安全防范設(shè)備集成研究

安全防范設(shè)備集成研究

目前，市面上銷售的安全防范系統(tǒng)主要包括三個系統(tǒng)：圖像監(jiān)控系統(tǒng)、防止眼睛盜竊測量警報系統(tǒng)和后門控制系統(tǒng)。其特點點是是以以單單個個設(shè)設(shè)備備完完成成某某項項功功能能,,產(chǎn)產(chǎn)品品功功能能單單一一,,大大多多沒沒有實現(xiàn)聯(lián)動操作。要實現(xiàn)綜合控制,須購買多個類型、品牌的產(chǎn)品進行集成,存在成本高、資源浪費、系統(tǒng)復雜、可靠性低等問題,而且不易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式設(shè)計技術(shù)及智能控制技術(shù)高速發(fā)展的當今時代,隨著人們安防意識和要求的不斷提高,安全防范設(shè)備邁入系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化將是大勢所趨。本系統(tǒng)充分考慮與現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備的無縫連接,將門禁系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)連為一個整體,實現(xiàn)門禁系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動報警錄像功能,既解決了現(xiàn)有門禁系統(tǒng)只有報警功能而無圖像信號的不足,又解決了數(shù)字視頻監(jiān)控錄像文件沒有報警提示的問題,同時大大降低了成本。系統(tǒng)在整體上采用客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu),兩者用互聯(lián)網(wǎng)/局域網(wǎng)進行聯(lián)接,并通過UDP協(xié)議進行通訊。其中,客戶端主要實現(xiàn)管理監(jiān)控的功能,包括:遠程實時視頻監(jiān)控、遠程門禁系統(tǒng)管理和播放遠程視頻文件三大功能。而本文則重點介紹服務(wù)器端的硬件設(shè)計。一、b產(chǎn)品的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端主要包括嵌入式安防控制器及智能門禁轉(zhuǎn)換模塊,主要實現(xiàn)視頻監(jiān)控和門禁系統(tǒng)管理兩大功能,包括實時視頻監(jiān)控、視頻錄像、視頻錄像回放、門禁管理、報警聯(lián)動以及動態(tài)視頻錄像參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置功能等六個方面。系統(tǒng)的整體框圖如圖1所示。嵌入式安防控制器提供了USB攝像和高清攝像兩種視頻監(jiān)控模式。USB攝像頭成本低,基于嵌入式系統(tǒng)與數(shù)字視頻壓縮技術(shù),實現(xiàn)外置數(shù)字化視頻采集模塊,提供低成本、易安裝的網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控解決方案;高清攝像監(jiān)控模式兼容企事業(yè)單位已有模擬視頻監(jiān)控體系,通過差分電平傳輸技術(shù)實現(xiàn)高清攝像頭信號長距離傳輸,基于高性能視頻采集卡實現(xiàn)高質(zhì)量視頻圖像的采集、壓縮,并通過嵌入式安防控制器實現(xiàn)高質(zhì)量圖像遠程監(jiān)控。智能門禁轉(zhuǎn)換模塊是整個門禁系統(tǒng)的主控機構(gòu),接收來自讀卡器信息、外部模擬、開關(guān)量信號(紅外、煙霧等報警信號),向電磁鎖、門開關(guān)及云臺控制器發(fā)送控制信號。有8路模擬、開關(guān)量的采集輸入通道,有8路繼電器輸出通道,可以驅(qū)動電動鎖,或作為告警聯(lián)動使用。嵌入式安防控制器通過RS232/485串行接口與智能門禁轉(zhuǎn)換模塊通訊,它們之間以字符的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。讀卡感應(yīng)器和智能門禁轉(zhuǎn)換模塊之間通過韋根碼格式通訊,煙感、霧感等傳感器信息通過電纜與轉(zhuǎn)換模塊相連。此外,嵌入式安防控制器集成了云臺控制協(xié)議,門禁轉(zhuǎn)換模塊通過RS485串行接口可實現(xiàn)云臺控制。二、安防控制器硬件支撐平臺本系統(tǒng)以X86嵌入式CPU為中心,配合自主開發(fā)的智能轉(zhuǎn)換模塊和外置視頻數(shù)字化采集模塊,組成一個包含數(shù)據(jù)采集、傳輸控制和數(shù)據(jù)存儲三層體系結(jié)構(gòu)的硬件架構(gòu),具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。數(shù)據(jù)采集層的任務(wù)是實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)流的采集與壓縮,視頻數(shù)字化采集模塊采用的是先進的H.264壓縮算法,采用這種硬件壓縮的模式有利于減少CPU的負擔,讓CPU去處理更高層次的邏輯運算。傳輸控制層的任務(wù)是系統(tǒng)的輸入輸出以及中央控制。最后,數(shù)據(jù)存儲層實現(xiàn)了錄像文件的生成和管理任務(wù)。本硬件系統(tǒng)的設(shè)計做到層次清晰,功能力求完善,為實現(xiàn)視頻監(jiān)控與安防控制的集成提供了良好的硬件基礎(chǔ)。(1)嵌入式智能平臺本系統(tǒng)對硬件支撐平臺提出了以下要求:高可靠性、實時性、超低功耗、接口完善和性價比優(yōu)異。根據(jù)以上5點要求,本系統(tǒng)應(yīng)選用一個嵌入式主板來搭建安防控制器硬件支撐平臺。研祥智能的BC3-1622CVDNA型全功能嵌入式工業(yè)主板采用高集成度、低功耗元器件生產(chǎn),功耗極低。在高達65攝氏度的室內(nèi)仍無需冷卻風扇,避免了系統(tǒng)因風扇帶來的不可靠因素。主板自帶PCI總線接口、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口、CompactFlash、IDE、FDD、COM、LTP、四個USB、PS2接口,其完善的接口可以滿足本系統(tǒng)的需求,所以本安防系統(tǒng)采用研祥智能科技有限公司的BC3-1622CVDNA型嵌入式智能平臺,并配置一個大容量磁盤,用于保存監(jiān)控錄像。該平臺結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。(2)智能門禁轉(zhuǎn)換模塊安防控制器的門禁系統(tǒng)由智能門禁轉(zhuǎn)換模塊、讀卡器、電磁鎖、通道門開關(guān)、識別卡、煙感霧感、云臺等硬件配合通信管理軟件組成(3)視頻采集模塊基于高清攝像頭視頻采集的錄像控制系統(tǒng)由攝像槍、視頻采集壓縮卡、嵌入式主板、固態(tài)電子硬盤(DOM)和硬盤組成。其中固態(tài)電子硬盤用來存放嵌入式Linux操作系統(tǒng),硬盤用來存放錄像文件。高清攝像模式采用基于高性能視頻壓縮技術(shù)標準H.264及G.722的音頻編碼標準的視頻采集壓縮卡(?？低旸S-400xH),完全依靠硬件實現(xiàn)了視頻及音頻的實時編碼(CIF格式25幀)并精確同步,實現(xiàn)了動態(tài)碼率、可控幀率、幀模式選擇、動態(tài)圖像質(zhì)量控制,音頻預覽、視頻丟失報警,能獨立調(diào)整各通道參數(shù),性能穩(wěn)定而且可靠。與MPEG-I產(chǎn)品相比,在保持同等圖像質(zhì)量的前提下,能大大節(jié)省存儲空間,并非常適合寬帶網(wǎng)或窄帶網(wǎng)的傳輸,是新一代數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品的最佳選擇。DS-400XH系列壓縮卡可動態(tài)設(shè)置幀結(jié)構(gòu)、幀率和圖像質(zhì)量,即在壓縮過程中可改變幀率和量化系數(shù)而無須停止、啟動壓縮,還是保持同一數(shù)據(jù)流記錄。播放器會自動識別幀率等參數(shù),按當前壓縮幀率播放且聲音播放保持正常。三、門禁禁系系統(tǒng)基基于于嵌嵌入入式式主主板板和和嵌嵌入入式式操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)的的一一體體化化多多功功能能安安防防控控制制器器,,將將實實時時圖圖像像監(jiān)監(jiān)控控、、門門禁禁系系統(tǒng)統(tǒng)管管理理與與控控制制及及報報警警信信號號檢檢測測等等多多項項安安防防功功能能集集成成于于一一體體,,具具有有集集成成度度高高、、體體積積小小、、功功能能強強、、能能耗耗低低、