網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)應(yīng)用
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現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時(shí)代，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)的一種全新的監(jiān)控系統(tǒng)。 1、概述 1.1現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時(shí)代 現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時(shí)代，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)的一種全新的監(jiān)控系統(tǒng)。它能將監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來(lái)，使兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)開始走向融合，實(shí)現(xiàn)真正的三網(wǎng)合一(數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像)，在理念和方式上取得了重大突破。 這將徹底打破“閉路電視系統(tǒng)”模擬方式的結(jié)構(gòu)，從根本上改變了視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集。傳輸處理、系統(tǒng)控制的方式和結(jié)構(gòu)形式，也標(biāo)志著監(jiān)控正在走向現(xiàn)代“四化”階段即：
*前端一體化
監(jiān)控系統(tǒng)前端一體化意味著多種技術(shù)的整合、嵌入式構(gòu)架、適用和適應(yīng)性更強(qiáng)以及不同探測(cè)設(shè)備的整合輸出。為系統(tǒng)集成化奠定了基礎(chǔ)。
*傳輸一網(wǎng)絡(luò)化
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)發(fā)展，集散式系統(tǒng)采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源以及任務(wù)和負(fù)載得以共享，這也是系統(tǒng)集成與整合的重要基礎(chǔ)。
*處理一數(shù)字化
信息處理數(shù)字化意味著信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，具有微內(nèi)核技術(shù)的實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)，硬件和軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強(qiáng)、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機(jī)界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡(jiǎn)單化，系統(tǒng)運(yùn)行互為熱備份，容錯(cuò)可靠等功能。
*系統(tǒng)一集成化
系統(tǒng)集成化正是由于構(gòu)建系統(tǒng)的各子系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，特別是使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)中其它各子系 統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，從而實(shí)現(xiàn)了在統(tǒng)一的操作平臺(tái)上進(jìn)行管理和控制。 當(dāng)今的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展已包括了IP網(wǎng)絡(luò)像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、、IP視頻節(jié)點(diǎn)及數(shù)字錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)相機(jī)與IP門禁控制系統(tǒng)等等,它將視頻捕獲、傳輸、顯示和記錄提升到了新的水平。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)字化的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體，使網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)均可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信息的管理和調(diào)用，提高管理水平和管理效率。數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)監(jiān)控的范疇，在其基礎(chǔ)上增加了管理的概念，并成為現(xiàn)代化管理的一個(gè)有效手段，見圖1網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有管理功能組成示意框圖。
DS92LVl8為15至66MHz 18位總線LVDS串行/解串器
其特點(diǎn)為：
15至66MHz的18：1/1：18串行/解串器(全雙工傳輸速度高達(dá)2.376Gbps);發(fā)送器及接收器可以獨(dú)立操作，而且設(shè)有獨(dú)立的時(shí)鐘、允許及關(guān)機(jī)引腳;熱插拔保護(hù)功能(通電高阻抗)及同步操作功能(接收器可以鎖定隨機(jī)數(shù)據(jù));適用于誤差達(dá)_+50/0的參考時(shí)鐘頻率，以便可以利用本地生成的時(shí)鐘簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；線路及本地回送模式；可以利用穩(wěn)定可靠的BLVDS串行傳輸方式驅(qū)動(dòng)底板及電纜內(nèi)的信號(hào)，確保信號(hào)傳輸不會(huì)受電磁于擾；無(wú)需進(jìn)行外部編碼；內(nèi)置鎖相環(huán)路，無(wú)需加設(shè)外置鎖相環(huán)路；只需一個(gè)+3.3V的電源供應(yīng)；功率極低：采用PRBS-15模式并以66MHz操作時(shí)，發(fā)送器的電流低至只有90mA/典型值)，而接收器的電流則低至只有100mA(，典型值)；±100mV的接收器輸入閾值；遺失鎖檢測(cè)及匯報(bào)引腳；工業(yè)溫度范圍：-40℃至+85℃；2.0kV以上的HBM靜電釋放保護(hù)；采用小巧的標(biāo)準(zhǔn)80引腳LqFP封裝。DS92LVl8芯片結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。 DS92LVl8在多通道網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系發(fā)送與接收的接口中應(yīng)用，見圖4(a) 發(fā)送與圖4(b) 接收合成所示。 *DSl5BA101+DSl5EA101芯片特征
為可驅(qū)動(dòng)更長(zhǎng)電纜的1.5Gbps芯'片組
其特點(diǎn)為：成本只有光學(xué)解決方案 的一半;容易安裝及維護(hù);數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)1.5Gbps; 可以驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)300米的銅線電纜;適用于CATx雙扭線及同軸電纜;具有高度的靈活性，而且容易使用;有相關(guān)的測(cè)試報(bào)告可供查閱;
DSl5BA101+DSl5EA101芯片在CATx雙扭線電纜應(yīng)用示意,見圖5(a)所示。 *DP83849芯片特征
設(shè)有FX靈活開關(guān)的工業(yè)用雙端口10/00Mb/s以太網(wǎng)物理層收發(fā)器，圖5(b)為DP83849芯片框圖所示。
其特點(diǎn)為：完全符合IEEE 802．311標(biāo)準(zhǔn)；兩個(gè)完全獨(dú)立的10/100端口,即可選用100Base-Tx或100 Base-FX和可選用M11、RMII或SNI接口；靈活的端口開關(guān)及鏈接,即回送和MDI至主機(jī)接口;最低的確定性延遲；通電時(shí)，可以控制輸入及輸出；內(nèi)置自我測(cè)試(信息包BIST)功能；適用于工業(yè)溫度范圍；采用ToFP-80封裝，大小只有12x 12mm。 2.2 可用于數(shù)字視頻監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片 *ADC08L060芯片特征 設(shè)有內(nèi)部取樣及保持功能的8位叫0至 60MSPS、0.65mW/MSPS模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。 其特點(diǎn)為：?jiǎn)味溯斎?；?nèi)部取樣及保持功能；低電壓操作/只需一個(gè)+3V的電源供應(yīng))；封裝小巧；關(guān)機(jī)功能。圖6為ADC08L060芯片結(jié)構(gòu)框圖。 *主要技術(shù)指標(biāo)為：分辨度 8位；轉(zhuǎn)換率 60MSPS；微分非線性特性(DNL) ±0．25LSB(典型值)積分非線性特性(1NL) +0.5/-0.2LSB(典型值)；信噪比(10.1 MHz) 48dB(典型值)；有效位數(shù)(ENOBl(10.1 MHz) 7.6位(典型值)；總諧波失真(10.1 MHz)-57dB(典型值)；延遲 5個(gè)時(shí)鐘周期；不會(huì)遺漏代碼; 功耗,操作時(shí) 0.65mW/MSPS(典型值)，關(guān)機(jī)后1.0mW(典型值)。 *ADC08L060應(yīng)用除見圖4(a)外，其相關(guān)應(yīng)用為數(shù)字成像系統(tǒng) 、通信系統(tǒng)、機(jī)頂盒、X光射線成像系統(tǒng)、便攜式測(cè)量?jī)x表 、維特比譯碼器。 2.3適用于模擬/數(shù)字視頻監(jiān)視系統(tǒng)的高速放大器 *LMH6720/22芯片特征 寬帶視頻放大器：?jiǎn)谓M裝、設(shè)有停機(jī)功能的單組裝、四組裝。 其特點(diǎn)為：400MHz(Av=+2V/V、Vout=500mVPP)-3dB帶寬；250MHz(Av=+2V/V、Vout=2VPP)-3dB帶寬；0.1 dB的增益平值度(直至120MHz)；低功率：5.6mA；設(shè)有TTL兼容的停機(jī)引腳(LMH6720芯片)；若頻率為20MHz，第二諧波失真為-58，第三諧波失真為-70；快速的壓擺率1800V／ps；低停機(jī)電流：500μA(LMH6720芯片)；11 ns的啟動(dòng)時(shí)間(LMH6720芯片)7ns的停機(jī)時(shí)間(LMH6720芯片)；單位增益穩(wěn)定。 * LMH6720/22應(yīng)用除見圖4(b)外,其相關(guān)應(yīng)用為高清度電視NTSC及PAL視頻系統(tǒng)、視頻轉(zhuǎn)換及分配系統(tǒng)、寬帶有源濾波器、電纜驅(qū)動(dòng)器、高速多路轉(zhuǎn)換器(LMH6720芯片)及可設(shè)定增益放大器(LMH6720芯片)。 2.4適用模擬/數(shù)字視頻監(jiān)視系統(tǒng)的電源管理芯片 *LM2734芯片特征 LM2734采用纖薄SOT23封裝的1A負(fù)載降壓直流/直流穩(wěn)壓器。 其特點(diǎn)為：采用纖薄的SOT23-6封裝；3.0V至20V的輸入電壓；0.8V至18V的輸出電壓；1A輸出電流；開關(guān)頻率550kHz(LM2734Ⅵ及1.6MHz(LM2734X；)300m~的NMOS開關(guān)；30nA停機(jī)電流；誤差不超過(guò)±2%的0.8V內(nèi)部參考電壓；內(nèi)部軟啟動(dòng)；電流模式的PWM操作；可獲WEBENCH~網(wǎng)上設(shè)計(jì)工具支持；過(guò)熱停機(jī)。圖7為L(zhǎng)M2734芯片結(jié)構(gòu)框圖。 LM2734芯片LMH6720/22應(yīng)用除見圖4(b)外, 其相關(guān)應(yīng)用為本地負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓、硬盤驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)核供電系統(tǒng)、機(jī)頂盒、以電池供電的設(shè)備、利用USB供電的設(shè)備、DSL調(diào)制解調(diào)器、筆記本電腦。3、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 3.1廣域網(wǎng)連接連接與說(shuō)明。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)連接見圖8所示。 3.11其特點(diǎn)為： 遠(yuǎn)程地址解析/管理/轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器通過(guò)一個(gè)廣域網(wǎng)固定IP地址與廣域網(wǎng)連接，并完成以下工作。
*負(fù)責(zé)與連接到廣域網(wǎng)的各子網(wǎng)的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，并對(duì)虛擬地址進(jìn)行地址解析；
*負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)入該廣域網(wǎng)系統(tǒng)的用戶進(jìn)行信息登錄，并與各局域網(wǎng)中的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)配合，進(jìn)行授權(quán)管理、巡視監(jiān)看區(qū)域限定和其他管理；
*以P2P和轉(zhuǎn)發(fā)混合方式工作，保證廣域網(wǎng)的100%連接。廣域網(wǎng)系統(tǒng)首先以P2P方式試圖建立廣域網(wǎng)連接，在連接不通時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)入該服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 3.12廣域網(wǎng)訪問(wèn)流程說(shuō)明 假設(shè)局域網(wǎng)1訪問(wèn)局域網(wǎng)N(見圖8所示)，局域網(wǎng)1的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)按固定IP訪問(wèn)遠(yuǎn)程地址解析/管理/轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器獲取局域網(wǎng)N的信息和IP地址，局域網(wǎng)1可轉(zhuǎn)向局域網(wǎng)N進(jìn)行訪問(wèn)，局域網(wǎng)N的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)對(duì)局域網(wǎng)1的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)信息進(jìn)行識(shí)別，在權(quán)限范圍內(nèi)則放行，局域網(wǎng)1可通過(guò)局域網(wǎng)N的遠(yuǎn)程多媒體網(wǎng)關(guān)訪問(wèn)并控制局域網(wǎng)N的攝像機(jī)否則，拒絕。 3.2廣域網(wǎng)的應(yīng)用 廣域網(wǎng)的應(yīng)用中，主要自以下幾種和方式：一點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用，多點(diǎn)看一點(diǎn)應(yīng)用，多點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用。 *一點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用-保密室遠(yuǎn)程監(jiān)控 “一點(diǎn)看多點(diǎn)”的應(yīng)用主要有：電子考場(chǎng)遠(yuǎn)程巡視、保密室遠(yuǎn)程監(jiān)控、銀行柜員遠(yuǎn)程巡視考核、遠(yuǎn)程安防監(jiān)控等等，特點(diǎn)是由一個(gè)點(diǎn)(可以是局域網(wǎng)，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī))對(duì)廣域網(wǎng)上的多點(diǎn)進(jìn)行巡視監(jiān)控，對(duì)于“一點(diǎn)看多點(diǎn)”的應(yīng)用，其網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸為監(jiān)看端的出口帶寬，因此為用戶設(shè)計(jì)方案時(shí)，要根據(jù)監(jiān)看端同時(shí)監(jiān)看的攝像機(jī)數(shù)量所形成得數(shù)據(jù)流量與下行帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)流量與網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸匹配。圖 9(a)為一點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用示意圖。 *多點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用-電子考場(chǎng) “多點(diǎn)看多點(diǎn)”是“一點(diǎn)看多點(diǎn)”、“多點(diǎn)看一點(diǎn)”的特例。在“一點(diǎn)看多點(diǎn)”的應(yīng)用中，只要在廣域網(wǎng)中進(jìn)行副控授權(quán)，即成為“多點(diǎn)看多點(diǎn)”；在“多點(diǎn)看一點(diǎn)”的應(yīng)用中，只要被觀看的廣域網(wǎng)對(duì)象不是一個(gè)，即成為“多點(diǎn)看多點(diǎn)”舉電子考場(chǎng)為例，省高招辦需要遠(yuǎn)程監(jiān)看巡視全省的電子考場(chǎng)，同時(shí)省市高招辦也要授權(quán)給各下屬高招辦，允許監(jiān)看巡視所屬管轄的電子考場(chǎng)，這就形成了由“一點(diǎn)看多點(diǎn)”派生的“多點(diǎn)看多點(diǎn)”應(yīng)用。 舉遠(yuǎn)程教育為例，在廣域網(wǎng)上有眾多不同權(quán)限的用戶在觀看，其中某部分用戶既可以觀看A校老師上課，同時(shí)又可以觀看B校老師上課…，這就形成了由“多點(diǎn)看一點(diǎn)”派生的“多點(diǎn)看多點(diǎn)”的應(yīng)用。圖 9(b)為一點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用示意圖。 *多點(diǎn)看一點(diǎn)應(yīng)用-遠(yuǎn)程視頻會(huì)議 “多點(diǎn)看一點(diǎn)”的應(yīng)用主要有：遠(yuǎn)程教育、幼兒園(養(yǎng)老院)的遠(yuǎn)程探視等。其特點(diǎn)是：在廣域網(wǎng)中有眾多的用戶(可以是局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī))訪問(wèn)觀看一個(gè)點(diǎn)(可以是局域網(wǎng)內(nèi)的攝像機(jī)，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)的攝像機(jī))，在“多點(diǎn)看一點(diǎn)”的應(yīng)用中，由于無(wú)法準(zhǔn)確的知道廣域網(wǎng)觀看的用戶數(shù)量，因此,需通過(guò)遠(yuǎn)程地址解析/管理/轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，廣域網(wǎng)的帶寬瓶頸在轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器端，因此需要設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)帶寬計(jì)算廣域網(wǎng)用戶數(shù)量。圖 9(c)為一點(diǎn)看多點(diǎn)應(yīng)用示意圖。 4、結(jié)束語(yǔ) 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是具有嵌入式圖像捕獲能力，允許將視頻圖像或提取的視頻信息進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)或通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳輸。這些系統(tǒng)可用于任何類型的監(jiān)控，既可以用于商業(yè)用途，也可以用于個(gè)人用途.它尤其是一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng),視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。
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