遠程視頻監控系統

遠程視頻監控系統，就是通過標準電話線、網絡、移動寬帶及ISDN 數據線或直接連接，可達到的世界任何角落，並能夠控制雲台/鏡頭、存儲視頻監控圖像。

遠程視頻監控的目的就是通過本地計算機利用網絡系統、遙感攝像機及其他輔助設備（雲台、鏡頭等）來監控遠端情況，並把受監控場內的全部或部分圖像和聲音記錄下來，為日後處理事件提供方便條件和重要的依據。通常把能夠實現遠程監控的通信媒體、計算機軟件、硬件系統稱為遠程監控系統。 ^[1] 

監控前端子系統

監控前端子系統的主要功能是：

（1）視頻信號、音頻信號和報警信號的採集，並對其進行壓縮；

（2）把採集到的信號通過視頻傳輸子系統傳輸到監控中心和遠程客户端

（3）同時可以接收監控中心和客户端發送的各種指令；

（4）根據需要決定是否在本地存儲音頻數據。

音視頻壓縮是監控前端子系統的重要組成成分，目前壓縮方法通常是採用H.264或MPEG-4標準（包括音頻）。壓縮功能的實現可以通過專有的數字信號處理器（DSP）來實現，也可以通過軟件編程來實現，二者主要的區別在於編碼速度不同。目前監控前端子系統通常採用硬編碼，選用專有的視頻壓縮卡或編碼器來實現，這樣既能減少監控前端子系統的開發時間，又能提高編碼效率。

監控前端包括數字或模擬攝像機、雲台、編解碼器、防護罩、支架、報警探測器、拾音器等。其中編碼器是一個嵌入式專用監控設備，其主要功能是：把模擬音頻信號數字化後，壓縮數據形成編碼文件；編碼器負責運動控制。編解碼器也可以是一台計算機，在計算機上需要一個客户端軟件系統、音視頻採集和壓縮卡、RS232/485接口以及上網接口等。客户端軟件負責將音視頻採集卡採集到的數字信息通過壓縮卡進行壓縮形成編碼文件後，再通過網絡接口傳輸出去；並通過網絡接口接收指令作相應的動作，如接收雲台控制指令後，通過RS232或RS485接口控制雲台轉動等。

音視頻傳輸子系統

網絡傳輸是遠程視頻監控系統的重要載體。數據的傳輸可以通過局域網或廣域網進行。傳輸子系統涉及帶三個關鍵技術：

1.接入方式。接入方式是指用户如何與互聯網連接。前端子系統和遠程監控終端以及監控中心可以通無線或有線的方式接入到Internet上實現視頻監控。網絡的接入方式有：電話線撥號接入、ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、有線接入、無線接入、光纖接入、電力接入等。監控中心子系統通常採用有線接入，由於其數據量大，通常採用DDN專線接入方式。無線接入方式適合於移動終端。遠程客户端可以通過GPRS、CDMA以及3G制式的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA接入進行遠程控制。前端監控子系統一般通過有線或無線接入連上局域網或Internet。

2.傳輸協議。在數據傳輸中，網絡傳輸協議的選擇也很重要，它直接影響到數字視頻的實時性和客户端接收到的音視頻質量。網絡傳輸協議主要有TCP/IP協議。

3.各終端之間的握手問題。在前端子系統與監控中心以及遠程監控之間建立握手問題的常用解決方案如下：

（1）監控中心主機IP是固定的：遠程監控終端和前端監控子系統主動與監控中心連接，由監控中心為它們之間建立聯繫。

（2）監控中心、遠程監控終端及前端均為動態IP接入方式：採用動態域名綁定的方式，即把一個固定的Internet域名和監控中心動態IP地址實時對應起來。

遠程監控終端子系統

遠程終端用户可以用普通計算機、筆記本電腦和手機訪問或對各監控子系統採集到的音視頻進行瀏覽、回訪，併發送控制指令。它不受地理位置的限制，只要能連接Internet，就能訪問各子系統。遠程用户登錄遠程監控中心子系統，進行服務認證，根據監控中心的授權，系統自動分配視頻資源以及操作權限。

遠程監控中心子系統

本系統是整個遠程視頻監控系統的核心，具有如下功能：

（1）監控功能。負責對網絡中所有設備進行統一的配置管理、監控管理、告警管理、日誌管理。該功能是整個系統的控制管理中心。它負責所有系統設備前端視頻服務器、錄像服務器、中心控制枱、顯示終端的註冊、邏輯連接、工作狀態監事管理並負責響應相關設備的命令請求，發出控制命令到指定設備等。 ^[1] 

（2）認證服務。負責對用户統一進行賬號生成、授權、認證，杜絕非法用户對網絡的入侵和非法監視。不同權限的用户，在登錄視頻監控平台後，認證服務器將對提交的用户名進行校驗，如果是合法用户，根據其享有的權限不同，分配不同的資源和權限。 ^[1] 

（3）中心控制枱。中心控制枱由監控主機和鍵盤構成，用户可以通過監控主機的軟件界面實現對圖像的監控、調度和雲台動作的控制，也可以通過鍵盤實現圖像在監視器或電視牆上的輪詢顯示。 ^[1] 

（4）流媒體服務器。主要負責視頻轉發功能以及視頻點播功能。當多個用户對某一個網絡視頻服務器的視頻源發起訪問時，流媒體服務器負責到該網絡視頻服務器上獲取視頻數據，然後轉發給所有的訪問用户，這樣大大降低了從網絡視頻服務器到流媒體網關之間的數據流量。流媒體服務器還負責將網絡視頻服務器的私網IP地址與用户訪問的公網地址進行映射，使得分配私網地址的網絡視頻服務器也能被公網用户訪問。對於存儲服務器所保存的視頻信息，當用户發起查詢和訪問時，流媒體服務器負責尋找該用户查詢的視頻信息的存儲位置，並將查詢的錄像資料轉發給用户。 ^[1] 

（5）存儲服務器。存儲服務器是整個系統的存儲管理中心。存儲服務器功能包括：數據存儲、回放點播、錄像文件索引、採用磁盤陣列進行數據存儲、可擴展成雙機備份等。存儲方式有兩種：中心平台集中存儲，將所有數據由監控中心存儲，集中存儲方式便於管理，但對存儲容量要求大，且由於所有數據都要傳到監控中心，目前網絡帶寬下，容易造成網絡堵塞；分佈式存儲將視頻數據分在各地不同的服務器上存儲，前端子系統也可以存儲數據。 ^[1] 

遠程視頻監控系統是基於數字視頻監控系統的遠程應用系統，通常有基於PC技術、基於網絡攝像機和基於嵌入式Web服務器等幾種遠程監控系統的實現方式。

基於PC的多媒體遠程監控系統一般由圖像信號採集、輸出控制、視頻圖像處理、信號傳輸、視頻圖像遠程接收及遠程控制等幾部分組成。PC式硬盤錄像系統產品性能參差不齊，各種視頻採集壓縮卡設計性能不一，直接導致系統出現運行不良等問題。

“網絡攝像機”是一種可以用IP地址識別的、集攝像和圖像壓縮並按網絡協議傳輸圖像數據的智能攝像機，它可以完成系統功能，而不會帶來額外的維護需求。在對視頻實時性要求不高的條件下，網絡攝像機可以滿足監控要求。監控中心服務器、監視終端和網絡攝像機構成一個Internet網，利用網絡協議提供的各種管理工具可以有效地管理各個監控點的圖像信息。

遠程視頻監控系統是以計算機為核心、結合IP視頻技術、視頻和音頻數據的壓縮及解壓處理技術、計算機網絡技術的一種監控主機系統。遠程視頻控制系統將監控信息通過網絡和終端通信，與信息管理系統結合使用，提高管理水平和效率。

遠程安防監控系統是以數字網絡為傳輸介質、網絡視頻服務器核心。綜合全面的使用數字視頻處理技術、自動控制、網絡傳輸技術和人工智能等技術。而且還有普通安防監控系統的快速視頻處理能力、數字信息抗干擾能力、更快速查詢記錄等，主要優點如下：

1、結構清晰簡單：由於監控主機通過網絡視頻集中監控系統管理軟件實現了模擬系統中視頻矩陣、畫面分割器等設備的眾多功能，並通過電腦硬盤實現錄像功能，使系統結構大為簡化、集成度高。

2、管理應用簡便：由於數字監控系統基於計算機和網絡設備，絕大部分系統控制管理功能通過電腦實現，無須模擬系統中眾多繁雜的設備，減輕了操作維護人員的管理工作強度。

3、強大的操作功能：多種顯示模式;多畫面智能切換輪巡；多種預警模式;實時、定時、報警觸發、隨時啓停等多種錄像方式；圖片抓拍打印;智能快速錄像回放查詢等等。

4、監控查看簡便：由於全數字化網絡視頻集中監控模式基於網絡的特性，無須增加設備投資，網絡上的遠程或本地監控中心均可以實時監控、錄像或任意回放一個或多個監控現場畫面，授權的聯網電腦也可以實現監控功能，避免了地理位置間隔原因造成監督管理的不便和缺位。

5、極高的安全能力：圖像掩碼技術，防止非法篡改錄像資料；網絡上的任意授權電腦均可以進行錄像備份，有效防止惡意破壞；網絡故障斷網緩存功能，有效保護視頻數據；視頻中斷主機報警功能；授權分級管理功能；強大日誌管理功能。

6、無限的無縫擴展能力：監控攝像機的增加主要是前端的遠程監控點增加，而監控前端通過IP地址進行標識，增加設備只是意味着IP地址的擴充，簡單的結構可以組成龐大的多級監控網絡參考資料。 ^[2] 

嵌入式MPEG-2遠程網絡視頻監控系統的實現 ^[3]