一煉鋼網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用

張永鋒

摘 要：計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)代計算機技術的有機聯(lián)合，它是數(shù)字圖像處理及局域網(wǎng)傳輸視頻的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。江陰興澄特種鋼鐵有限公司一煉分廠的計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是將視頻信號和監(jiān)控信號實現(xiàn)局域網(wǎng)傳輸。這樣以滿足在局域網(wǎng)中的各個站點都能查看到實時圖像，并能根據(jù)其所授權限及優(yōu)先級別進行監(jiān)控。因為它既有模擬部分又有數(shù)字部分，因而即實用、經(jīng)濟又可靠。

關鍵詞：計算機網(wǎng)絡;視頻;監(jiān)控

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0021-02

0 概述

一煉分廠是于一九九七年投產(chǎn)的，煉鋼區(qū)域包括100噸直流電弧爐、100噸LF精煉爐，真空脫氣爐，五機五流連鑄機，如圖1所示。設備眾多，包括高溫爐體容器、行車吊具、運轉(zhuǎn)器械、液壓設備、電器儀表以及動力管線等裝備;生產(chǎn)過程中使用到的原材料種類繁多、鐵水和廢鋼類鋼鐵料、貴重合金和鐵合金、冶金渣料和脫氧劑等;生產(chǎn)區(qū)域復雜，包括生產(chǎn)現(xiàn)場危險區(qū)域，貴重合金存放區(qū)域，電氣高壓室，液壓站室，更衣室等。因此，為了實現(xiàn)廠區(qū)管理自動化、人員管理智能化、煉鋼生產(chǎn)安全化、設備存儲有效化，就必須引入實時、高效、智能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時兼顧實用、經(jīng)濟原則，節(jié)約成本，如圖2所示。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡介

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過在某些地點安裝攝像頭等視頻采集設備對現(xiàn)場進行拍攝監(jiān)控，然后通過一定的傳輸網(wǎng)絡將視頻采集設備采集到的視頻信號傳送到指定的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過人工監(jiān)控或者將視頻信號存儲到存儲設備上對現(xiàn)場進行視頻監(jiān)控。

近年來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展勢頭特別猛，全社會的各個領域幾乎都能找到閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的利用實例。但傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)存在著明顯的局限性，如傳輸距離不可能很遠、無法遠程監(jiān)督、布線工程量大等，和工廠現(xiàn)代化、智能化、科技化的需求存在矛盾關系。

計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可將視頻圖像監(jiān)控，遠程訪問，實時監(jiān)視，多種畫面分割，多畫面分割顯示，云臺鏡頭控制，打印等功能有機結合的新一代監(jiān)控系統(tǒng)，同時監(jiān)控主機自動將報警畫面紀錄，做到及時處理，提高了廠房的監(jiān)控實時性、有效性。其具有網(wǎng)絡傳輸視頻流、傳輸距離遠、布線不重復、抗干擾能力強、查詢方便等顯著特點。

因此，一煉分廠采用了計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有效的保證設備和人員的安全，為分廠的安全生產(chǎn)，提供最大程度的防范和保障。

2 一煉數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案設計

2.1 需求分析

一煉分廠數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是從數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡，使視頻監(jiān)控視音頻信號在網(wǎng)絡上傳輸。網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍同模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍更大，尤其是可以應用于遠程實時監(jiān)控，這對于煉鋼車間復雜而危險的環(huán)境，更顯得計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，主要適合：

（1）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場危險區(qū)域的監(jiān)控;（2）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場貴重合金存放區(qū)監(jiān)控;（3）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場電氣高壓室，液壓站監(jiān)控;（4）一煉生產(chǎn)現(xiàn)場各控制室監(jiān)控。

2.2 系統(tǒng)概述

一煉計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由局域網(wǎng)組成的大范圍的監(jiān)控，這一點是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)所不能比擬的。一煉計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用先進的視頻采集壓縮技術，能夠在局域網(wǎng)上實時傳輸16路視頻圖像并能對視頻圖像進行控制、錄像、回放。一煉計算機網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于TCP/IP協(xié)議來工作的，理論上網(wǎng)絡延伸到何處，視頻監(jiān)控就可以布控到何處。總干線采用光纜布線，保證主干千兆網(wǎng)絡，百兆到桌面的能力。

3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案實現(xiàn)

一煉計算機網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控攝像機、云臺和云臺控制器、網(wǎng)絡視頻服務器、視頻采集壓縮卡、數(shù)字監(jiān)控計算機或數(shù)字硬盤錄像機DVR組成。

系統(tǒng)主要設備如下：

（1）監(jiān)控攝像機。監(jiān)控攝像機是監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備，用于對被監(jiān)控現(xiàn)場的視頻圖象數(shù)據(jù)進行采集。一煉視頻監(jiān)控主要安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場危險區(qū)域，貴重合金存放區(qū)域，電氣高壓室，液壓站室，更衣室等。

（2）云臺和云臺控制器。云臺是監(jiān)控系統(tǒng)控制在遠端的監(jiān)控攝像機轉(zhuǎn)動和移動。云臺由兩個交流電組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。

（3）網(wǎng)絡視頻服務器。網(wǎng)絡視頻服務器是網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一個重要設備，功能是對視頻信號和音頻信號進行實時全硬件同步壓縮、壓縮碼流記錄硬盤、實時視頻和聲音預覽、視頻信號和音頻信號的切換、本地錄像文件回放和將已壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流送上網(wǎng)絡傳輸?shù)?，在網(wǎng)絡視頻服務器中，利用軟件控制視頻流的傳輸和播放，還可進行遠程控制，即通網(wǎng)絡端口控制萬向云臺，全方位進行圖像監(jiān)控。

（4）視頻采集壓縮卡。視頻采集壓縮卡是分布式數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中將模擬視頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，其功能是將模擬視音頻信號實時數(shù)字化并壓縮編碼，可以實現(xiàn)對視頻的分屏顯示、動態(tài)儲存、實時捕捉和實時發(fā)送等功能。

一煉計算機網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用MPEG一4視頻/音頻采集壓縮卡組成系統(tǒng)的情況很多，可使用Windows 2000/XP操作系統(tǒng)。

（5）數(shù)字監(jiān)控計算機或數(shù)字硬盤錄像機DVR。一煉計算機網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)以工控機或數(shù)字硬盤錄像機DVR為平臺，通過工控機或數(shù)字硬盤錄像機DVR內(nèi)用視頻壓縮卡來完成音視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼，通過音視頻采集卡的軟件來完成視頻數(shù)據(jù)流的控制。

數(shù)字硬盤錄像機DVR利用內(nèi)部自帶的硬件來對音視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼，利用軟件控制視頻流的存取和播放及實現(xiàn)其他的輔助功能，構成數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)。數(shù)字監(jiān)控計算機或數(shù)字硬盤錄像機具有：多路實時視頻圖像預覽、錄象、檢索回放和安全報警的功能，還具有長時間自動錄象而無需有人值守，檢索回放非常方便和精確，如圖3所示。

安裝監(jiān)控硬件和軟件完畢后，對監(jiān)控軟件進行相應的配置，包括選擇攝象機制式、選擇顯示模式、輸入軟件用戶名，然后啟動監(jiān)控畫面。出現(xiàn)監(jiān)控畫面后，再接上監(jiān)控攝像機就有監(jiān)控圖像的畫面出現(xiàn)了，這樣就把傳統(tǒng)的模擬攝像監(jiān)控輸入計算機系統(tǒng)，就向數(shù)字監(jiān)控轉(zhuǎn)換了，只需要在這個監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上各個分站的數(shù)字監(jiān)控計算機或數(shù)字硬盤錄像機DVR再加入網(wǎng)絡應用后就，是一套完整的網(wǎng)絡數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)方案了。

4 結語

計算機網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用前端的監(jiān)控攝像頭對被監(jiān)控現(xiàn)場的視頻圖象數(shù)據(jù)進行采集，然后借助工控計算機的運算，通過視頻采集壓縮卡將前端采集的視頻圖象數(shù)據(jù)實時數(shù)字化并壓縮編碼，把模擬視頻轉(zhuǎn)化為數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)。再通過借助對工控計算機的網(wǎng)絡來實現(xiàn)遠程操作數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)的實時視頻圖像預覽、錄象、檢索回放等功能。一煉的視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動將報警畫面紀錄，做到及時處理，提高了廠房的監(jiān)控實時性、有效性，具有網(wǎng)絡傳輸視頻流、傳輸距離遠、布線不重復、抗干擾能力強、查詢方便等顯著特點。

計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，融入了多種最新的通信及計算機網(wǎng)絡的新技術，如局域網(wǎng)技術，寬帶網(wǎng)絡技術、無線網(wǎng)絡技術、先進的多媒體視頻數(shù)據(jù)壓縮算法等，隨著相關技術的發(fā)展和社會的認知深度的增加和普及，計算機網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會更加廣泛地在我國的各個行業(yè)及領域中并發(fā)揮重要的作用。

參考文獻

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