1.工程概况

    随着国内各行业信息化建设的需要，目前各地市电力、金融、交通、水利、油田、煤矿等部门，已建立综合信息网络系统。其中图像监控是这些部门信息化建设的重点需求之一。如何利用已建立的综合信息网络系统，将无线视频监控业务融合在系统中，既可以减少因建立专用监控网络系统的投资，又可以满足各业务职能部门监控信息共享的需要。

1.1 行业概述

    无线网络监控系统是伴随着现代科学技术的发展，计算机技术和电子信息技术的广泛应用，而形成的综合性安全防范系统。网络监控系统以前主要对国家一些重要的职能部门，作为一种特殊的安全防范用途。随着社会的不断发展，一些民用的设施、工作场所的安全显得越来越重要。同时，监控防盗报警技术在转为民用后得到迅速的发展，其技术不断进步,借助于计算机技术的发展，其成本也不断降低，所以得到社会各部门的广泛应用，迅速在社会各部门、各行业普及开来，成为智能化建筑必不可少的一个系统。是社会各部门保护自身利益、提高商业信誉、内部智能化管理的必要手段，其性能可靠、功能先进、形象直接，越来越受到各部门的重视。

1.2 系统组成

    远程3G视频无线视频监控系统 有三部分组成：前端图像采集系统（含供电系统）、无线3G传输系统、后端监控管理指挥系统。 是专门针对各所在地区的地理特点，可以结合当地的地理环境而推出的一套完整的安全综合治理 “ 远程3G无线视频监控系统 ” 解决方案。该系统满足本地监控和中心联网多级网络化视频监控的需求。可24小时实时监控现场安全情况,为监控中心指挥提供强有力的保障，使各级监视中心的调度人员通过监视远端传送上来的现场图像，直观、准确、及时地了解各工区的实际情况。

1.3 行业特点及设备选型

    (1) 气候环境较为恶劣，雪、雾、风沙等自然现象较为普遍，且气温波动较大，阻挡多，距离远。因此，应选择全天候室外型无线3G组建网络，以此保证在阻挡环境下距离在远都可以稳定工作。

    (2)工企业一般地所管范围广阻挡多，人员各个工作点分布比较分散，有的工作点之间相距几百米，有的则相距到数十公里。

    (3)因距离较远，阻挡多，采用3G网络来实现传输，以此保证远距离的图像传回监控中心。

    (4)系统扩充性强。监控点随工作的进展，随时可能增加或拆除，因此要求3G无线设备安装简便、灵活。

    (5)监控前端包括模拟摄像机、可控云台、报警信号等，将音频、视频、报警等信号，转换压缩成网络可以传输的数据包，经3G网络传3G基站，再从基站传回监控中心的服务器，进行集中处理。

    根据视频监控业务方面的要求，我们采用3G网络化分布式视频接入、集中控制管理、分布式共享的策略采用无线通讯方式来实现视频监控功能。 
    网络化分布式报警信号和视频接入，是指采用专用的视频接入设备就近将监控视频接入网络。
    集中控制管理，是指通过专门的视频服务器和数传电台接收机来控制和调监控视频的接入和访问服务、以及报警信息处理等。分布式共享，是指通过网络方式实现监控视频的传输，满足多个部门户的共享需求。

1.3.1 行业标准和规范

    本安全防范系统设计完全符合中华人民共和国公安部有关条例和规范，包括：
安全防范工程程序与要求GA/T75-94；
安全防范系统通用图形符号GA/T74-94；
安全防范工程费用概预算编制办法GA/70-94；
电子设备安装工程费用定额HYD41-01-1999；
风险等级和防护级别的规定GA/T38-92；
民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94；
防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90；
民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92；
中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82；
建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范CECS72.95；
系统接地的形式及安全技术要求GB14050-93；

1.3.2用户实际需求及分析

    根据现场的实际要求，需要对的重点部位进行布控，由于环境因素不太适合有线的形式进行布局，需要传输视频信号及指令控制信号，为了完成监控的目的，我们采用3G网络的方式进行传输，不仅可以完成现场功能的实现，同时又可以对传输过程进行加密传输，从而达到一定的保密要求。而且施工架设方便性等方面都是比较合适的。

1.3.3 实用性及可靠性原则

    在本次远程监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。

    在系统的设计和实施工程中，应该充分考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。在本项目中，我们所设计采用的设备无论是集成的外购产品，还是自行开发设计的产品都经过严格的选择与测试。外购产品全部为国内外具有良好声誉、良好产品质量及售后服务信誉的名牌产品。自行开发设计生产的产品及软件全部都是经过实际测试与使用的产品，并经过严格的器件筛选及老化实验，充分保证了设备及系统的可靠性。

1.3.4 先进性、成熟性与可扩展性原则

    在满足实用性原则的基础上，并结合现场的实际情况，我们选用先进的设备、优化的结构、综合布线方式及多媒体控制技术，力争将系统的技术水平定位在一个高层次上，以适应新世纪现代生产管理发展的需要。
    系统建设适应行业发展，充分考虑铝厂的特点，在整体设计、设备配置、通信方式、管理方式、维护方式等方面具有一定的先进性，采用国际标准的同时又是成熟的技术。
    系统具有良好的可扩展性，充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。

1.3.5 开放性和标准化原则

     系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。充分利用不同网络的优势，将它们有机地结合起来，为信息交换和设备互操作创造有利条件。
系统结构设计及布线材料符合ISO/IEC11801综合布线标准及CECS：72/97《国家建筑与建筑群综合布线系统设计规范》。网络系统硬件设备选型、施工、安装符合相应国际或国家标准。

2. 系统具体设计和建设目标

    出于长远规划的考虑，依据国家相关行业规定和规范的要求，结合本工程项目的实际需要，设计、建设的项目内容为以下几点：前端设备的布设；传输系统；主控系统。
    通过以上三个项目的建立，构成一个现代化的安全技术防范系统工程。该工程运用现代科学技术手段，在科学的管理下，达到防范严密，常备不懈，无懈可击，严阵以待，发挥全天候的防范效果。为此，这四个项目的具体要求分述如下：

2.1 现场情况及无线系统整体布设

    对用户的需求进行了定量分析。站在的立场上为用户“量身定制”也这个监控方案。巡逻时携带无线数字实时图象传输设备,将监控地带的情况实时传到指挥部,使指挥部掌握所需监控地带的情况。若有重大事件，还可通过网络把图像传输到上级作战指挥中心，以便指挥长能在第一时间掌握现场情况，制定相应的应急方案。本系统设计是基于电信EVDO无线传输的视频监控系统，将视频服务器和摄像机安装在巡逻车、固定点以及单兵便携系统上，利用电信EVDO传输视频信号，无需铺设网线，极大地降低建设成本，同时可以轻松实现随时随地的远程视频监控，视频资料可以随时进行录象，方便检索查阅。系统的设计充分考虑了系统扩展性，系统扩展时只需添加视频服务器和摄像机等前端设备，即可不影响系统正常运行的情况，实现系统扩展。相比传统视频监控具有不可替代的优势。

本方案主要分为二层设计模式：
一、前端设备的架构 ：巡逻小组配置、车船配置、固定无线配置
二、中心服务器系统的架构：监控指挥中心建设。

2.2 中心监控室具有的功能

    在监控中心机房，配置3台服务器分别作为中心服务器（无线视频网关）、存储服务器、以及监控主机，实现对各监控点视频的管理、存储和视频浏览，以及对前端摄象机的控制。 
    （1）中心服务器上安装“服务器管理平台软件”、“SQL2000”软件，负责对整个系统的管理；
    （2）存储服务器安装“存储服务器”软件，负责各监控点视频资料的录象。所需硬盘空间大小由录像视频数目、录像时间长短、录像保存周期，图像质量、帧率以及画面复杂度等决定。
    （3）监控主机安装“监视器”软件，实现对各监控点的视频浏览和摄象机姿态调整等功能。
    （4）监控中心安装有网络视频解码器，负责将前端的采集来的数字信号解码还原出图像和声音传输到电视墙上。
    （5）手机用户可以直接登陆中心服务器观看前端视频。

2.3 其他网络分控端具有的功能

    前端设计考虑到沿海常年高温多雨，空气潮湿。因此产品选材除要有良好的防水、抗潮湿、防腐蚀的性能外，为产品增加排风扇、雨刷设计也是必不可少的。所以，基于以上分析，我们可以总结出监控的设备需增加如下设计：

    1、增加室外用全钢金属防护罩
这种防护罩一般为全天候防护罩，即无论刮风、下雨、下雪、高温、低温等恶劣情况，都能使安装在防护罩内的摄像机正常工作。因而这种防护罩具有降温、加温、防雨、防雪等功能。室外防护罩密封性能一定要好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。
    2、增加排风扇、雨刷和加热器
为了在雨雪天气仍能使摄像机正常摄取图像，一般在全天候防护罩的玻璃窗前安装有可控制的雨刷。目前较好的全天候防护罩是采用半导体器件加温和降温的防护罩。这种防护罩内装有半导体元体，既可自动加温，也可自动降温，并且功耗较小。有的室外防护罩还带有排风扇、加热板、雨刮器，可以更好的保护设备。当天气太热时，排风扇自动工作；太冷时加热板自动工作；当防护罩玻璃上有雨水时，可以通过控制系统启动雨刮器。 
    3、地理状况决定摄像机位置的分布
通常，监控点的设置都是选择在地形的制高点。依据地理状况的不同，监控点分布的密度也有所区别，通常分为两种情况：

    （1）、封闭式监控区域
此种监控区域是指在地区与地区相接壤的地带。其特点是人员、车辆的交通流量大，来往频繁、紧密，所以要求系统布置的摄像机数量多，监控点密集，产品采购量大。但是此陆路的单个监控设备不要求有很大的监控距离和广阔视角。

    （2）、开放式监控区域
此种地带是管制区，指的是海防线区域或国界无接壤的线。其特点是交通流量小，少有人员进出，所以摄像机的分布数量少，要求每个监控点的视角广阔、距离较长。

2.3.1 器材设备的选用

    为了保证系统工程的先进性、可靠性、实用性，系统所需要的器材设备，应根据设计任务书的总体规划要求，在认真进行现场勘察对系统工程有了较为深入了解的基础上，选用名牌优质、符合国家标准并经国家质量认证、性能价格比合理的产品，达到设备性能优良、质量可靠、价格合理。

    ST3010-3G和ST3020-3G网络视频服务器采用了三项自主产权的关键技术：超低码流H264视频压缩技术、专有信道动态适配技术、针对3G无线信道设计的准可靠传输纠错技术，同等无线条件下图像质量高于国内外同类产品视频图像清晰连贯，平均延时在3-5秒。提供单卡和多卡捆绑EVDO无线视频服务器几十款型号，可以满足不同行业无线视频传输，图片抓拍无线数据采集，应急指挥等应用。产品广泛应用于边防、消防、路政、城管、环卫、公交、客运、电力等行业。

产品特点：
最优秀的视觉效果
    超低码率H.264编码单卡最高可达15帧/秒，多卡捆绑最高可达25帧/秒，平均延时约3-5秒，图像连贯性好；专有图像处理技术，画面细节丰富，同等网络条件下视觉效果优于国内外同类产品
双向语音对讲
    音频输入方式可选LineIn或麦克风，输出为Headphone信号，话音清晰，监控中心可同时对多个前端喊话，客户端支持双音轨录像，保留通话记录
实时数据采集
    设备具有标准的RS232通信接口，提供高速、永远在线的双向透明串行数据传输，通过与数据采集器连接，可以实时采集传输现场环境参数（温度、湿度）、设备状态（电压、电流）等数据
灵活的报警联动
    两路开关量输入，1路继电器输出，支持前端联动设置，报警时会主动触发开关量输出、启动视频上传、自动抓拍图片、触发设备上线；输入输出接口的数量可以根据用户需求定制
GPS数据传输
    支持视频、音频、数据和GPS定位信息的同步传输，提供GPS数据过滤、漂移修正功能，管理系统软件支持GPS数据转发，可以配合专业GPS软件使用，也可直接采用CreMedia软件的电子地图功能
无线上网功能
    ST3010-3G和ST3020-3G无线视频服务器支持音视频数据传输的同时，还可以作为无线路由器，通过自带的以太网接口为用户提供3G EVDO无线Internet接入
短信触发上线
    设备除了支持常在线(加电上线)、报警触发上线、定时上下线等常规上下线方式外，还可以通过短信触发上线，用户只要通过鼠标点击短信上线，系统平台会自动通过短信的方式触发对应的设备连线，可节约无线网络资源和使用费
安全加密策略
    用户登录过程使用CHAP协议，密码没有明码传输，防止恶意窃取；命令通道采用DES加密技术，杜绝身份伪装；使用加扰技术对数据加密，扰码更新周期短，防止暴力破解。同时，系统支持VPDN虚拟拨号专网接入方式，将系统彻底与公网隔离，防止恶意攻击。针对用户可以提供通过国家密码管理委员会办公室鉴定的硬件加密机（加密机费用另付）
其它辅助功能
    前端视频名称/时间叠加；多种云台控制协议；区域移动侦测，自由设置检测灵敏度；敏感区域遮挡功能；可提供内置电池，内置车载电源模块，方便随身携带或车载应用
专业的平台软件支持
    所有型号的设备与CreMedia网络视频管理平台无缝兼容，可以组建大型的专业监控系统。系统支持手机浏览功能，实现随时随地监控；通过网络视频解码器和电视墙管理器，可以实现电视墙功能，将模拟监控与数字监控完美结合；同时提供功能丰富的专业监控客户端软件和充满行业特色的WEB界面方式。

ST3010-3G/ST3020-3G参数表

3.方案设计参考文献分类

3.1 方案简述 

    ---本方案是由深圳腾远智拓电子有限公司推出的。方案主要介绍通过3G无线视频监控系统完成远程无线视频监控的功能。无线视频监控系统能够实现多角度的实时监控和记录监控过程中的音、视频资料。指挥中心可以实时了解到前端实时情况，一旦发生意外情况，可以在第一时间采取有效措施。而且录像资料可以为发生纠纷和刑事案件之后追查和划分责任提供强有力的证据。

3.2 适用对象 

    各地市电力、金融、交通、水利、油田、煤矿等距离远，阻挡多，不方便布线的厂场。3.3功能概述 

3.3主要功能界面 

    设备的管理：系统软件对所有音视频处理设备进行统一注册管理，所有设备信息集中保存在信息管理中心。系统管理员可以对各项硬件设备配置信息进行编辑、修改，作到设备的统一管理。
    用户的管理：系统软件对系统内所有用户、部门进行统一注册管理，所有用户信息集中保存在信息管理中心。用户的注册包括部门、用户组、用户名称/密码的分配与设置。
    权限的管理：权限的管理主要分为设备访问权限的管理和用户优先控制权限的管理。设备访问权限的管理是根据用户的职能划分设备访问范围。用户优先控制权限的管理是指对访问相同设备的不同用户可以制定不同的优先控制权。
    日志管理：系统软件提供强大的日志（包括系统日志、用户日志、报警日志）的存储和检索功能。服务器区分日志类型、时间、触发信息等类别自动生成日志，完整地记录系统事件、报警消息、操作员登陆系统后的各项操作等。所有采集端与用户软件生成的日志自动发送到信息管理数据库中心保存。显示结构明了的树型系统管理结构。
    站点管理：对系统内所有服务站点及二级网关进行认证和管理，设置站点的流传输方式、组播方式、支持流类型；
    在线用户管理：实时监视在线用户，根据需要可临时踢出特定用户，保障系统安全。；
    逻辑分组管理：可对系统内的所有前端设备：固定点监控、移动巡逻、管理部门等用户自定义方式进行分组，分组之后组与组之间逻辑上独立，方便权限和日常事务管理。
    资源使能：可对系统内所有视频服务器的资源（232串口、485接口、报警输入输出、音频输入输出接口等）激活或禁用。

3.4 方案优势

    在地理环境条件恶劣，人员巡逻困难的地段，已经开始应用新型的巡逻车。该设计是巡逻车装有GPS全球定位系统、视频监视系统，能够对车周围500米以内目标实施全方位观察。在巡逻车的车顶上安装有视频监控用的摄像头，目前安装的是可控性较好的枪机，随着巡逻车的行进将拍摄的图像实时传送到后方指挥中心。此系统亦采用无线传输，利用内部建有通信专网。技术的现代化保证了内部的通信专网拥有足够的带宽，而且还有专用的卫星提供来支持视频数据的大量传输。
    这种移动视频图像的传输，所到之处观察到的情况，通过无线传输系统即时将图像传输回指挥中心，使指挥中心的指挥决策人员如身临其境，提高决策的准确性和及时性，提高工作效率。尤其是对于紧急、应急的指挥作战，实现了互通互联，系统显示了强大的生命力。

3.5 方案配置

    综上所述前端视频采集系统巡逻车船上采用CR5014EV和CR5024EV网络视频服务器、摄像机（云台及解码器）等组成。单兵系统采用ST3010-3G和ST3020-3G网络视频服务器，固定无线采用ST3010-3G和ST3020-3G网络视频服务器。其中ST3004M-EV2、ST3010-3G、ST3010-3G和ST3020-3G网络视频服务器作为核心设备，负责将摄像机采集的各监控点视频图像并经过压缩编码后通过CDMA上传到监控中心，实现视频的远程观看。同时可以根据监控中心的操作发出的命令来控制视频切换、镜头变焦、近景/远景、光圈调节等以及控制云台上下、左右和自动巡视等动作。具体设计为：
（1）前端子系统采用网络视频服务器和摄象机，完成对所有监控站点的布设；
（2）视频服务器和摄像机的电源由汽车来提供，只需配置一个逆变电源就可以完全满足要求
（3）视频服务器和镜头之间通过屏蔽同轴电缆线连接，长度在300M以内。视频服务器通过RS485串口控制云台解码器，控制线建议采用用屏蔽双芯线，有效长度在1200M以内；
（4）无线网络视频服务器正常工作必须有一张电信的UIM无线上网卡。
（4）视频服务器有单模和双模区别，双模设备极大的满足了客户对图像流畅性的要求。
（5）无线视频服务器自动拨号无线上网，获取一个动态公网IP地址。拨号成功之后，通过3G EVDO无线通道，把通过H.264压缩算法编码后的图像信息流，主动发送到移动视频网关程序中
（6）移动网关程序的安装位置必须有固定的公网IP地址，或在有固定公网IP地址的局域网中，在公网路由器上做端口映射也可，默认映射端口：UDP 5000;TCP 8212;端口可由用户自行更改，也可以用域名指定。
（7）用户通过监视器软件，连接到移动视频网关程序中，获取视频或控制摄像机。

3.6 拓朴结构