问、设置、云镜控制权限;

3、客户端录象、实时播放远程视频服务器图像,下载远程录像文件至本地硬盘作备份保存;

4、接收远端传来的报警信号(报警点报警、视频信号丢失报警、硬盘满报警等),并能根据预先录制的声音文件,通过客户端多媒体音箱输出特定的报警声音提示。

5、客户端电视墙监控,与解码卡配合使用,可将网络端传来的音视频信号输出至电视墙,做集中监控用。 

如监控中心与机关内部局域网相连,亦可实现局领导、总工和相关处室的二级分控功能。这些监控终端无须专门微机和铺设视频/控制电缆,只需在个人的计算机上运行服务器的上层监控软件,便可获得监控图像,符合行业信息系统未来的标准。

监控中心网络拓扑图如下:

    经过一年多来的运行,系统的整体功能达到了设计要求,运行稳定可靠。软件系统在图像质量、连接速度、视频广播和点播、易用性上较以前系统达到了更高的水平;仓库现场设备在稳定性方面和免维护方面更是给实际应用带来了较大的便利。

它的主要特点是:

 全数字化、全网络化,符合未来武警公安行业发展、信息网规划;

 高图像质量、高稳定可靠性、免维护,特别适合远距离图像监控场所;

 用户使用证明:系统抗干扰、抗户外恶劣环境能力强;

 强大的硬盘录像、报警联动功能;

 专门为行业用户开发,功能强大并可以定制用户;

 用户端无须安装任何硬件,完全符合互连网标准;

健全的安全、用户管理机制;

 

 

   
 

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