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远程监控
阅读:951时间:2016-11-22 18:21:40

远程监控从字面上理解可以分为“监”和“控”两部分,其中“监”是指通过网络获得信息为主:而“控”是指通过网络对远程计算机进行操作的方法,对远程计算机进行重新启动、关机等操作,还包括对远端计算机进行日常设置的工作。

概括

  远程监控这个词有两重意思。计算机领域和视频监控领域都有远程监控的说法,但意义完全不一样。
  计算机领域
  远程监控从字面上理解可以分为“监”和“控”两部分,其中“监”也就是远程监视,可以分为两大部分:一是对环境的监视,二是对计算机系统及网络设备的监视,不管怎么说远程监视就是指通过网络获得信息为主:而“控”也就是指远程控制,是指通过网络对远程计算机进行操作的方法,它不仅仅包括对远程计算机进行重新启动、关机等操作、还包括对远程计算机进行日常设置的工作。通过硬件的配合还可以实现远程开机的功能。总而言之,要想完全控制远端的计算机,首先应该能够对其监视,也就是可以看到该计算机的屏幕显示,然后才谈得上“控制”,远程控制必须做到“监”、“控”结合,因此我们通常说的远程监控一般泛指就是这种远程控制。除此之外,对于网络管理员来说,远程控制还包括对网络设备的控制,现今大多数网络设备都支持Telnet,甚至Web方式对其进行远程管理,这也是一种远程控制的方法。
  视频监控领域
  视频监控领域中的远程监控是指把视频监控设备接入互联网,以实现通过计算机或手机等终端设备观看远程的视频图像。接入方式有多种,如端口映射,通过ip地址访问;通过域名解析方式观看。

工作原理

  对于视频监控领域来说,一般工作原理如下。
  首先,将来自各摄像机的视频信号输入视频采集终端,然后,视频采集终端通过图像压缩算法,将视频信号转换为25帧/秒的数字图像,并将经压缩后的音视频数据流通过网络转发到视频监控中心;最后,视频监控中心的监控计算机对收到的来自前端的图像和声音数据,进行解压缩并通过计算机显示屏幕和声卡进行实时监控。
  当发生报警时,报警解码器将联动报警输出设备,并通过报警解码器将报警信号输入视频终端,并传输到监控中心,监控中心的视频服务器接收到报警信号后立即发出声音信号、记录报警事件、进行硬盘录像等报警操作。
  摄像机控制、布防等控制信号是下行传输的,由监控中心监控主机发出各种控制信号,视频采集终端收到控制信号后,通过云台镜头控制器或直接控制摄像机,或完成布防操作。
  系统采用硬件压缩软件解压技术,在相关科室的计算机终端上增加相应的软件或者通过Windows自带的IE浏览器的Web功能就可实现远程视频监控功能,设置成视频监控工作站。
  网络通信采用TCP/IP和网络组播(Multicast)技术,最大限度地利用了网络的传输性能和网络带宽,避免网络的拥塞。
  远程视频监控系统由系统子站和调度中心主站组成。系统子站设置在下属的煤矿、发电厂和变电站等需要监控的场所,主要由视频采集终端、计算机网络连接设备、摄像机、报警探头、报警解码器等组成,负责音视频信号和报警信号的采集和数字化,并利用现有的计算机网络实现站点之间与调度中心的视频/报警信息传输及远程监控。监控调度中心主站主要由视频管理服务器、浏览器、计算机网络连接设备、远程监控和视频服务器软件等组成。监控中心可以通过网络管理多个采集站,能切换并控制至任何一个监控点现场,实施总体监控,从而实现对整个地区进行视频监控。它通过网络,不但可以实时浏览各个监控点现场的视频,还可以远程访问采集站的录像文件,并下载录像文件,还可以在监控中心进行录像。
  远程视频监控系统一般能适应不同的通讯网络,可以是以太网、E1、无线局域网或其他传输通道。

子站采集端

  视频采集终端提供视频和音频输入/输出接口,分别连接到摄像机视频输出或多画面处理器、拾音器及音箱;一般提供几种接口与监控终端及服务器联接;它主要实现视音频信号的采集和压缩,并将压缩好的数据通过网络发送到监控中心。
  采集端组成
  1.视频采集终端
  2. 画面分割器
  3.一体化摄像机或其他各种摄像机
  4. 各种报警传感器和报警设备
  5. 报警解码器
  6. 云台及云台解码器
  采集端功能
  1. 图像采集、录制及远传;
  2. 采集各种报警信号,实现报警联动并传给集控站监控中心;
  3. 控制云台和镜头的动作;
  4. 控制矩阵切换器切换视频图像;
  5. 接受远方控制命令,控制云台转动、镜头运动和报警设备输出

监控中心

  监控中心,由中心图像处理服务器、图像监视终端、图像处理软件、远程视频监控/联网报警软件组成,用于接收现场传输来的图像、及报警信号,提示保安人员采取各类措施,同时可以实现远程控制矩阵、摄像机、云台和远距离联动控制,也可行远程录像文件下载、图像检索和数码录像放像等操作。
  中心图像管理服务器用于管理图像的传输、存储,在管理服务器上安装有系统管理数据库和系统管理软件及监控终端模块等软件,起着对整个系统的管理和服务作用。
  监控功能
  1. 从采集站接收视频数字数据,进行实时回放及转发;
  2. 可以实现远程控制;
  3. 接收各采集站传来的报警信号,并传给管理服务器;
  4. 配置及存储各采集工作站的配置信息,管理系统用户和用户权限;
  5. 控制台可以向任何一个采集站发出控制命令,如云台动作、图像切换等;
  6. 为控制台计算机或调度中心各客户端提供历史录像的查询和播放;
  7. 在屏幕墙上显示任何一个摄像机的图像,并可以进行切换;
  8. 为网络用户提供WEB视频流服务;
  9. 与系统内具备功能的计算机实现会议电视功能
  电缆布线的抗干扰设计根据系统对电缆阻燃、防火的特殊要求,一般需全部选用阻燃屏蔽电缆,同时可对高压电磁场起到良好的屏蔽作用。另外,户外埋地电缆加套热镀锌管,电缆沟内普通电缆加套PVC管,室内电缆加套PVC槽, 使系统完全可以在高电压等级的环境中消除高电场、高磁场等一些干扰因素对系统造成的影响。

组成和功能

  系统一般由前端设备、图像处理和传输设备、网络客户端三个部分组成。
  前端设备由摄像机、云台、解码器、防护罩、支架、报警探测器、拾音器等组成,负责视频信号、音频信号和报警信号的采集;
  系统中的图像处理和传输设备为网络视频服务器,它负责把音、视频信号和报警信号通过局域网或广域网传输到远程客户端,同时可以接收客户端发送的云台控制信号和音频对讲信号;
  网络客户端是指需要进行网络远程监控的用户终端。它由计算机(普通办公计算机或笔记本电脑)和客户端软件构成。客户端主要负责图像显示、录像、回放和云台控制等功能。客户端进行远程监控时,需要输入用户名和密码,进行身份验证,通过认证后即可实现远程监控。

监控现状

  系统功能
  远程监控系统有两种类型,一种是生产现场没有现场监控系统,而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理,这种远程监控与一般的现场监控没有多大的区别,只是数据传输距离比现场监控系统要远,其它部分则和现场监控系统相同;另一种是现场监控与远程监控并存。一般是采用现场总线技术将分布于各个设备的传感器、监控设备等连接起来,这样就从分立单元阶段进入了集成单元阶段,然后各个管理站点的服务再用局域网连接起来,这样就形成了企业内部网(Intranet)。由于建立了基本的网络信息基础结构,设备监测、维护技术进入了集成系统阶段,在一个单位的内部基本上实现了资源和信息共享。
  远程控制所实现的功能如下:
  采集与处理功能:主要是对生产过程的各种模拟或数字量进行检测、采样和必要的预处理,并且以一定的形式输出,如打印报表、显示屏和电视等,为生产人员提供详实的数据,帮助他们进行分析,以便了解生产情况;
  监督功能:将检测到的实时数据、还有生产人员在生产过程中发出的指令和输入的数据进行分析、归纳、整理、计算等二次加工,并分别作为实时数据和历史数据加以存储;
  管理功能:利用己有的有效数据、图像、报表等对工况进行分析、故障诊断、险情预测,并以声光电的形式对故障和突发事件报警;
  控制功能:在检测的基础上进行信息加工,根据事先决定的控制策略形成控制输出,直接作用于生产过程。
  基于B/S和C/S的远程监控系统是以网络作为通信平台的监控系统,以HTTP技术为基础,具有简单、高效等优点,已经成为信息网络的一种最普遍应用的信息交互平台[2]。利用网络通信技术Socket技术、数据采集技术及面向对象等软件技术实现了整个系统的系统管理、用户管理、设备监控数据显示及报警等模块,其优点是充分利用了现有的局域网资源和广域网资源,以最高的性能价格比,以信息的实时获取和实时控制为中心,实现信息、资源及任务的综合共享和全局一体化的管理。例如:监控系统将设备运行情况提供给服务器,并由服务器发送到各个节点客户机,工作人员在客户机端(一般为远端)便可了解整个系统的工作状态及运行情况。简单地讲,对企业来说就是充分利用现代技术解决实时数据的采集、传输和处理以及进行实时控制的问题。正是它的这些优点使得它得以飞速发展。
  随着网络技术的不断发展,远程监控将更多地应用在企业生产过程的管理中,专业技术人员可以通过互联网来管理和维护生产过程,优化生产工艺,提高设备的可用率,最终降低生产成本,提高效益。
  系统优点
  借助于远程监控可以将企业内部的信息网(Intranet)与控制网有效地连接起来,实现对生产、运营情况的随时掌握,把生产运营状况同企业的经营管理策略紧密结合,从而实现企业的综合自动化,可以建立网络范围内的监控数据和网上知识资源库。通过远程监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速集中,获得现场监控数据,为远程故障诊断技术提供了物质基础;通过远程监控,技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制生产系统和现场设备的运行状态及各种参数,使受过专业训练的人员。虚拟。地出现在许多监控地点,方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制,以维护设备的正常运营,从而减少值守工作人员,最终实现远端的无人或少人值守,达到减员增效的目的[3]。
  越来越多的企业集团呈跨地域的发展趋势,利用网络技术实现远程监控,对企业降低生产成本,提高劳动生产率,提高企业产品的科技含量,以及增强企业的综合竞争实力等方面都具有十分重要的意义。
  技术问题
  随着网络技术的飞速发展和监控范围的扩大,监控系统由过去的单机监控过渡到网络监控,但还存在着一些问题。首先,网络通信技术不足的问题。网络通信技术是远程监控技术中最为关键的技术,然而,网络通信一般简单采用Socket技术,甚至FTP或Email等,这些技术无论在传输的数据量、编程的灵活性还是安全性方面都有很大的欠缺,特别是对于现场多个端点的数据采集,会大大增加编程的复杂度,不能满足远程监控技术对网络通信的需求;其次,网络通信中多种结构并存的问题。远程监控系统结构大多比较复杂,分布距离远,而且还存在着不同局域网,不同平台,甚至在同一局域网中的操作平台以及编程语言也可能有不同的问题,这就要求集成网络中的不同平台,实现相互之间的通信,而这些问题采用传统方法是难以解决的。

系统发展

  视频监控系统发展了短短二十几年时间,模拟监控火热,数字监控方兴未艾的网络视频监控,发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天,我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发,视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV),到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR),到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。 第一代视频监控:传统模拟闭路视监控系统(CCTV):依赖摄像机、缆、录像机和监视器等专用设备。例如,摄像机通过专用同轴缆输出视频信号。缆连接到专用模拟视频设备,如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机(VCR)及视频监视器等。模拟CCTV存在大量局限性:有限监控能力只支持本地监控,受到模拟视频缆传输长度和缆放大器限制。限可扩展性系统通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。
  录像负重用户必须从录像机中取出或更换新录像带保存,且录像带易于丢失、被盗或无意中被擦除。
  录像质量不高录像是主要限制因素。录像质量随拷贝数量增加而降低。
  第二代视频监控:当前“模拟-数字”监控系统(DVR):视频监控
  “模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案,从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号,通过DVR同时支持录像和回放,并可支持有限IP网络访问,由于DVR产品五花八门,没有标准,所以这一代系统是非标准封闭系统,DVR系统仍存在大量局限:
  复杂布线“模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆,导致布线复杂性。有限可扩展性DVR典型限制是一次最多只能扩展16个摄像机。
  有限可管理性您需要外部服务器和管理软件来控制多个DVR或监控点。
  有限远程监视/控制能力您不能从任意客户机访问任意摄像机。您只能通过DVR间接访问摄像机。磁盘发生故障风险与RAID冗余和磁带相比,“模拟-数字”方案录像没有保护,易于丢失。第三代视频监控:未来完全IP视频监控系统IPVS:
  全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄像机内置Web服务器,并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或MPEG4数据文件,可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印,而不是生成连续模拟视频信号形式图像。

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