公安巡逻车3G无线监控解决方案 - 图文

一 背景

“以公安信息化工作为核心、以科技强警为目标”的公安信息化工程——金盾工程的建设目标提出后，公安部门对所属辖区的实时监控显得更为重要。实时监控不仅有利于警力的合理调配，更有利于公安机关对突发案件的及时响应。

3G 无线网络监控系统是伴随着现代科学技术的发展，计算机技术和电子信息技术的广泛应用，而形成的综合性安全防范系统。网络监控系统以前主要对国家一些重要的职能部门，作为一种特殊的安全防范用途。随着社会的不断发展，一些民用的设施、工作场所的安全显得越来越重要。同时，监控防盗报警技术得到迅速的发展，其技术不断进步,借助于计算机技术的发展，其成本也不断降低，所以得到社会各部门的广泛应用，迅速在社会各部门、各行业普及开来，成为智能化建筑必不可少的一个系统。是社会各部门保护自身利益、提高商业信誉、内部智能化管理的必要手段，其性能可靠、功能先进、形象直接，越来越受到各部门的重视。

网络技术和视频处理的飞速发展，监控网络化，视频数字化，是必然趋势。网络视频监控系统的应用，全实时、远处、随时随地的监控和调度功能，在工作中显得非常必要和便利。

我们将以诚挚、严谨的态度，依据国家标准和行业标准，本着实用、高效、优质、领先、节约的原则，并结合公安局巡逻车的实际需求，综合考虑系统的先进型、可靠性、经济性、实用性，制定了本方案，供贵方审阅、酌定。

该系统既可满足各监控系统的常规视频监控业务，彻底打破布控区域的地域界限和设备扩展的数量限制，特别适合于大范围、分布式监控和集中管理的应用领域。

一、系统示意图

1.1、系统网络结构拓扑图

1.2、监控中心拓扑图

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二、系统建设 2.1 系统设计说明 2.1.1、设计概述

本系统设计是基于APN无线传输的视频监控系统，将3G车载DVR和摄像机安装在公安巡逻车上，利用3G无线网络传输视频信号，无需铺设网线，极大地降低建设成本，同时可以轻松实现随时随地的远程视频监控，视频资料可以随时进行录像，方便检索查阅。系统的设计充分考虑了系统扩展性，系统扩展时只需添加3G车载DVR和摄像机等前端设备，即可不影响系统正常运行的情况，实现系统扩展。相比传统视频监控具有不可替代的优势。

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2.1.2、车载监控设备系统

设备整体安装拓扑图：

综上所述前端公安巡逻车采用CR6004M-EV2-G 车载DVR、摄像机（云台及解码器）

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等组成。其中CR6004M-EV2-G 3G车载DVR作为核心设备，负责将摄像机采集的各监控点视频图像并经过压缩编码后通过无线3G上传到监控中心，实现视频的远程观看。同时可以根据监控中心的操作发出的命令来控制视频切换、镜头变焦、近景/远景、光圈调节等以及控制云台上下、左右和自动巡视等动作。具体设计为：

（1）前端子系统采用3G车载DVR和车载摄像机，完成对所有监控站点的布设； （2）3G车载DVR和车载摄像机的电源由汽车来提供，只需配置一个逆变电源或者直接连接到汽车电瓶上就可以完全满足要求

（3）3G车载DVR和镜头之间通过屏蔽同轴电缆线连接，长度在300M以内。3G车载DVR通过RS485串口控制云台解码器，控制线建议采用用屏蔽双芯线，有效长度在1200M以内；

（4）3G车载DVR正常工作必须插一张SIM（电信、联通）无线上网卡。

（4）3G车载DVR有单卡和双卡区别，双卡设备极大的满足了客户对图像流畅性的要求。

（5）3G车载DVR自动拨号无线上网，获取一个动态公网IP地址。拨号成功之后，通过3G无线通道，把通过H.264压缩算法编码后的图像信息流，主动发送到无线视频网关程序中

（6）无线视频网关程序的安装位置必须有固定的公网IP地址，或在有固定公网IP地址的局域网中，在公网路由器上做端口映射也可，默认映射端口：UDP 5000;TCP 8212;端口可由用户自行更改，也可以用域名指定。

（7）用户通过监视器软件，连接到无线视频网关程序中，获取视频或控制摄像机。

XXX科技生产的CR6004M-EV2-G车载无线硬盘录像机是功能最全的车载视频监控设备，集车载硬盘录像，无线视频传输，GPS定位于一体，配合CreMedia7.0无线视频监控平台软件，为各行业轻松组建车载移动监控,管理,指挥系统，支持3G等多种无线网络。

2.2 3G车载DVR主要功能特点及优势：

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★ 远程实时监控，双向语音对讲，实时接收车辆报警信息

★ 支持电脑浏览，手机浏览（WM、塞班、苹果、Android系统的智能机），监控中心电视墙浏览多种观看方式

★ 内置GPS定位功能，精度可达6米，实时监控车辆位置，对偏离路线、超速、异常停车等可疑行为立即报警。

★ 多角度音视频及GPS运动轨迹同步录像，低码率H.264编码，图像清晰流畅，节约存储空间

★ 车载8-32伏宽电源设计，满足任何车辆直接供电

★ 独创的硬盘录像专用存储结构，容错性强，异常断电时数据不会损坏或丢失；自主研发的存储流模式，异常断电，文件不丢失，不损坏。最大支持2000G 2.5寸硬盘

★ 支持远程无线下载录像片段，支持多路同步播放、运动轨迹同步播放 ★ 先进的OSD菜单设计，每步操作都有提示信息，支持软键盘和拼音输入法，设置更方便

★ 用鼠标、遥控器或键盘均可操作，使用方便灵活

★ 预留模拟、数字输入接口，外接车辆行驶仪、传感器等，记录车辆运行状态 ★ 支持无线待机功能，可通过报警、短信、定时等方式触发设备上下线，节约无线网络资费；自主研发，拥有专利，支持多卡绑定，不分主副卡。

★ 3G无线网络设计，无缝兼容2G网络。拥有公安部检测认证以及3G认证。 ★ 定时开关机功能，防止人为忘记关机，保护车载电瓶

★ 三级减震结构设计，内置钢丝绳弹簧减震系统，专利技术，有效保护磁盘，延长寿命，提高系统可靠性。

★ 一键恢复出厂设置，系统支持在线升级，使用维护方便 ★ 嵌入式系统设计，内置硬件看门狗，可7*24小时连续运行

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2.3 系统技术优势 2.1.1、集群优势

利用集群的方法，将2（多）条无线通讯链路通过底层协议，合理分配通讯资源，合并成为一条逻辑上独立的通讯链路，为视频传输提供了普通单路通讯1.8倍的带宽。两条链路互为备份，提高了无线通讯的可靠性。 2.2.2、封装优势

相比普通的无线路由通讯方式，本系统利用自己开发的技术，在数据链路层对视频流数据进行一次性的封装，直接将数据发送到中心，减少了一次IP封装，去掉了不必要的封装数据，提高了传输效率，减小了视频延时，且使传输系统的实时可控性大大增强。

2.1.3、压缩、流控优势

对压缩算法进行优化，用先进的码流控制技术保证传输的稳定性，充分利用带宽，保证在低带宽的情况下流畅的传输视频图像。普通的无线路由通讯方式无法发现路由器网络层以下的传输状况，不能非常实时的对传输流进行调整，本系统能够完全观测数据链路层的数据状况，从而能符合实际的对流控模块进行快速调整。 2.1.4、绑定优势（拥有专利技术）

充分利用无线网络，在通讯连接建立后快速绑定数据，保证数据最短时间上传中心。在某条链路出现问题时，另一条链路保障正常通讯，同时系统能快速发现并恢复故障链路，避免关键时刻掉线。 2.1.5、系统安全性

系统本身进行了DES加密和CHIP认证 A、认证加密技术

? CHAP身份认证协议，拒绝密码明文传输 ? DES加密技术，保障控制命令安全传送

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? 数据加扰算法，防止非法截获音视频数据 ? 密钥、扰码更新周期10分钟，杜绝暴力破解

B、CHAP认证加密技术过程

? CHAP身份认证协议挑战过程，第一回合《连接》

? CHAP身份认证协议挑战过程，第二回合《挑战》

? CHAP身份认证协议挑战过程，第三回合《应答》

? CHAP身份认证协议挑战过程，第四回合《确认》

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C、DES加密过程

三 平台系统功能

远程图像传输

系统采用3G无线网络传输，根据设备的不同可使用一张或者二张3G无线网络资费卡传输视频。监控中心安装XXX科技“CreMedia6.1分布式网络监控管理平台”，局域网中的授权用户可通过XXX科技客户端软件监控远程现场。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。

远程设备监控

监控用户可分配给不同的控制权限。控制权限高的用户可优先对设备进行控制，如控制云台转动选择监视区域对象；调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果；还可以对指定的其他现场设备开关进行控制等。

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多画面监视

系统具有在同一客户终端上同时监视四路、八路或者十六路直至六十四路前端图像的功能。便于用户对整个监控网点进行对比监测和全局掌控。而当用户点击某一路图像时可进行放大实时监控。使这一路图像出现在全屏范围内，便于用户观察细节。

以下是多画面观看和单路图像观看的实际效果图（实际画面以客户安装软件显示界面为准）

换成旅游景点监控场景的图

多画面轮巡

监控用户可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换，也可在一个图像框内轮换显示全部的摄像机画面。画面切换间隔时间可灵活设置，画面间隔时间可调节。

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WEB界面浏览

XXX科技“CreMedia分布式网络监控平台”为客户提供web接口，使所有视频窗口可以实现网络实时观看，为监狱系统监控平台提供了坚硬的后台技术支持。软件的再开发接口又可以随意定制网络窗口功能，可以使视频图像更好的嵌入在监狱系统监控网站内部，实现和谐的统一。

支持3G手机浏览

只需要一款支持3G功能的手机（目前手机可选品牌和类型还需要选型前与软件提供方进行沟通），就可以随时随地观看视频。独有的支持手机浏览软件，只需要将软件安装至手机中就可以方便用户在没有电脑使用的时候也可以随时随地观看视频图像。

控制优先权机制

管理机制完善，可以给不同级别的用户分别分配相应的控制权限限定用户的访问级别，如可以限定用户控制级别（高级别和低级别同时控制时，高级别用户优先控制并且屏蔽低级别用户的控制指令）等。

手动抓图功能

在系统实时监控时，提供手动抓图的快捷键。用户可以在监控的同时，将一些重点情况保存。

用户管理功能

提供安全完善的用户帐号密码管理功能和严格的控制权限分级制度。只有经过授权、拥有帐号密码的用户才能浏览或控制摄像机。

密码保护功能

系统采用严格的操作密码保护机制。

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现场监控设备―视频服务器，有用户级密码保护。维护人员如需修改设备设置，必须输入授权的用户名和密码

系统访问认证：用户进入远程视频监控系统必须事先进行输入用户名和密码，系统管理员根据用户授予相应的权限监视和控制权限

视频信息共享

总控中心及各分控中心都可通过3G网络连接前端的无线3G视频服务器进行远程监控，实现视频信息的各中心共享，以确保各个前端场所的秩序井然。

信息采集

无线3G视频服务器支持透明数据传输，可以通过RS-232连接数据采集设备，将数据采集到监控中心。

联动报警

视频监控服务器支持联动报警功能，客户通过自身需求可以设置不同的联动报警，比如安装红外对射器等装置，监控周边人员进出；安装警铃报警系统，对视频监控中的异常现象及时进行报警等，报警联动信息可以通过多种方式发送给客户监控端，比如通过手机短信、邮件、FTP、客户监控端等多种方式，从而实现对前端场所发生的突发事件进行监控，以维持监狱内的正常秩序。

系统保障

数据库备份：当系统安装运行后，可以对用户、资源等信息进行备份；如需恢复可导入备份便可；

如果系统存储出现异常，可以进行手动录像或抓图，以便保留重要信息； 系统自带软件狗，当系统异常或受到攻击时，软件狗会自动重启保护

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四、中心管理平台的组成 4.1、中心管理服务器

中心管理服务器，是整个系统的核心。同时中心管理服务器也是一个集成了大部分其他管理配置功能的管理平台。通过中心管理服务器可实现对系统内所有存储服务站点和设备的统一配置，包括3G车载DVR里的所有的资源设置，集中用户权限设置、设备的自动注册等；负责对各种平台应用服务器（存储服务器、移动视频网关、看门狗、流媒体服务器、GIS服务器、数据库服务器等）的集中配置管理。

中心管理系统软件运用于Windows 2000/XP/2003操作平台上，为用户提供无限的应用空间。中心管理系统软件企业版基于数据库技术、多媒体处理技术、数据流管理技术所建立，标准的C/S或B/S网络架构完全满足多点布防与采集、大容量多媒体信息流管理与分发、多用户同步、实时、远程监视与控制的现代化安防和管理需求，使建设规模宏大、信息丰富、手段灵活的安防和管理系统成为可能。中心管理系统软件除了包括用户端的全部功能外，主要由信息、流管理服务器、设备身份识别与管理服务器、系统连接管理服务器、Watchdog 系统监视管理服务器、IP地址解析与管理服务器、日志管理服务器等功能模块共同组成。

由一台计算机提供系统管理服务，构成系统管理的核心。可另作双机热备，以保证系统数据服务的不间断工作。

存储系统中所有音视频处理设备和所有操作员的信息。使得系统内任何用户只要可以连网，无需再次注册设备信息，即可直接启动普通用户软件查看前端监控点的图像。

信息的注册与修改由系统管理员通过系统配置程序完成。配置程序可以运行在系统内任何一台连网的PC机上，但是只有系统管理员具有运行配置程序、修改和配置系统信息的权限。

主要功能包括

? 设备的管理：系统软件对所有音视频处理设备进行统一注册管理，所有设备

信息集中保存在信息管理中心。系统管理员可以对各项硬件设备配置信息进行编辑、修改，作到设备的统一管理。

? 用户的管理：系统软件对系统内所有用户、部门进行统一注册管理，所有用

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户信息集中保存在信息管理中心。用户的注册包括部门、用户组、用户名称/密码的分配与设置。

? 权限的管理：权限的管理主要分为设备访问权限的管理和用户优先控制权限

的管理。设备访问权限的管理是根据用户的职能划分设备访问范围。用户优先控制权限的管理是指对访问相同设备的不同用户可以制定不同的优先控制权。

? 日志管理：系统软件提供强大的日志（包括系统日志、用户日志、报警日志）

的存储和检索功能。服务器区分日志类型、时间、触发信息等类别自动生成日志，完整地记录系统事件、报警消息、操作员登陆系统后的各项操作等。所有采集端与用户软件生成的日志自动发送到信息管理数据库中心保存。 ? 显示结构明了的树型系统管理结构。

? 站点管理。对系统内所有服务站点及二级网关进行认证和管理，设置站点的

流传输方式、组播方式、支持流类型；

? 在线用户管理。实时监视在线用户，根据需要可临时踢出特定用户，保障系

统安全。；

? 逻辑分组管理。可对系统内的所有前端设备：固定点监控、移动巡逻、管理

部门等用户自定义方式进行分组，分组之后组与组之间逻辑上独立，方便权限和日常事务管理。

? 资源使能。可对系统内所有3G车载DVR的资源（232串口、485接口、报警

输入输出、音频输入输出接口等）激活或禁用。

4.2、存储服务器

实时集中存储服务：集中存储服务对于前端没有存储功能、或者不适合在前端进行录像文件存储的情况尤为适用。也适用于一些重要的录像文件在前端不适合保存的，可以集中存储在后端集中存储主机上。该功能可以设置集中存储计划，从而在集中存储主机上实现定时文件存储功能。

存储服务器是整个系统的视频数据存储中心，通过存储服务器可以对前端设备进行报警录像、手动录像、定时录像、移动录相、24小时录像等音、视频存储功能。系统支持大规模的NAS、SAN阵列磁盘存储的同时也支持包括存储代价低廉的分布式网

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络存储技术，用多台网络PC的磁盘代替昂贵的磁盘阵列。存储服务器主要有以下功能。

（1）归属选择。

可设置本存储服务和中心服务管理器的隶属关系。 （2）存储设置。

可选择存储介质，并可根据存储介质的特点保留部分空间，防止因完全写满磁盘导致系统的异常。 （3）文件管理。

可按时间删除过期的数据，并且提供破损文件检测功能，系统可自动检测出因停电等原因导致的文件损坏，并自动删除。

4.3、移动视频网关

我们针对前端车载监控系统的特殊要求开发了针对具体系统的移动视频网关，移动视频网关可提供车载3G车载DVR的动态IP接入、心跳包识别、抖动网传数据整理、流媒体转发、多卡数据合并、设备检测等功能。系统支持多个终端的接入，并可以进行流媒体二级转发，降低中心服务器的负荷。系统主要能实现以下功能。

（1）车载设备的接入。

接受3G车载DVR的注册、注销请求，注册成功后向中心服务器递交设备信息。

（2）网络连接保持。

定时检测3G车载DVR发来的心跳包，根据心跳包的信息判断设备是否在线，并响应。 （3）多卡数据合并。

将多个信道的数据重新合并成一个完整的视频流，并根据信道的传输情况向前端设备回馈信息，保证多信道的有效传输。 （4）流媒体转发。

当多个客户端需要同时查看某监控点的相同画面时，势必会造成在一条通讯网络线路上的数据拥堵，严重浪费网络资源。

流媒体服务器支持视音频流的转发，当有多个客户端需要同时访问同

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一远程画面时，可以通过流媒体服务器进行转发，在转发服务与前端视频通道之间只占用一个通道带宽的网络资源，再由转发服务器将数据分发给多个客户端。

4.4、GIS服务器

系统建成后将对近前端车船的GPS信息进行记录、分析和回放，对前端的定位信息处理量是非常大的，我们将GIS服务独立出来，用一台专用服务器进行处理，确保系统性能。GIS服务器有以下功能：

（1）GPS信息记录。

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实时记录所有车船单兵的定位信息，在用户需要的时候分发前端定位信息。 （2）属地判别。

根据事先划分好的辖区管理地理信息范围，判断前端目前的管理权归属，移交中心服务管理器，报警发生后中心服务管理器根据属地信息和报警信息分发报警。 （3）轨迹回放。

根据中心服务器的请求将特定巡逻车船、特定时段的出行记录选择性发送。

（4）前端定位信息转发。

所有前端的GPS信息都发送到GIS服务器，GIS服务器将数据归拢后根据巡逻车辆的ID分发给不同的用户和单位，保持各终端之间的同步显示。

4.5、Web站点服务器

系统支持C/S架构、B/S架构、或混合架构的运行模式。支持Web浏览器的方式远程浏览系统内的通道图像。通过Web方式查看图像的用户，其权限验证方式与客户端软件的用户权限验证方式相同。

启用Web站点服务需要Web站点服务器安装Windows的IIS信息服务组件，需要有固定的IP地址或域名。用户可以将系统的Web站点嵌入在网站里，或申请、租用固定空间。

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WEB服务是目前应用最便捷的一种应用，用户通过任何一台可以上网的电脑，通过用户认证就可以实时的登录系统，实时的浏览车辆上的图像。

4.6、看门狗

为保障系统的稳定运行，我们开发了专门的软件看门狗，系统一旦发生意外，看门狗将重启服务，保障系统的正常运行。 五、系统推荐配置

表一：中心服务器配置 CPU 内存 显卡 硬盘 操作系统 其它

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100个监控点 XEON E5506 4G 无特别要求 无特别要求 Windows sever 2003 SP4, MYSQL 330个监控点 XEON E5640 8G

表二：存储服务器配置 CPU 内存 硬盘 网卡 操作系统 其它 20路图像保存24小时 XEON X3450 2G 不小于100G 10/100 M Windows sever 2003 SP4,Divx5 100路图像保存24小时 XEON E5506 4G 不小于400G 330路图像保存24小时 XEON E5640 6 G 不小于1T 表三：客户端配置 CPU 内存 硬盘 显卡 操作系统 其它

同时看4路CIF图像 Intel E3200 512M 无特别要求 128M显存的显卡 256M显存的显卡 512M显存的显卡 同时看9路CIF图像 Intel E5200 512M 同时看16路CIF图像 Intel E5400 1G Windows2000 pro/XP/2003 SP4,Divx5 表三：移动视频网关 CPU 内存 硬盘 显卡 操作系统 其它

代理80～100个视频服务器站点 XEON E5506 4G 无特别要求 无特别要求 Windows2000 pro/XP/2003 SP4,Divx5 软件配置

表一: 系统软件组成 视频监控系统_软件 名称 操作系统 软件 数据库软件 型号 WINDOWS 2000 /XP/2003 MYSQL 单位 套 套 数量 推荐安装 1 系统和用户PC 1 安装运行在中心服务器设备上（PC） 19

服务器管理平台 软件 客户端软件 CES Server ResouceUser 套 套 1 安装运行在中心服务器设备上（PC） 安装运行在专用监控终端随机 设备上，即用户浏览图像的电脑上

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