浅谈视频监控系统联网的发展

责任编辑:企业网

2010-08-06 17:17:30

来源:企业网D1Net

原创

根据用户实际业务的要求,对不同阶段的产品有不同的组网方式作简要介绍。

视频监控系统经过多年的发展,已从纯模拟、电缆传输的小型系统发展到现在光纤传输、模数结合乃至全数字的大型系统。由于社会治安形势的日益严峻,还将会有更大规模的组网系统出现。本文根据用户在实际业务上的要求以及当前技术可实现的手段,对不同阶段的产品有不同的组网方式,作简要介绍。

视频监控系统是安防系统一个非常重要的组成部分,在国内发展应用已有20多个年头,随着社会高速发展的脚步以及电子技术日新月异的变化,视频监控系统已从纯模拟、电缆传输的小型系统发展到现在光纤传输、模数结合乃至全数字的大型系统。由于社会治安形势的日益严峻,还将会有更大规模的组网系统出现。

笔者有幸从1996年开始进入这个行业,并在这个领域一直从业至今,对视频监控系统联网的发展有一些心得体会,在这里与大家分享。

用户的需求总是超前的,这也推动了技术上的发展,根据用户在实际业务上的要求以及当前技术可实现的手段,对不同阶段的产品有不同的组网方式,在这里作简要介绍。

 模拟视频监控系统间的控制互连

90年代初,模拟监控应用迅速发展,当时视频监控系统的设备价格较高,主要由政府部门投资,应于交通、治安、国家安全等方面,还没有普及到民用领域。这里所说的民用主要是指应用于小区、楼宇、厂矿等。

对于一个较大型的城市,其交通和治安监控只设一个视频监控交换中心不太现实,不管是从行政管理还是传输链路考虑都需要分级管理。

从行政管理来看,有市级总部,也有各区的分支机构,日常业务都需要以各区为主自行处置,总部要能了解各区的实时动态,在重大事件时总部给予统一指挥调度。

从传输链路来看,视频电缆的传输距离是有限的,距离越长,视频信号损耗就越大,为保证图像质量,传输距离要尽量地短。即使有了光纤传输技术,也需考虑光端机和光缆线路敷设的投资,不管是采用架空或者管道敷设,传输线路投入都是非常可观的,往往线路投入比设备投入要多得多。

所以综合上述两个因素,对于城市视频监控系统的建设需采用“分区建设、资源共享”的原则。要达到这个目的就需要对总部与分区视频监控系统间进行联网。

系统间的联网主要建立在两个方面的信号互连,一是视频信号,二是控制信号。在模拟方式距离较短的情况下,视频信号可以采用增加放大器、使用较粗的视频线缆来传输,控制信号使用采用RS485的方式应可满足800米左右线路距离的联网传输。如有以太网条件的情况下,也可使用网络编解码器作为视频和控制信号传输的手段,称之为“网络光端机”,但其传输质量有可能会受到网络状况的影响。当然最理想的方法是使用光端机经由专有的光纤路由来传输视频和控制信号,目前来讲视频和控制信号复用的光端机技术日趋成熟,国产化程度很高,基于一根光纤可以传输多路视频、数据和以太网络,而且造价越来越低。由此可见,信号传输的技术和方式很多,关键是看有什么样的线路资源。

本文主要讨论控制信号联网问题,下面介绍在不同时期基于模拟视频监控矩阵的几种控制联网解决方案。

  无控制联网功能视频矩阵主机间的单向联网

这种情形如只依靠原视频矩阵主机来进行联网是不可能的,只能在两矩阵之间增加转发设备如转发服务器,在转发服务器上运行定制的软件,用于转发控制指令,实现矩阵间的控制连接,转发服务器可放置于主控一起,可通过串口扩展的方式连接一台或多台受控矩阵,早期的矩阵上只有低速的RS232或RS485的受控端口,对于串口的远距离传输以及被控矩阵输出到主控矩阵的视频信号都可根据现有路由资源采用上面前面描述的任一链路传输方式。

为了实现控制联网,除转发服务器上要运行特制软件外,主控矩阵本身也要配合做些底层开发,需要有通信端口与转发服务器相连。[NextPage]

举例来说,一般主控矩阵本身接入的图像不会超过1000个,对被控矩阵图像的切换编号就从1001开始,有一个偏移量1000,对于第二个被控矩阵也可以根据矩阵输入量的大小加上不同的偏移量,对于主控矩阵来说,只要接受到键盘输入的超过编号1000的切换指令,会进行如下几个动作来完成整个切换过程:

主控矩阵从本机的特定接口向转发服务器发送切换指令;

1、转发服务器接收到指令后,会分析这个编号的范围属于哪个被控矩阵,然后经传输路由向被控矩阵发送切换指令;

2、转发服务器还会发出一条指令反控主控矩阵,将从被控矩阵传来的视频从主控矩阵的输入端切换到需要的输出端去,到此完成了整个切换的过程。

3、对已切换好的图像进行PTZ操作的指令流程比切换要简单些,只需执行前面两步就可以了。实现这个功能后,在主控端的键盘上操作主控和被控矩阵的所有图像就如同操作本地矩阵的图像一样,由此单方面(被控到主控)实现了图像共享。

 使用这种方法有几个关键难点:

1、一般的主控矩阵都没有这种特定接口,需要做底层的改进研发,因为要分析键盘上输入的编号是本地的还是被控矩阵的;

2、对于上传图像不止一路、被控矩阵数量不止一个的情形下,转发服务器的软件相对相应地要复杂一些,涉及到控制口管理、视频干线选择管理、路由对应等方面;

3、主控和被控矩阵厂家要开放其控制协议;

4、无法有效管理被控矩阵图像的使用权限和级别,多个主控操作员同时使用的情况下可能会出现抢干线、抢控制,甚至混乱的现象。

因此,这种方法只适用于小规模、简单的使用要求,最好主控操作就是一个,只能有一个人在操作。笔者在1999年参与过这样一个联网系统的建设,转发软件及主控矩阵的底层升级都是由主控矩阵厂家的研发人员来做,这对实施这样一个联网需求是有一定的优势,但由于这种可操作性的要求较高,不具备广泛的推广价值。

 有控制联网功能的视频矩阵主机间的互联

这种情形联网相对简单得多,但仅限于同一厂家联网矩阵间的互联,不同厂家的矩阵由于各自定义的联网协议不同,无法实现异种矩阵直接互联。

这种联网方式最成功的实例是1996年引入国内的原澳大利亚MAXPRO公司生产的MAX1000系列视频系统,该公司几年前已被Honeywell收归旗下作为其安防主打产品。

现以MAX1000视频系统的互联为例,其特点是简便、易用、稳定可靠。其基于以PC为基础的MX-AT200矩阵控制器,其主控程序加上配置文件(文件不超过1.2M,当时在一张1.44M的3.5英寸软盘就可以承载)以简洁的配置界面,可轻松实现矩阵间双向联网功能。网络中每个节点的操作员调用网上其它节点的图像就像操作本节点一样,即使作为一个单节点来使用,MAX1000视频主机的功能也非常强大,配备了专有丰富的宏语言,工程商可以为不同用户的复杂需求进行二次定制性开发。

笔者印象最深刻的是在2000年采用MAX1000矩阵的某高速路视频监控系统的联网,既利用了MAX1000系统本身构建的联网基础,又灵活地运用了该系统所配备的丰富的宏语言,实现了其特殊的“没有联网视频干线”的联网架构。

整个系统包含一个主控中心、四个分控中心。主控中心位于该高速公路的中心位置,工程具体实施时如果各分控中心所属区域的前端图像先传回分控中心,再由分控中心上传至总控中心,在光纤路由和光传输设备上都将增加不少成本,基于这个考虑,设计时在每个摄像机前端都加一个视频分配器,分配后的图像一路通过单路视频加反向数据光端机传到分控中心,同时另一路图像通过单路视频光端机直接传到主控中心。主控中心与各分控中心间没有传统意义上的系统间视频干线进行互连,仅是通过长距离的RS232数据光端机进行控制数据的互连。

该系统要求各分控中心可独立管理辖区内图像,不共享其它分控中心图像。主控中心要可切可控各分控中心的图像,并且对图像的控制优先级要比分控中心高。可以看出这是一个非常规的联网方式,主控与分控之间没有视频干线,只有RS232数据的联网通道,但主控汇集了所有分控的图像,所以没有图像切换问题,关键只是PTZ控制以及控制时的优先级管理。

当时的解决思路是“虚拟操作员、虚拟键盘”,因为主中心与各前端摄像机间没有直连的PTZ控制线,所以只能通过与分中心间的RS232通信中介来完成,即当主控的某个操作员在键盘上切换控制某个分中心的前端PTZ时,如同在相应的分中心也有个虚拟操作员在当地的虚拟键盘上登录并控制前端,当主

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