一套完整的智慧農(nóng)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案
1.1 項目概述
本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/202204/433333.htm隨著國家對農(nóng)業(yè)發(fā)展的重視,以及人們對綠色飲食的關注,智慧農(nóng)業(yè)成為當前備受關注的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展手段。作為農(nóng)場園區(qū)的經(jīng)營者最頭疼的問題莫過于兩點:一是所經(jīng)營作物的銷售途徑問題;二是作物的生長狀況及生產(chǎn)過程把控。透過遠程實時監(jiān)控農(nóng)業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)過程、生態(tài)環(huán)境、作業(yè)監(jiān)督,更好地指導生產(chǎn)的同時,也打消了用戶對綠色產(chǎn)品的顧慮,為營銷問題大大的拓展了途徑。多數(shù)經(jīng)營者在園區(qū)安營扎寨日夜守護著,園區(qū)的規(guī)模越大,在看護上投入的費用和人力也就越多,這就嚴重制約了農(nóng)業(yè)園區(qū)的發(fā)展和擴大。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控技術的突破,利用軟件平臺和先進的硬件設備,建成支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)綜合管理服務體系。建設農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合平臺,覆蓋全農(nóng)場的決策指揮調(diào)度體系。在農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖和大田種植監(jiān)測上廣泛應用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)精確感知、精準操作、精準管理,促進農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加、投入品減少、勞動力消耗減少、成本降低、質(zhì)量提高、價格提升,以取得良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
本次方案設計建立數(shù)字化視頻監(jiān)控,最終實現(xiàn)所有農(nóng)場的平臺互聯(lián)互通,實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度,為智慧農(nóng)業(yè)的科學種植和安全生產(chǎn)、管理系統(tǒng)提高效率做出貢獻。
1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計
視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用純網(wǎng)絡模式,前端全部采用網(wǎng)絡攝像機,信號通過局域網(wǎng)傳輸,中心存儲則采用CVR網(wǎng)絡直存方式。中心機房設置在監(jiān)控中心旁,內(nèi)部包含了存儲子系統(tǒng)、管理控制子系統(tǒng)和集成聯(lián)動等部分,是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心,是軟件平臺的核心;在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:
系統(tǒng)拓撲示意圖
1.2.1 功能說明
全天候監(jiān)控功能:通過安裝的全天候監(jiān)控設備,全天候24小時成像,實時監(jiān)控辦公樓室內(nèi)外在農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖、菜蔬大棚、種植周邊等區(qū)域的安全狀況;
高清成像功能:農(nóng)業(yè)試驗田需要清晰的監(jiān)控田地農(nóng)苗的長勢、花期、病蟲害,同時具有試驗田整體情況把控和秧苗細節(jié)監(jiān)視的功能,建議使用大倍數(shù)高清低照球機。
自動跟蹤功能:辦公樓周界和主要路口、室外開闊區(qū)域采用高清智能快速球機,當發(fā)現(xiàn)運動物體后,系統(tǒng)會停止繼續(xù)執(zhí)行攝像機的巡邏程序,而對目標圖像變焦放大,并跟蹤目標,以便將運動錄像,并發(fā)出報警。這些動作都不需要操作人員的幫助,使操作人員能處理報警或采取其它行動。
前端設備控制功能:可手動控制鏡頭的變倍、聚焦等操作,實現(xiàn)對目標細致觀察和抓拍的需要;對于室外前端設備,還可遠程啟動雨刷、燈光等輔助功能。
分級管理功能:記錄配置客戶端、操作客戶端的信息,包括用戶名、密碼和用戶權(quán)限(系統(tǒng)資源),在客戶端訪問監(jiān)控系統(tǒng)前執(zhí)行登陸驗證功能。在辦公樓安防控制中心建設以C/S為架構(gòu)的管理平臺,對于遠程訪問和控制的人員,可以通過授權(quán)登錄WEB客戶端,實現(xiàn)對攝像機云臺、鏡頭的控制和預覽實時圖像、查看錄像資料等功能。
報警功能:系統(tǒng)對各監(jiān)控點進行有效布防,避免人為破壞;當發(fā)生斷電、視頻遮擋、視頻丟失等情況時,現(xiàn)場發(fā)出告警信號,同時將報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,使管理人員第一時間了解現(xiàn)場情況。
聯(lián)動功能:監(jiān)控區(qū)域出現(xiàn)任何警情(圖像丟失、遮擋、人員區(qū)域入侵等),都可以設置后端平臺聯(lián)動計劃,從而通過聲音、警燈、電視墻彈出圖像進行實時告警。做到第一時間了解現(xiàn)場情況。
集中管理指揮功能:在指揮中心采用綜合管理軟件,實現(xiàn)對各監(jiān)控點多畫面實時監(jiān)控、錄像、控制、報警處理和權(quán)限分配。
回放查詢功能:有突發(fā)事件可以及時調(diào)看現(xiàn)場畫面并進行實時錄像,記錄事件發(fā)生時間、地點、及時報警聯(lián)動相關部門和人員進行處理,事后可對事件發(fā)生視頻資料進行查詢分析。
電子地圖功能:系統(tǒng)軟件多級電子地圖,可以將區(qū)域的平面電子地圖以可視化方式呈現(xiàn)每一個監(jiān)控點的安裝位置、報警點位置、設備狀態(tài)等,利于操作員方便快捷地調(diào)用視頻圖像。
設備狀態(tài)監(jiān)測功能:對于系統(tǒng)前端節(jié)點為網(wǎng)絡攝像機,它們與軟件平臺之間保持IP通信和心跳?;?,軟件平臺能實時監(jiān)測它們的運行狀態(tài),對工作異常的設備可發(fā)出報警信號。
1.2.2 點位設計
前端設備技術要求
前端攝像機是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原始信號源,主要負責各個監(jiān)控點現(xiàn)場視頻信號的采集,并將其傳輸給視頻處理設備。監(jiān)控前端的設計將結(jié)合農(nóng)場實際監(jiān)控需要選擇合適的產(chǎn)品和技術方法,保障視頻監(jiān)控的效果。
作為監(jiān)控系統(tǒng)的視頻源頭,攝像機對整套監(jiān)控系統(tǒng)起著至關重要的作用。對攝像機的基本要求是:圖像清晰真實、適應復雜環(huán)境、安裝調(diào)試簡便、承受超低溫。
1、圖像真實清晰——攝像機種類很多,其本源是內(nèi)部核心部件“圖像傳感器+數(shù)字處理芯片”,針對不同的行業(yè)有完全不同的優(yōu)化方案。比如:廣播電視系統(tǒng)的圖像處理偏艷麗,這是符合觀眾的視覺需求。相對而言,視頻監(jiān)控系統(tǒng)對圖像的要求是真實還原,尤其是圖像的色彩應與現(xiàn)場一致,比如:植物綠葉的顏色、花的顏色、水質(zhì)的顏色及感觀等。此外鏡頭倍數(shù)也將影響用戶捕獲圖像的景深,廣角取景能獲取全景概況,長焦取景能獲取人臉面部特征,因此,用戶對圖像要求與使用場景密切相關。當然,在特殊場景下還需要特殊功能進行匹配,比如:超低照度、寬動態(tài)等等。
2、適應復雜環(huán)境——與硬盤錄像機、交換機所處環(huán)境不同,攝像機一般都置于風吹日曬的環(huán)境下,天氣變化都會影響攝像機的工作。耐高溫與低溫、抗雷擊、防水防塵等應達到相關指標,攝像機應該能在惡劣環(huán)境下正常工作。有些環(huán)境下室外攝像機護罩內(nèi)應該有加熱、除濕等裝置,防水防塵級別應該達到IP66,內(nèi)部電路應該具備防浪涌保護設計,抗6000V雷擊。
3、安裝調(diào)試簡便——攝像機多安裝于難以摘取的位置,因此使用過程中的再度調(diào)試是較麻煩的,增加維護成本。攝像機應該提供OSD操作菜單供用戶遠程調(diào)試及參數(shù)修改。此外,建議為攝像機由UPS集中供電以保證電源潔凈,防止串擾。
二、前端監(jiān)控點的選擇
根據(jù)監(jiān)控點的具體位置和現(xiàn)場環(huán)境情況,采用紅外槍機、寬動態(tài)攝像機、高清智能球型攝像機和一體化超遠距離網(wǎng)絡攝像機相結(jié)合的方式。
整個農(nóng)場視頻監(jiān)控系統(tǒng),根據(jù)監(jiān)視場景的不同,做如下設計:
1.2.3 室外大場景——催芽基地
大場景的應用,主要為具有開闊視野和需要大范圍呈現(xiàn)監(jiān)控畫面的場景。比如催芽大棚整體環(huán)境,育芽苗圃安全環(huán)境監(jiān)控。育芽期間需要把控整體育芽基地的安全,主要場景包括主要交通干道,大棚的周邊。育芽期間需要全天候監(jiān)控周邊環(huán)境。
配置原則如下:
1.2.4 室外重點監(jiān)控區(qū)域(槍球聯(lián)動)
無縫槍球聯(lián)動自動跟蹤監(jiān)控系統(tǒng),主要應用于防范等級較高的場所。正常狀態(tài)下的自動跟蹤系統(tǒng)只能兼顧一個場景,在跟蹤的同時會忽略整體場景,容易被”聲東擊西”。槍球聯(lián)動系統(tǒng)很好的解決了針對細節(jié)自動跟蹤放大的問題,槍機看全景,球機高速捕捉細節(jié)。早期的1槍1球聯(lián)動無法同時對多個運動目標進行同時跟蹤,為了改善這個問題,目前我們最多可以支持“1槍4球聯(lián)動”,不遺漏任何關鍵細節(jié)。
從應用的角度,這個系統(tǒng)不需要服務器的支撐,完全的智能前置,極大簡化系統(tǒng)配置和成本。
1.2.5 自動跟蹤球機
無縫自動跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)設置的跟蹤觸發(fā)規(guī)則如下圖所示:當有移動目標進入該區(qū)域時,球機開始對其進行跟蹤。
1.2.6 主要路面監(jiān)控
室外路面面固定點推薦采用200萬網(wǎng)絡高清球型攝像機,滿足在覆蓋范圍內(nèi)看清過往行人、車輛的行為特征和體貌特征,來對大范圍監(jiān)控區(qū)域進行監(jiān)控。在重要監(jiān)控區(qū)域推薦采用帶有自動跟蹤功能的網(wǎng)絡高清智能球機,對進出人員進行自動跟蹤。
攝像機要達到IP66的防護等級,避免在雨天等環(huán)境下因為雨水或灰塵的進入;在晚上光線不足的環(huán)境下推薦采用超低照度功能或紅外功能的網(wǎng)絡高清槍機,保障夜晚等光線不足環(huán)境下的監(jiān)控圖像質(zhì)量。
路面可控點監(jiān)控效果示例圖
1.2.7 周界監(jiān)控
? 主動紅外報警存在的問題
主動紅外報警系統(tǒng)主要是由主動紅外探測器和報警主機這兩個基本部分組成,根據(jù)需要還會配置計算機管理軟件、報警聯(lián)動板、聯(lián)動顯示板、報警打印機等等。主動紅外是指這種報警探測器本身發(fā)射紅外線束,由發(fā)射端和接收端兩部分組成。存在問題是:
1.當夜間100以上較長對射式紅外報警時,保安值班人員無法及時判斷準確的位置,如果使用攝像機聯(lián)動進行抓拍很難做到準確,往往出事之后靠錄像資料分析可疑人員。
2.如果采用近距離的紅外對射裝置(40米以內(nèi))同加攝像機聯(lián)動是可以的,但工程造價和線纜較多,施工難度較大。
3.樹葉遮擋光速時會頻繁造成誤報。誤報率比較高。
? 智能周界監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
智能視覺監(jiān)控系統(tǒng)是基于智能視覺分析技術的監(jiān)控跟蹤系統(tǒng),它具有穿越警戒面、入侵檢測等功能模塊,可以很好地解決各種環(huán)境下遇到的各種各樣的難題。
不需要一直緊盯屏幕,保安人員只需要在系統(tǒng)告警時進行確認即可。避免了保安人員因長時間觀看屏幕造成疲勞而降低注意力,提高了保安人員實際監(jiān)控的效果,真正做到7×24全天候監(jiān)控。
所有監(jiān)視屏幕均由攝像機自動進行智能監(jiān)控,保安人員只需要對產(chǎn)生告警的攝像機進行確認和處理即可。這樣,保安人員的實際有效監(jiān)控范圍可以提高數(shù)十倍,大大提高了監(jiān)控效率。
可以偵測并記錄出現(xiàn)在監(jiān)控屏幕內(nèi)的徘徊行為。在發(fā)現(xiàn)入侵者之后可以自動預警,這樣,保安人員就可以隨時掌握著入侵者的行蹤,并在事發(fā)之前進行預防和控制,把損失降到最低。
可設置“告警觸發(fā)式”傳輸模式——借助計算機或嵌入式設備的強大數(shù)據(jù)處理功能,對視頻圖像中海量的數(shù)據(jù)進行高速分析,過濾掉用戶不關心的信息,僅僅為監(jiān)控者提供有用的關鍵信息。只在監(jiān)控到威脅的時候才占用帶寬,在同等帶寬條件下可以容納更多路監(jiān)控
可設置“告警觸發(fā)式”錄像模式——只對用戶指定的入侵行為或威脅事件前后過程進行錄像,在同等條件下可以存儲更長時間的錄像,同時回放翻查錄像效率很高。
? 智能周界監(jiān)控系統(tǒng)特點
智能視頻監(jiān)控以普通的SMART網(wǎng)絡視頻監(jiān)控為基礎,除了具備廣為人知的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的優(yōu)勢外,智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能為用戶帶來更大收益:
?24x7全天候可靠監(jiān)控:徹底改變以往完全由安全工作人員對監(jiān)控畫面進行監(jiān)視和分析的模式,通過嵌入在前端處理設備中的智能視頻模塊對所監(jiān)控的畫面進行不間斷分析;
?大大提高報警精確度:前端處理設備集成強大的圖像處理能力,并運行高級智能算法,使用戶可以更加精確的定義安全威脅的特征,有效降低誤報和漏報現(xiàn)象,減少無用數(shù)據(jù)量;
?有效利用和擴展視頻資源的用途:對事件和畫面經(jīng)過了智能分析和過濾,僅保留和記錄了有用的信息,使得對事件的分析更為有效和直接。
? 系統(tǒng)功能
序號 | 功能名稱 | 規(guī)則詳細解析 | 規(guī)則圖片 |
1 | 穿越警戒面 | 當目標越過用戶設置的警戒面時,系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警。可區(qū)分穿越警戒面的方向,可區(qū)分單向報警(從左往右、從右往左)或雙向報警。 | |
2 | 區(qū)域入侵 | 當目標在用戶設置的檢測區(qū)域范圍內(nèi)停留(包括靜止和移動)超過設定時間時,系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警。 | |
3 | 進入?yún)^(qū)域 | 當目標從用戶設置的檢測區(qū)域外進入檢測區(qū)域內(nèi)時,系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警 | |
4 | 離開區(qū)域 | 當目標從用戶設置的檢測區(qū)域內(nèi)離開檢測區(qū)域時,系統(tǒng)自動產(chǎn)生報警。 |
1.2.8 室內(nèi)場景
? 室內(nèi)通道場景
樓梯、走廊、電梯、出入口等室內(nèi)固定點監(jiān)控場景,由于夜晚光線較弱,推薦采用200 萬網(wǎng)絡高清紅外半球或筒機;電梯內(nèi)空間狹小,推薦采用200 萬網(wǎng)絡高清迷你小半球;大廳等出入口外部夜晚光線較弱,推薦采用200 萬網(wǎng)絡高清紅外球機。
? 室內(nèi)大型場景
門廳、大型辦公區(qū)域、倉庫、一樓大堂等大型室內(nèi)場景,白天或夜晚光線都較弱,推薦采用200 萬網(wǎng)絡高清紅外球機,可上下左右旋轉(zhuǎn)并對遠處細節(jié)進行變倍放大,固定點監(jiān)控推薦使用200 萬網(wǎng)絡高清紅外筒機。
注意:如有逆光環(huán)境,如大堂內(nèi)部安裝的對準大門口或前臺等場景下,建議部署具備寬動態(tài)功能的攝像機。
? 室內(nèi)小型區(qū)域
會議室、獨立辦公室、資料室等小型室內(nèi)區(qū)域,分塊監(jiān)控推薦使用隱蔽美觀的200 萬網(wǎng)絡高清紅外半球產(chǎn)品,全景監(jiān)控推薦使用600 萬全景魚眼攝像機,可實現(xiàn)360 °(吸頂裝)或180 °(壁裝)的全方位監(jiān)控。
1.2.9 網(wǎng)絡設計
一、 傳輸方式的類型
視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,視頻信號的傳輸是整個系統(tǒng)非常重要的一環(huán),這部分的造價雖然所占比重不大,但關系到整個視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量和使用效果,因此要選擇合理的傳輸方式。目前,在高清監(jiān)控系統(tǒng)中最常用的傳輸介質(zhì)是雙絞線、光纖等方式。
1)視頻雙絞線傳輸
視頻雙絞線基帶傳輸是用5類以上的雙絞線,利用平衡傳輸和差分放大原理。這種傳輸方式的優(yōu)點是線纜和設備價格便宜,傳輸距離相對較遠。
2)光纜傳輸
光纜傳輸技術是遠距離傳輸最有效的方式,傳輸效果也都公認的好,適于幾公里到幾十公里以上的遠距離視頻傳輸。具體實施是通過光纜把視頻編碼信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的匯聚交換機上進行監(jiān)控和存儲;控制信號通過匯聚交換機傳輸?shù)角岸嗽O備,完成對前端高清攝像機的控制。
根據(jù)兩種傳輸方式的特性,在本案的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)當中,兩種傳輸方式比較如下:
1)圖像質(zhì)量:光纖>超五類非屏蔽雙絞線;
2)傳輸距離:光纖>超五類非屏蔽雙絞線;
3)布線成本:光纖>超五類非屏蔽雙絞線;
根據(jù)本次監(jiān)控系統(tǒng)的整體構(gòu)架及辦公樓實地情況,對于不同場合、不同的傳輸距離,選擇不同的傳輸方式。
1、室外場所一般距離監(jiān)控中心較遠,且因進監(jiān)控中心信號有防雷的要求,宜選用光纖傳輸方式傳輸信號,有效地避免了視頻信號受到雷擊和靜電干擾和破壞,確保視頻信號穩(wěn)定可靠的采集和傳輸;
2、由于本次視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用純網(wǎng)絡架構(gòu),因此室內(nèi)的監(jiān)控點只需通過網(wǎng)線接入到就近弱電室的接入交換機上,距離超出一百米的則可考慮采用光纖傳輸。
3、當必須穿越復雜電磁環(huán)境時(如附件有大功率電動機)時,建議采用光纖傳輸方式。
二.田間網(wǎng)絡傳輸設計WIFI
田間地形環(huán)境較為復雜且不穩(wěn)定,走有線傳輸施工成本特別大,并且野外的線路破壞可能性比較大。監(jiān)控布點較為分散,綜合以上考慮建議田間和龍蝦養(yǎng)殖區(qū)域采用WIFI覆蓋,電源供電考慮就近取電或者采用風光太陽能取電。三、電源及控制信號傳輸
前端攝像機建議采用UPS統(tǒng)一供電,UPS供電線路部署到每個樓棟或室外弱電箱,通過變壓后輸出給前端攝像機,直流供電線路采用RVV3*1.5。
1.3 監(jiān)控中心系統(tǒng)設計
1.3.1 概述
監(jiān)控中心建設內(nèi)容具體包括視頻存儲子系統(tǒng)、視頻解碼拼控子系統(tǒng)、大屏顯示子系統(tǒng)、平臺管理軟件等,本章主要介紹存儲子系統(tǒng)、解碼拼控子系統(tǒng)和大屏顯示子系統(tǒng)。
1.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計
監(jiān)控中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示:
圖1. 監(jiān)控中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
監(jiān)控中心是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心,實現(xiàn)視頻圖像資源的匯聚,并對視頻圖像資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度。其中,NVR實現(xiàn)視頻圖像資源的存儲及調(diào)用,并且通過N+1備份模式,確保錄像資源的可靠穩(wěn)定;視頻綜合平臺完成視頻解碼上墻和圖像的拼接控制,同時其在硬件層面支撐管理平臺,并通過網(wǎng)絡鍵盤進行視頻切換和控制,通過高清大屏對高清視頻進行精彩展現(xiàn)。
1.3.3 存儲子系統(tǒng)
存儲子系統(tǒng)采用NVR的存儲模式,通過N+1備份方式,實現(xiàn)對視頻的存儲,提高了系統(tǒng)的可靠性。其中NVR為??低曌灾餮邪l(fā),它融合了多項專利技術,采用了多項IT高新技術,如視音頻編解碼技術、嵌入式系統(tǒng)技術、存儲技術、網(wǎng)絡技術和智能技術等。
1.3.3.1 NVR存儲設計
1.3.3.1.1 存儲結(jié)構(gòu)設計
本方案存儲系統(tǒng)采用NVR模式,其中IPC不與平臺直接對接,而是先接入NVR,再通過NVR接入平臺。IPC與NVR之間實現(xiàn)了直接對接,而直接對接模式一般采用底層協(xié)議而非SDK方式,更有利于提高接入效率。NVR直接獲取IPC的音視頻直接存在本機上,實現(xiàn)視頻直存。
視頻存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及視頻流向如下圖所示:
圖2. 存儲子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1.3.3.1.2 存儲設計原則
對于NVR臺數(shù)和硬盤數(shù)量的設計,需要結(jié)合實際情況綜合考慮,其中主要可參考“短板優(yōu)先”的設計原則。
“短板優(yōu)先”是指在具體項目需求中,在部署NVR數(shù)量盡量少的前提下,首先分析接入路數(shù)(接入帶寬)和存儲容量哪個是主要限制項。
假設接入路數(shù)為“短板”,以接入路數(shù)來優(yōu)先計算,假設接入帶寬為短板,應以最大帶寬所能容納的最大接入路數(shù)來計算;對于存儲需求很大,接入路數(shù)要求不高的情況,可先計算總的存儲容量,再計算每臺NVR最大存儲容量,以此計算出需要的NVR臺數(shù)。
1.3.3.1.3 存儲熱備設計
“N+1”熱備功能是指系統(tǒng)中多臺NVR可組成工作集群,通過設置備份主機的方式,保證系統(tǒng)中任意一臺NVR網(wǎng)絡中斷、工作異常的時候,錄像數(shù)據(jù)可靠、完整。
設置一臺NVR為熱備主機,其他NVR為工作主機。當任意一臺工作主機網(wǎng)絡中斷或工作異常時,熱備主機自動接管工作主機的網(wǎng)絡視頻,開啟錄像任務;當工作主機恢復正常后,熱備主機放棄接管,并將異常期間的錄像數(shù)據(jù)自動回傳到工作主機中,保證錄像完整、可靠。目前在N+1的配置中,1臺備機支持32臺工作主機。
1.3.3.1.4 存儲空間計算
在計算存儲空間時需先計算出所有路數(shù)存儲一定的時間所需的存儲總空間,用總路數(shù)乘以每路碼流大小,再乘以總的存儲時間即可算出總的存儲空間,在計算過程中保持單位的一致性。下表為分別按照1路每天存儲24小時、攝像機按照D1、720P、1080P的分辨率存儲不同天數(shù)所需的存儲空間表,如下表:
序號 | 分辨率 | 碼流大小 | 1天存儲空間 (TB) | 7天存儲空間 (TB) | 15天存儲空間 (TB) | 30天存儲空間 (TB) |
1 | D1 | 1.5Mbps | 0.0154 | 0.1081 | 0.2317 | 0.4635 |
2 | 720P | 2Mbps | 0.0206 | 0.1442 | 0.3090 | 0.6180 |
3 | 1080P | 4Mbps | 0.0412 | 0.2884 | 0.6180 | 1.2360 |
1.3.3.2 NVR 存儲亮點
??低暿菄鴥?nèi)領先的嵌入式硬盤錄像機設備生產(chǎn)廠家,針對安防市場的沉淀和理解,推出了多項符合視頻流轉(zhuǎn)發(fā)和存儲的技術,利用專業(yè)性產(chǎn)品和配套系統(tǒng),提供了高穩(wěn)定性、高安全性、高可靠性的轉(zhuǎn)發(fā)存儲系統(tǒng),在系統(tǒng)靈活性、兼容性、安全性、穩(wěn)定性、可靠性、冗余性以及設備磁盤利用率、功耗、重量、體積和性價比上,都有非常大的優(yōu)勢。
1) 可靠性高
設備采用嵌入式操作系統(tǒng),不會因病毒等原因?qū)е聼o法使用或者異常關機重啟,確保系統(tǒng)高可靠性。
嵌入式NVR專用軟硬件的特性,決定了其針對應用環(huán)境的“量身打造”,環(huán)境適應能力更強,更切合于監(jiān)控行業(yè)當前的實際情況(介于民用與工業(yè)之間)。
嵌入式NVR采用分布式存儲方案,采用就近存儲、快速存儲、分散存儲的策略,保證數(shù)據(jù)盡可能早的存儲,有效規(guī)避網(wǎng)絡異常等問題,把單點故障的風險降到最低。
該設備支持主輔雙操作系統(tǒng),主系統(tǒng)異常后輔系統(tǒng)立即頂上,保證設備穩(wěn)定運行。同步降低功耗的同時,提高了運行壽命和穩(wěn)定性,也增加了環(huán)境的適應性。
具備N+1熱備功能,通過設置備份主機的方式,保證系統(tǒng)中任意一臺NVR網(wǎng)絡中斷、工作異常的時候,錄像數(shù)據(jù)可靠、完整。
具備ANR斷網(wǎng)補錄功能,ANR(Automatic Network Replenishment Technology)即自動網(wǎng)絡補償技術,在NVR與網(wǎng)絡攝像機之間的網(wǎng)絡出現(xiàn)異常的時候,自動啟用前端SD卡緩存,將錄像保存在網(wǎng)絡攝像機SD卡中,網(wǎng)絡恢復正常后自動將前端數(shù)據(jù)同步到NVR中。
2) 性價比高
嵌入式NVR采用分布式存儲的模式,圖像資源都分布存儲在前端,匯聚網(wǎng)絡投資成本低,同時數(shù)據(jù)可靠性得到有效保證。
嵌入式NVR多讀少些的特性,監(jiān)控級硬盤即可滿足存儲需求,同時其硬盤利用率上可以高達98%以上,大大降低存儲成本。
嵌入式NVR低功耗的特點,可大大節(jié)省UPS投資成本和運營維護成本。
3) 靈活性高
海康威視新一代NVR產(chǎn)品靈活性高,在智能搜索、濃縮播放等智能化功能的基礎上可根據(jù)不同情況進行靈活運用。
4) 兼容性高
作為專業(yè)視頻轉(zhuǎn)發(fā)存儲設備,嵌入式NVR能夠兼容大多數(shù)網(wǎng)絡高清攝像機的接入。
5) 利用率高
嵌入式NVR采用磁盤空間預分配技術、整個系統(tǒng)僅損耗格式化空間,硬盤空間利用率在98%以上。
6) 數(shù)據(jù)安全性高
通過磁盤預分配技術、文件保護技術、硬盤SMART預警技術和硬盤休眠技術等多種安全技術手段,確保存儲數(shù)據(jù)高安全性。
該設備還支持硬盤分組管理、通道配額設置、冗余錄像、重要錄像文件保護等機制,在提高數(shù)據(jù)安全性的同時,可針對實際應用提供更加靈活的配置和管理機制。
7) 適應性高
NVR存儲部署方式較為靈活,即可采用分布式存儲,又可進行集中存儲部署,可以適應不同場景的應用需求。
8) 能耗低
設備采用Ti嵌入式專用視頻處理芯片,打造專業(yè)的嵌入式NVR,設備運行功耗低;同時,配合硬盤休眠技術,有效降低設備整機功耗。
1.3.4 解碼拼控子系統(tǒng)
解碼拼控子系統(tǒng)主要是采用??低曄到y(tǒng)級的以解碼、控制、拼控等功能集于一體的視頻綜合平臺來進行設計,滿足解碼拼控等功能。
視頻綜合平臺集所有控制解碼設備于一體,參考ATCA ( Advanced TelecommunicationsComputing Architecture 高級電信計算架構(gòu)) 標準設計,支持模擬及數(shù)字視頻的矩陣切換、視頻圖像行為分析、視音頻編解碼、集中存儲管理、網(wǎng)絡實時預覽、視頻拼接上墻等功能,是一款集圖像處理、網(wǎng)絡功能、日志管理、用戶和權(quán)限管理、設備維護于一體的電信級視頻綜合處理交換平臺,解碼拼控子系統(tǒng)采用視頻綜合各平臺,性能強大,集成度高。
1.3.4.1 視頻綜合平臺設計
1.3.4.1.1 一體化設計
1) 可插入各類輸出接口類型的增強型解碼板,每個輸出接口能輸出多路高清視頻,進行上墻顯示;由于視頻綜合平臺本身集成大屏拼控功能,能進行拼接、開窗、漫游等各類功能。
2) 可插入各類信號輸入板,可將電腦信號輸入并切換上墻;除此之外,也可接入模擬、數(shù)字(HD-SDI)或光信號的信源接入。
3) 空余部分槽位,為后期系統(tǒng)擴展等提供方便接口。
4) 將平臺軟件模塊以X86板插入的形式全部部署在視頻綜合平臺內(nèi),無需購置各類服務器,平臺各模塊借助綜合平臺高性能的雙交換總線技術,高效平穩(wěn)的運行,無需考慮原先網(wǎng)絡壓力問題。
1.3.4.2 鏈路匯聚(LACP)設計
圖3. 鏈路匯聚說明圖
由于視頻綜合平臺是整個系統(tǒng)核心,包括流媒體服務器也部署在內(nèi),所以核心交換機到視頻綜合平臺之間的網(wǎng)絡承載的壓力很大。為了保證整體系統(tǒng)穩(wěn)定高效,設計采用鏈路匯聚(LACP)功能,在核心交換機和視頻綜合平臺間用兩條千兆網(wǎng)線連接,并進行設置。
鏈路匯聚設計實現(xiàn)兩大功能:
1) 在帶寬比較緊張的情況下,可以通過邏輯聚合可以擴展帶寬到原鏈路的2倍;
2) 在需要對鏈路進行動態(tài)備份的情況下,可以通過配置鏈路聚合實現(xiàn)同一聚合組各個成員端口之間彼此動態(tài)備份,當一條鏈路出現(xiàn)故障,另一條自動承擔故障鏈路工作,系統(tǒng)正常運行。
1.3.4.3 視頻綜合平臺主要功能
1.3.4.3.1 多種輸入/輸出
1)支持網(wǎng)絡編碼視頻輸入、VGA信號輸入,數(shù)字矩陣交換和網(wǎng)絡IP矩陣交換輸出。
2)支持DVI/HDMI/VGA接口輸出、整機最大支持256路D1/128路720P/64路1080P解碼輸出。
1.3.4.3.2 解碼上墻
1)支持實時視頻解碼上墻,用戶可以用鼠標直接拖拽樹形資源上的監(jiān)控點到解碼窗口中,立刻進行該監(jiān)控點實時視頻的解碼上墻處理;
2)支持歷史錄像回放視頻解碼上墻,用戶可查詢前端設備或中心存儲錄像,并將播放的錄像視頻直接拖拽到解碼窗口中,立刻進行該監(jiān)控點當前回放視頻的解碼上墻功能;
3)支持動態(tài)解碼上墻云臺控制功能,在監(jiān)控點實時視頻進行解碼上墻時,用戶對解碼窗口進行選中后,點擊云臺控制操作盤進行云臺控制操作;
4)支持多畫面分割,解碼窗口支持多畫面分割,能夠支持1、4、9、16等多種分割模式
1.3.4.3.3 拼控管理
1)支持大屏拼接功能,系統(tǒng)支持模數(shù)混合矩陣接入,能夠?qū)崿F(xiàn)模數(shù)混合矩陣解碼板大屏拼控功能,通過鼠標框選的方式,快速的將多個獨立的解碼窗口拼接成一個大屏,適用于高清畫面等需要重點監(jiān)控的視頻;
2)支持開窗漫游功能,大屏拼接后用戶可以選擇最多打開三個漫游窗體,漫游窗體圖像可以疊加和自由調(diào)節(jié)位置和大小,滿足更多用戶個性化圖像解碼上墻的需要。
1.3.4.3.4 報警上墻
1)支持單屏報警上墻,用戶可以在獨立的監(jiān)視屏或拼接大屏中進行報警上大屏配置,當計劃內(nèi)的報警產(chǎn)生時能夠在配置的大屏中進行報警上墻功能,整個配置可按監(jiān)視屏配置多個報警,各個監(jiān)視屏可獨立配置;
2)支持報警場景切換,用戶可以單獨配置一個報警場景,當該報警場景上配置的報警觸發(fā)時,電視墻自動切換到報警場景中,并進行相應的視頻解碼上墻顯示。
1.3.4.3.5 其他功能
視頻綜合平臺集成了視頻輸入、輸出,視頻編碼、解碼,大屏拼接控制、視頻開窗、漫游等功能,將原來需要多個設備才能實現(xiàn)的功能集中在一臺設備上,從而降低了設備之間連接線纜的成本,減少了故障點,減少了設備空間占用,為整個機房的美觀創(chuàng)造了良好條件。
1.3.4.3.6 主要功能效果展示
1.3.4.3.6.1 單屏顯示
組合大屏的每個單元單獨顯示一路視頻畫面,每個單元的視頻信號可以任意切換
1.3.4.3.6.2 整屏顯示
整個大屏顯示一路完整的視頻圖像,顯示的圖像可以是復合視頻(PAL或NTSC)、VGA、S-Video、Ypbpr/YCbCr、DVI。
1.3.4.3.6.3 任意分割組合顯示
以一個屏為單元可任意1、4、9、16路畫面分割顯示;可以任意幾個大屏組合顯示一路畫面。
1.3.4.3.6.4 圖像疊加漫游
可以將任意一個或者多個信號疊加到其他信號之上顯示,并且可以隨意移動,進行漫游。
1.3.4.3.6.5 圖像半透明混合處理
可將任意一個信號疊加到其他信號(地圖)之上,圖像透明度可調(diào),即可以看到實圖像又不覆蓋其他信號。
1.3.4.3.6.6 圖像拉伸
可將一個信號在整個屏幕墻上隨意縮放
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