园区联网监控解决方案

摘要：本文基于园区网络监控需求的改变，探讨了IP园区联网监控的解决方案，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值。

关键词：园区 联网 监控 解决方案

中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0014-02

在园区监控应用中，随着IT技术不断发展并引入视频监控领域，IP网络监控已经逐渐替代了传统的模拟监控。但以往的解决方案更多是各个产品的简单组合，而园区监控在资源的统一接入、设备统一管理、业务高效处理等方面越来越深入的需求，进一步要求联网监控系统的各个组成部件能够基于统一基础架构紧密配合，形成更加贴近业务需求、深度融合的整体解决方案。

1 园区监控的定义

园区监控，是指在一个固定周界内，有一定规模的、有相关应用联动的监控系统。园区监控的主要应用来自两个方面。

园区安防监控：视频监控作为一种技防手段，用于防范财产被盗、闲杂人员闯入等，对出入口、厂区、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控，同时具备监控录像、报警联动等功能，成为安保工作的得力助手。

企业生产监控：为加强管理、提高工作效率，也会将监控用于辅助生产系统，通常称之为生产监控。如制造型企业将视频监控用于生产线的可视化管理等。在这种情况下，监控点的选择更多取决于业务和管理的需求，一般监控点多数设置在主要的生产业务区。

2 园区联网监控的需求发展

随着近些年来视频编解码技术、视频网络传送技术、视频数字存储技术、视频通信调度技术等与视频相关的IT技术不断发展，并逐渐引入视频监控领域，IP网络监控也后来居上，逐渐替代了传统的模拟监控，在园区监控市场上占据了优势地位。这一切使得园区监控的需求也在发生着深刻的变化。

2.1 扩展性及资源利旧要求

伴随着园区规模的扩大及企事业单位分支机构（如分校、分厂、异地厂区）的不断加入，园区的监控规模和密度都比以往增加了许多，也使得基于IP的联网监控逐渐成为主流。同时，对原有监控资源的整合、多园区监控系统的跨域联网需求也越来越多。

2.2 全局资源的统一管理要求

IP技术越来越多的融入视频监控领域后，安防监控与生产监控这两种目的不同的业务在视频监控系统中实现共享和融合已经成为可能，由此也带来监控规模的进一步扩大。系统需要对大量的监控资源统一管理，对大量的前端设备统一维护，提升故障发现及处理的效率。

2.3 开放性及业务应用的整合

视频技术、安防技术以及IT技术不断发展，一方面用户对视频监控系统本身的操控体验要求越来越人性化，如高清画面显示、基于事件的录像快速检索精确定位、三维仿真GIS等；另一方面，用户对视频监控系统的定位也不再是孤立的视频图像采集再现系统，而是安防系统或者其他专业应用系统的有机组成部分，视频监控系统需要与安防系统的其他子系统（如门禁、报警、消防等），或者专业应用系统的其他子系统（如SCADA动力环境系统、考勤系统、图像智能分析系统等）完成充分的整合。

2.4 可靠性的要求

视频监控系统在安防系统中的地位日趋重要，系统的可靠性也越发受到重视。从前端设备的可靠性到网络链路的可靠性、存储的可靠性、管理平台的可靠性，都需要在以往监控系统的基础上加以提升。

3 需求的发展变化要求融合的整体解决方案

从系统的可扩展到系统的可管理性，再到系统的开放及可靠性，这些需求的变化对园区视频监控系统方案及各个组成部分—— 前端编码、网络传输、媒体处理、存储检索、视频管理、终端显示，都提出了更高的要求。我们将园区监控各个部件按照下面的体系层次进行分析，看看各个层次都有哪些新的需求变化（如图1）。

3.1 多媒体终端

在园区监控方案中，前端的编码设备和后端的解码设备都可以认为是多媒体终端。在最前端的编码器部分，为了满足园区监控的高品质要求，前端采集编码设备一方面需要提供高清的图像品质；另一方面需要融合更多的网络、存储技术来完成视频的高效、高可靠处理和传输。在接入网络的过程中，编码设备需要融入更多网络接入特性，要求对园区监控点的不同环境，采用相对应的接入技术：如针对园区道路使用EPON接入方式实现一根光纤接入多个监控点；对于重要监控点，还可以使用双网口链路上行，提供网络链路的高可靠冗余；针对有线无法覆盖的区域，采用WLAN的方式进行无线接入。在视频流的处理中，为了满足实况视频流的低延时、存储数据流的高可靠传送要求，编码设备可以使用基于网络的组播技术来发送实况流，采用基于iSCSI直存的方式向存储设备发送存储流。同时在生成视频数字信号时，需要在视频流中设置QoS标记，以便网络设备根据优先级进行针对性转发。

3.2 传输网络

传输网络作为监控业务的承载，要求实现视频流的高可靠、低延时转发，针对信令、实况图像、回放业务不同的QoS优先级，进行相应的转发。同时，对于前端监控点使用的多种接入技术，如EPON、环网、无线的接入，均需要在网络端完成相应的传送处理。

3.3 媒体处理与存储

面对大容量的监控点信息，系统需要提供控制与业务相分离的机制，控制信令由独立的管理平台负责，媒体业务流则由网络或媒体服务器转发。

3.4 基础管理

在园区监控建设中，原有独立建设的安防监控、生产监控统一共享后，规模随之扩大，由此带来全局管理的要求。园区原有的监控资源在后续的建设中也需要尽可能兼容接入。

3.5 业务与增值应用

园区监控应用中，要面临和大量业务系统的对接和联动，企业的GIS系统、OA系统等也可能需要随时通过SDK接口调用监控系统的图像，完成统一界面整合。刷门禁卡时，可自动和监控系统联动，使相应摄像头转动到计划的预置位，以便能够看清并记录刷卡人的面貌，类似的还有与专业报警系统的整合联动。同时，这些都要求监控系统能够提供基于平台的、高效、易于开发的开放接口，来完成与多种业务应用的联动整合。

4 IP园区联网监控解决方案

通过通信技术、信息处理、存储和多媒体技术以及基于开放的中间件平台，IP网络监控解决方案提供了包括编解码器、网络存储设备、网络系统和管理平台四大基础组件，实现了四大组件的特性融合和架构优化。

4.1 先进可扩展的体系架构

系统借鉴先进体系架构，采用分层、模块化的设计，遵循标准SIP协议规范，将媒体交换处理同系统的控制、管理信息相分离，具备灵活的可扩展性，保证了海量视频接入和大并发量访问的能力。系统采用双流的工作机制任意分配实时流和存储流的码流格式、码率等参数，并通过组播和iSCSI数据流端到端进行传输，避免了矩阵、流媒体服务器等系统瓶颈造成的“哑铃效应”，提升系统传输的可靠性。

4.2 统一资源管理

系统采用资源化管理框架，把物理设备分解成多个基本资源的集合，根据抽象出的资源类型（如摄像机资源、监视器资源、告警源资源、存储资源、地图资源等）进行分类，结合基于角色的精细化分级分权用户权限管理，可完成前端监控点按照虚拟域的资源划归，屏蔽资源的物理地域差异，方便业务开展。通过设备服务软件，视频监控系统可以接入业界主流DVR、IP摄像机。

4.3 创新的存储技术

IP园区监控方案基于存储虚拟化技术，采用标准IPSAN存储设备，实现大量视频存储设备的分布式部署和集中管理，以及存储空间的动态分配及调整。将iSCSI块存储的存储方式引入监控中，通过端到端直存的方式，取消了服务器转发，提高了存储可靠性，实现了对于媒体流这种非结构化数据的结构化存储，使得监控录像可以秒级精确检索和即时回放。

4.4 网络与监控的融合

IP视频监控系统将IP组播技术、网络Qos技术、IP网管技术引入监控。针对园区监控点的不同环境，采用相对应的接入技术。前端编码器可以通过LAN、SFP、EPON、RRPP环网、WLAN等方式灵活地接入承载网络。

4.5 业务应用整合能力

系统采用SOA框架，对外提供全方位的平台级中间件接口，包含了监控平整的管理接口与业务接口，可以将视频资源开放给更多的行业应用处理使用，如GIS系统、安防报警系统、工业SCADA联动、专业工业电视、专业管理系统、视频智能分析等。各种行业化应用可以在系统提供的SDK上进行各种层次的开发。同时，基于统一的底层操作系统，IP视频监控系统可以直接与其他多媒体系统通信，如视频会议系统，将视频监控系统中的现场图像和历史录像，以数字方式发送到各个视频会场，实现监控系统与视频会议系统的融合。

4.6 高可靠的系统保证

为了满足室外环境的要求，前端采集编码设备提供了高环境适应性（高低温、潮湿腐蚀、EMC电磁兼容等）。通过双网口链路上行、环网等接入方式，实现网络链路的高可靠冗余系统通过视频管理软件平台的热备份及媒体服务器的集群管理，提升了核心系统软件的可靠性。

5 结语

典型的监控应用模式，园区监控的应用技术及组成部件都在向IT化的趋势发展，同时随着监控规模的逐渐扩大，系统的各个组成部分都面临自身更高的要求和相互间更紧密的配合。基于一个统一的底层操作系统架构，有利于各部件共同构建更加贴合用户实际使用需求、更简便易用的深度融合的整体监控解决方案。