療養院監控系統的設計與實現

125105 沈陽軍區興城療養院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

療養院監控系統的設計與實現

125105 沈陽軍區興城療養院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

該文通過對療養院安全監控需求及分布式監控系統的研究，立足院內局域網，建立了36個數據采集點的基于數字硬盤錄像機/數字視頻服務器的客戶端/服務器模式下的視頻安全監控系統，實現對療養院醫療和環境安全的實時監控。

監控系統；設計；局域網；安全

療養院為了豐富的療養因子，大多建設在自然環境優美的風景名勝地區或旅游區內，且占地面積大，管理人員較少，而隨著社會的發展，來療養院療養、住宿的人員越來越多，成分也越來越復雜，這就給療養院治安帶來了很大的壓力，盜劫和景點被損壞也時有發生。同時，療養醫療安全同樣面臨著嚴峻的挑戰。中華醫學會的數據顯示：2007年平均每名醫生年遭遇2件醫療糾紛[1]。因此，療養院建立安全監控系統是十分必要的，而療養院局域網的搭建與視頻技術的發展，為視頻監控系統的設計與實現提供了平臺。本文通過對分布式監控系統的研究，建立了36個數據采集點的基于數字硬盤錄像機/數字視頻服務器的客戶端/服務器模式下的視頻安全監控系統[2]。自1996年運行以來，取得了良好的效果，在保護醫療安全、預防犯罪方面起到了不可低估的作用，現報告如下。

1 系統設計原理

視頻監控系統的發展可分3個階段：模擬信號監控系統，插卡式數字監控系統，嵌入式網絡視頻服務器的監控系統[3]。本監控系統立足療養院局域網，采用嵌入式網絡視頻服務器模式，實現實時信號采集→數據壓縮→網絡傳輸→集中顯示，數據傳輸千兆帶寬設計(圖1)。

圖1 系統設計原理

嵌入式網絡視頻監控系統的構成主要包括前端視頻數據(如語音、圖像、數據、開關量)的采集、視頻數據的壓縮編碼、視頻數據的網絡傳輸和監控中心的數據處理、控制與瀏覽。攝像頭輸出的視頻信號通過內置的嵌入式視頻編碼器轉換成壓縮后的視頻數據流，再通過局域網傳輸到監控中心或科室監控點，登錄網絡的遠程用戶可以直接瀏覽視頻圖像，通過安全驗證的授權用戶還可以控制攝像頭的動作或對系統配置進行操作。系統后端可以采用已有的設備和連接方式，本文主要討論系統前端，視頻信號采集、嵌入式WLAN視頻服務器的硬件設計方案。

2 系統硬件設計

2.1 攝像機 使用SONY FCB-EX480CP低照度一體化攝像機，最低照度為0.7 Lx，0.002黑白，216倍變焦(18倍光學，12倍數字)，具有高級隱私區域遮蔽功能、電子翻轉功能、報警功能、自動曝光、圖像凍結功能等，44萬像素，480TV線，攝像寬度廣角端48.0°，遠端2.8°。

2.2 視頻服務器(或硬盤錄像機) 使用?？礑S-6001HC系列視頻服務器，分1路、2路和4路，超過4路的使用硬盤錄像機前端錄像，以保證視頻錄像的質量。采用H.264視頻壓縮技術，壓縮比高，且處理非常靈活，支持完整的TCP/IP協議簇，支持視頻、音頻、報警、語音數據、串行數據通過TCP/IP網絡傳輸，內置Web預覽功能，可進行IE訪問，支持云臺與電動鏡頭的控制，支持多種解碼器協議，RS485/RS-232接口支持網絡透明通道連接，還具有報警輸入、移動偵測報警、遮擋報警、報警聯動輸出等報警功能。每臺硬盤錄像機配置1 T硬盤，可存貯15天的圖像資料。

2.3 云臺 云臺就是兩個交流電機組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。室內使用嵌入式球型云臺，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。室外使用槍式云臺，在要求美觀和隱蔽方面可選用室外球形云臺，室外云臺密封性能好，防水、防塵，負載大。輸入電壓為DC 24 V/AC 220 V 50 Hz，旋轉角度水平：0°～350°，垂直：0°～90°，旋轉速度水平：12°/s～25°/s，垂直：6°/s～15°/s，云臺要注意設置好地址、旋轉角度和波特率。

2.4 傳輸介質 雙絞線使用超五類純安普線，光纖使用單模千兆光纖，光纖模塊使用GBIC型千兆模塊，前端交換機使用DES-1226G交換機，能提供2個千兆迷你GBIC端口，用于光纖骨干連接。主交換機使用HUAWEI S5000型智能交換機。視頻數據傳輸達到千兆帶寬，以保證視頻圖像的質量。

2.5 數據處理及顯示設備 監控中心的數據處理由4臺簡易服務器實時對通過計算機網絡以TCP/IP協議傳輸到監控中心編碼壓縮后的數據進行解壓解碼、監控、存儲和管理，能夠實時、直接地了解和掌握各監控點的情況，并分4屏顯示到監控中心的電視墻上，每屏9個視頻圖像，供值班人員及時對所發生的情況做出反應。采用一套鍵盤鼠標控制4臺電腦，需要增配一臺KVM-204桌面式手動切換器控制。網上用戶根據需要可對所屬轄區進行監控。

3 軟件系統實現

網絡視頻監控軟件是采用基于嵌入式網絡硬盤錄像機和網絡視頻服務器開發的應用軟件。網絡視頻監控軟件服務端具有對設備的集中管理和用戶以及用戶權限的管理功能，可以配置客戶端的網絡用戶以及客戶端用戶的權限。網絡客戶端根據網絡用戶登錄，設有添加用戶和設備的功能，享有服務端給該用戶分配的權限。整個網絡中分為一個服務端和多個客戶端，服務端與客戶端有機的聯系在一起，共用一個數據庫。系統運行環境：Win NT/Win 2000/Win XP/Win 2003，CPU IntelIV2.0 G以上，內存256 MB以上，硬盤320 G，網卡10/100 M，IE 5.0以上。包括以下幾個功能。

3.1 系統登錄 系統首次登錄時，必須注冊一個超級用戶，成功后登錄服務器配置和用戶登錄界面，填寫服務器IP地址、用戶名和密碼。在創建監控點后配置一般用戶和使用權限。

3.2 系統配置 包括本地配置、遠程配置、報警功能、日志查詢和硬解碼配置。配置前要進行設備添加，先增加區域再增加設備，將36個點編制序列平均分配到4臺服務器上。本地要配置好播放方式、客戶端錄像方式、日志維護和自動校時等，遠程要配好服務器參數、通道參數、串口參數、報警參數、用戶權限和交易信息等，各種參數的配置要與所選設備匹配。

3.3 圖像預覽 有1/4/6/8/9/10/11/13/14/16/17/19/22/25/自定義等15種預覽模式，選用9畫面顯示模式，設置好預覽通道順序，然后“播放”，就能在監控中心看到監控圖像了。該功能模塊還具有抓圖、錄像和視頻參數設置功能，通過調整視頻參數，使圖像質量更好。

3.4 云臺控制 進行云臺控制前必須先在“串口參數配置”中配置好RS485的相關參數，包括波特率，選用協議和解碼器的地址等，然后在預覽圖像時，選中該路圖像，選擇云臺控制，就能上下、左右調整云臺方向，光圈，聚焦，變焦，雨刷和燈光以及云臺的自動掃描。該模塊還具有調節云臺速度，設置預置點、巡航和巡航路徑的功能。

3.5 回放功能 包括三種回放方式：本地回放、遠程回放和圖片回放，選擇不同的方式可以回放本地服務器或遠程硬盤錄像機上的錄像資料和抓拍的圖片。

4 結語

本系統立足療養院局域網，建立了36個數據采集點的基于DVR/DVS的C/S模式與Web下的分布式視頻安全監控系統，充分考慮了各監控點的實際情況，可以設防、布防、緊急求救，方便了用戶的使用。監控中心集中顯示實時監控圖像模式可供值班人員及時掌握全院的安防情況，各科室可根據需要對本科范圍內的監控點進行實時監控，網上每臺計算機都可監控或調用各監控點的實時圖像與錄像資料，單用戶或者多用戶靈活使用，集中管理和獨立管理的任意轉換。集報警和監控于一體，使得系統的應用更加的靈活實用。本文對生產、生活等其他領域的安全監控和安全預防同樣具有參考和借鑒意義。

[1]陳剛，何雪松，梁慶宇，等.建立醫療安全監控系統的必要性分析[J].中國衛生資源，2008，11(6)：255-257.

[2]李中奇.基于DVR/DVS的分布式視頻安全監控系統的設計與實現[J].礦工自動化，2006，10(5)：44-46.

[3]阮越廣，趙偉勝.基于WLAN的家用安全監控系統的硬件設計[J].計算機工程，2008，34(10)：250-252.

This paper studied the safety monitoring requirements and distributed monitoring system in sanatoriumon.It aimed to establish network video monitoring system incuding 36 sites of data collecting under client and server mode based on digital hard disk recorder and digital video server，on the base of hospital local area network(LAN)，which could bring about real-time monitoring of medical and environmental safety in sanatorium.

Monitoring System；Design；LAN(local area network)；Safety

1005-619X(2010)05-0410-03

2010-01-14)