一、概述
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)與測試測量技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字水利”的時代已經(jīng)到來。采用微波通信技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)、IP通信技術(shù)和
光纖通信技術(shù)等先進通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時觀測河道、水庫的各種變化及涵閘的運行情況，為領(lǐng)導決策提供了直觀的
圖像信息，同時可以改善觀測、測量工作人員的工作環(huán)境，減少工作人員，做到無人值守、少人值班。
二、系統(tǒng)組成
根據(jù)我們以往從事水利項目和水利行業(yè)特點，對于河道、水庫等重要設(shè)施的監(jiān)控項目，往往涉及的地理范圍比較廣，監(jiān)控點比較多，需要監(jiān)控的用戶人員相對分散，而且，對于大規(guī)模的監(jiān)控項目對于系統(tǒng)穩(wěn)定性要求非常高，需要盡量減少日后的設(shè)備維護工作。
我們根據(jù)如上特點，設(shè)計了針對水利行業(yè)應(yīng)用的宏視偉創(chuàng)水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)組網(wǎng)方式可分為：前端視頻采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、分中心、總中心四大部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：
水利遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃采用一個中心連接N個分中心、每個分中心連接若干個監(jiān)控點的多級星狀拓撲結(jié)構(gòu)，中心和各個分中心采用寬帶直達鏈路，分中心和前端監(jiān)控點之間根據(jù)實際地理環(huán)境、原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等情況采用不同的傳輸方式，可以是電信寬帶、有線網(wǎng)、微波、WLAN、衛(wèi)星等。在這種網(wǎng)絡(luò)拓撲下，前端各個水庫、河閘、水文站監(jiān)控點將多路模擬視頻信號采集、MPEG－4壓縮、本地存儲并將壓縮后的數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給管轄分中心的監(jiān)控服務(wù)器；分中心的服務(wù)器負責向轄區(qū)用戶提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)；同時分中心服務(wù)器可以根據(jù)要求將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器向整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)此分中心以外的用戶提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)；每個分中心設(shè)置分控工作站管理控制轄區(qū)的所有設(shè)備，在中心設(shè)置總控工作站管理控制所有的設(shè)備。
三、前端視頻采集 攝像裝置是收集被攝物體的光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電視信號的設(shè)備，它是整個系統(tǒng)的最前沿部分，包括鏡頭、攝像機、防護罩及支撐設(shè)備等。根據(jù)被攝物體及攝像地點的不同，攝像裝置的具體配置也各不相同。同時，為適合夜間監(jiān)控的要求，我們可在閘門附近安裝大功率的探照燈，系統(tǒng)可遠程控制燈光電源開關(guān)，保證遠程人員清楚的監(jiān)控到閘門的開合狀態(tài)。
視頻編解碼器MS600x/采集工作站MSProducer是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化處理的重要設(shè)備，具備強大的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)集成能力，可以實現(xiàn)在一個平臺上完成模擬視頻監(jiān)視信號的數(shù)字采集、影像壓縮、數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控數(shù)據(jù)處理、報警信號的采集、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送、遠程控制等功能。從而降低系統(tǒng)的造價、提高了監(jiān)控維護的效率并降低了使用難度。
MSProducer系列采集工作站內(nèi)置的圖像壓縮卡可以高效的壓縮處理接入的圖像，通過電腦監(jiān)視器就可以實現(xiàn)所有圖像的實時動態(tài)監(jiān)視，同時利用該系統(tǒng)可以調(diào)用存儲在硬盤中的歷史資料，本系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)頂尖壓縮技術(shù)MPEG-4算法，壓縮比高達1:500，每路每小時只需60～180M硬盤空間（包括視音頻），網(wǎng)絡(luò)傳輸所需帶寬10K～1M可調(diào)。此外實現(xiàn)了自動磁盤空間動態(tài)檢測功能，圖像動則錄，不動則不錄或慢錄。另外系統(tǒng)還可以靈活的設(shè)置報警信號和圖像的聯(lián)動關(guān)系，當系統(tǒng)發(fā)生報警時，通過事先的設(shè)置，可以啟動相應(yīng)的攝像機錄像及報警輸出功能。同時監(jiān)控中心也可同時得到報警信號，并可通過遠端控制進行實時監(jiān)控觀察等功能。
MS600x系列視頻編碼器(Network Video Encoder)是采用通信、計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標準，基于最先進的MPEG-4視頻壓縮技術(shù)開發(fā)的最新一代嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。它主要完成模擬視音頻信號的數(shù)字化，數(shù)字化后的視音頻信號采用MPEG4視頻壓縮算法和G.729音頻壓縮算法進行壓縮編碼，然后通過IP網(wǎng)將編碼后的音視頻數(shù)據(jù)以IP包的形式傳送給監(jiān)控服務(wù)器或遠端用戶，實現(xiàn)視音頻信號的網(wǎng)絡(luò)傳輸、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)存儲，同時可以支持遠程的云鏡控制和遠程報警管理。XF600x網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器采用高速嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)，使該系統(tǒng)比其它產(chǎn)品具有更好的穩(wěn)定性、可靠性和易維護性，可以有效防止病毒。
四、網(wǎng)絡(luò)通信
宏視偉創(chuàng)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用標準的TCP/IP協(xié)議，不僅能在本地局域網(wǎng)傳送實時圖像，還可以在網(wǎng)絡(luò)帶寬受限的ISDN、PSTN、xDSL路由器、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTERNET、微波、WLAN、衛(wèi)星等網(wǎng)絡(luò)上方便地實現(xiàn)視頻音頻的同步傳播。對于水利應(yīng)用中部分監(jiān)控點在室外偏遠分散地方，不易鋪設(shè)有線線路的情況，可采用無線擴頻技術(shù)或者使用衛(wèi)星通信來解決遠距離通信的問題。通過我們對不同網(wǎng)絡(luò)條件的測試，宏視偉創(chuàng)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)可穩(wěn)定的運行在光纖網(wǎng)絡(luò)，無線擴頻網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星信道之上。
五、分中心/總中心
在分中心和總中心分別設(shè)置總控/分控工作站和監(jiān)控服務(wù)器。
總控/分控工作站采用宏視偉創(chuàng)MSController，可以同屏16路監(jiān)控前端任意監(jiān)控工作站的任何多路的視音頻，通過授權(quán)可以控制前端云臺和鏡頭；可以將前端監(jiān)控點編組進行輪巡監(jiān)視；監(jiān)控工作站發(fā)生的報警會實時傳送到相應(yīng)的總控工作站，總控工作站會以聲光和短信的方式通知管理人員；總控工作站還可以和多個前端交互點進行音視頻交互，領(lǐng)導可以向前端工作人員下達命令。
監(jiān)控服務(wù)器提供了對前端監(jiān)控工作站的分層次管理，對用戶的分級權(quán)限管理；用戶可以根據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)將前端音視頻數(shù)據(jù)實時存儲在中心服務(wù)器上；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫記錄了所有視頻資料信息（視頻文件可以是分布在各個監(jiān)控工作站或服務(wù)器）、報警信息、監(jiān)控點信息、其它數(shù)據(jù)信息，一般用戶通過WEB登陸服務(wù)器，可以在統(tǒng)一的界面查詢?nèi)魏螌λ跈?quán)的信息；對于前端和中心之間不支持多播的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，服務(wù)器提供了單播到多播的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣中心的多個人員查看前端的實時流大量節(jié)省帶寬。
