凌华视频与环境综合监控产品和系统应用

1．公司与监控产品概述
北京凌华兴业科技有限公司是一家多年专营工业控制计算机等设备、工业控制软件及提供工控解决方案的企业，具有工业控制领域软硬件产品生产组装、监控产品研发与监控系统项目集成的能力。公司在多年的工业控制领域硬件生产、软件研发与销售过程中，拥有了自主知识产权的“威控®Ⅱ工业组态软件”，开拓了各种监控技术的项目；并随着数字监控技术与市场的发展，开始进军数字视频监控产品的开发，形成了符合当前主流数字视频编解码压缩技术MPEG－4的硬盘录像监控产品，实现了相对较低带宽网络资源下的多媒体音视频码流的网络传输。公司监控产品结构如图所示：

公司采用已经产品化的“数字视频监控设备、环境监控组态平台、综合监控系统网络服务器”等设备形成了“集中式网络化环境综合监控管理系统”，该系统充分考虑了军队、智能交通、电力等行业独立性和专业化管理非常强的大型领域监控管理应用特点，可实现基于视频图像和各种环境要素传感器的监视与控制功能，并达到网络化远程监控效果，适用不同用户、不同功能、不同环境的系统需求。同时公司具备了面向多行业监控项目系统集成的技术设计与工程实施能力。
2． 监控产品系统结构
系统根据分散式采集与集中监控管理的设计思路，采用网络化WEB浏览式终端监控管理的B/S模式的三层网络架构：以DVR（硬盘录像机，Linux系统）和通用环境监控平台（Windows系统）构成第一层下位机；以NetS（网络服务器，Linux系统）构成中间层；以本地和远端控制中心（Windows系统）的WEB浏览器构成第三层远程监控终端。系统充分体现网络应用的视频图像与环境监控数据传输的规范性和网络上多媒体数据流均匀分发的合理性，保障网络上底层下位机设备（DVR硬盘录象机、环境监控主机）→ 网络服务器 → WEB监控终端之间数据处理流量负载均衡，使系统组网灵活并达到运行稳定，是当前基于网络结构的一种性能优越的监控系统，实现分级控制与管理。

3．监控产品功能与特性
3.1 视频监控设备（数字硬盘录像机）主要功能与特点
 利用国际上先进的MPEG-4/H.264图像压缩技术：保障图象质量，适于硬盘录像，节省传输带宽，更注重多媒体系统的交互性和灵活性。
 功能集成度高：单台设备16路视频同时压缩录像、播放、矩阵/云台/镜头集中控制、快捷的历史检索及实时网络传输。
 系统设计灵活：B/S三层网络架构和C/S二层网络架构模式可选，系统自动识别。推荐B/S三层网络模式更适合多媒体数据流的均匀分发，保障DVR→DVS→WEB监控终端之间视频数据流量负载均衡，达到系统运行稳定，方便系统分级控制与管理；
 网络适应性强：视频码流为128Kbps-1.5Mbps动态调整或设置定值，标准TCP/IP协议适用于各种有线/无线局域网、专网以至Internet公用数据网等不同传输通道。
 简单实用的WEB监控/管理模式：整个系统本地/远端网络监控效果一致，WEB页面的系统配置与权限管理简单方便。
 系统安全与稳定性：性能优良的工控机平台，运行稳定与良好散热；Linux操作系统，防病毒攻击和安全认证机制；完善的图像文件管理系统，杜绝磁盘碎片，提高磁盘利用率和使用寿命。
 维护方便性：内置watchdog，死机和断电自动恢复；远程维护与软件升级；适合连续工作和无人值守环境。
 系统扩展性：系统层次化结构，易于扩充DVR设备数量，易于建立网上不同级别和数量的监控中心，有严格的系统配置与使用权限的管理。
 三级数据存储与备份：DVR/服务器/WEB终端三级硬盘存储，U盘/光盘导出备份，最大能力的保护录像数据。
 多种录像/设防/报警：定时/连续/移动报警录像，历史播放/编辑、定格抓拍图像，方便与其它系统联动报警。
3.2 环境监控平台主要功能与特点
通过“计算机+环境监控组态软件+RS485总线“实现在本地或网络远端对被监视现场的室内生态环境、设备状态、供电、照明、门禁等系统的监测、控制与报警，让不同级别的维护管理人员及时掌握现场情况，达到实时报警、调度与处理的效果。是集网络技术、控制技术、通信技术于一体的通用计算机监测系统。
 系统构建
 采用“威控®Ⅱ组态软件”环境监控平台，在工业计算机及 Windows 98 / 2000操作系统下运行，实现对不同类别的传感器进行实时数据读取、显示、分析、控制与报警等处理；
 提供了极其丰富的图形控件（上千个工业/环境现场的图库）操作界面，让用户或开发人员能在很短的时间内创建出逼真的监控现场的虚拟场景和逼真的动画效果；
 内嵌脚本语言，方便的实现数学运算和系统操作功能的定义；
 最终构建一个客户化定制效果很好的现场环境数据采集、监测与控制的系统与显示平台，真实再现现场的实时状况。
 数据采集：通过先进的485工业现场总线技术和数字/模拟量采集模块，完成对现场温度、湿度、各种气体浓度、压力、液位、水质、烟雾、红外探测报警、巡更器、门禁控制、电压/电流量等各种传感器数据的实时采集与分析处理。
 对现场各种传感器的采集参数等信息进行综合分析、实时处理；
 方便灵活地实现对参数的控制规律和算法；
 实时的、历史的数据存储与趋势图的显示；
 多种级别控制的数据越限报警：低低报警、低报警、高报警、高高报警；
 方便的历史数据与报警数据记录查询与打印。
 网络化功能
 与硬盘录像机共用服务器，实现环境监控数据的网络共享，适用多种网络访问方式（专线、公用数据/电话网，GPRS无线网络，微波、卫星等），易于构建高速、高性能的网络应用方案。
 以Web方式远程实时浏览检测数据、曲线、动画等现场情况；
 采用多级密码保护机制，实现不同级别用户操作权限；
 报警信息通过多种方式发送到监控终端；
3.3 网络服务器功能与特性
网络服务器是本系统的核心部分，按照功能可划分为通讯服务器、数据服务器和WEB IIS服务器。它主要实现以下功能：
 为系统提供数据通讯链路，连接所有的被监控点，所有数据交互传输是通过TCP/IP协议完成；
 为系统提供数据实时存储与备份环境，可以获取各个站点的环境和视频部分的实时数据和历史数据，对实时数据进行转发，对历史数据进行存储；
 为客户端用户提供WEB服务，对各个站点的环境和视频数据进行实时浏览和控制；
 现有为Linux系统平台，设计为基于Web Server 、B/S结构的三级控制模式，网络安全性非常好，可以有效防止病毒感染，可防止未经授权的人访问系统资源；
 数据库技术：采用MySQL数据库系统，它在Linux系统中已得到广泛使用，运行效率很高，且成本较Microsoft SQL Server低。在B/S结构的应用中，服务器端软件为用户存储数据、处理数据请求、维护数据完整性；客户端软件用于处理用户界面、生成数据请求、将处理结果显示给用户。这种结构使得该系统能够在服务器端和客户端之间平衡负载，在整体性能上与传统的基于文件共享方式数据库管理系统相比有大幅度的提高；
4. 大型通信工程、机房、仓库等综合监控与管理系统案例
采用凌华公司监控产品构造一个适用于各种通信工程、基站、机房、仓库等环境内的综合监控管理系统，在网络能够覆盖的范围内可以实现1～N级的监控效果，使各级监控管理中心都能通过网络服务器和传输通道在本地WEB终端实现对远端现场环境的监控。
4.1 多级监控系统组网结构图

一台网络服务器可具备挂接一至几十台下位视频或环境监控设备的能力，其安装点的选择非常灵活，每级监控中心的远程监控范围是通过配置服务器所带下位监控设备的数量和管理权限实现的，而不必要各级监控中心都安装服务器。
4.2 系统设备组成与原理图

本监控系统针对各种通信工程、基站、机房、仓库等环境，可以通过DVR硬盘录像机实现基于视频图像的监控；通过环境监控主机实现各种生态环境传感器的监测（反映空气质量、温湿度、早期烟雾检测报警与普通烟雾检测报警、排风、地面浸水、内部供电情况、内部水库水位等）、环境内相关设备（室内空调、灯光、水位、排风等）的控制、门禁控制与管理。并且根据行业内多级管理组织结构的需要，通过网络传输通道和服务器与WEB终端组成一个完整的网络架构的系统方案，形成从下级现场监控━━上级区域远程监控━━一级总部远程监控的多级监控效果。
4.3 视频信号监控功能
各种智能快球型摄像机、匀速球型摄像机或固定式枪型摄像机等可分散的安装在被监控环境（机房、仓库、大型通信工程站点等）内的重点监视部位，各监视点同时也可安装音频监听头。环境内所有的视/音频信号首先采集接入本地DVR硬盘录像机进行实时压缩录像、监视播放、历史查询等；各路摄像机可通过一体化智能快球、通过解码器驱动的匀速控制球罩或枪击型罩等云台方式，在DVR播放器界面上实现上下左右旋转及镜头伸缩的控制，使监控区域（摄像机的视场角度）达到最大可视范围；同时DVR硬盘录像机对压缩后的视频信号可通过网络上传至上级区