[科普中国]-远程视频监控系统

定义

远程视频监控系统，就是通过标准电话线、网络、移动宽带及ISDN 数据线或直接连接，可达到的世界任何角落，并能够控制云台/镜头、存储视频监控图像。

远程视频监控的目的就是通过本地计算机利用网络系统、遥感摄像机及其他辅助设备（云台、镜头等）来监控远端情况，并把受监控场内的全部或部分图像和声音记录下来，为日后处理事件提供方便条件和重要的依据。通常把能够实现远程监控的通信媒体、计算机软件、硬件系统称为远程监控系统。1

组成部分监控前端子系统1.主要功能

监控前端子系统的主要功能是：

（1）视频信号、音频信号和报警信号的采集，并对其进行压缩；

（2）把采集到的信号通过视频传输子系统传输到监控中心和远程客户端

（3）同时可以接收监控中心和客户端发送的各种指令；

（4）根据需要决定是否在本地存储音频数据。

2.音视频压缩

音视频压缩是监控前端子系统的重要组成成分，目前压缩方法通常是采用H.264或MPEG-4标准（包括音频）。压缩功能的实现可以通过专有的数字信号处理器（DSP）来实现，也可以通过软件编程来实现，二者主要的区别在于编码速度不同。目前监控前端子系统通常采用硬编码，选用专有的视频压缩卡或编码器来实现，这样既能减少监控前端子系统的开发时间，又能提高编码效率。

3.设备组成

监控前端包括数字或模拟摄像机、云台、编解码器、防护罩、支架、报警探测器、拾音器等。其中编码器是一个嵌入式专用监控设备，其主要功能是：把模拟音频信号数字化后，压缩数据形成编码文件；编码器负责运动控制。编解码器也可以是一台计算机，在计算机上需要一个客户端软件系统、音视频采集和压缩卡、RS232/485接口以及上网接口等。客户端软件负责将音视频采集卡采集到的数字信息通过压缩卡进行压缩形成编码文件后，再通过网络接口传输出去；并通过网络接口接收指令作相应的动作，如接收云台控制指令后，通过RS232或RS485接口控制云台转动等。

音视频传输子系统网络传输是远程视频监控系统的重要载体。数据的传输可以通过局域网或广域网进行。传输子系统涉及带三个关键技术：

**1.接入方式。**接入方式是指用户如何与互联网连接。前端子系统和远程监控终端以及监控中心可以通无线或有线的方式接入到Internet上实现视频监控。网络的接入方式有：电话线拨号接入、ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、有线接入、无线接入、光纤接入、电力接入等。监控中心子系统通常采用有线接入，由于其数据量大，通常采用DDN专线接入方式。无线接入方式适合于移动终端。远程客户端可以通过GPRS、CDMA以及3G制式的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA接入进行远程控制。前端监控子系统一般通过有线或无线接入连上局域网或Internet。

**2.传输协议。**在数据传输中，网络传输协议的选择也很重要，它直接影响到数字视频的实时性和客户端接收到的音视频质量。网络传输协议主要有TCP/IP协议。

**3.各终端之间的握手问题。**在前端子系统与监控中心以及远程监控之间建立握手问题的常用解决方案如下：

（1）监控中心主机IP是固定的：远程监控终端和前端监控子系统主动与监控中心连接，由监控中心为它们之间建立联系。

（2）监控中心、远程监控终端及前端均为动态IP接入方式：采用动态域名绑定的方式，即把一个固定的Internet域名和监控中心动态IP地址实时对应起来。

远程监控终端子系统远程终端用户可以用普通计算机、笔记本电脑和手机访问或对各监控子系统采集到的音视频进行浏览、回访，并发送控制指令。它不受地理位置的限制，只要能连接Internet，就能访问各子系统。远程用户登录远程监控中心子系统，进行服务认证，根据监控中心的授权，系统自动分配视频资源以及操作权限。

远程监控中心子系统本系统是整个远程视频监控系统的核心，具有如下功能：

**（1）监控功能。**负责对网络中所有设备进行统一的配置管理、监控管理、告警管理、日志管理。该功能是整个系统的控制管理中心。它负责所有系统设备前端视频服务器、录像服务器、中心控制台、显示终端的注册、逻辑连接、工作状态监事管理并负责响应相关设备的命令请求，发出控制命令到指定设备等。1

**（2）认证服务。**负责对用户统一进行账号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。不同权限的用户，在登录视频监控平台后，认证服务器将对提交的用户名进行校验，如果是合法用户，根据其享有的权限不同，分配不同的资源和权限。1

**（3）中心控制台。**中心控制台由监控主机和键盘构成，用户可以通过监控主机的软件界面实现对图像的监控、调度和云台动作的控制，也可以通过键盘实现图像在监视器或电视墙上的轮询显示。1

**（4）流媒体服务器。**主要负责视频转发功能以及视频点播功能。当多个用户对某一个网络视频服务器的视频源发起访问时，流媒体服务器负责到该网络视频服务器上获取视频数据，然后转发给所有的访问用户，这样大大降低了从网络视频服务器到流媒体网关之间的数据流量。流媒体服务器还负责将网络视频服务器的私网IP地址与用户访问的公网地址进行映射，使得分配私网地址的网络视频服务器也能被公网用户访问。对于存储服务器所保存的视频信息，当用户发起查询和访问时，流媒体服务器负责寻找该用户查询的视频信息的存储位置，并将查询的录像资料转发给用户。1

**（5）存储服务器。**存储服务器是整个系统的存储管理中心。存储服务器功能包括：数据存储、回放点播、录像文件索引、采用磁盘阵列进行数据存储、可扩展成双机备份等。存储方式有两种：中心平台集中存储，将所有数据由监控中心存储，集中存储方式便于管理，但对存储容量要求大，且由于所有数据都要传到监控中心，目前网络带宽下，容易造成网络堵塞；分布式存储将视频数据分在各地不同的服务器上存储，前端子系统也可以存储数据。1

实现方式远程视频监控系统是基于数字视频监控系统的远程应用系统，通常有基于PC技术、基于网络摄像机和基于嵌入式Web服务器等几种远程监控系统的实现方式。

基于PC技术的远程监控系统

基于PC的多媒体远程监控系统一般由图像信号采集、输出控制、视频图像处理、信号传输、视频图像远程接收及远程控制等几部分组成。PC式硬盘录像系统产品性能参差不齐，各种视频采集压缩卡设计性能不一，直接导致系统出现运行不良等问题。

基于网络摄像机的监控系统

“网络摄像机”是一种可以用IP地址识别的、集摄像和图像压缩并按网络协议传输图像数据的智能摄像机，它可以完成系统功能，而不会带来额外的维护需求。在对视频实时性要求不高的条件下，网络摄像机可以满足监控要求。监控中心服务器、监视终端和网络摄像机构成一个Internet网，利用网络协议提供的各种管理工具可以有效地管理各个监控点的图像信息。

基于嵌入式Web服务器的远程监控系统

远程视频监控系统是以计算机为核心、结合IP视频技术、视频和音频数据的压缩及解压处理技术、计算机网络技术的一种监控主机系统。远程视频控制系统将监控信息通过网络和终端通信，与信息管理系统结合使用，提高管理水平和效率。

主要优点远程安防监控系统是以数字网络为传输介质、网络视频服务器核心。综合全面的使用数字视频处理技术、自动控制、网络传输技术和人工智能等技术。而且还有普通安防监控系统的快速视频处理能力、数字信息抗干扰能力、更快速查询记录等，主要优点如下：

1、结构清晰简单：由于监控主机通过网络视频集中监控系统管理软件实现了模拟系统中视频矩阵、画面分割器等设备的众多功能，并通过电脑硬盘实现录像功能，使系统结构大为简化、集成度高。

2、管理应用简便：由于数字监控系统基于计算机和网络设备，绝大部分系统控制管理功能通过电脑实现，无须模拟系统中众多繁杂的设备，减轻了操作维护人员的管理工作强度。

3、强大的操作功能：多种显示模式;多画面智能切换轮巡；多种预警模式;实时、定时、报警触发、随时启停等多种录像方式；图片抓拍打印;智能快速录像回放查询等等。

4、监控查看简便：由于全数字化网络视频集中监控模式基于网络的特性，无须增加设备投资，网络上的远程或本地监控中心均可以实时监控、录像或任意回放一个或多个监控现场画面，授权的联网电脑也可以实现监控功能，避免了地理位置间隔原因造成监督管理的不便和缺位。

5、极高的安全能力：图像掩码技术，防止非法篡改录像资料；网络上的任意授权电脑均可以进行录像备份，有效防止恶意破坏；网络故障断网缓存功能，有效保护视频数据；视频中断主机报警功能；授权分级管理功能；强大日志管理功能。

6、无限的无缝扩展能力：监控摄像机的增加主要是前端的远程监控点增加，而监控前端通过IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充，简单的结构可以组成庞大的多级监控网络参考资料。2

内容拓展嵌入式MPEG-2远程网络视频监控系统的实现3