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1、一、ADSL远程实时监控系统方案 深圳普飞科技1.1 概述 随着国家数字信息化的发展以及人们对安防意识的提高，传统的定点监看及录像的监控方式，已渐渐显出其不足的一面，远程实时监控的议题也渐为人们所常谈。 近年来，网络信息业长足发展，很多地方都能用上网络宽频（有线电视网、长城宽带网、电信网络快车（ADSL）、小区宽带等各门各类的宽频网络），为远程实时监控提供了外部传输技术的支持。 在存储技术上，数字硬盘录像机的诞生，把传统的模拟信号转化为数字信号，从M-JPEG、MPEG1、MPEG2乃至当今的MPEG4技术的不断改进，图像画质越来越清晰，而存储容量越来越小，为远程实时监控提供了内部压缩技术的支
2、持。1.2 远程监控的基本设想远程监控的实现：把监控场所上的所有监控点的视频、控制、报警信号等统一接入到一台主机中，此主机能起到现场监看、实时控制、实时录像、实时回放、报警、把图像通过网络传送到其它有需要的地方进行实时播放。当远方的用户需要观看监控场所上的图像时，可以通过某个特定的软件或是通过常用的网站观看到图像，同时，在有必要的时候，对监控场所中的镜头、云台进行实时控制。要实现以上的设想，就需要从多方面考虑到技术的要求：如网络传送情况、图像质量与容量、初期投资与日后维护费用、操作方便性等多方面考虑。以下，我们将从这几方面进行探讨。1.3 网络传送情况网络传送情况可大致分为局域网（LAN）与广
3、域网（nternet）两种。局域网一般是企业或单位内部的网络结构，能提供最低10M/S高达1G/S的网速，属于极宽带宽的网络，而且日常使用费用低，使用方法，扩展容易，但缺点也是明显的，就是受地域限制，使用场所的范围不大，一般只在某个公司内或是某栋大楼内。广域网指的是可通往世界任何一个地方的网络，一般来说，它是由多个网络经营商共同提供的服务，所以，它的使用费用往往有地区性、速率性及时间性的限制。我们在此文中，主要从事讨论在广域网中实现远程监控。可接入广域网的方式有多种，在我国的接入方式中，主要有以下三类较为常用： A类：普通电话拔号方式（PSTN、ISDN）； B类：专线方式（DDN、ATM、x
4、DSL）；C类：局域网转接方式（LAN）； 以下，我们从速率与费用两方面讨论，论证性价比的优劣。A类：普通电话拔号方式 基本特点是使用简单方便，要求低。只要有市话的地方，配上modem，申请账号，就能直接上网，速率可达56K/S。 其缺点也是较为明显的：1传输速率慢。 PSTN为56k/s，ISDN为112k/s。可以满足一般的静态网页浏览，但对于通过Internet进行实时图像数据传输的远程监控来说，是远远不够的（通过后面的介绍，可知道远程实时监控最低要求有512k/s的上传速率）。2通讯费用高。 普通电话拨号的通讯费用是由两方面组成：网络费+电话费。网络费有包月制，在几十元之间；但电话费却
5、要根据通话时间来计算，在远程传输时，要求网络一直处于连通状态，就相当于电话一天24小时在通话，这样计算下来，电话费就是个沉重的负担。而且，当使用电话进行拨号时，会长久占用，电话使用方面受到影响。 总体来说，普通拨号方式，在远程监控方面的应用性是较差的，但由于某些特殊原因，也有可能使用到。B类：专线方式 DDN、ATM等专线的昂贵费用令用户望而怯步。但近年来，虚拟专线系列产品（ADSL、VDSL、XDSL）的推出，使用费用不断下调，用户可以在低成本的基础用上高质量的宽频。在此我们将讨论ADSL。 ADSL的优势是显著的：1速率高。 一般的ADSL提供最基本的512k/2M的速率，有些地区可根据用
6、户的需求扩展上传、下行的速率（上传可达2M/下行可达8M）。2费用低。 据不完全统计所得，全国各大城市对ADSL的包月费都在40200元之间，此外，不含其它使用费用。 但跟DDN，ATM等专线相比，也有一些不足之外，例如速率不稳定、IP动态分配等。（但IP动态也有好处，引起黑客攻击的可能性比静态IP的要少。） 总体来说，ADSL是目前为止，远程实时监控应用最好的媒介。C类：局域网转接方式 小区宽带网（长城宽带网、有线电视网等）的速率随着用户人数的增加而下降，有堪者会低到只有几十k的速率，另外，其IP的双重性，为网络识别主机身份带来一定的困难。在远程实时传输上是不利的。所以我们是不太主张在监控端
7、使用此种接入方式。 通过以上三种方式的介绍，我们在选择传输媒介时，推荐使用ADSL。 1.4 图像质量与容量与图像质量、容量有最大关系的就是图像的压缩技术。 要实现远程图像的实时传输，除了选择外部网络传输方式外，也得考虑现有的图像压缩技术。 目前数字硬盘录像机所用图像压缩技术，可分为以下几类： A、M-JPEG B、MPEG1 C、MPEG2 D、MPEG4A：M-JPEG压缩技术 早期数字硬盘录像机使用的压缩技术，其压缩容量大（450-600M/小时）而图像效果差。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358288 帧 容 量：5-6.7k/帧 实 时 性（25帧/秒）：125-167.5
8、k/s。B：MPEG1压缩技术 对M-JPEG的图像质量及存储作了某些的优化，其压缩容量相对M-JPEG要小（300-500M/小时），图像质量要好。目前市面上的数字硬盘录像机都基本采用MPEG1技术。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358288 帧 容 量：3.3-5.6k/帧 实 时 性（25帧/秒）：83-140k/秒C：MPEG2压缩技术对MPEG1图像质量低下而改造的技术，有效地提高了图像质量，但同时却又大大增加了图像压缩容量（500-800M/小时），故很少数字硬盘录像机采用些技术。但嵌入式的硬盘录像机，由于使用的是UNIX或是LIUIX操作系统，建立在纯IC写出/写入的程
9、序结构下，对此技术的调用或存储有很大的便利性，而且考虑到图像质量作为嵌入式的卖点，固应用此技术较多。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358288 帧 容 量：5.6k-8.8k/帧 实 时 性（25帧/秒）：140k-220k/秒D：MPEG4压缩技术 最新的图像压缩技术，有效解决容量与图像质量的问题。MPEG4提供DVD级的图像质量而存量却又能大大降低（80-220M/小时）。 另一最大的特点是，MPEG4技术是基于网络传输方面作出了更强的功能开发，首次引入了流媒体技术的概念，使原来巨型的图像容量包传送的困难迎刃而解。换言之，MPEG4技术的成功之外，也就在于它专门针对网络传输方面的
10、开发。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358 288k/帧 实 时 性（25帧/秒）：20-62.5k/秒（注：帧容量：0.82.5k/帧，0.8k/帧代表静态时的压缩容量，2.5k/帧代表动态时的压缩容量） 客观上分析，以上四种压缩技术的发展是各有优势的，M-JPEG技术发展最为早期，至今也是相当成熟，MPEG1的稳定性与兼容性也是不容置疑的，MPEG2的图像质量是众多图像技术最为绚丽的，而MPEG4的图像传输功能也是无人能比的。 在本文的技术讨论中，最主的是从网络图像传输方面出发，故对MPEG4的技术有所推崇。1.5 网络速度与压缩技术的综合考虑 从1.3的网络情况中可得到各接入方
11、式最大上传速率： 普通电话拔号 最大上传速率： 56K/112K ADSL 最大上传速率： 512K 局域网转接 最大上传速率： 不稳定，视用户数目（以后不作讨论） 当数据传输时，各最大上传速率要除以一个系数8（具体参数来源，请参考有关计算机语言算法），所以真正能上传的最大速率为： 普通拔号 速率： 7k/s ADSL 速率： 64k/s再从1.4节中，对应各压缩技术的实时性上，可得知 MJPEG 实时速率（25帧/秒）： 125-167.5k/sMPEG1 实时速率（25帧/秒）： 83-140k/sMPEG2 实时速率（25帧/秒）： 140k-220k/sMPEG4 实时速率（25帧/秒
12、）： 20-62.5k/s 由些而推论：MPEG4+ADSL是目前实现远程实时监控最佳的配置，成本低，实效性强。二、远程监控系统的组成我们根据以上理论计算、市场产品、用户需求等多方面客观因素，结合自身技术力量，研发出DVR2000F系列远程监控系统。全套系统基本上由主机端与客户端组成。2.1 主机端 该系统是建立在MPEG4软压缩的数字硬盘录像机上，安装自开发的OURCOM远程系统软件，通过ADSL拨号网络接入，直接实现远程监控功能，无须外置任何设备。其系统组成具体如下：A主机硬件组成 PC主机：CPU：P4 C2.4G 显示：ATI 9000/64M 内存：256M DDR 硬盘：120G
13、机箱：4U 工控型软驱：SONY 1.44MMPEG4视频采集卡： 单路卡：104F 四路卡：404F 八路卡：808F （注：目前采用的压缩技术主要是MPEG4软件压缩，在远程传送时，基本上一路图像需要进行显示、录像、传送等多个线程，在C2.4G的CPU的测试下，一台主机最多只能支持8路远程监控的实现。） B.监控系统组成摄像机（彩色或黑白）镜头（定焦可变焦、变倍）支架、护罩（固定保护摄像机与镜头）云台（摆动所需）解码器（控制云台、镜头所需）码转接器（232/485 计算机与解码器通讯）C.系统软件组成 Window 2000 Server 操作平台 DVR2000F 硬盘录像操作软件VC 软件支持平台DirectX 9.0 图像加速软件 Beset 远程传输软件 Office access 数据库支持平台 Web 网站支持2.2客户端客户端的组成无须另置硬件设备，可以在任何一台机器上安装一套客户端软件，可远程调用主机端的单路实时传送过来的图像，亦可通过到各用户自己的网站上，直接打开网站链接，即可看到发布到网站上的实时图像，如同在网上看实时电影般。当使用客户端软件时，需要安装 DVR2000F CLIENT的软件。当使用网站直接观看时，当第一次进入时，系统会提示
