中國制造為世人所熟知，隨著產(chǎn)業(yè)不斷升級，生產(chǎn)技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，中國作為真正的世界工廠也為時不遠(yuǎn)?，F(xiàn)今，工廠的現(xiàn)代化管理手段越來越豐富，準(zhǔn)確性也越來越高，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)對各種場合，特殊設(shè)備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區(qū)域的現(xiàn)場情況，增強(qiáng)安全保障措施，同時進(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，百萬像素網(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)控解決方案的實施將極大的改善目前類似的行業(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)在實現(xiàn)了工廠安全防范工作的同時也為生產(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小時監(jiān)控。
?園區(qū)監(jiān)控：在工廠園區(qū)一些制高點安裝云臺攝像機(jī)，實施大范圍監(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)。
?廠房內(nèi)部：在廠房內(nèi)部部署大范圍監(jiān)控的攝像機(jī)，以滿足對整個廠房的全局監(jiān)控。
?庫區(qū)監(jiān)控：在庫房內(nèi)外部署攝像機(jī)，嚴(yán)密監(jiān)視現(xiàn)場情況。
生產(chǎn)區(qū)域管理
?重要設(shè)備監(jiān)控：在車間、廠房一些重要的設(shè)備處安裝高清攝像機(jī)，對設(shè)備運行狀態(tài)、防盜、防破壞進(jìn)行監(jiān)視。
?生產(chǎn)過程監(jiān)視：對于一些生產(chǎn)線上、操作崗位進(jìn)行重點監(jiān)控，記錄操作過程和生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程。
其他需求
?整個系統(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)簡單化和系統(tǒng)可擴(kuò)展的需求
?利用平臺管理軟件來統(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)控管理平臺應(yīng)能與紅外報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等實現(xiàn)聯(lián)動，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調(diào)度。
第二章 系統(tǒng)設(shè)計
按照技術(shù)、結(jié)合實際，統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)同部署的指導(dǎo)思想，在實現(xiàn)工廠安全防范的同時，又能通過高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行集中視頻監(jiān)控管理，同時通過視頻傳輸專網(wǎng)將相關(guān)視頻資源傳輸?shù)缴弦患壊块T實現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，充分利用計算機(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)，實現(xiàn)對安全、環(huán)境、生產(chǎn)、人物等各類信息資源科學(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
系統(tǒng)分為前端監(jiān)控資源采集、視頻傳輸、后端平臺組建、多系統(tǒng)聯(lián)動建設(shè)等幾部分，整個系統(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)行集中存儲和管理。傳輸主干網(wǎng)采用千兆光纖網(wǎng)，后端通過集中管理平臺來完成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中預(yù)覽、控制、管理、存儲以及視頻分發(fā)等功能。實現(xiàn)工廠高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理?？傮w設(shè)計嚴(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)場視頻、音頻等信息的采集，當(dāng)然也涉及個別點位有前端報警聯(lián)動信號的輸入。系統(tǒng)設(shè)計中前端點位的布置是否合理，以及所采用的設(shè)備是否恰當(dāng)都是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。
因此本次設(shè)計中，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)。通過需求分析我們得知總共約有200多個點位，我們選用基于基于標(biāo)準(zhǔn)的H.264算法的百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來采集前端視頻，根據(jù)每個監(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廣播級圖像畫質(zhì)，而且動態(tài)視頻為全實時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，所得到的視頻畫面比傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)更清晰地效果。同時其他需要動態(tài)監(jiān)視的區(qū)域我們設(shè)計采用電動二可變鏡頭+云臺+高清攝像機(jī)的方式來組建，如果對監(jiān)控現(xiàn)場清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用FULL-D1畫質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)高速球來部署，網(wǎng)絡(luò)高速球是基于標(biāo)準(zhǔn)H.264的FULL-D1畫質(zhì)進(jìn)行壓縮和傳輸，采用新的算法和壓縮模塊，使得整個清晰度也比原來的模擬攝像機(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)出來就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號，通過攝像機(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，并入整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)統(tǒng)一管理；無須再攝像機(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)、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時我們還建議在各個廠區(qū)的制高點架設(shè)1080P全高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)配合大倍數(shù)鏡頭和云臺實現(xiàn)全范圍的高清監(jiān)控，以便掌握整個園區(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)控也就無從談起。本系統(tǒng)總共有200多臺網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，分布在多個廠區(qū)，我們設(shè)計每個廠區(qū)的建筑物內(nèi)部根據(jù)攝像機(jī)點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、獨立區(qū)域的點位可就近單獨敷設(shè)傳輸資源；根據(jù)產(chǎn)品特點，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)劃分傳輸通道時應(yīng)考慮每個區(qū)域匯聚后到中心的傳輸帶寬，同時各個廠區(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)訪問請求的快速響應(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，或者通過物理設(shè)備將兩個網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來。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)控管理平臺設(shè)計
由于本次系統(tǒng)建設(shè)覆蓋多個區(qū)域和多個用戶群體，工廠成立集中監(jiān)控指揮中心，因此我們設(shè)計采用二級架構(gòu)，即工廠指揮中心為一級監(jiān)控中心，保衛(wèi)部門和其他管理部門為二級中心，指揮中心權(quán)限可對所有設(shè)備以及下屬兩個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)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)， 各個分中心或者其他用戶通過工廠公司內(nèi)部局域網(wǎng)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺中的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，獲得視頻和其他相關(guān)的監(jiān)控資源。
