中國(guó)制造為世人所熟知，隨著產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)，生產(chǎn)技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，中國(guó)作為真正的世界工廠也為時(shí)不遠(yuǎn)?，F(xiàn)今，工廠的現(xiàn)代化管理手段越來(lái)越豐富，準(zhǔn)確性也越來(lái)越高，各種先進(jìn)的技術(shù)手段比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可有效的加強(qiáng)對(duì)各種場(chǎng)合，特殊設(shè)備以及人員的直觀管理，及時(shí)、有效的反映重要地點(diǎn)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)情況，增強(qiáng)安全保障措施，同時(shí)進(jìn)一步規(guī)范各崗位的生產(chǎn)管理。目前監(jiān)控手段已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控發(fā)展到了高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控，利用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)專網(wǎng)，光纖專網(wǎng)敷設(shè)，甚至互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都能夠構(gòu)建工廠的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)；與此同時(shí)，百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的大規(guī)模普及也解決了傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)清晰度不足的尷尬局面；基于低碼率、高清畫(huà)質(zhì)、多功能等特性的720P、1080P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)為不同規(guī)模工廠提供了多結(jié)構(gòu)，多用途，良好擴(kuò)展性的新一代高清視頻監(jiān)控解決方案。
工廠高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案的實(shí)施將極大的改善目前類(lèi)似的行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀，除去在清晰度上有本質(zhì)提升外，其全新的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的架構(gòu)更為工廠監(jiān)控的靈活擴(kuò)展和系統(tǒng)升級(jí)提供了保障。高清紅外攝像機(jī)、高清一體機(jī)、高清智能球機(jī)的不斷涌現(xiàn)，為更多復(fù)雜的監(jiān)控場(chǎng)景和應(yīng)用模式提供了解決依據(jù)，高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了工廠安全防范工作的同時(shí)也為生產(chǎn)管理提供了更有力的技術(shù)保障手段。
1.2 需求分析
系統(tǒng)主要滿足兩大部分的需求：一是工廠公共區(qū)域安全防范的需要；二是工廠生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)控管理的需求。
工廠安全防范
?周界視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在工廠周界區(qū)域部署感紅外的固定高清網(wǎng)絡(luò)槍式攝像機(jī)，滿足全天候24小時(shí)監(jiān)控。
?園區(qū)監(jiān)控：在工廠園區(qū)一些制高點(diǎn)安裝云臺(tái)攝像機(jī)，實(shí)施大范圍監(jiān)控。
?出入口監(jiān)控：在廠房出入口、園區(qū)出入口以及其他重要區(qū)域的出入口安裝高清攝像機(jī)。
?廠房?jī)?nèi)部：在廠房?jī)?nèi)部部署大范圍監(jiān)控的攝像機(jī)，以滿足對(duì)整個(gè)廠房的全局監(jiān)控。
?庫(kù)區(qū)監(jiān)控：在庫(kù)房?jī)?nèi)外部署攝像機(jī)，嚴(yán)密監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況。
生產(chǎn)區(qū)域管理
?重要設(shè)備監(jiān)控：在車(chē)間、廠房一些重要的設(shè)備處安裝高清攝像機(jī)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、防盜、防破壞進(jìn)行監(jiān)視。
?生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視：對(duì)于一些生產(chǎn)線上、操作崗位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，記錄操作過(guò)程和生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過(guò)程。
其他需求
?整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該采用模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和系統(tǒng)可擴(kuò)展的需求
?利用平臺(tái)管理軟件來(lái)統(tǒng)一管理前后端物理設(shè)備和虛擬軟件模塊，做到模塊化部署、集中化管理的新一代監(jiān)控功能。
?視頻監(jiān)控管理平臺(tái)應(yīng)能與紅外報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調(diào)度。
第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
按照技術(shù)、結(jié)合實(shí)際，統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)同部署的指導(dǎo)思想，在實(shí)現(xiàn)工廠安全防范的同時(shí)，又能通過(guò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行集中視頻監(jiān)控管理，同時(shí)通過(guò)視頻傳輸專網(wǎng)將相關(guān)視頻資源傳輸?shù)缴弦患?jí)部門(mén)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，充分利用計(jì)算機(jī)、視頻壓縮、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域的穩(wěn)定的、先進(jìn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全、環(huán)境、生產(chǎn)、人物等各類(lèi)信息資源科學(xué)有效的管理和應(yīng)用，進(jìn)一步提高工廠的安全防范管理工作和生產(chǎn)效率。
2.1 總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)分為前端監(jiān)控資源采集、視頻傳輸、后端平臺(tái)組建、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)建設(shè)等幾部分，整個(gè)系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控架構(gòu)，前端都采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行視頻采集，通過(guò)攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口直接接入到工廠視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理。傳輸主干網(wǎng)采用千兆光纖網(wǎng)，后端通過(guò)集中管理平臺(tái)來(lái)完成整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中預(yù)覽、控制、管理、存儲(chǔ)以及視頻分發(fā)等功能。實(shí)現(xiàn)工廠高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理。總體設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循用戶要求和行業(yè)規(guī)范，滿足用戶功能需求為主要目的，提高安全防范管理效率。
2.2 前端監(jiān)控資源采集
前端監(jiān)控資源的采集主要是指現(xiàn)場(chǎng)視頻、音頻等信息的采集，當(dāng)然也涉及個(gè)別點(diǎn)位有前端報(bào)警聯(lián)動(dòng)信號(hào)的輸入。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中前端點(diǎn)位的布置是否合理，以及所采用的設(shè)備是否恰當(dāng)都是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。
因此本次設(shè)計(jì)中，前端監(jiān)控設(shè)備根據(jù)用戶需求分析全部采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。通過(guò)需求分析我們得知總共約有200多個(gè)點(diǎn)位，我們選用基于基于標(biāo)準(zhǔn)的H.264算法的百萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來(lái)采集前端視頻，根據(jù)每個(gè)監(jiān)視區(qū)域的范圍不同選用合適的高清鏡頭，它采用500萬(wàn)像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機(jī)采集壓縮后的有效分辨率可達(dá)1920*1080，1280*720，預(yù)覽和回放的圖像線數(shù)也達(dá)到了700-1000TVL廣播級(jí)圖像畫(huà)質(zhì)，而且動(dòng)態(tài)視頻為全實(shí)時(shí)30幀/秒。
由于高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的顯示比例為標(biāo)準(zhǔn)的16：9寬屏顯示比例，具有比傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫(huà)面比傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)更清晰地效果。同時(shí)其他需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)視的區(qū)域我們?cè)O(shè)計(jì)采用電動(dòng)二可變鏡頭+云臺(tái)+高清攝像機(jī)的方式來(lái)組建，如果對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用FULL-D1畫(huà)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)高速球來(lái)部署，網(wǎng)絡(luò)高速球是基于標(biāo)準(zhǔn)H.264的FULL-D1畫(huà)質(zhì)進(jìn)行壓縮和傳輸，采用新的算法和壓縮模塊，使得整個(gè)清晰度也比原來(lái)的模擬攝像機(jī)加非標(biāo)H.264算法視頻編碼器的效果更好。而且和其他網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)攝像機(jī)一樣，從球機(jī)出來(lái)就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)，通過(guò)攝像機(jī)本身的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口就可以直接接入到視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，并入整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；無(wú)須再攝像機(jī)和后端管理系統(tǒng)中間再增加額外的設(shè)備，減少故障環(huán)節(jié)、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時(shí)我們還建議在各個(gè)廠區(qū)的制高點(diǎn)架設(shè)1080P全高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)配合大倍數(shù)鏡頭和云臺(tái)實(shí)現(xiàn)全范圍的高清監(jiān)控，以便掌握整個(gè)園區(qū)的狀況。
2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的組建對(duì)于高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組建至關(guān)重要，如果傳輸系統(tǒng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)視頻流的傳輸要求，那么網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也就無(wú)從談起。本系統(tǒng)總共有200多臺(tái)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，分布在多個(gè)廠區(qū)，我們?cè)O(shè)計(jì)每個(gè)廠區(qū)的建筑物內(nèi)部根據(jù)攝像機(jī)點(diǎn)位的分布采用雙絞線進(jìn)行匯聚，然后統(tǒng)一接入光纖主干網(wǎng)進(jìn)行傳輸。部分公共區(qū)域、獨(dú)立區(qū)域的點(diǎn)位可就近單獨(dú)敷設(shè)傳輸資源；根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，每路1080P全高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的傳輸帶寬為4Mbps，720P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的推薦傳輸帶寬為2Mbps，標(biāo)清FULL-D1的傳輸帶寬為1Mbps；所以在為視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分傳輸通道時(shí)應(yīng)考慮每個(gè)區(qū)域匯聚后到中心的傳輸帶寬，同時(shí)各個(gè)廠區(qū)匯聚交換機(jī)和監(jiān)控中心的核心交換設(shè)備也應(yīng)該具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和承載突發(fā)多用戶大容量的高峰訪問(wèn)能力，以便網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的快速交換，滿足數(shù)據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求的快速響應(yīng)。由于前端攝像機(jī)主要由720P構(gòu)成，因此每個(gè)廠區(qū)各自到監(jiān)控中心的主干光纖帶寬資源已經(jīng)完全夠用，中心核心交換機(jī)建議采用背板帶寬和包轉(zhuǎn)率較高的千兆交換機(jī)來(lái)承擔(dān)。視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)要求與工廠內(nèi)部局域網(wǎng)規(guī)劃到一起，或者通過(guò)物理設(shè)備將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來(lái)。這樣工廠其他部分就可在獲得授權(quán)后直接前端攝像機(jī)的視頻資源。
2.4 集中監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)計(jì)
由于本次系統(tǒng)建設(shè)覆蓋多個(gè)區(qū)域和多個(gè)用戶群體，工廠成立集中監(jiān)控指揮中心，因此我們?cè)O(shè)計(jì)采用二級(jí)架構(gòu)，即工廠指揮中心為一級(jí)監(jiān)控中心，保衛(wèi)部門(mén)和其他管理部門(mén)為二級(jí)中心，指揮中心權(quán)限可對(duì)所有設(shè)備以及下屬兩個(gè)分中心用戶群體的視頻監(jiān)控終端進(jìn)行集中管理，統(tǒng)一調(diào)度；指揮中心完成視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)， 各個(gè)分中心或者其他用戶通過(guò)工廠公司內(nèi)部局域網(wǎng)訪問(wèn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)中的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，獲得視頻和其他相關(guān)的監(jiān)控資源。
