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
[1] 楊磊,李峰,田艷生.閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社,2005.
[2] 宗俊峰.清華大學出版社[J].全國新書目,2019(1):20.
[3] 方其桂.多媒體CAI課件制作實例教程[J].遠程教育雜志,2003(4):63.