视频监控平台设计说明书

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1、视频监控平台视频监控平台概要设计说明书概要设计说明书编制： 生效日期： 审核：批准：-文文件件更更2改改摘摘要要1：日期日期版本号版本号修订说明修订说明修订人修订人审核人审核人批准人批准人设计说明书 V1.0第 2 页 共 54 页目录目录1.引言引言41.1.编写目的4 1.2.背景4 1.3.术语4 1.4.预期读者与阅读建议5 1.5.参考资料52.总体设计总体设计52.1.设计目标5 2.2.运行环境5 2.3.网络结构6 2.4.总体设计思路和处理流程6 2.5.模块结构设计7 2.6.功能需求与程序模块的关系13 2.7 尚未解决的问题303.接口设计接口设计313.1.用户接口3

2、1 3.2.外部接口34 3.3.内部接口414.界面总体设计界面总体设计505.数据结构设计数据结构设计506.系统安全设计系统安全设计506.1.数据传输安全性设计50 6.2.应用系统安全性设计50 6.3.数据存储安全性设计507.系统部署（可选）系统部署（可选）50设计说明书 V1.0第 3 页 共 54 页1. 引引言言1 1. .1 1. . 编编写写目目的的本文档的主要读者为公司决策管理层、质量部、策划部、开发部等有关人员，为后面的系统开发提供指导和保障。本说明书着重介绍视频监控平台的业务需求及流程。通过这个需求说明书，明确、细化用户对视频监控平台的功能需求，让所有项目参与人员

3、清晰地掌握视频监控系统的每个功能的具体细节，并为项目的评审，开发，测试等提供依据。1 1. .2 2. . 背背景景兼容性和吞吐量或成绊脚石目前，要实现整个平台的共享还面临着较大的压力。其中 压力主要来自于两方面，首先是平台的兼容性，就国内网络高清产品而言，不同的安防企 业在制定通信协议时都采用了自己的解决方案，而各个企业的产品通信协议一般情况下都 不兼容，国内企业的各个通信协议都存在这个问题，但令人欣喜的是，在解决兼容性方面 国家已经出台了相关标准。2012 年 6 月 1 日， 安全防范视频监控联网系统信息传输、交 换、控制技术要求正式实施，这标志着我国平安城市视频监控平台建设有了新的规范

4、。 平安城市大联网不仅包括公安部内部联网，也包括公安部与外部社会的联网，通过统 一建设视频网络联网平台，将彻底结束因缺乏统一规划而导致的视频监控平台建设离散化、 缺少统一技术标准、平台架构扩容等缺陷与弊端，通过资源的有效共享，能够形成积聚的 资源优势和整体优势。只有实现视频图像共享才能将视频监控平台转化为一线的实际战斗 力，真正服务于各公安警种的现实业务工作，缩短反应时间，减少人力耗费，相对保证了 城市的安全，实现信息资源共享后，可实现与其他警务系统信息共享、灵活查询、智能识 别、行为分析、视频案件库管理、综合警务信息管理等等功能;实现建立协调有序、响应快 速、指挥顺畅的公安应急指挥通信体系;

5、做到以服务公安案情侦破为核心，能够充分利用视 频资源提供有效线索，实现跨部门、跨警种的信息共享和应用共享。1 1. .3 3. . 术术语语术语术语解解 释释GBT 28181GBT 28181-2011 安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控 制技术要求SIPSIP(Session Initiation Protocol)是一个应用层的信令控制协议。用于 创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。RTPRTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）H264H.264 是 MPEG-4 标准所定义的最新，同时也是技术含量最高、 代表最新技术水平的视频编码格式

6、之一。PSPES 流(Packet Elementary Stream)：也叫打包的基本码流，是将基 本的码流 ES 流根据需要分成长度不等的数据包，并加上包头就形 成了打包的基本码流 PES 流。ffmpegffmpeg 是一个开源免费跨平台的视频和音频流方案。设计说明书 V1.0第 4 页 共 54 页1 1. .4 4. . 预预期期读读者者与与阅阅读读建建议议描述本文档的主要读者，以及这些读者在阅读时的阅读重点与建议。可用列表的方式 列出。如表：预期读者阅读重点软件详细设计者软件开发人员质量管理员决策管理层1 1. .5 5. . 参参考考资资料料该文档在编写过程中，主要参考了以下文档

7、： GBT 28181-2011 安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求 公安机关视频监控系统联网标准符合性自测工具及说明 海康威视 iVMS-8600(V2.41)智能交通综合管控平台使用说明书 浙江大华 DSS-C/T 平台使用说明书 SIP 协议 RFC3261 RTSP 协议 RFC2326 RTP 协议 RFC3550 SDP 协议 RFC23272. 总总体体设设计计2 2. .1 1. . 设设计计目目标标实现视频监控平台软件 1.0 版，具体包括以下几项： 1.实现符合 GBT28181 协议的第三方视频监控平台的集成； 2.实现符合 GBT28181 协议的第三

8、方视频监控设备的集成； 3.开发客户端监控软件，实现上述平台接入或直接接入的视频监控设备的状态 监控、远程控制、预置位设置等功能； 4.实现第三方存储设备的集成，完成对视频流的存储管理； 5.开发视频流媒体服务软件，实现实时视频监控、历史图像调用；6.将各业务功能和播放器整合，提供 SDK 包，包括上述各种视频监控应用功能，支持管控平台集成。2 2. .2 2. . 运运行行环环境境服务端软件环境： 1 服务端操作系统：Windows2008 Server X64 企业版 2 运行环境：ICE 3.4 3 数据库：Mysql设计说明书 V1.0第 5 页 共 54 页客户端软件环境： 操作系统

9、 Windows XP 以上版本；IE8 以上版本；推荐分辨率：1280*800；内存：2G 以上。2 2. .3 3. . 网网络络结结构构以公安信息网和公安视频专网为承载网，分别建设各级视频联网平台和共享平台。共 享平台用于视频专网内视频图像资源的接入管理并汇接社会图像资源。联网平台用于整合 公安信息网内图像资源，并与同级共享平台对接。上下级联网平台通过公安信息网实现级 联对接，上下级共享平台根据需要通过视频专网实现级联。系统架构如下图所示：图 1.网络拓扑图2 2. .4 4. . 总总体体设设计计思思路路和和处处理理流流程程本项目完成对符合国标的平台和设备的接入管理，并向上层系统提供服

10、务接口。系统 间交互方式如下图所示：海康平台视频监控平台海康设备大华平台大华设备其他平台其他设备上层应用平台图 2.系统交互示意图设计说明书 V1.0第 6 页 共 54 页IP网络安全路由网关中心管理服务器流媒体服务器客户端前端设备中心管理服务器前端设备客户端安全路由网关流媒体服务器控制信令媒体传输DB33GBT/28181ONVIF媒体服务组接入服务器中心控制服务器SDKCS客户端视视频频转转发发服服务务器器视频存储服务器视频转码服务器视频分析服务器图像处理服务器图像存储服务器图像分析服务器视频服务组图片服务组Third SDKBS客户端移动客户端上层平台视频图片文本信令其他标准DVRNV

11、RIPC第三方系统 相机其他设备图像转发服务器资源层图 3. 系统整体框架图设计说明书 V1.0第 7 页 共 54 页设计说明书 V1.0第 8 页 共 54 页2 2. .5 5. . 模模块块结结构构设设计计第三方平台中心控制单元视视频频设设备备网网关关数据接收单元视频监控平台前端设备SDK综综合合管管理理客客户户端端上上层层平平台台转转发发服服务务器器 1 1转转发发服服务务器器 2 2转转发发服服务务器器 3 3转转发发服服务务器器 N N图 3. V1.0 系统架构图模块名称模块名称模块缩写模块缩写中心控制单元CMU数据接收单元DRU转发服务器MTU视频设备网关VCG综合管理客户端

12、UISDKSDK设计说明书 V1.0第 9 页 共 54 页2.5.1 中中心心控控制制单单元元设备抽象化资源管理负载均衡CMU中心控制图 4.CMU 功能图 功能介绍：功能介绍： 设备抽象化：将前端各种类型的设备统一抽象化 资源管理： 将系统中的所有设备进行统一管理 负载均衡： 系统配置多个转发服务器时，针对用户发起的业务需求进行资源调 配，选择负载最合理的转发服务器执行任务 中心控制： 系统中的所有控制信令均通过 CMU，由 CMU 进行统一中心控制， 是整个系统的大脑。负载均衡方案介绍：负载均衡方案介绍： 对于视频监控平台来说，流媒体服务器的能力是整个平台非常重要的一个因素，针对 我们系

13、统，在尝试解决 MTU 单机转发能力的同时，我们采用了一对多的分布式方案，如 下图所示，在一个视频监控平台可以部署多台 MTU 服务器来增加系统的负载，负载均衡 流程如下： 1.IPC 向 VCG 注册，完成注册后，VCG 将该设备存入设备表； 2.MTU 向 CMU 注册，完成注册后，CMU 将该服务器存入 MTU 表； 3.注册成功后定时向 CMU 发送自身的负载情况，包括视频转发路数、用户数等； 4.用户请求视频流，CMU 收到请求后，检查系统内所有 MTU 的负载，选择最优的 MTU 执行该次任务，如果该 MTU 当前没有指定视频设备的流，要求 VCG 向指定设备请求 流，同时发生 A

14、nnounce 给该 MTU 要求其准备接收流； 5.CMU 将该 MTU 的地址信息返回给客户端； 6.客户端向该 MTU 请求流，MTU 进行转发； 7.客户端显示画面，流程结束。设计说明书 V1.0第 10 页 共 54 页图 5.负载均衡示意图2.5.2 数数据据接接收收单单元元数据接收DRU数据发布图 6.DRU 功能图功能介绍：功能介绍： 数据接收：开放数据上传接口，接收 VCG 上传设备列表/状态变化、告警事 件等数据。 数据发布：将接收到的数据按照相应的主题向 ICEStorm 实时发布设计说明书 V1.0第 11 页 共 54 页2.5.3 转转发发服服务务器器多路转发MTU

15、负载上报会话管理功能介绍：功能介绍： 多路转发：当客户端请求的流媒体已经在服务器中转发时，不需再向前端设 备请求流，直接转发该流给客户端。 会话管理：对客户端发起的流请求和前端设备推送的流数据进行会话管理。 负载上报：定时向 CMU 发送自身负载，CMU 根据此负载情况进行负载均衡。图 7.MTU 功能图工作流程介绍：工作流程介绍： 1流媒体数据源发送推送数据请求 2事件管理模块接收发送端的事件处理，启动会话接收数据 3启动线程接收数据，并加入超时机制 4内部对数据进行处理 5客户端发送命令请求数据设计说明书 V1.0第 12 页 共 54 页6事件管理模块接收客户端的事件处理 7内部进行逻辑

16、判断，检查请求资源是否存在 8对客户端进行响应，加入超时机制，启动线程发送数据给客户端2.5.4 视视频频设设备备网网关关设备对接VCG平台对接协议转换设备管理图 8.VCG 功能图模块功能：模块功能： 设备对接：处理符合国标 GBT28181 的前端设备的注册、信令控制。 平台对接：处理符合国标 GBT28181 的第三方平台的注册、信令控制。 设备管理：对已注册的设备进行集中监控，包含列表、状态等信息。 协议转换：将所有向第三方平台/设备发送的信令转化为 SIP 消息。 两个信令安全路由网关之前是上下级关系，下级信令路由网关主动向上级信令安 全路由网关发起注册，经上级信令安全路由网关鉴权认证后才能进行系统间通信。即 视频设备网关接收下级平台或者前端设备的注册，注册鉴权完成后才可以通信，进行 正常的业务操作。图 9.SIP 路由