網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)應用
現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時代，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡技術、多媒體技術與監(jiān)控技術有機地結合起來的一種全新的監(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)字時代 現(xiàn)今視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)步入了全數(shù)字時代，數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡技術、多媒體技術與監(jiān)控技術有機地結合起來的一種全新的監(jiān)控系統(tǒng)。它能將監(jiān)控系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)連接起來，使兩個相互獨立的系統(tǒng)開始走向融合，實現(xiàn)真正的三網(wǎng)合一(數(shù)據(jù)、語音和圖像)，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)”模擬方式的結構，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)控制的方式和結構形式，也標志著監(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的整合、嵌入式構架、適用和適應性更強以及不同探測設備的整合輸出。為系統(tǒng)集成化奠定了基礎。
*傳輸一網(wǎng)絡化
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化意味著系統(tǒng)的結構將由集總式向集散式系統(tǒng)發(fā)展，集散式系統(tǒng)采用多層分級的結構形式，將使整個網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件和軟件資源以及任務和負載得以共享，這也是系統(tǒng)集成與整合的重要基礎。
*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，具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統(tǒng)，以實現(xiàn)搶先任務調度算法的快速響應，硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設計，系統(tǒng)設備的配置具有通用性強、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、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調試和維修簡單化，系統(tǒng)運行互為熱備份，容錯可靠等功能。
*系統(tǒng)一集成化
系統(tǒng)集成化正是由于構建系統(tǒng)的各子系統(tǒng)均實現(xiàn)了網(wǎng)絡化和數(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)間實現(xiàn)無縫連接，從而實現(xiàn)了在統(tǒng)一的操作平臺上進行管理和控制。 當今的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展已包括了IP網(wǎng)絡像機與網(wǎng)絡相機、、IP視頻節(jié)點及數(shù)字錄像機、網(wǎng)絡相機與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。利用計算機網(wǎng)絡技術，將數(shù)字化的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡上，與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體，使網(wǎng)絡中的每一臺多媒體計算機均可實現(xiàn)對監(jiān)控信息的管理和調用，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，在其基礎上增加了管理的概念，并成為現(xiàn)代化管理的一個有效手段，見圖1網(wǎng)絡數(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
其特點為：
15至66MHz的18：1/1：18串行/解串器(全雙工傳輸速度高達2.376Gbps);發(fā)送器及接收器可以獨立操作，而且設有獨立的時鐘、允許及關機引腳;熱插拔保護功能(通電高阻抗)及同步操作功能(接收器可以鎖定隨機數(shù)據(jù));適用于誤差達_+50/0的參考時鐘頻率，以便可以利用本地生成的時鐘簡化系統(tǒng)設計；線路及本地回送模式；可以利用穩(wěn)定可靠的BLVDS串行傳輸方式驅動底板及電纜內的信號，確保信號傳輸不會受電磁于擾；無需進行外部編碼；內置鎖相環(huán)路，無需加設外置鎖相環(huán)路；只需一個+3.3V的電源供應；功率極低：采用PRBS-15模式并以66MHz操作時，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；遺失鎖檢測及匯報引腳；工業(yè)溫度范圍：-40℃至+85℃；2.0kV以上的HBM靜電釋放保護；采用小巧的標準80引腳LqFP封裝。DS92LVl8芯片結構框圖如圖3所示。 DS92LVl8在多通道網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系發(fā)送與接收的接口中應用，見圖4(a) 發(fā)送與圖4(b) 接收合成所示。 *DSl5BA101+DSl5EA101芯片特征
為可驅動更長電纜的1.5Gbps芯'片組
其特點為：成本只有光學解決方案 的一半;容易安裝及維護;數(shù)據(jù)傳輸率高達1.5Gbps; 可以驅動長達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;有相關的測試報告可供查閱;
DSl5BA101+DSl5EA101芯片在CATx雙扭線電纜應用示意,見圖5(a)所示。 *DP83849芯片特征
設有FX靈活開關的工業(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。
其特點為：完全符合IEEE 802．311標準；兩個完全獨立的10/100端口,即可選用100Base-Tx或100 Base-FX和可選用M11、RMII或SNI接口；靈活的端口開關及鏈接,即回送和MDI至主機接口;最低的確定性延遲；通電時，可以控制輸入及輸出；內置自我測試(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)轉換芯片 *ADC08L060芯片特征 設有內部取樣及保持功能的8位叫0至 60MSPS、0.65mW/MSPS模擬/數(shù)字轉換器。 其特點為：單端輸入；內部取樣及保持功能；低電壓操作/只需一個+3V的電源供應)；封裝小巧；關機功能。圖6為ADC08L060芯片結構框圖。 *主要技術指標為：分辨度 8位；轉換率 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個時鐘周期；不會遺漏代碼; 功耗,操作時 0.65mW/MSPS(典型值)，關機后1.0mW(典型值)。 *ADC08L060應用除見圖4(a)外，其相關應用為數(shù)字成像系統(tǒng) 、通信系統(tǒng)、機頂盒、X光射線成像系統(tǒng)、便攜式測量儀表 、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：單組裝、設有停機功能的單組裝、四組裝。 其特點為：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；設有TTL兼容的停機引腳(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；低停機電流：500μA(LMH6720芯片)；11 ns的啟動時間(LMH6720芯片)7ns的停機時間(LMH6720芯片)；單位增益穩(wěn)定。 * LMH6720/22應用除見圖4(b)外,其相關應用為高清度電視NTSC及PAL視頻系統(tǒng)、視頻轉換及分配系統(tǒng)、寬帶有源濾波器、電纜驅動器、高速多路轉換器(LMH6720芯片)及可設定增益放大器(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負載降壓直流/直流穩(wěn)壓器。 其特點為：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；開關頻率550kHz(LM2734Ⅵ及1.6MHz(LM2734X；)300m~的NMOS開關；30nA停機電流；誤差不超過±2%的0.8V內部參考電壓；內部軟啟動；電流模式的PWM操作；可獲WEBENCH~網(wǎng)上設計工具支持；過熱停機。圖7為LM2734芯片結構框圖。 LM2734芯片LMH6720/22應用除見圖4(b)外, 其相關應用為本地負載點穩(wěn)壓、硬盤驅動器的內核供電系統(tǒng)、機頂盒、以電池供電的設備、利用USB供電的設備、DSL調制解調器、筆記本電腦。3、網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用 3.1廣域網(wǎng)連接連接與說明。網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)連接見圖8所示。 3.11其特點為： 遠程地址解析/管理/轉發(fā)服務器通過一個廣域網(wǎng)固定IP地址與廣域網(wǎng)連接，并完成以下工作。
*負責與連接到廣域網(wǎng)的各子網(wǎng)的遠程多媒體網(wǎng)關進行通訊，并對虛擬地址進行地址解析；
*負責對進入該廣域網(wǎng)系統(tǒng)的用戶進行信息登錄，并與各局域網(wǎng)中的遠程多媒體網(wǎng)關配合，進行授權管理、巡視監(jiān)看區(qū)域限定和其他管理；
*以P2P和轉發(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,自動轉入該服務器進行轉發(fā)。 3.12廣域網(wǎng)訪問流程說明 假設局域網(wǎng)1訪問局域網(wǎng)N(見圖8所示)，局域網(wǎng)1的遠程多媒體網(wǎng)關按固定IP訪問遠程地址解析/管理/轉發(fā)服務器獲取局域網(wǎng)N的信息和IP地址，局域網(wǎng)1可轉向局域網(wǎng)N進行訪問，局域網(wǎng)N的遠程多媒體網(wǎng)關對局域網(wǎng)1的遠程多媒體網(wǎng)關信息進行識別，在權限范圍內則放行，局域網(wǎng)1可通過局域網(wǎng)N的遠程多媒體網(wǎng)關訪問并控制局域網(wǎng)N的攝像機否則，拒絕。 3.2廣域網(wǎng)的應用 廣域網(wǎng)的應用中，主要自以下幾種和方式：一點看多點應用，多點看一點應用，多點看多點應用。 *一點看多點應用-保密室遠程監(jiān)控 “一點看多點”的應用主要有：電子考場遠程巡視、保密室遠程監(jiān)控、銀行柜員遠程巡視考核、遠程安防監(jiān)控等等，特點是由一個點(可以是局域網(wǎng)，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)上的計算機)對廣域網(wǎng)上的多點進行巡視監(jiān)控，對于“一點看多點”的應用，其網(wǎng)絡帶寬瓶頸為監(jiān)看端的出口帶寬，因此為用戶設計方案時，要根據(jù)監(jiān)看端同時監(jiān)看的攝像機數(shù)量所形成得數(shù)據(jù)流量與下行帶寬進行數(shù)據(jù)流量與網(wǎng)絡帶寬瓶頸匹配。圖 9(a)為一點看多點應用示意圖。 *多點看多點應用-電子考場 “多點看多點”是“一點看多點”、“多點看一點”的特例。在“一點看多點”的應用中，只要在廣域網(wǎng)中進行副控授權，即成為“多點看多點”；在“多點看一點”的應用中，只要被觀看的廣域網(wǎng)對象不是一個，即成為“多點看多點”舉電子考場為例，省高招辦需要遠程監(jiān)看巡視全省的電子考場，同時省市高招辦也要授權給各下屬高招辦，允許監(jiān)看巡視所屬管轄的電子考場，這就形成了由“一點看多點”派生的“多點看多點”應用。 舉遠程教育為例，在廣域網(wǎng)上有眾多不同權限的用戶在觀看，其中某部分用戶既可以觀看A校老師上課，同時又可以觀看B校老師上課…，這就形成了由“多點看一點”派生的“多點看多點”的應用。圖 9(b)為一點看多點應用示意圖。 *多點看一點應用-遠程視頻會議 “多點看一點”的應用主要有：遠程教育、幼兒園(養(yǎng)老院)的遠程探視等。其特點是：在廣域網(wǎng)中有眾多的用戶(可以是局域網(wǎng)內的計算機，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)上的計算機)訪問觀看一個點(可以是局域網(wǎng)內的攝像機，也可以是直接連接到廣域網(wǎng)的攝像機)，在“多點看一點”的應用中，由于無法準確的知道廣域網(wǎng)觀看的用戶數(shù)量，因此,需通過遠程地址解析/管理/轉發(fā)服務器進行轉發(fā)，廣域網(wǎng)的帶寬瓶頸在轉發(fā)服務器端，因此需要設計時根據(jù)帶寬計算廣域網(wǎng)用戶數(shù)量。圖 9(c)為一點看多點應用示意圖。 4、結束語 網(wǎng)絡數(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行壓縮、存儲或通過通信網(wǎng)絡或數(shù)字數(shù)據(jù)鏈路進行傳輸。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，也可以用于個人用途.它尤其是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng),視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。
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