凌華視頻與環(huán)境綜合監(jiān)控產(chǎn)品和系統(tǒng)應(yīng)用

1．公司與監(jiān)控產(chǎn)品概述
北京凌華興業(yè)科技有限公司是一家多年專營工業(yè)控制計算機等設(shè)備、工業(yè)控制軟件及提供工控解決方案的企業(yè)，具有工業(yè)控制領(lǐng)域軟硬件產(chǎn)品生產(chǎn)組裝、監(jiān)控產(chǎn)品研發(fā)與監(jiān)控系統(tǒng)項目集成的能力。公司在多年的工業(yè)控制領(lǐng)域硬件生產(chǎn)、軟件研發(fā)與銷售過程中，擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)的“威控®Ⅱ工業(yè)組態(tài)軟件”，開拓了各種監(jiān)控技術(shù)的項目；并隨著數(shù)字監(jiān)控技術(shù)與市場的發(fā)展，開始進軍數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)，形成了符合當前主流數(shù)字視頻編解碼壓縮技術(shù)MPEG－4的硬盤錄像監(jiān)控產(chǎn)品，實現(xiàn)了相對較低帶寬網(wǎng)絡(luò)資源下的多媒體音視頻碼流的網(wǎng)絡(luò)傳輸。公司監(jiān)控產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖所示：

公司采用已經(jīng)產(chǎn)品化的“數(shù)字視頻監(jiān)控設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控組態(tài)平臺、綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器”等設(shè)備形成了“集中式網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)充分考慮了軍隊、智能交通、電力等行業(yè)獨立性和專業(yè)化管理非常強的大型領(lǐng)域監(jiān)控管理應(yīng)用特點，可實現(xiàn)基于視頻圖像和各種環(huán)境要素傳感器的監(jiān)視與控制功能，并達到網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)控效果，適用不同用戶、不同功能、不同環(huán)境的系統(tǒng)需求。同時公司具備了面向多行業(yè)監(jiān)控項目系統(tǒng)集成的技術(shù)設(shè)計與工程實施能力。
2． 監(jiān)控產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)根據(jù)分散式采集與集中監(jiān)控管理的設(shè)計思路，采用網(wǎng)絡(luò)化WEB瀏覽式終端監(jiān)控管理的B/S模式的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：以DVR（硬盤錄像機，Linux系統(tǒng)）和通用環(huán)境監(jiān)控平臺（Windows系統(tǒng)）構(gòu)成第一層下位機；以NetS（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，Linux系統(tǒng)）構(gòu)成中間層；以本地和遠端控制中心（Windows系統(tǒng)）的WEB瀏覽器構(gòu)成第三層遠程監(jiān)控終端。系統(tǒng)充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的視頻圖像與環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)范性和網(wǎng)絡(luò)上多媒體數(shù)據(jù)流均勻分發(fā)的合理性，保障網(wǎng)絡(luò)上底層下位機設(shè)備（DVR硬盤錄象機、環(huán)境監(jiān)控主機）→ 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 → WEB監(jiān)控終端之間數(shù)據(jù)處理流量負載均衡，使系統(tǒng)組網(wǎng)靈活并達到運行穩(wěn)定，是當前基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種性能優(yōu)越的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)分級控制與管理。

3．監(jiān)控產(chǎn)品功能與特性
3.1 視頻監(jiān)控設(shè)備（數(shù)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(shù)：保障圖象質(zhì)量，適于硬盤錄像，節(jié)省傳輸帶寬，更注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。
 功能集成度高：單臺設(shè)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(wǎng)絡(luò)傳輸。
 系統(tǒng)設(shè)計靈活：B/S三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和C/S二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式可選，系統(tǒng)自動識別。推薦B/S三層網(wǎng)絡(luò)模式更適合多媒體數(shù)據(jù)流的均勻分發(fā)，保障DVR→DVS→WEB監(jiān)控終端之間視頻數(shù)據(jù)流量負載均衡，達到系統(tǒng)運行穩(wěn)定，方便系統(tǒng)分級控制與管理；
 網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強：視頻碼流為128Kbps-1.5Mbps動態(tài)調(diào)整或設(shè)置定值，標準TCP/IP協(xié)議適用于各種有線/無線局域網(wǎng)、專網(wǎng)以至Internet公用數(shù)據(jù)網(wǎng)等不同傳輸通道。
 簡單實用的WEB監(jiān)控/管理模式：整個系統(tǒng)本地/遠端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控效果一致，WEB頁面的系統(tǒng)配置與權(quán)限管理簡單方便。
 系統(tǒng)安全與穩(wěn)定性：性能優(yōu)良的工控機平臺，運行穩(wěn)定與良好散熱；Linux操作系統(tǒng)，防病毒攻擊和安全認證機制；完善的圖像文件管理系統(tǒng)，杜絕磁盤碎片，提高磁盤利用率和使用壽命。
 維護方便性：內(nèi)置watchdog，死機和斷電自動恢復(fù)；遠程維護與軟件升級；適合連續(xù)工作和無人值守環(huán)境。
 系統(tǒng)擴展性：系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)，易于擴充DVR設(shè)備數(shù)量，易于建立網(wǎng)上不同級別和數(shù)量的監(jiān)控中心，有嚴格的系統(tǒng)配置與使用權(quán)限的管理。
 三級數(shù)據(jù)存儲與備份：DVR/服務(wù)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(shù)據(jù)。
 多種錄像/設(shè)防/報警：定時/連續(xù)/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(tǒng)聯(lián)動報警。
3.2 環(huán)境監(jiān)控平臺主要功能與特點
通過“計算機+環(huán)境監(jiān)控組態(tài)軟件+RS485總線“實現(xiàn)在本地或網(wǎng)絡(luò)遠端對被監(jiān)視現(xiàn)場的室內(nèi)生態(tài)環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、供電、照明、門禁等系統(tǒng)的監(jiān)測、控制與報警，讓不同級別的維護管理人員及時掌握現(xiàn)場情況，達到實時報警、調(diào)度與處理的效果。是集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用計算機監(jiān)測系統(tǒng)。
 系統(tǒng)構(gòu)建
 采用“威控®Ⅱ組態(tài)軟件”環(huán)境監(jiān)控平臺，在工業(yè)計算機及 Windows 98 / 2000操作系統(tǒng)下運行，實現(xiàn)對不同類別的傳感器進行實時數(shù)據(jù)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(yè)/環(huán)境現(xiàn)場的圖庫）操作界面，讓用戶或開發(fā)人員能在很短的時間內(nèi)創(chuàng)建出逼真的監(jiān)控現(xiàn)場的虛擬場景和逼真的動畫效果；
 內(nèi)嵌腳本語言，方便的實現(xiàn)數(shù)學運算和系統(tǒng)操作功能的定義；
 最終構(gòu)建一個客戶化定制效果很好的現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與控制的系統(tǒng)與顯示平臺，真實再現(xiàn)現(xiàn)場的實時狀況。
 數(shù)據(jù)采集：通過先進的485工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)和數(shù)字/模擬量采集模塊，完成對現(xiàn)場溫度、濕度、各種氣體濃度、壓力、液位、水質(zhì)、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(shù)據(jù)的實時采集與分析處理。
 對現(xiàn)場各種傳感器的采集參數(shù)等信息進行綜合分析、實時處理；
 方便靈活地實現(xiàn)對參數(shù)的控制規(guī)律和算法；
 實時的、歷史的數(shù)據(jù)存儲與趨勢圖的顯示；
 多種級別控制的數(shù)據(jù)越限報警：低低報警、低報警、高報警、高高報警；
 方便的歷史數(shù)據(jù)與報警數(shù)據(jù)記錄查詢與打印。
 網(wǎng)絡(luò)化功能
 與硬盤錄像機共用服務(wù)器，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享，適用多種網(wǎng)絡(luò)訪問方式（專線、公用數(shù)據(jù)/電話網(wǎng)，GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，微波、衛(wèi)星等），易于構(gòu)建高速、高性能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案。
 以Web方式遠程實時瀏覽檢測數(shù)據(jù)、曲線、動畫等現(xiàn)場情況；
 采用多級密碼保護機制，實現(xiàn)不同級別用戶操作權(quán)限；
 報警信息通過多種方式發(fā)送到監(jiān)控終端；
3.3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能與特性
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是本系統(tǒng)的核心部分，按照功能可劃分為通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB IIS服務(wù)器。它主要實現(xiàn)以下功能：
 為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)通訊鏈路，連接所有的被監(jiān)控點，所有數(shù)據(jù)交互傳輸是通過TCP/IP協(xié)議完成；
 為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)實時存儲與備份環(huán)境，可以獲取各個站點的環(huán)境和視頻部分的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，對實時數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，對歷史數(shù)據(jù)進行存儲；
 為客戶端用戶提供WEB服務(wù)，對各個站點的環(huán)境和視頻數(shù)據(jù)進行實時瀏覽和控制；
 現(xiàn)有為Linux系統(tǒng)平臺，設(shè)計為基于Web Server 、B/S結(jié)構(gòu)的三級控制模式，網(wǎng)絡(luò)安全性非常好，可以有效防止病毒感染，可防止未經(jīng)授權(quán)的人訪問系統(tǒng)資源；
 數(shù)據(jù)庫技術(shù)：采用MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它在Linux系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，服務(wù)器端軟件為用戶存儲數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)請求、維護數(shù)據(jù)完整性；客戶端軟件用于處理用戶界面、生成數(shù)據(jù)請求、將處理結(jié)果顯示給用戶。這種結(jié)構(gòu)使得該系統(tǒng)能夠在服務(wù)器端和客戶端之間平衡負載，在整體性能上與傳統(tǒng)的基于文件共享方式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)相比有大幅度的提高；
4. 大型通信工程、機房、倉庫等綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)案例
采用凌華公司監(jiān)控產(chǎn)品構(gòu)造一個適用于各種通信工程、基站、機房、倉庫等環(huán)境內(nèi)的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋的范圍內(nèi)可以實現(xiàn)1～N級的監(jiān)控效果，使各級監(jiān)控管理中心都能通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和傳輸通道在本地WEB終端實現(xiàn)對遠端現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控。
4.1 多級監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

一臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可具備掛接一至幾十臺下位視頻或環(huán)境監(jiān)控設(shè)備的能力，其安裝點的選擇非常靈活，每級監(jiān)控中心的遠程監(jiān)控范圍是通過配置服務(wù)器所帶下位監(jiān)控設(shè)備的數(shù)量和管理權(quán)限實現(xiàn)的，而不必要各級監(jiān)控中心都安裝服務(wù)器。
4.2 系統(tǒng)設(shè)備組成與原理圖

本監(jiān)控系統(tǒng)針對各種通信工程、基站、機房、倉庫等環(huán)境，可以通過DVR硬盤錄像機實現(xiàn)基于視頻圖像的監(jiān)控；通過環(huán)境監(jiān)控主機實現(xiàn)各種生態(tài)環(huán)境傳感器的監(jiān)測（反映空氣質(zhì)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(nèi)部供電情況、內(nèi)部水庫水位等）、環(huán)境內(nèi)相關(guān)設(shè)備（室內(nèi)空調(diào)、燈光、水位、排風等）的控制、門禁控制與管理。并且根據(jù)行業(yè)內(nèi)多級管理組織結(jié)構(gòu)的需要，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸通道和服務(wù)器與WEB終端組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的系統(tǒng)方案，形成從下級現(xiàn)場監(jiān)控━━上級區(qū)域遠程監(jiān)控━━一級總部遠程監(jiān)控的多級監(jiān)控效果。
4.3 視頻信號監(jiān)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(jiān)控環(huán)境（機房、倉庫、大型通信工程站點等）內(nèi)的重點監(jiān)視部位，各監(jiān)視點同時也可安裝音頻監(jiān)聽頭。環(huán)境內(nèi)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(jiān)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(qū)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(xiàn)上下左右旋轉(zhuǎn)及鏡頭伸縮的控制，使監(jiān)控區(qū)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(wǎng)絡(luò)上傳至上級區(qū)