遠程監控

遠程監控這個詞有兩重意思。計算機領域和視頻監控領域都有遠程監控的説法，但意義完全不一樣。

遠程監控從字面上理解可以分為“監”和“控”兩部分，其中“監”也就是遠程監視，可以分為兩大部分：一是對環境的監視，二是對計算機系統及網絡設備的監視，不管怎麼説遠程監視就是指通過網絡獲得信息為主：而“控”也就是指遠程控制，是指通過網絡對遠程計算機進行操作的方法，它不僅僅包括對遠程計算機進行重新啓動、關機等操作、還包括對遠程計算機進行日常設置的工作。通過硬件的配合還可以實現遠程開機的功能。總而言之，要想完全控制遠端的計算機，首先應該能夠對其監視，也就是可以看到該計算機的屏幕顯示，然後才談得上“控制”，遠程控制必須做到“監”、“控”結合，因此我們通常説的遠程監控一般泛指就是這種遠程控制。除此之外，對於網絡管理員來説，遠程控制還包括對網絡設備的控制，現今大多數網絡設備都支持Telnet，甚至Web方式對其進行遠程管理，這也是一種遠程控制的方法。

視頻監控領域中的遠程監控是指把視頻監控設備接入互聯網，以實現通過計算機或手機等終端設備觀看遠程的視頻圖像。接入方式有多種，如端口映射，通過ip地址訪問；通過域名解析方式觀看。

對於視頻監控領域來説，一般工作原理如下。

首先，將來自各攝像機的視頻信號輸入視頻採集終端，然後，視頻採集終端通過圖像壓縮算法，將視頻信號轉換為25幀/秒的數字圖像，並將經壓縮後的音視頻數據流通過網絡轉發到視頻監控中心；最後，視頻監控中心的監控計算機對收到的來自前端的圖像和聲音數據，進行解壓縮並通過計算機顯示屏幕和聲卡進行實時監控。

當發生報警時，報警解碼器將聯動報警輸出設備，並通過報警解碼器將報警信號輸入視頻終端，並傳輸到監控中心，監控中心的視頻服務器接收到報警信號後立即發出聲音信號、記錄報警事件、進行硬盤錄像等報警操作。

攝像機控制、佈防等控制信號是下行傳輸的，由監控中心監控主機發出各種控制信號，視頻採集終端收到控制信號後，通過雲台鏡頭控制器或直接控制攝像機，或完成佈防操作。

系統採用硬件壓縮軟件解壓技術，在相關科室的計算機終端上增加相應的軟件或者通過Windows自帶的IE瀏覽器的Web功能就可實現遠程視頻監控功能，設置成視頻監控工作站。

網絡通信採用TCP/IP和網絡組播(Multicast)技術，最大限度地利用了網絡的傳輸性能和網絡帶寬，避免網絡的擁塞。

遠程視頻監控系統由系統子站和調度中心主站組成。系統子站設置在下屬的煤礦、發電廠和變電站等需要監控的場所，主要由視頻採集終端、計算機網絡連接設備、攝像機、報警探頭、報警解碼器等組成，負責音視頻信號和報警信號的採集和數字化，並利用現有的計算機網絡實現站點之間與調度中心的視頻/報警信息傳輸及遠程監控。監控調度中心主站主要由視頻管理服務器、瀏覽器、計算機網絡連接設備、遠程監控和視頻服務器軟件等組成。監控中心可以通過網絡管理多個採集站，能切換並控制至任何一個監控點現場，實施總體監控，從而實現對整個地區進行視頻監控。它通過網絡，不但可以實時瀏覽各個監控點現場的視頻，還可以遠程訪問採集站的錄像文件，並下載錄像文件，還可以在監控中心進行錄像。

遠程視頻監控系統一般能適應不同的通訊網絡，可以是以太網、E1、無線局域網或其他傳輸通道。

視頻採集終端提供視頻和音頻輸入/輸出接口，分別連接到攝像機視頻輸出或多畫面處理器、拾音器及音箱；一般提供幾種接口與監控終端及服務器聯接；它主要實現視音頻信號的採集和壓縮，並將壓縮好的數據通過網絡發送到監控中心。

1．視頻採集終端

2． 畫面分割器

3．一體化攝像機或其他各種攝像機

4． 各種報警傳感器和報警設備

5． 報警解碼器

6． 雲台及雲台解碼器

1． 圖像採集、錄製及遠傳；

2． 採集各種報警信號，實現報警聯動並傳給集控站監控中心；

3． 控制雲台和鏡頭的動作；

4． 控制矩陣切換器切換視頻圖像；

5． 接受遠方控制命令，控制雲台轉動、鏡頭運動和報警設備輸出

監控中心，由中心圖像處理服務器、圖像監視終端、圖像處理軟件、遠程視頻監控/聯網報警軟件組成，用於接收現場傳輸來的圖像、及報警信號，提示保安人員採取各類措施，同時可以實現遠程控制矩陣、攝像機、雲台和遠距離聯動控制，也可行遠程錄像文件下載、圖像檢索和數碼錄像放像等操作。

中心圖像管理服務器用於管理圖像的傳輸、存儲，在管理服務器上安裝有系統管理數據庫和系統管理軟件及監控終端模塊等軟件，起着對整個系統的管理和服務作用。

1． 從採集站接收視頻數字數據，進行實時回放及轉發；

2． 可以實現遠程控制；

3． 接收各採集站傳來的報警信號，並傳給管理服務器；

4． 配置及存儲各採集工作站的配置信息，管理系統用户和用户權限；

5． 控制枱可以向任何一個採集站發出控制命令，如雲台動作、圖像切換等；

6． 為控制枱計算機或調度中心各客户端提供歷史錄像的查詢和播放；

7． 在屏幕牆上顯示任何一個攝像機的圖像，並可以進行切換；

8． 為網絡用户提供WEB視頻流服務；

9． 與系統內具備功能的計算機實現會議電視功能

電纜佈線的抗干擾設計根據系統對電纜阻燃、防火的特殊要求，一般需全部選用阻燃屏蔽電纜，同時可對高壓電磁場起到良好的屏蔽作用。另外，户外埋地電纜加套熱鍍鋅管，電纜溝內普通電纜加套PVC管，室內電纜加套PVC槽, 使系統完全可以在高電壓等級的環境中消除高電場、高磁場等一些干擾因素對系統造成的影響。

系統一般由前端設備、圖像處理和傳輸設備、網絡客户端三個部分組成。

前端設備由攝像機、雲台、解碼器、防護罩、支架、報警探測器、拾音器等組成，負責視頻信號、音頻信號和報警信號的採集；

系統中的圖像處理和傳輸設備為網絡視頻服務器，它負責把音、視頻信號和報警信號通過局域網或廣域網傳輸到遠程客户端，同時可以接收客户端發送的雲台控制信號和音頻對講信號；

網絡客户端是指需要進行網絡遠程監控的用户終端。它由計算機（普通辦公計算機或筆記本電腦）和客户端軟件構成。客户端主要負責圖像顯示、錄像、回放和雲台控制等功能。客户端進行遠程監控時，需要輸入用户名和密碼，進行身份驗證，通過認證後即可實現遠程監控。

遠程監控系統有兩種類型，一種是生產現場沒有現場監控系統，而是將數據採集後直接送到遠程計算機進行處理，這種遠程監控與一般的現場監控沒有多大的區別，只是數據傳輸距離比現場監控系統要遠，其它部分則和現場監控系統相同；另一種是現場監控與遠程監控並存。一般是採用現場總線技術將分佈於各個設備的傳感器、監控設備等連接起來，這樣就從分立單元階段進入了集成單元階段，然後各個管理站點的服務再用局域網連接起來，這樣就形成了企業內部網(Intranet)。由於建立了基本的網絡信息基礎結構，設備監測、維護技術進入了集成系統階段，在一個單位的內部基本上實現了資源和信息共享。

遠程控制所實現的功能如下：

採集與處理功能：主要是對生產過程的各種模擬或數字量進行檢測、採樣和必要的預處理，並且以一定的形式輸出，如打印報表、顯示屏和電視等，為生產人員提供詳實的數據，幫助他們進行分析，以便了解生產情況；

監督功能：將檢測到的實時數據、還有生產人員在生產過程中發出的指令和輸入的數據進行分析、歸納、整理、計算等二次加工，並分別作為實時數據和歷史數據加以存儲；

管理功能：利用己有的有效數據、圖像、報表等對工況進行分析、故障診斷、險情預測，並以聲光電的形式對故障和突發事件報警；

控制功能：在檢測的基礎上進行信息加工，根據事先決定的控制策略形成控制輸出，直接作用於生產過程。

基於B/S和C/S的遠程監控系統是以網絡作為通信平台的監控系統，以HTTP技術為基礎，具有簡單、高效等優點，已經成為信息網絡的一種最普遍應用的信息交互平台[2]。利用網絡通信技術Socket技術、數據採集技術及面向對象等軟件技術實現了整個系統的系統管理、用户管理、設備監控數據顯示及報警等模塊，其優點是充分利用了現有的局域網資源和廣域網資源，以最高的性能價格比，以信息的實時獲取和實時控制為中心，實現信息、資源及任務的綜合共享和全局一體化的管理。例如：監控系統將設備運行情況提供給服務器，並由服務器發送到各個節點客户機，工作人員在客户機端(一般為遠端)便可瞭解整個系統的工作狀態及運行情況。簡單地講，對企業來説就是充分利用現代技術解決實時數據的採集、傳輸和處理以及進行實時控制的問題。正是它的這些優點使得它得以飛速發展。

隨着網絡技術的不斷髮展，遠程監控將更多地應用在企業生產過程的管理中，專業技術人員可以通過互聯網來管理和維護生產過程，優化生產工藝，提高設備的可用率，最終降低生產成本，提高效益。

藉助於遠程監控可以將企業內部的信息網(Intranet)與控制網有效地連接起來，實現對生產、運營情況的隨時掌握，把生產運營狀況同企業的經營管理策略緊密結合，從而實現企業的綜合自動化，可以建立網絡範圍內的監控數據和網上知識資源庫。通過遠程監控可以實現現場運行數據的實時採集和快速集中，獲得現場監控數據，為遠程故障診斷技術提供了物質基礎；通過遠程監控，技術人員無須親臨現場或惡劣的環境就可以監視並控制生產系統和現場設備的運行狀態及各種參數，使受過專業訓練的人員。虛擬。地出現在許多監控地點，方便地利用本地豐富的軟硬件資源對遠程對象進行高級過程控制，以維護設備的正常運營，從而減少值守工作人員，最終實現遠端的無人或少人值守，達到減員增效的目的[3]。

越來越多的企業集團呈跨地域的發展趨勢，利用網絡技術實現遠程監控，對企業降低生產成本，提高勞動生產率，提高企業產品的科技含量，以及增強企業的綜合競爭實力等方面都具有十分重要的意義。

隨着網絡技術的飛速發展和監控範圍的擴大，監控系統由過去的單機監控過渡到網絡監控，但還存在着一些問題。首先，網絡通信技術不足的問題。網絡通信技術是遠程監控技術中最為關鍵的技術，然而，網絡通信一般簡單採用Socket技術，甚至FTP或Email等，這些技術無論在傳輸的數據量、編程的靈活性還是安全性方面都有很大的欠缺，特別是對於現場多個端點的數據採集，會大大增加編程的複雜度，不能滿足遠程監控技術對網絡通信的需求；其次，網絡通信中多種結構並存的問題。遠程監控系統結構大多比較複雜，分佈距離遠，而且還存在着不同局域網，不同平台，甚至在同一局域網中的操作平台以及編程語言也可能有不同的問題，這就要求集成網絡中的不同平台，實現相互之間的通信，而這些問題採用傳統方法是難以解決的。

視頻監控系統發展了短短二十幾年時間，模擬監控火熱，數字監控方興未艾的網絡視頻監控，發生了翻天覆地變化。在IP技術逐步統一全球今天，我們有必要重新認識視頻監控系統發展歷史。從技術角度出發，視頻監控系統發展劃分為第一代模擬視頻監控系統(CCTV)，到第二代基於“PC+多媒體卡”數字視頻監控系統(DVR)，到第三代完全基於IP網絡視頻監控系統(IPVS)。　第一代視頻監控：傳統模擬閉路視監控系統(CCTV)：依賴攝像機、纜、錄像機和監視器等專用設備。例如，攝像機通過專用同軸纜輸出視頻信號。纜連接到專用模擬視頻設備，如視頻畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄像機(VCR)及視頻監視器等。模擬CCTV存在大量侷限性：有限監控能力只支持本地監控，受到模擬視頻纜傳輸長度和纜放大器限制。限可擴展性系統通常受到視頻畫面分割器、矩陣和切換器輸入容量限制。

錄像負重用户必須從錄像機中取出或更換新錄像帶保存，且錄像帶易於丟失、被盜或無意中被擦除。

錄像質量不高錄像是主要限制因素。錄像質量隨拷貝數量增加而降低。

第二代視頻監控：當前“模擬-數字”監控系統(DVR)：視頻監控

“模擬-數字”監控系統是以數字硬盤錄像機DVR為核心半模擬-半數字方案，從攝像機到DVR仍採用同軸纜輸出視頻信號，通過DVR同時支持錄像和回放，並可支持有限IP網絡訪問，由於DVR產品五花八門，沒有標準，所以這一代系統是非標準封閉系統，DVR系統仍存在大量侷限：

複雜佈線“模擬-數字”方案仍需要在每個攝像機上安裝單獨視頻纜，導致佈線複雜性。有限可擴展性DVR典型限制是一次最多隻能擴展16個攝像機。

有限可管理性您需要外部服務器和管理軟件來控制多個DVR或監控點。

有限遠程監視/控制能力您不能從任意客户機訪問任意攝像機。您只能通過DVR間接訪問攝像機。磁盤發生故障風險與RAID冗餘和磁帶相比，“模擬-數字”方案錄像沒有保護，易於丟失。第三代視頻監控：未來完全IP視頻監控系統IPVS：

全IP視頻監控系統與前面兩種方案相比存在顯著區別。該系統優勢是攝像機內置Web服務器，並直接提供以太網端口。這些攝像機生成JPEG或MPEG4數據文件，可供任何經授權客户機從網絡中任何位置訪問、監視、記錄並打印，而不是生成連續模擬視頻信號形式圖像。