组建鞍钢新钢公司视频监控系统.pdf

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1、组建鞍钢新钢公司视频监控系统王洪强鞍钢电讯厂.口.曰暇翻 翔 拍辰鞍，钢 公 司 视。系 统 的 建 网 背 景、设 计 原 则、系 统 结 构 以 及 简 介 视 频 技 术 和，络 监 控 系 统 厂谕 料 监 控 视，服 务 器建 网背景 鞍钢公 司为了适应 当前生 产和管 理实现信息化的要求。于2 0 0 1 年建设 了覆盖 全公司的高速信息传输网络-A T M综合信息 网，为实现公 司以生 产、财会为起点 的计算机 管理和远程视频监控、电视会议等宽带信息传输与 应用提供 了必不可 少的条 件。公 司从8 0年代中期 开始建有 一套 有线 电视生产监控 系统(模拟 闭路 电视监 控系统

2、)，以公 司下属各钢铁 主体单位为基础，已稳定运行 多年。但 此 系统 有其局 限性:首先，有线模 拟视频 信号的传输对 距离 十分敏感，当传 输距 离 1 0 0 0 m时，信 号容 易产生 衰耗、畸变、群延 时和易 受干扰，使 图像质 量下降;其次，有线模拟 视频监控无法联 网，只能以点对点 的方式监 视现场，布线工程量极大，导致 各下属 单位 自成 体系，公 司机关只能 听汇 报，看 不到现 场实况，不能 实时掌 握一线的生产情况，实时调度;最 后，有线模 拟视频信号数据 的存储会 耗费大量 的存储介 质(如录像带)，查询取证时十分烦琐。而数字化 视频监 控的 优点正好 克服 了模拟峭少

3、，说少 吧 缪卜 招 少峨妾 争心卜 祖夕 喊护 喝乡气 功 护 州多%嗬 乡、嘴 多卜 嘴 梦、令，到中 国移动和预 留与 中国联 通的 中继线数各为3 0 路P C M，采用No.7 信令。各方 向的出 中继路 由选择可使我 们方便、灵活地选择 出 口局，有效地 降低 出局通话费用，在 日趋激烈 的通信市 场竞争 中占据有利地位。No.7 信令的采用，可 以大幅度地提高我 局的中继接通率，宜钢与外界 的信息沟通将有极 大改善，为宣钢 的生 产、经 营、电话用户 的工作 和生活带来各种方便，用户 上网难、易掉线 的问题也 将彻底 得到解决。(3)市话 局开通来 电显示 功能之后，我局用户(尤

4、其 是住宅用 户)也 在不断地 咨询是 否能够开通来 电显示功 能，但是 由于 目前 使用的交换设备不 具备此项 功能.无法满 足用户 的要求，随着设备 的更 新，我 们不仅可 以为用户 提供此 项功能，而且还增 加了非 话收入。(4)随着宜钢信 息化 管理 的不 断发展，无纸办公将逐 步成 为现实，到那 时，光 纤将分 布到 每个信息点集 中的办公楼，而宣钢有着 点多、线长、面广的特点，新的交换设备可将远程 点或分散点利用程控 电话 拨号或I S DN等先进 技术 方式接人计算机 网络，以弥补光纤+L A N的方式形成 的计算机网络覆盖不到 的区域。(5)会议电视 系统近几年发展很 快，新

5、型交换机所提供的图像传送业务，可支持 多种会 议电视系统的接 口，为宜钢 将来更新会议 电视系统打下基础。口闭路 电视 监控 的局限性:首先，数 字化视 频可 以在计算机 网络(局域 网或广域 网)上传输 图像数据，基本上 不受距 离限制，信 号不易受干扰，可大幅度提高 图像 品质和稳定 性;其次，数字视 频可利用计算机 网络联 网，网络带 宽可复用，无 须重复布线;另外，数字化存储成 为可能，经过压缩 的视频数据可存 储在磁盘阵列或保 存在光盘 中，查询十分 简便快捷。因此，公司急需建设 一个实时、高效、稳定的数字化视频监 控系统.满足当前生产 的需要，2设 计 思 想 鞍 钢新钢 视频监

6、控系 统基 于 目前 流行 的I F,计算机网络(I P 网络也是I n t-e t,E x t r a n e t 和I n t e r-n e t 的基础)，即公司的综合信息网。由于目前公司下 属各 主体 厂矿基 本都 已建成 了 自己的局域网，并通 过公司AT M骨 千网互连，网络协议 采用T C P/I P。加上 各 自原有的有线 电视 系统。因此，我们可以充分利用 现有的设施，只需投人少量 资金增加或更换一些必 须的设备，即可实现数 字化远程视频监控 的功 能。具体是前端采 用原来有线电视系统的摄像设备(新点增设新 摄相机)，将视 频信号(模拟 信号)经视频服务 器转换为I P 包(

7、数 字信号)，再 经各厂局域 网接 人大公司 的AT M骨 干网，以数字视 频信号的方式传输。用户端(后端)不需特设监视器，只要是接 入大公司A T M网的任一台普通P C 经授权后，通过I E 或N e t s e a p e 浏览器即 可 观 看 实 时 的 监 视 画 面。如 图 1 所 示。器技术的 日渐成熟，用 户可在 现有网络环境 中，通过视频 服务器把模 拟 图像 信号转 化为数字 图像 信号，实 现高性 能、配置简 洁的监控操作。鞍钢新钢公司 视频监控 系统就 是基于此 的一套解 决方 案。3.1 视频 监控系统 图像监控的方式，大致可分为以下 3类。(1)本地模 拟图像监视

8、从 摄像机、电视 机出现 的那天起，原 始的 图像监视 系统 就已诞生。它被广泛应用于保 安、生产 管 理 等 场 合本 地 图 像 监 控 系 统 主 要 由 摄 像机、视频矩 阵、监视器、录像 机等组成，由视 频线、控制 线缆等连接。本地图像监控 系统一般采 用模拟方式传输，采 用视频电缆(少 数采用光纤)，传输距 离不 能太远，主要应用 于小 范围内的监控。监控 图像一 般只能在控制中心查看。公 司下属各钢铁 主体单 位原有 的有线 电视生产监控系统就属于这一类。(2)基于 P I:的多媒体 监控 数 字视频压缩编码技术 的日益成熟，微机 的普 及 化，为 基 于 P C 的 多 媒 体

9、 监 控 创 造 了 条 件。多媒体监控系统一般采用下面的结构:在远端监控现场，有若干个摄像 机和各种检测、报 警探头与数据设 备，通过各 自的传输线路，汇接到多媒体监控终端上，多媒体监控 终端可 以是一 台 P C，也可以是专用的工业机箱组成多媒体监控终 端。除了处理各种信息 和完 成本地 所要求的各种功 能外，系统利用视频压缩卡和通信接 口卡，通过通信网络，将 这 些 信 息 传 到 一 个 或 多 个 监 控 中 心。微 机微 机微机图 1 设 备连接 示意 图 基 于 P C的多媒 体监控 系统 功能 较强，但稳 定性 不够好;功 耗高;需 要有 人值守;同时，软件 的开放性 不好。鞍

10、钢 公司门卫监控系统是此类方式。(3)基于 We b服务器的远程视频监控 目前.一般 的远 程图像监控 系统，其3 基于嵌入式We b 服务器的网络视频 监控系统 网络数字监 控正 为 日益广 阔的视 频监控领域 注 人 新 鲜 的 血 液。随 着 嵌 人 式 操 作W e b月 及 务图像压缩 与解压缩全部 采用基 于 P C的视频卡，使 得视 频前端(如 C C D等视 频信 号的采集、压缩、通信)较 复杂，稳 定性、可靠性 不 高，且价格高。而 P C也需专 人管理，操作较为烦琐。随着 技术 的 进 步，现 在 出 现 了 一 种 新 型 的 网 络 化 远 程 视频监控，即基于嵌 入式

11、 We b服务器技术 的远程网络视频监控。基于嵌人式 We b服务器技 术的远程 网络视频监控主要的原理是:视 频服务器 内置一个 嵌人式 We b服务器，采用嵌人式实时操作 系统。摄像机传送来 的视频 信号数字化 后 由高 效压缩 芯片压缩，通过 内部总线传送 到内置的 We b服务器。网 络 上 用 户 可 以 直 接 用 浏 览 器(如 I E 或N e t s c a p e N a v i g a to r 等)观看 We b服务器上的摄像机图像，授权 用户还可以控制摄像机 云台镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩 和 We b功 能集成到一个 体积很小 的设备 内，可 以

12、直接连入 以太 网，达 到即插即看，省掉 各种 复杂的电缆，安装 方便 仅需设置一个 I P地址)，用户也无需使用专 用软件，仅用浏览器即可观看。鞍钢新钢公 司视频监控 系统中采用 的 由瑞 典 AXI S公 司生产 的视频 服务 器AXI S 2 4 0 0系列就是此类设 备的典型代表，具 体介绍如下。3.2视频监 控主要 设备AXI S 2 4 0 0视频 服务 器3.2.1 AXI S 2 4 0 0视 频服务器简介 AXI S 2 4 0 0是瑞 典 AXI S公 司生产 的技术 领先、简单易 用、稳定可 靠、基于 We b服 务器 的网络视 频监 控 产 品，AXI S 2 4 0

13、0采用 了基 于 I n t e r-n e t/In t r a n e t 技术 的面 向多层 应用 的 Cl i e n t/S e r v-e r 体 系结构，每个 AXI S 2 4 0 0都是一个 高性能 的We b服务器。AXI S 2 4 0 0为在网络上远程控 制图像提供 了一 条简捷之 路，与传统 的视频控制 不同，这需要专用 的 监 视器 和 花 费 昂 贵 的 同 轴 电 缆;A X-I S 2 4 0 0可将摄像 机直接连人 以太 网，I n t r a n e t，甚至是 I n t e r n e t。那些被 授权 的用户通过 We b浏 览器就 可以在任何 地方

14、进 行现场监 控。AX I S 2 4 0 0容易安装 和使 用，相对低廉 的投资花费使得它 在加强监控 系统中成 为一个全能的角色。AX I S 2 4 0 0传送极 高质 量 的 M-J P EG图像，刷新频 率达 到 3 0帧每秒，可 以说 A XI S 2 4 0 0视频服 务器是 CC T V和视频监 控系 统的一项 革命性的技术突破它提供功 能上包罗广泛的一体化解决方 案，用 于数据 网络上 的视频 传输，直 接连接到 1 0/1 0 0 Mb i t l s的以太网络，一步 到位。使 网络 中的任 何计算机 能从众多视 频服 务器 中选择浏览生动 的视频图像。AX I S 2 4

15、 0 0配置有 4个 视 频输 人 端子;4个报警 输人(光 电隔离);1个继 电器输 出;支持远程云台、摄像机控制;1个 l O B a s e-T或 1 O O B a s e-T X 以太 网络接 口;2个 RS-2 3 2/4 8 5/4 2 2数据端口;支 持 TC P/I P,H TT P,B TP,S MT P,NT P,ARP,B OO T P,C HAP等 网 络协 议;图像 分 辨 率 可达7 0 4 x 5 7 6(P AL);具备 四画面 功 能;图像 格式 为M一P E G/J P E G;可进行 图像 字符及时 间叠加;支持 I E 4.0以上 或 Na v i g

16、 a t o r 4.0以上浏览器。3.2.2 AXI S 2 4 0 0视频服务 器系统的特点 (1)节省费用 到 目前 为止，普通网络 图像解决 方案通常都需要 复杂的 系统，涉及 到 P C、附加软 件和硬件、工作站，有时还需视频电缆系统。有了 AXI S 2 4 0 0及其系列产 品，使得网络立刻成 了图像的资源仓库，不 需要一 些不必要的设备和安 装的投 人。(2)即插 即看 A XI S 2 4 0 0具备所有需要用来 建立 远程监控系统 的构件，采用 标准 的内置软件 及所需 的平台，可以预先设 置对图像进行处 理的水平/垂 仰/变倍等功能。A XI S 2 4 0 0还可 以自

17、动发 送一个 由时间或事件触发的 电子 邮件。具体操作上只需将其接人 以太 网，分配一个 I P地址 后，就可以随 时用浏览器观察远程传输过来 的图像。浏 览器 软件是 可 免费 获得 的 Mi c r o s o f t I n-te r r rn e t E x p l o r e r或 Ne t s c a p e Na v i g a t o r。在 AX-I S 2 4 0 0基于 We b的管理工具 中包括一 些用户使用向导，可用来 快速按照需要进行 应用设 计。他们能够从几个应用的预设置 中选 择:监控 四画面模式，跟踪监 视，报警前/后的 图像 存储，镜 头水平/垂仰/变倍控制

18、。这些仅是 众多内置特性 的一部 分。(3)高性能 AXI S 2 4 0 0的视频监控 能力和其独特 的高性能 RI S C芯 片令 人称道，能够在 1 0/1 0 0 Mb i t 1，网络 上 以 3 0帧每 秒的 速率 传送 高质 量 的动态 图像，并支持多用户 同时访 问此视频服务器。当触发报警 时，它可 以自动存储 报警前后一定 时间段内的活动 图像并 可发出 电子邮件。(4)适用 于任何 网络 基 于全球 业界 标准，AX I S 2 4 0 0可 以与各种类型的 以太 网设 备无缝连接。由于 A XI S 2 4 0 0是作为一个 开放的 We b服 务器设计 的，所 以它 同

19、I n t e rne t 一样很容易 就可以被集成 到群组应用程序中。它可以在 混合 的网络环境 中使用，比如Wi n d o w s,Ma c,UNI X和 O S/2，只需在相 应 的客户机上 有一 个标 准的 We b浏 览器 和 T CP/I P软件 (5)其他设备 的灵 活接入 A XI S 2 4 0 0可 以方 便地 接人 其他 安 全防范设备，如温 度、湿度、烟感、人侵等报替 器;同时可以连动灯光、警号、锁 具等动作设备，这使得它可以很方便 地就组 成一套 功能强大 的安全 防范 系统。4系统 结构 鞍钢新 钢公 司视频监 控系统 是以鞍钢 大公司的 A T M 骨干网为依托

20、，充分 利用 了现有设备和设施 的基 础上组建起来 的，其系统结构如 图 2所示。共 设置 1 6台视 频服 务器选 用 的是A XI S 2 4 0 0视频服务 器，连 接 8个分厂的 4 7个视频信 号源(4 7个摄像监 视点)。其 中一炼 钢的切割车间、热轧一 1 7 8 0的初轧、热轧-1 7 0 0的精轧 3个是新装的，可 实现远程摄 像机、云台控制，镜头可 3 6 0 0 旋转，能全方位 监控厂房 内各生 产线、设备的实时生产情况。其余 点则是截取 原有线电视监控系统 的视频信 号给视 频服务器。各摄像点将 模拟视频信号传 送给 AXI S 2 4 0 0视频服务 器，由 AXI

21、S 2 4 0(视频 服务器将 原视频信号(模拟 信号)转换 为 I P包(数 字信号)，经各厂的二级 交换机(朗讯公 司的 Ca j u n P 3 3 3 T交换机)接 入大公司的 AT M骨 干网，以数 字视频信号的方式传输。用户端不需 特设 监视器，只要是接人公司 A T M 网的任一 台普通 P C，经授权后，通过I E或 N e t s c a p e 浏览器即可观看实时的监视画面摄像 机视频服 务器口一卜叫ca!1 9 2.1.4 7.2 4 0(1 个摄像 监控点)视 频服务 器I 四辊轧机I 1 9 2.1.50.2 叨(1 个 摄像监 控点)视频服 务器 a m I 1 9

22、 2.1.0.6 0(1 个摄像 监控 点)P 3 3 3 TTI、风 -书-一司 1 9 2.1.2 0.2 4 0(2 个摄 像监控 点)视频服 务器1 7#A m k3 3 3Tv一燎 钢精 轧卷 1 9 2.1.5 3.2 4 0(4 个摄 像监控点)1 9 2.1.2 0.2 41(3 个摄像 监控 点 1 0#高 妒 P 3 3 3 T-.口.闷勺闷炼 铁总 厂 P 3 3 3 T卜.目.目目.口口.目.口目热 轧 1 7 87 8 0 生产 f 1 9 2.1.0砧(4 个摄像 监控点)1 9 2.1.2 0.2 4 2(3 个摄像 监控 点)1 1#高 炉初轧 1 9 2.1.

23、0.6 2(2个摄像监控 点)1 9 2.1.2 0.2 4 3(4 个摄像 监控 点)烧 结P 3 3 3 T 二 炼 俐P 3 3 3 TP 3 3 3 T、大 连铸二炼钢 1 9 2.1.0.6 1(4 个摄 像监控点)热 轧 1 7P1 2 0H百 B141 1 B 切割!视 频服务器 1 9 2.1.0.6 3(4个摄像 监控 点)p i m fu k视 频 服 务 器 1 9 2.1 2 6.2 4 03个 摄像监 控点)炉前 1 9 2.1.2 9.2 4 0(3 个 捌 象 监 控点视 频 服 务 器)m竺视 颗 服 务 器 1 9 2.1 29 2 4 1(4 个1聂 像M 控点1 7 0 0 1 -M视 频 服 务 器 1 9 2.1.5 6.2 4 0(4个摄像 监控点)图 2 鞍钢 视频 系统结 构侧