中國制造為世人所熟知，隨著產業(yè)不斷升級，生產技術越來越發(fā)達，中國作為真正的世界工廠也為時不遠。現今，工廠的現代化管理手段越來越豐富，準確性也越來越高，各種先進的技術手段比如視頻監(jiān)控系統，可有效的加強對各種場合，特殊設備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區(qū)域的現場情況，增強安全保障措施，同時進一步規(guī)范各崗位的生產管理。目前監(jiān)控手段已經從傳統的模擬視頻監(jiān)控發(fā)展到了高清網絡數字視頻監(jiān)控，利用現有的辦公網絡、企業(yè)專網，光纖專網敷設，甚至互聯網和無線網絡都能夠構建工廠的高清網絡視頻監(jiān)控系統；與此同時，百萬像素網絡攝像機的大規(guī)模普及也解決了傳統模擬視頻監(jiān)控系統清晰度不足的尷尬局面；基于低碼率、高清畫質、多功能等特性的720P、1080P高清網絡攝像機與網絡視頻監(jiān)控管理平臺為不同規(guī)模工廠提供了多結構，多用途，良好擴展性的新一代高清視頻監(jiān)控解決方案。
工廠高清網絡視頻監(jiān)控解決方案的實施將極大的改善目前類似的行業(yè)應用現狀，除去在清晰度上有本質提升外，其全新的網絡化、數字化的架構更為工廠監(jiān)控的靈活擴展和系統升級提供了保障。高清紅外攝像機、高清一體機、高清智能球機的不斷涌現，為更多復雜的監(jiān)控場景和應用模式提供了解決依據，高清網絡視頻監(jiān)控系統在實現了工廠安全防范工作的同時也為生產管理提供了更有力的技術保障手段。
1.2 需求分析
系統主要滿足兩大部分的需求：一是工廠公共區(qū)域安全防范的需要；二是工廠生產區(qū)域監(jiān)控管理的需求。
工廠安全防范
?周界視頻監(jiān)控系統：在工廠周界區(qū)域部署感紅外的固定高清網絡槍式攝像機，滿足全天候24小時監(jiān)控。
?園區(qū)監(jiān)控：在工廠園區(qū)一些制高點安裝云臺攝像機，實施大范圍監(jiān)控。
?出入口監(jiān)控：在廠房出入口、園區(qū)出入口以及其他重要區(qū)域的出入口安裝高清攝像機。
?廠房內部：在廠房內部部署大范圍監(jiān)控的攝像機，以滿足對整個廠房的全局監(jiān)控。
?庫區(qū)監(jiān)控：在庫房內外部署攝像機，嚴密監(jiān)視現場情況。
生產區(qū)域管理
?重要設備監(jiān)控：在車間、廠房一些重要的設備處安裝高清攝像機，對設備運行狀態(tài)、防盜、防破壞進行監(jiān)視。
?生產過程監(jiān)視：對于一些生產線上、操作崗位進行重點監(jiān)控，記錄操作過程和生產線上的生產過程。
其他需求
?整個系統應該采用模塊化、數字化、網絡化架構，滿足結構簡單化和系統可擴展的需求
?利用平臺管理軟件來統一管理前后端物理設備和虛擬軟件模塊，做到模塊化部署、集中化管理的新一代監(jiān)控功能。
?視頻監(jiān)控管理平臺應能與紅外報警系統、消防系統、門禁系統等實現聯動，滿足協同管理、統一調度。
第二章 系統設計
按照技術、結合實際，統一規(guī)劃、協同部署的指導思想，在實現工廠安全防范的同時，又能通過高清視頻監(jiān)控系統對生產環(huán)節(jié)進行集中視頻監(jiān)控管理，同時通過視頻傳輸專網將相關視頻資源傳輸到上一級部門實現遠程聯網監(jiān)控，充分利用計算機、視頻壓縮、網絡通信等領域的穩(wěn)定的、先進的技術，實現對安全、環(huán)境、生產、人物等各類信息資源科學有效的管理和應用，進一步提高工廠的安全防范管理工作和生產效率。
2.1 總體設計
系統分為前端監(jiān)控資源采集、視頻傳輸、后端平臺組建、多系統聯動建設等幾部分，整個系統采用全網絡數字視頻監(jiān)控架構，前端都采用高清網絡攝像機進行視頻采集，通過攝像機的網絡端口直接接入到工廠視頻傳輸網絡中去，傳輸到后端進行集中存儲和管理。傳輸主干網采用千兆光纖網，后端通過集中管理平臺來完成整個視頻監(jiān)控系統的集中預覽、控制、管理、存儲以及視頻分發(fā)等功能。實現工廠高清數字視頻監(jiān)控系統集中管理。總體設計嚴格遵循用戶要求和行業(yè)規(guī)范，滿足用戶功能需求為主要目的，提高安全防范管理效率。
2.2 前端監(jiān)控資源采集
前端監(jiān)控資源的采集主要是指現場視頻、音頻等信息的采集，當然也涉及個別點位有前端報警聯動信號的輸入。系統設計中前端點位的布置是否合理，以及所采用的設備是否恰當都是整個系統的關鍵所在。
因此本次設計中，前端監(jiān)控設備根據用戶需求分析全部采用網絡數字攝像機。通過需求分析我們得知總共約有200多個點位，我們選用基于基于標準的H.264算法的百萬像素網絡攝像機來采集前端視頻，根據每個監(jiān)視區(qū)域的范圍不同選用合適的高清鏡頭，它采用500萬像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機采集壓縮后的有效分辨率可達1920*1080，1280*720，預覽和回放的圖像線數也達到了700-1000TVL廣播級圖像畫質，而且動態(tài)視頻為全實時30幀/秒。
由于高清網絡攝像機的顯示比例為標準的16：9寬屏顯示比例，具有比傳統模擬攝像機更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫面比傳統模擬攝像機更清晰地效果。同時其他需要動態(tài)監(jiān)視的區(qū)域我們設計采用電動二可變鏡頭+云臺+高清攝像機的方式來組建，如果對監(jiān)控現場清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用FULL-D1畫質的網絡高速球來部署，網絡高速球是基于標準H.264的FULL-D1畫質進行壓縮和傳輸，采用新的算法和壓縮模塊，使得整個清晰度也比原來的模擬攝像機加非標H.264算法視頻編碼器的效果更好。而且和其他網絡攝像機攝像機一樣，從球機出來就是網絡數字信號，通過攝像機本身的標準網絡接口就可以直接接入到視頻傳輸網絡中去，并入整個監(jiān)控網絡中，實現統一管理；無須再攝像機和后端管理系統中間再增加額外的設備，減少故障環(huán)節(jié)、簡化系統結構。同時我們還建議在各個廠區(qū)的制高點架設1080P全高清網絡攝像機配合大倍數鏡頭和云臺實現全范圍的高清監(jiān)控，以便掌握整個園區(qū)的狀況。
2.3 網絡傳輸系統
網絡傳輸系統的組建對于高清網絡視頻監(jiān)控系統的組建至關重要，如果傳輸系統不能滿足網絡視頻流的傳輸要求，那么網絡監(jiān)控也就無從談起。本系統總共有200多臺網絡數字攝像機，分布在多個廠區(qū)，我們設計每個廠區(qū)的建筑物內部根據攝像機點位的分布采用雙絞線進行匯聚，然后統一接入光纖主干網進行傳輸。部分公共區(qū)域、獨立區(qū)域的點位可就近單獨敷設傳輸資源；根據產品特點，每路1080P全高清網絡攝像機的傳輸帶寬為4Mbps，720P高清網絡攝像機的推薦傳輸帶寬為2Mbps，標清FULL-D1的傳輸帶寬為1Mbps；所以在為視頻監(jiān)控系統劃分傳輸通道時應考慮每個區(qū)域匯聚后到中心的傳輸帶寬，同時各個廠區(qū)匯聚交換機和監(jiān)控中心的核心交換設備也應該具備較強的數據交換能力和承載突發(fā)多用戶大容量的高峰訪問能力，以便網絡視頻數據的快速交換，滿足數據訪問請求的快速響應。由于前端攝像機主要由720P構成，因此每個廠區(qū)各自到監(jiān)控中心的主干光纖帶寬資源已經完全夠用，中心核心交換機建議采用背板帶寬和包轉率較高的千兆交換機來承擔。視頻監(jiān)控傳輸網絡可以根據要求與工廠內部局域網規(guī)劃到一起，或者通過物理設備將兩個網絡互聯起來。這樣工廠其他部分就可在獲得授權后直接前端攝像機的視頻資源。
2.4 集中監(jiān)控管理平臺設計
由于本次系統建設覆蓋多個區(qū)域和多個用戶群體，工廠成立集中監(jiān)控指揮中心，因此我們設計采用二級架構，即工廠指揮中心為一級監(jiān)控中心，保衛(wèi)部門和其他管理部門為二級中心，指揮中心權限可對所有設備以及下屬兩個分中心用戶群體的視頻監(jiān)控終端進行集中管理，統一調度；指揮中心完成視頻數據存儲和轉發(fā)任務， 各個分中心或者其他用戶通過工廠公司內部局域網訪問視頻監(jiān)控系統平臺中的轉發(fā)服務器，獲得視頻和其他相關的監(jiān)控資源。
