远程视频实时监控系统

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设 计 方 案

平安监控防盗器材有限公司

目 录

远程视频实时监控系统

一、ADSL远程实时监控系统理论探讨

1.1 概述

1.2 远程监控的基本设想 1.3 网络传送情况 1.4 图像质量与容量

1.5 网络速度与压缩技术的综合考虑

二、系统的组成

2.1 主机端 2.1 客户端 2.3 系统示意图

三、系统要求环境 四、功能陈述

4.1 主机端功能 4.2 客户端功能

4.3 ADSL远程实时远程报警的实现

五、同类产品比较

5.1 普通电话拨号方式的Quicksever

5.2 硬盘录像机内置远程程序，直接modem传送 5.3 网络摄像机 5.4 视频网络器 5.5 综合评定

六、常见问题解答

6.1 客户端可不可以多画面同时实时监控？ 6.2 往后能不能扩展为多路实时监控？ 6.3 每月费用多少？

6.4 如果客户端是普通电话拨号，能不能监控？

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6.5 如果客户端是其它宽带上网，能不能实时监控？ 6.6 远程监控距离有限制？ 6.7图像传送真正达到实时？

6.8 在局域网中使用多台TD2000F，都能实现每路远程监控？ 6.9 如果多个人同时远程观看监控点，会影响效果？

七、本案设计

7.1 基本情况 7.2 方案分析 7.3 具体方案配置7.4 系统组成 7.5 成本核算 7.6 使用方法

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一、ADSL远程实时监控系统理论探讨

（解决成本与实效的最佳方案）

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）与广域网（nternet）两种。

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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、xDSL）；

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。

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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40~200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

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C、MPEG2

D、MPEG4 E、H.264

A：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。

此类图像的效果，如同80、90年代时，流行在各电映厅中的卡式录像机播放的电影片，图像模糊粗糙，效果差。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358ⅹ288 帧 容 量：5-6.7k/帧

实 时 性（25帧/秒）：125-167.5k/s。

基本上，如果单路画面提供连续动作的效果的话，只能使用在200k/s以上带宽的网络中，现实情况，需要低成本高效率的一般只有局域网才具备这种条件。

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。

其图像效果有如我们常见的VCD效果。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358ⅹ288 帧 容 量：3.3-5.6k/帧

实 时 性（25帧/秒）：83-140k/秒

由此可见，要实现1路的视频连续远程传送时，也需跟M-JPEG相同网络条件。

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

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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。

其效果类似于DVD级的画面质量。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358ⅹ288 帧 容 量：5.6k-8.8k/帧

实 时 性（25帧/秒）：140k-220k/秒

由此而见，其要求的网络条件比以上两种压缩技术更高。

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提供近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开发。 应用于远程传输的主要参数： 图像标准：358 ⅹ288 帧 容 量：0.8-2.5k/帧

实 时 性（25帧/秒）：20-62.5k/秒

（注：帧容量：0.8~2.5k/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式最大上传速率：

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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/s

MPEG1 实时速率（25帧/秒）： 83-140k/s MPEG2 实时速率（25帧/秒）： 140k-220k/s MPEG4 实时速率（25帧/秒）： 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。

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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TD2004F远程监控系统，经过两年多的市场运营及使用，针对各用户具体环境及具体要求不断更新增加新功能，最近推出的TD2000FA系列产品更高效、更灵活、更方便。

TD2000FA系列远程监控系统基本上三部分组成：主机端、网站数据库与客户端。

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TD2000FA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。

其系统组成主要由三部分组成：硬件、软件、监控器材。

A．主机硬件部分

由于主机系统是建立在一台硬盘录像机的基础上，所有主机的硬件配置，基本上可以按照硬盘录像机做为标准配置。

硬盘录像机的主机配置：

CPU：P4 C2.4G

显示：Geforce 4/64M 或 ATI 9000/64M 内存：256M DDR

硬盘：120G 机箱：4U 工控型 软驱：SONY 1.44M

在以上主机基本配置上加入专业的视频采集卡。视频采集卡采用MPEG4软件压缩技术，可分为三类型视频采集卡：

单路卡：104F

四路卡：404F

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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.系统软件部分

系统软件由建立在Window 2000 Server或是Windows 2000 professional版视窗操作平台上，需要安装上专业显示卡的最新驱动程序，并安装图像加速软件DirectX 9.0软件，以此为基础，安装TD2000F视频采集卡的视频音频驱动程序，如下：

以上基础软件正确安装完毕后，执行TD2000F的主机程序安装后，系统会在WINDOWS建立路径，按如下图示可见：

当第一次运行前，软件需要进行注册，注册成功后即可进入主程序RMCV8A1.EXE，出现主界面如下：

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TD2000FA主机程序程序，最大可实现8路图像的实时录像、回放、控制、远程传送等功能。

对于远程客户进行分级管理，付给相关权根：

远程用户可通过客户端远程监控主机画面情况时发现情况，能即时发送相关信息给主机用户：

主机用户亦可随时了解到当前各通道的接入情况，有效管理，亦可断开连接的用户：

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主机端主控软件具有更多强大的功能，比起一般的远程监控系统来，所考虑的方面周全，使用面广。

C.监控器材部分

此部分主要由传统的监控器材组成，其功能是为了把前端的图像传送摄像到远程主机中进行远程传送。一般来说，基本上由以下器材组成：

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） 根据实际情况进行不同的监控器材配套。

2.2网站数据库

网络数据库的建立，是为了把主机端的情况传送到网站上，对图像进行分类管理，并通过网站的第一级验证来访用户身份，进行权限的配置。

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其中最主要的内容是“用户维护”与“主机维护”。 用户维护，是存储客户端用户的资料，主要包括如下：

用户名称，指分配出给客户端的用户的登录名字，根据其名字，数据库进行权限判断。例如，用户使用aaa用户登录时，他是第三级用户，可远程监控到所有属于“普飞”的主机的情况，其它的用户他无权监控。当用户使用ccc用户登录时，为第一级用户，可监控全国所有主机。

主机维护，是存储所有主机的资料，主要包括如下：

主机名称与客户端的用户名称不是同一个名字，指的是主机名字，将在客户端的列表中列出(参见客户端主界面)，

主机地址，是当前主机的公网IP地址，由主机端程序TD2000FA软件进行监测所得。

主机用户及用户密码，是远程进行云台、镜头操作时所使用的控制用户及密码。 一般来说，网站数据库内包括了两个数据库，主机端信息库与客户端信息库。各具体任务需求，可根据各用户具体情况进行度身量做。

网站数据库的编写，使用到ASP技术与ACCESS数据技术结合。

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2.3客户端

作为远程监控的用户，我们一般可提供两种方式进行，其一是专用客户端，其二是网页IE浏览。

专业客户端的组成无须另置硬件设备，可以在任何一台机器上运行。 主界面如下：

专业客户端软件内可根据需要进行不同功能的增添。 网页IE浏览方式：

IE浏览方式，主要特点是使用方便，远程监控的用户无需安装特定软件，也不必要知道用户名，即可随时随地观看画面，有利于长期在外地出差的人员进行远程控制。

IE浏览方式，合成最基本的云台镜头控制功能，图片抓取功能，远程录像功能等。

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当一个较大型的远程监控系统，前端拥有数十，数百路主机端时，用户使用单一的客户端远远不足以对系统进行控制、安装、组合时，一般需要另行订做中心管理软件，此软件可以根据使用用户的实际所需进行开发，同时可加上多种功能，如：远程录像、远程回放、远程抓图、远程文件图片的传送、前端多用户的分组列表管理、归类管理、报警提示等等……

2.4 系统示意图

其方案示意图如下：

第N个分点

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三、系统要求环境

1、有虚拟专线（ADSL、VDSL、XDSL等具有公网IP的网络），申请与日常使用费用由用户自理。

2、用户有自已的网站，可分配给此系统2M的空间（用于对多点的主机端数据进行统一管理）；如果没有网站者，我公司可免费提供网站服务，但用户的保密性无法保障。

3、如果主机有云台、变焦镜头时，需要购置相应的解码器及转换口等。

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四、功能陈述

本系统可分为主机端及客户端。

4.1 主机端功能

提供与一般数字硬盘录像机相若的各种主要功能。 主要有：

1、图像实时监控、录像、回放等； 2、控制云台，镜头等； 3、多路视频录像选择； 4、局域网传输/Internet传输； 5、局域服务器共亨； ……

4.2客户端功能

可通过使用专用的客户端或在网站上直接进行操作，实现现场实时监控功能，可对主机端的摄像机进行远程控制，包括云台左右上下摆动，镜头进行远近调节等基本功能。

另类功能的需要，视使用系统的规模及提供开发费用进行订做。

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五、同类产品比较

以下对一些同类产品作一些的简单的比较。

5.1 普通电话拨号方式的Quicksever

支持M-JPEG压缩技术。由于电话拨号的上传速率仅仅只有7k/s，但图像数据传输量大（最小大于80K/S），所以它的远程传送效果较差，平均是每秒里只有2-4帧的速度，远程客户端的丢帧现象严重。当IP是变换后，要双方通过打电话询问主机IP，才能联接。

5.2 硬盘录像机内置远程程序，直接modem传送

随着远传的发展，后期的硬盘录像机功能中都带有着远程监控的客户端工具及主机服务器平台，在局域网中的传输效果上有了很大的提高，但在Internet的使用中，用户只能通过普通电话拨号实现远程监控的功能，其本质上跟使用Quicksever效果一样，只是减少了外置设备。

5.3 网络摄像机

网络摄像机采用MPEG4压缩技术，也能通过ADSL进行传送，其原理与我们所开发的TD2004F远传系统一样，但它仅仅实现的TD2004F的远传功能，缺乏了硬盘录像机的存储，回放等一些基本功能。另一方面价格高（一般一台网络摄像机要卖到6000元以上）及要求静态IP（相当于租用专线，一个月好最少也需要几千元的通讯费）也是它目前未能很好解决的问题。

5.4 视频网络器

类似Quicksever的产品，支持MPEG4压缩技术，而且要求静态IP的支持。

5.5 综合评定

TD2000F系统则从日常费用低、实用性强、操作方便等角度考虑而开发的产品。

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1．日常费用低

利用一般动态IP的ADSL作为传输（本系统不限制静态IP），日常操作费用低，深圳地区每月的费用也仅仅是200元，一些城市上ADSL的包月费更低至40元。

2．成本低、实用性强

功能上如一台硬盘录像机，带有多种实用功能，同时实现远程实时传送，用户不需另购置其它设备。适用于任何摄像机类型，为用户提供了很大的选择范围。

3．操作方便

基本上全自动执行，也可根据用户要求调速参数，操作简单，跟一般的硬盘录像机没有区别。

在客户端，提供了两种监控方式。第一种是直接通过IE浏览，开放性强，客户可随时随地观看监控情况。第二种是通过特定的软件来进行控制，保密性强。

从诸多的对比中，我们相信我们的产品具有很强的竟争优势。

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六、常见问题解答

6.1 客户端可不可以多画面同时实时监控？

上面已计算过，对于一路图像的实时上传就要求有至少512K的速率，才能实现25帧/秒的实时效果。如果服务器端只接了一条ADSL的话，哪么上传速度就局限在25帧/秒了，如果想同时多路监控，则要分享这25帧，例如说：要两路同时上传，则每路只能上传到12帧/秒的速度，如果要三路上传，则只能到8帧/秒的速度，如此类推。 但是，如果有两个服务器，各自接了单独的ADSL，则每个服务器可单独上传25帧/秒的速度，此时客户端就可以同时监控2路分别来自不同服务器端的实时情况，如此类推。

但这种情况也不是无限扩展的，也要根据接受端的上网方式来判断，如果使用ADSL，因为ADSL的下行的速度也局限在2M的速度，也就是说，下传实时只能达100帧/秒，最多只能支持4路实时同时监控。无论服务器有多少个也无济于事。

6.2 往后能不能扩展为多路实时监控？

如果ADSL上传能提供2M、或是更宽的速率，就可以实现更多路的实时图像，此标准就用512K/路，来作为计算单位，是此单位的几倍速度，就可实现几路的实时传送。 或是图像压缩技术有更进一步发展，将来出现比MPEG4更低压缩容量的技术，就越有可能实现多路实时监控了。

6.3 每月费用多少？

每月的费用，只是用户向电信局交纳的ADSL使用费（深圳地区200元包月，其它地区按各地方的包月费用计算），除此之外就是电费了。其它没有附加费用。

6.4 如果客户端是普通电话拨号，能不能监控？

也可以监控，不过看到的图像是断断续续的，因为据上面的计算，一般56K的速度，只能支持3-6帧/秒的速度，比起实时25帧/秒的要求，就远远不够了。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8lv1.html