工廠數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)策劃

1、工廠數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)解決方案本文解說了某大型火力發(fā)電廠網絡視頻監(jiān)控解決方案，詳細介紹了分布式的工作方式、充分利用 IP 網絡等的具體應用，值得讀者參考。本項目為火力發(fā)電廠網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程，發(fā)電廠占地面積 6 平方公里。廠區(qū)內有辦公樓、機控室、煤氣廠、供熱公司、招待所、食堂、職工活動室、鑄造公司、汽車運輸公司、燃料分公司、運行化學藥品庫、化建庫等十多個單位。系統(tǒng)監(jiān)控、報警點數(shù)量多，比較分散，需在廠保衛(wèi)科進行統(tǒng)一集中監(jiān)控及報警布撤防管理。總體解決方案經現(xiàn)場考察，了解到目前該廠已建立了比較完善的廠區(qū)局域網，各單位的網絡接口均有剩余。并且由于廠區(qū)面積較大，如采用傳統(tǒng)的模擬視頻及報警的傳輸方式，則銅纜

2、布線傳輸距離不能滿足要求。如采用光纖方式，不僅成本高，而且廠方不允許有架空線纜；如采用地埋光纖方式則工期長，有可能影響到工廠的正常生產。因而利用工廠現(xiàn)有的網絡，通過具備網絡傳輸音視頻和報警功能的分布式網絡監(jiān)控管理系統(tǒng)方案是本工程最理想的解決方案。系統(tǒng)建成后，可在廠區(qū)保安監(jiān)控中心設電視墻，進行矩陣切換顯示，中心設磁盤陣列作為集中存儲設備，對網絡視頻進行統(tǒng)一集中存儲。本系統(tǒng)充分利用數(shù)字網絡的優(yōu)勢，形成控制便捷的新一代網絡視頻系統(tǒng)?？梢酝瓿梢曨l采集、壓縮、傳輸、控制、存儲、檢索、回放等強大功能。用戶和操作員可根據(jù)權限靈活控制系統(tǒng)中的攝像頭、視頻服務器、解碼器等。系統(tǒng)建成后，保安中心可以通過網絡監(jiān)控管

3、理平臺的報警模塊進行報警統(tǒng)一布撤防，也可單獨對某一點進行布撤防。通過電視墻對廠區(qū)的監(jiān)控點畫面進行切換顯示，廠領導可以通過廠區(qū)局域網或者internet進行分控，以便隨時隨地了解車間的生產情況。系統(tǒng)構成硬件系統(tǒng)主要由二部分組成 :一、前端監(jiān)控點：攝像機（或快球） 、云臺、云臺解碼器、網絡視頻服務器、報警探測器、報警控制器、變焦鏡頭、拾音器及其它輸出設備（音箱、門禁、燈光聯(lián)動控制等）組成。二、分控總控中心：管理服務器、網絡解碼器、顯示器（或大屏幕顯示設備） 、網絡客戶端等設備。系統(tǒng)硬件主要由以下產品構成：一、網絡視頻服務器（型號 VS400）：將多路 AV信號進行數(shù)字化編碼。每個網絡視頻服務器可編

4、碼 1-2 路 MPEG4 AV信號（ CIF 352 ×288 格式或 Half D1 352 ×576 格式或 D1 704×576 格式）。根據(jù)需要，可以選擇不同數(shù)量的網絡視頻服務器構成不同容量的系統(tǒng)。在視頻服務器內可安裝 2 塊硬盤，可進行本地視音頻信號存儲。二、 MPEG4網絡解碼器（型號 ND401）：對數(shù)字化 AV信號進行解碼，還原為模擬信號。每個網絡解碼器可解碼 1 路 MPEG-4信號（ CIF 352×288 格式 D1 704×576 格式）。根據(jù)需要，可以選擇不同數(shù)量的網絡解碼器以構成不同容量的視頻輸出來組成電視墻。三、

5、云臺解碼器（型號 PD-900）：采用硬件看門狗電路和編碼糾錯，軟硬件結合使云臺解碼器穩(wěn)定運行，可長期工作于無人職守監(jiān)控點。通信和控制部分采用光藕隔離技術和抗干擾電路設計，提高了可靠性。采用可控硅來對云臺的動作進行控制，避免了因繼電器的動作而產生的干擾?？刂平涌跒闃藴蔙S485。四、報警控制器（型號 AD-910）：采用硬件看門狗電路和編碼糾錯，軟硬件結合使報警控制器長期穩(wěn)定運行。 8 路報警輸入都采用光藕隔離， 避免了傳感器對報警采集的干擾。8 路輸出可聯(lián)動門禁、 燈光、警燈、警號等設備?？刂平涌跒闃藴?RS485，功能設置靈活，使用方便，可滿足目前市場上常用的監(jiān)控工程應用。軟件構成系統(tǒng)軟件

6、主要由以下構成：一、 Server Manager ：是系統(tǒng)管理員使用的軟件，它能完成對網絡視頻服務器、編解碼器的功能設置。包含：·修改 IP 地址；·設置日期時間；·設置組播地址范圍；·進行軟件升級；·進行用戶管理（定義權限） ；·設置視頻丟失替代圖像；·定義編碼器、解碼器間的相互關系；·查找報警控制器；·顯示版本信息；·高級參數(shù)設置。二、 Power Explorer ：網絡客戶端軟件，它具備以下的功能：·可對每個監(jiān)控前端進行實時同步監(jiān)聽、監(jiān)看；·可對每個前端信號進行亮度

7、、對比度、色彩、飽和度、音量設置；·可通過網絡進行云臺及攝像機遠程控制；·可以 1、4、6、9、10、 13、16 多種畫面分割形式（視網絡客戶端 PC配置）或畫面切換方式實現(xiàn)分割顯示、單屏顯示；·設置并顯示時間、日期、通道名稱等；·支持遠程配置和管理，可以改變圖像制式、編碼圖像分辨率、帶寬、碼流格式等參數(shù)；·設置 IP 協(xié)議的單播（Unicast ）、組播（Multicast ）、多個單播（Multiple Unicast ）等傳輸方式；·支持多種本地或網絡錄像方式（如手動、定時、報警、移動報警等方式的錄像啟動）；·進行報

8、警聯(lián)動、動態(tài)感知等設置；·進行區(qū)域屏蔽設置；·雙向對講、廣播；·錄像檢索：通過時間、信道、錄像方式等模式進行錄像檢索；·錄像檢索可實現(xiàn)分屏模式切換、獨占窗口、全屏顯示、縮放畫面、多信道顯示等功能；·錄像檢索提供播放暫停、單幀前進后退播放控制等功能；·錄像檢索獨具創(chuàng)意的錄像文件導覽條操作；·錄像回放速度、亮度、對比度、色彩、飽和度、音量控制功能；·錄像資料可抓拍、打印、備份。系統(tǒng)功能系統(tǒng)可實現(xiàn)如下功能：一、實時圖像監(jiān)控·在保證實時性和圖像質量的前提下，由于采用成熟的 MPEG4圖像編碼技術，能有效地傳輸高清

9、晰度（ Full D1 ，704×576）的圖像；·網絡客戶端可實時監(jiān)視各重要部位的圖像 , 并完成重要部位圖像的實時顯示、監(jiān)控、存儲等功能；·網絡客戶端可實時監(jiān)視多路（ 1、4、9、16）實時圖像信息，并實現(xiàn)一機同屏同時監(jiān)視；·多個網絡客戶端可以同時監(jiān)控任一前端圖像；·以上方式可混合應用。二、輪巡：系統(tǒng)具備視頻自動巡視功能，在可設定的間隔時間內對全網的監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，輪巡間隔時間可設置。三、遠程控制·可以遠程控制監(jiān)控設備（包括云臺、鏡頭和燈光等）；·高優(yōu)先級的用戶根據(jù)等級優(yōu)先的原則可無條件獲

10、得低優(yōu)先級用戶的控制權，同級用戶根據(jù)時間優(yōu)先的原則獲得控制權?？刂茩嗟牡燃壙稍O定。四、圖像管理·網絡客戶端可根據(jù)其權限顯示、存儲、檢索、回放所選的前端攝像機的實時圖像；·根據(jù)權限可遠程回放任一攝像頭的歷史圖像（時間可設） ，錄像資料可保存在前端網絡編碼器的硬盤、網絡客戶端的電腦上；回放方式有逐幀、慢放、常速、快速等，并可對圖像放大縮?。?#183;可實現(xiàn)手動錄像、定時錄像、報警觸發(fā)錄像、畫面移動檢測。五、安全管理·系統(tǒng)實行操作權限管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級，系統(tǒng)登錄，操作前應先進行權限查驗；·網絡安全保護，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息不被竊取和破壞

11、；·系統(tǒng)具有抗擊計算機病毒和非法入侵的能力。·六、報警功能：可設置動態(tài)感知、傳感器報警模式。報警觸發(fā)后，報警控制器會根據(jù)設定的模式輸出聲光電等多種報警信號，并可以向多個用戶或操作員發(fā)送報警信息。七、語音功能·實時語音半雙工對講及語音廣播功能；·采用 IP 語音時，系統(tǒng)內單方呼叫，被呼叫方應自動應答（指系統(tǒng)IP 應答）；·可在前端和控制中心之間進行在線工作交流；·可向低等級的用戶發(fā)出工作指令。八、監(jiān)控權限：網絡用戶的權限必須在Power Explorer軟件上確認。九、系統(tǒng)集成便捷：可與客戶的業(yè)務平臺和多種系統(tǒng)（報警、門禁、火警等系統(tǒng)）

12、無縫集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息共享。系統(tǒng)特點一、集中網管：系統(tǒng)內所有網絡視頻管理平臺 PVG主機和網絡編碼器（網絡視頻服務器）可以安裝在任意的不同地方，但使用統(tǒng)一軟件實現(xiàn)遠程診斷和管理。配置軟件采用 Windows圖形界面，使用中文菜單和在線幫助，方便用戶操作和閱讀。二、大容量、分布式的實時直播：在有限網絡資源環(huán)境下，多個用戶可同時在線觀看系統(tǒng)內任意網點的實時視頻資料。三、靈活簡便的操作方式：系統(tǒng)授權用戶可以直接在電腦上利用圖形化界面軟件對各設備進行操作。四、大容量、分布式的存儲結構·錄像存儲設備可分布在不同地點的不同設備上（網絡編碼器 - 網絡視頻服務器的本地硬盤、網絡客戶端的電腦、網絡

13、視頻管理平臺的錄像模塊） ，確保資料的完整保存；·用戶可以按照時間，視頻源等條件檢索錄像資料；或者自定義條件檢索錄像資料。五、支持動態(tài) IP 和多種傳輸模式：可采用 DHCP動態(tài)分配地址，支持 IP 協(xié)議的單播（ Unicast ）、組播（ Multicast ）、多個單播（ Multiple Unicast ）、 TCP等傳輸方式。系統(tǒng)優(yōu)勢該設計方案采用分布式的工作方式， 能更有效地利用 IP 網絡。對網絡視頻服務器、網絡解碼器、前端設備的控制、調看圖像都通過網絡進行。真正達到穩(wěn)定可靠一、音視頻編碼方案：編解碼設備采用的媒體處理器芯片主頻達 350MHZ，配合自行設計的 MPEG4

14、編解碼算法，針對媒體處理器芯片進行了精心設計和高度優(yōu)化。系統(tǒng)功耗和散熱量小，設備功率不到20 瓦，可滿足長期穩(wěn)定工作的需要。二、操作系統(tǒng)：編解碼設備均采用嵌入式操作系統(tǒng)（ Vxworks 系統(tǒng)），操作系統(tǒng)和應用軟件存儲在 Flash 盤上，獨立于存儲視頻資料的硬盤。由于采用嵌入式操作系統(tǒng)，能有效防范病毒的攻擊，啟動時間短（小于 5 秒），并可以任意開關機，不會出現(xiàn) Windows操作系統(tǒng)常見的系統(tǒng)崩潰、系統(tǒng)癱瘓的情況。三、采用看門狗技術：每個編解碼設備都有獨立的硬件檢測運行狀態(tài)，一旦檢測到某設備工作不正常，即可自動復位該設備，不影響其它設備的運行。由于啟動時間極短，客戶端基本沒有感覺。四、分布

15、式：大家可能都熟悉這樣一種說法， “不要將所有的雞蛋放在一個籃子里面”，這是規(guī)避風險的基本規(guī)則。本方案采用模塊化、分布式系統(tǒng)方式分擔風險，提高穩(wěn)定性。將圖像編碼功能獨立出來，通過視頻服務器處理，即使有一臺或者多臺視頻服務器出現(xiàn)故障，因為硬件是完全獨立的，所以絲毫不會影響整個系統(tǒng)的正常運行。同時，錄像資料被分布存儲于各前端設備、各客戶端，能有效地保證存儲資料的安全性。五、網絡控制：方案通過網絡來控制前端相關設備，在網絡控制數(shù)據(jù)傳輸上，系統(tǒng)本身具有良好的機制保證數(shù)據(jù)的傳輸，采用 TCP/IP 協(xié)議，確保數(shù)據(jù)準確可靠到達相關設備。功能更強一、擴展性強：因為采用獨立編解碼設備的方式，編解碼設備的數(shù)量可

16、以隨意增加，而不影響系統(tǒng)中其它設備的正常使用。如需要更多圖像，只需增加相應數(shù)量的編解碼設備即可。二、編解碼設備可升級：技術進步日新月異，編解碼技術也在飛速發(fā)展，可以根據(jù)需要及技術發(fā)展狀況，及時對設備進行升級，保持系統(tǒng)的先進性。三、圖像控制：可選擇不同的存儲分辨率，可控制前端攝像機的云臺和鏡頭。四、自動探測編解碼設備地址、全網絡管理：通過程序可自動探測到所有編解碼設備的地址，并且能夠直接通過網絡進行配置管理和控制。所有管理功能，都能夠在任意遠端通過網絡進行。使用、維護更便捷網絡編解碼設備具有即插即用的功能，只需要接入以太網，分配一個IP地址，接入攝影機，就可以隨時觀察遠程傳輸過來的圖像?？梢苑奖愕亟尤肫渌踩婪对O備，如溫度、濕度、煙感、入