监控系统方案

监控中心系统设计概述监控中心建设内容具体包括视频存储子系统、视频解码拼控子系统、大屏显示子 系统、平台管理软件等，本章主要介绍存储子系统、解码拼控子系统和大屏显示 子系统。系统结构设计监控中心系统结构图如下所示：监控中心系统结构图监控中心是整个视频监控系统的核心，实现视频图像资源的汇聚，并对视频图像 资源进行统一管理和调度。其中，NVR实现视频图像资源的存储及调用，并且 通过N+1备份模式，确保录像资源的可靠稳定；视频综合平台完成视频解码上 墙和图像的拼接控制，同时其在硬件层面支撑管理平台，并通过网络键盘进行视 频切换和控制，通过高清大屏对高清视频进行精彩展现。存储子系统(NVR)存储子系统采用NVR的存储模式，通过N + 1备份方式，实现对视频的存储， 提高了系统的可靠性。其中NVR为海康威视自主研发，它融合了多项专利技术， 采用了多项IT高新技术，如视音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、 网络技术和智能技术等。NVR存储设计存储结构设计本方案存储系统采用NVR模式，其中IPC不与平台直接对接，而是先接入NVR， 再通过NVR接入平台。IPC与NVR之间实现了直接对接，而直接对接模式一 般采用底层协议而非SDK方式，更有利于提高接入效率。NVR直接获取IPC的 音视频直接存在本机上，实现视频直存。视频存储系统结构设计及视频流向如下图所示：存储子系统结构图存储设计原则对于NVR台数和硬盘数量的设计，需要结合实际情况综合考虑，其中主要可参 考“短板优先”的设计原则。“短板优先”是指在具体项目需求中，在部署NVR数量尽量少的前提下，首先 分析接入路数(接入带宽)和存储容量哪个是主要限制项。假设接入路数为“短板”，以接入路数来优先计算，假设接入带宽为短板，应以 最大带宽所能容纳的最大接入路数来计算；对于存储需求很大，接入路数要求不 高的情况，可先计算总的存储容量，再计算每台NVR最大存储容量，以此计算 出需要的NVR台数。存储热备设计“N+1热备功能是指系统中多台NVR可组成工作集群，通过设置备份主机的方 式，保证系统中任意一台NVR网络中断、工作异常的时候，录像数据可靠、完 整。设置一台NVR为热备主机，其他NVR为工作主机。当任意一台工作主机网络 中断或工作异常时，热备主机自动接管工作主机的网络视频，开启录像任务；当 工作主机恢复正常后，热备主机放弃接管，并将异常期间的录像数据自动回传到 工作主机中，保证录像完整、可靠。目前在N+1的配置中，1台备机支持32台 工作主机。存储空间计算在计算存储空间时需先计算出所有路数存储一定的时间所需的存储总空间，用总 路数乘以每路码流大小，再乘以总的存储时间即可算出总的存储空间，在计算过 程中保持单位的一致性。下表为分别按照1路每天存储24小时、摄像机按照 D1、720P、1080P的分辨率存储不同天数所需的存储空间表，如下表：序号分辨率码流大小1天存储空 间(TB)7天存储空 间(TB)15天存储空 间(TB)30天存储空 间(TB)1D11.5Mbps0.01540.10810.23170.46352720P2Mbps0.02060.14420.30900.618031080P4Mbps0.04120.28840.61801.2360NVR存储功能 网络视频接入多元化接入：可接入海康私有协议或ONVIF协议接入海康网络摄像机、网 络快球和网络视频服务器。 第三方接入：可通过ONVIF、PSIA标准协议、部分厂家私有协议和自定义 RTSP取流协议等方式接入第三方网络摄像机和网络快球。接入能力：不同的型号支持不同的接入带宽，目前产品的可接入带宽分别为 40/80/160Mbps。支持人脸检测、区域入侵、越界侦测、虚焦侦测、场景侦测、音频侦测等智 能分析功能接入；本地监控管理 本地显示输出：设备支持HDMI、VGA、CVBS同时输出，各输出口支持预览不同通道的图像；HDMI与VGA支持1920X1080p高清输出，通过主/ 辅输出口切换可实现双操作，分别进行预览或回放。_ 一 多画面显示：设备支持单画面、四画面、六画面、八画面、九画面和十六画 面多种预览分割方式，各画面预览通道顺序可调。设备支持分组切换、手动 切换或自动轮巡预览，自动轮巡周期可设置。 隐私遮蔽：设备支持预览屏蔽和隐私遮盖两种隐私处理方式，预览屏蔽方式 仅对预览画面作屏蔽处理，录像仍正常显示整个场景；隐私遮盖方式对预览 和录像都进彳丁遮盖。云台控制：设备支持云台控制功能，云台控制时支持鼠标点击放大、鼠标拖 动跟踪等功能。 本地管理：设备支持鼠标、遥控器和键盘进行本地操作和管理。硬盘管理录像空间：设备支持多个SATA接口，每个SATA硬盘最大支持4TB，提供 大容量的本地存储空间，同时根据不同型号支持1到几个不等的eSATA接 口进行扩容。 存储模式：设备支持硬盘配额管理和硬盘盘组管理两种模式，硬盘配额可针 对不同通道分配不同的录像保存容量，按需分配；硬盘盘组可针对不同通道 设置不同的录像保存周期，保证足够的存储周期。硬盘保护：设备支持磁盘预分配技术和硬盘休眠技术，保证硬盘空间的高利 用率，延迟硬盘使用寿命并降低功耗。录像保护：设备支持硬盘属性（冗余、只读和可读写）设置，设置“只读盘” 可保护整个硬盘的重要文件不被覆盖；录像锁定技术可保护硬盘中单个重要 文件不被覆盖。同时，设备还支持硬盘SMART预警技术，实时监控硬盘状 态，在硬盘彻底损坏前提醒用户对坏盘中的录像文件进行备份。用户管理权限管理：设备支持管理员、操作员和普通用户三级权限管理，管理员具备 所有权限。权限分配：操作员和普通用户默认权限不同，操作员默认具有所有通道相关 的权限和语音对讲权限，而普通用户默认对通道仅具备本地和远程回放权限。 仅管理员用户支持默认参数恢复，确保设备的安全性。网络功能网络应用：设备支持双千兆网卡，支持网络容错、负载均衡和多址设定三种 工作模式，两张网卡可配置不同网段IP地址，实现双网隔离，节约专网IP 地址。网络检测：设备支持网络流量监控、网络抓包和网络资源统计能等功能，实 时监控当前网络输入和输出的使用情况。网络协议：设备除支持TCP/IP协议簇，实现远程访问外，还支持IPv6、UPnP （即插即用）、SNMP （简单网络管理）、HTTPS（HTTP安全版）、NTP （网 络校时）、SADP （自动搜索IP地址）、SMTP （邮件服务）、NFS（NAS网 盘）、iSCSI （IP SAN网盘）、PPPoE （拨号上网）等多种协议。录像/抓图和回放编码参数配置：设备支持前端网络设备的管理，可配置相机分辨率、码率、 帧率等编码参数，且支持主码流（定时）和主码流（事件）两套编码参数参 数录像。录像/抓图类型：设备支持手动录像/抓图、定时录像/抓图、移动侦测录像/ 抓图、报警录像/抓图、动测和报警录像/抓图、动测或报警录像/抓图、假日 录像/抓图等多种录像/抓图方式，每天可设定8个录像时间段，不同时间段 的录像触发模式可独立设置，抓图时间间隔可选。录像搜索：设备支持按通道号、录像类型、文件类型、起止时间、标签等条 件进行录像资料的检索；支持按照人脸检测、区域入侵、越界侦测、虚焦侦 测、场景侦测、音频侦测等智能侦测类型进行录像检索；支持智能码流存储 和智能事件后检索，用户可自定义区域入侵、穿越警戒面等智能规则进行录 像的后检索。录像/图片回放：设备支持快速回放、常规回放、事件回放、标签回放、日志 回放、图片回放等多种回放方式；支持智能浓缩播放，有事件发生的关键视 频以1X速度播放；没有事件发生的视频则快速播放回放时可进行快放、慢 放、倒放、单帧播放、前跳30s、后跳30s、上一文件、下一文件、电子放 大等操作。同步回放：设备支持同步回放，最多支持16路720p同步回放。录像/图片备份：设备支持本地录像/图片备份，可通过USB接口外接U盘、 移动硬盘和USB刻录机等进行备份，也可通过eSATA接口外接硬盘进行备 份。远程视频监控远程预览：设备支持IE或4200客户端远程登录设备进行预览，最大支持 128路网络视频同时访问。 双码流：设备支持远程主码流和子码流双码流访问，在网络带宽不足的情况 下，可用主码流存储高清录像，子码流实时预览监控。远程回放：设备支持远程搜索、回放、下载、锁定及解锁录像文件。 远程操作：设备支持远程获取和配置参数、配置录像/抓图计划、远程PTZ 控制、远程JPEG抓图；支持远程格式化硬盘、升级程序、重启、关机等系 统维护操作；支持获取设备运行状态、系统日志及报警状态等信息。语音对讲：设备支持语音对讲功能，可实现客户端与设备之间的语音通信。NVR存储亮点海康威视是国内领先的嵌入式硬盘录像机设备生产厂家，针对安防市场的沉淀和 理解，推出了多项符合视频流转发和存储的技术，利用专业性产品和配套系统， 提供了高稳定性、高安全性、高可靠性的转发存储系统，在系统灵活性、兼容性、 安全性、稳定性、可靠性、冗余性以及设备磁盘利用率、功耗、重量、体积和性 价比上，都有非常大的优势。可靠性高设备采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启， 确保系统高可靠性。嵌入式NVR专用软硬件的特性，决定了其针对应用环境的“量身打造”，环境 适应能力更强，更切合于监控行业当前的实际情况(介于民用与工业之间)。嵌入式NVR采用分布式存储方案，采用就近存储、快速存储、分散存储的策略， 保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最 低。该设备支持主辅双操作系统，主系统异常后辅系统立即顶上，保证设备稳定运行。 同步降低功耗的同时，提高了运行寿命和稳定性，也增加了环境的适应性。具备N+1热备功能，通过设置备份主机的方式，保证系统中任意一台NVR网络 中断、工作异常的时候，录像数据可靠、完整。具备 ANR 断网补录功能，ANR(Automatic Network Replenishment Technology) 即自动网络补偿技术，在NVR与网络摄像机之间的网络出现异常的时候，自动 启用前端SD卡缓存，将录像保存在网络摄像机SD卡中，网络恢复正常后自动 将前端数据同步到NVR中。1) 性价比高嵌入式NVR采用分布式存储的模式，图像资源都分布存储在前端，汇聚网络投 资成本低，同时数据可靠性得到有效保证。嵌入式NVR多读少些的特性，监控级硬盘即可满足存储需求，同时其硬盘利用 率上可以高达98%以上，大大降低存储成本。嵌入式NVR低功耗的特点，可大大节省UPS投资成本和运营维护成本。2) 灵活性高海康威视新一代NVR产品灵活性高，在智能搜索、浓缩播放等智能化功能的基 础上可根据不同情况进行灵活运用。3) 兼容性高作为专业视频转发存储设备，嵌入式NVR能够兼容大多数网络高清摄像机的接 入。4) 利用率高嵌入式NVR采用磁盘空间预分配技术、整个系统仅损耗格式化空间，硬盘空间 利用率在98%以上。5) 数据安全性高通过磁盘预分配技术、文件保护技术、硬盘SMART预警技术和硬盘休眠技术等 多种安全技术手段，确保存储数据高安全性。该设备还支持硬盘分组管理、通道配额设置、冗余录像、重要录像文件保护等机 制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。6) 适应性高NVR存储部署方式较为灵活，即可采用分布式存储，又可进行集中存储部署， 可以适应不同场景的应用需求。7) 能耗低设备采用Ti嵌入式专用视频处理芯片，打造专业的嵌入式NVR，设备运行功耗 低；同时，配合硬盘休眠技术，有效降低设备整机功耗。设备选型说明网络视频接入NVR设备选型的一个主要依据是NVR的网络视频接入能力，要以不超过它的接 入能力为前提。通常从2个方面来衡量网络视频接入能力，分别为最大接入路数 和最大计入带宽，两个不同角度得出的接入路数要以其中小的数据为准。海康威视NVR设备包含8路、16路、32路、64路设备，接入带宽分别为40Mbps、 80Mbps、160Mbps和160Mbps，最大支持8路、16路、32路和64路IP通 道接入，按照“(主码流+子码流)X路数 接入带宽”的计算公式，根据不同 的接入需求，选择相应路数的设备型号。存储周期NVR设备选型的另外一个主要依据是视频存储周期，即在最大接入路数时采用 一定规格和一定数量的存储硬盘所能存储的时间。在实际情况下，存储的时间不 能大于这个值。存储子系统(CVR、IPSAN)海康威视结合在安防行业领先的技术优势和存储方面的专业研究，基于通用的存 储产品和技术的基础上推出了更贴近安防应用的基于流媒体传输协议的存储技 术和产品。流媒体直写技术概述流媒体是指以流的方式在网络中传输音频、视频和多媒体文件的形式，常见的流 媒体协议有RTSP/SIP (GB/T28181) /ONVIF/PSIA等标准流媒体协议或私有SDK流 媒体协议。海康威视在业内率先提出的中心流媒体直写，是基于TCP/IP或UDP网络传输协 议，前端IPC/DVR/DVS/NVR等编码设备以流媒体协议，通过网络直接写入存储设 备的技术。存储设备集成前端设备管理，视频存储，实时流转发、预览，历史视 频查询、检索、回放、下载等功能，可独立构建小规模视频管理平台，亦可结合 视频管理服务平台（海康iVMS或第三方管理平台）组建大中型视频综合管理系 统。海康威视支持流媒体直写的存储产品统称为CVR（Center Video Record）。视频存储流程视频流直写存储系统可通过直连前端编码设备或流媒体（VTDU）方式实现前端 设备视频数据的存储。视频流直写存储分析各通道的码流的信息，建立索引信息，同时将码流数据及索 引信息写入存储设备内。实时流转发流程视频流直写存储系统内部嵌入了一个流媒体服务器（VTDU），从前端设备获取码 流数据，转发给远程实时监控客户端。实时流预览流程远程实时监控客户端可通过VTDU转发，直连前端设备，登录CVR存储系统三种 方式实现实时视频预览。流媒体直写技术优势低成本省去视频存储服务器（PCNVR）、流媒体转发服务器（只支持海康流媒体）； 支持低价的监控级硬盘作单盘模式或组建RAID；支持视频抽帧存储，可节省存储空间高性能 支持高达350路2M码流并发写入视频流无需打包成文件，可即时回放查看、快速定位，检索效率高采用专用数据管理结构，无文件系统，规避长期循环覆盖写产生的文件 碎片而引起的系统性能下降的问题对外提供大容量录像卷高稳定 规避断网断电情况下，出现文件不可读或丢失的问题由于省去了存储服务器，简化了系统架构，降低了系统单点故障高可靠设备级保护，支持N+1备机冗余，当在线设备故障时，备机自动接管其 业务 断网补录（ANR），当前端设备与CVR设备之间的网络中断时，录像可 自动保存在前端，待网络恢复后再回传到CVR设备数据备份，可支持前端设备录像备份，录像数据本地备份和异地备份录像丢失检测报警，支持实时数据的丢帧报警（取流失败持续15秒报 警）和历史数据丢失报警（每小时定时检测）架构开放前端 IPC/DVR/DVS/NVR 等编码设备以 RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA 等标准流媒体协议或SDK私有流媒体协议，直接通过网络写入存储设备关键技术和重点功能流数据管理结构视频流直写存储采用流数据结构进行底层数据管理，实现基于裸空间的预分配策 略，规避文件系统损坏引起的文件不可读或丢失的问题，同时避免因文件碎片累 积造成的覆盖写入性能衰减，保证性能稳定。 “合流”技术:无论多少个视频流进入存储后结合海康Smart Sequence in Cache技术完全汇聚成一个写入磁盘的顺序数据流，实现并发随机转化 为顺序录像，优化录像性能。为了实现合流技术，CVR内部维护了一个 全局虚拟化的映射表完成随机到顺序的数据映射。 “流存”技术裸空间直接存储视频流，循环写入时视频流不断从头到尾 覆盖整个存储空间，消除文件系统损坏问题带来的隐患，同时完全消除 循环覆盖带来的文件碎片问题，彻底解决因文件碎片导致的写入性能下 降问题。丰富的部署方式和录像方式 支持从IPC/DVS/DVR/NVR直接取流录像；支持从流媒体服务器取流录像和在存储中进行流媒体转发；支持主子码流录像，并可自动或手动切换报警录像、定时录像、手动录像、移动侦测录像、信号量报警录像、视 频丢失报警录像等多种录像方式抽帧存储针对安防应用的特性，对过去一定时间的数据可进行抽帧存储，减少存储容量需 求，抽帧后的录像数据仍然可以播放，录像质量不会降低。支持按1/2、1/4、1/8 的剩余容量比例和抽I帧的不同策略抽帧方式。N+1模式系统运行时间较长时，难免不出现设备级故障。N+1备机冗余功能保证工作机故 障时，录像业务不中断，数据不丢失，提供设备级保护，提升系统可靠性。其工 作原理如下：指定一台存储设备作为监控主机，对网域内其他存储设备（工作主 机）启动监控功能，当发现被监控的工作主机出现异常成为故障主机时，此台监 控主机主动接管故障主机的工作，可以实现取流，存储，下载，回放等功能，同 时继续监控故障主机，当发现故障主机恢复正常成为工作主机时，则停止所有的 接管工作，并将接管期间的录像数据回迁到工作主机中。数据完整性智能补录前端与数据中心网络异常时，前端设备启动录像并保存在本地存储设备上（SD 卡，硬盘等）；网络恢复后，录像自动回传到中心CVR存储，保证数据的完整性。 同时，CVR设备支持回传策略设定，可选择在业务空闲时（例如下班时间）进行 回传，解决业务繁忙时录像数据与业务数据的带宽竞争问题。录像丢失检测报警针对恶劣的网络环境，经常出现网络中断导致视频数据丢帧或整段录像丢失的问 题，为提升系统的可靠性和安全性，方便客户即时发现数据的不完整性，海康威 视提出录像丢失检测及报警技术，该技术支持实时流检测机制和历史数据定时检 测两种机制。实时流即时检测，当录像取流失败持续15秒以上则触发报警机制； 历史数据固定每小时检测一次，当发现在策略调度时间段内或者手动录像时间段 内存在录像丢失，则报警，同时恢复策略录像。数据可靠性数据备份多种数据备份模式：与前端共同实现双重备份、存储本地备份以及存储 间的异地备份。双重备份：带存储功能的前端设备实现本地录像存储，可同时吐流存入 存储设备，实现数据前端和存储双重备份；存储本地备份：存储设备从前端设备取流后，将流数据写到录像卷的同 时，自动将流数据备份到存档卷，不占用外部数据带宽，也无需平台干 预。由于存档卷不会被循环覆盖，这增加了重要通道数据的安全性。存储间异地备份：是指将存储A机器上的录像数据备份到B机器的存档 卷中，防止A机器因为异常或录像卷循环覆盖而造成重要录像数据的丢 失，可实现跨局域网备份，无需平台干预。录像锁定针对关键视频，需要超过录像周期时也不被循环覆盖。海康威视CVR存储设备 可自动或按照策略对视频进行锁定。锁定方式：根据锁定策略，录像的同时实现 加锁；手动执行锁定录像段。锁定周期过后，自动解锁，同时支持随时手动解锁。 解决方案海康威视根据安防行业的发展趋势和当前面临的问题与挑战，深入研究行业和客 户的真实需求，针对不同的应用环境推出了不同的组网方案。SAN组网组网架构该组网模式下，海康威视存储系统通过标准的iSCSI协议（FCP协议）或NAS功 能对外提供存储服务。存储空间直接挂载在存储服务器或应用服务器上，上层应 用和原来一样直接访问存储服务器或者应用服务器。该模式适用于视频数据存储 系统和业务数据存储系统。基本组成单元存储系统、存储（应用）服务器、千兆交换机（或光纤交换机）主要特点集中存储，统一管理：采用中心集中存储模式，前端视频资源集中存储， 系统资源统一管理；同时提供SAN和NAS： SAN提供高性能块级数据访问，NAS兼容多种文件 存储协议，满足异构环境下文件共享需求；兼容性好：存储设备通过标准的存储协议与第三方服务器、平台实现连 接；扩展便利：可实现LUN卷、RAID空间和整机设备的在线扩容，扩容过程 不影响原系统应用；带宽预留功能：实现任一个客户端到存储的带宽预留，优化带宽竞争时 的系统性能；多设备统一管理：提供集中管理监控软件，可以统一管理和监测多台设 备。流媒体直写组网组网架构海康威视CVR存储系统作为视频录像和回放的中心节点，前端编码器以视频流的 方式直接写入CVR存储系统，录像回放由CVR存储系统直接回放至客户端和解码 器，录像和回放不通过中转环节。同时CVR存储系统可内嵌流媒体，集成转发功 能。基本组成单元CVR存储系统、视频前端、管理服务器、千兆交换机。主要特点流媒体直写：前端、平台采用流媒体协议与存储直接交互，提高系统性 能，精简存储服务器，消除服务器单点故障和性能瓶颈；集成视频转发功能：视频流可通过存储系统转发，进一步精简流媒体服 务器；流媒体存储技术：底层采用流媒体管理结构，可保证断电断网等情况下 系统的稳定性，并基本完全消除覆盖读写情况下的文件碎片；秒级检索、快速回放、批量下载；数据归档：提供录像锁定、录像数据本地备份和异地备份等多种数据归 档功能； N+1备机冗余：工作机故障时，备机即时接管录像服务；故障机恢复后， 服务和数据自动回迁；智能补录：断网期间，前端在内置存储介质上录像，网络恢复后，录像 上传存储设备； 双码流录像：支持主子码流录像，并可通过策略灵活切换。存储容量计算单个通道24小时存储1天的计算公式工(GB) =码流大小(Mbps)：8X3600秒X24 小时 X1 天：1024。标清D1格式按1.5Mbps码流计算，存放1天的数据总容量1.5Mbps：8X3600秒X24小时X (1 天)：1024 = 15.8GB。30 天需要的容量E(GB) = 15.8GBX30 天= 474GB以20个标清通道为例：20 个通道的容量 E(TB) = 474 X 20 ： 1000=9.48TB高清130万格式按4Mbps码流计算，存放1天的数据总容量4Mbps：8X 3600秒X24小时X (1 天)：1024 = 42.2GB。30 天需要的容量E(GB) = 42.2GBX30 天= 1266GB以20个高清130万通道为例：20 个通道的容量 E(TB) = 1266 X 20 ： 1000 = 25.32TB高清200万格式按8Mbps码流计算，存放1天的数据总容量8Mbps：8X 3600秒X24小时X (1 天)：1024 = 84.37GB。30 天需要的容量E(GB) = 84.37GBX30 天= 2531GB以20个200万高清通道为例：20 个通道的容量 E(TB) = 2531X 20 ： 1000 = 50.6TB解码拼控子系统解码拼控子系统主要是采用海康威视系统级的以解码、控制、拼控等功能集于一 体的视频综合平台来进行设计，满足解码拼控等功能。视频综合平台集所有控制解码设备于一体，参考ATCA ( Advanced 一Telecommunications Computing Architecture 高级电信计算架构)标准设计， 支持模拟及数字视频的矩阵切换、视频图像行为分析、视音频编解码、集中存储 管理、网络实时预览、视频拼接上墙等功能，是一款集图像处理、网络功能、日 志管理、用户和权限管理、设备维护于一体的电信级视频综合处理交换平台，解码拼控子系统采用视频综合各平台，性能强大，集成度高。视频综合平台设计一体化设计1）可插入各类输出接口类型的增强型解码板，每个输出接口能输出多路 高清视频，进行上墙显示；由于视频综合平台本身集成大屏拼控功能， 能进行拼接、开窗、漫游等各类功能。2）可插入各类信号输入板，可将电脑信号输入并切换上墙；除此之 夕卜，也可接入模拟、数字（HD-SDI）或光信号的信源接入。3）空余部分槽位，为后期系统扩展等提供方便接口。4） 将平台软件模块以X86板插入的形式全部部署在视频综合平台 内，无需购置各类服务器，平台各模块借助综合平台高性能的双交换 总线技术，高效平稳的运行，无需考虑原先网络压力问题。链路汇聚（LACP）设计链路汇聚说明图由于视频综合平台是整个系统核心，包括流媒体服务器也部署在内，所以核心交 换机到视频综合平台之间的网络承载的压力很大。为了保证整体系统稳定高效， 设计采用链路汇聚（LACP）功能，在核心交换机和视频综合平台间用两条千兆 网线连接，并进行设置。链路汇聚设计实现两大功能：1）在带宽比较紧张的情况下，可以通过逻辑聚合可以扩展带宽到原链路 的2倍；2）在需要对链路进行动态备份的情况下，可以通过配置链路聚合实 现同一聚合组各个成员端口之间彼此动态备份，当一条链路出现故障， 另一条自动承担故障链路工作，系统正常运行。视频综合平台主要功能多种输入/输出1）支持网络编码视频输入、VGA信号输入，数字矩阵交换和网络IP矩阵交换 输出。2）支持DVI/HDMI/VGA接口输出、整机最大支持256路D1/128路720P/64路1080P解码输出。解码上墙1）支持实时视频解码上墙，用户可以用鼠标直接拖拽树形资源上的监控点到解 码窗口中，立刻进行该监控点实时视频的解码上墙处理；2）支持历史录像回放视频解码上墙，用户可查询前端设备或中心存储录像，并 将播放的录像视频直接拖拽到解码窗口中，立刻进行该监控点当前回放视频的解 码上墙功能；3）支持动态解码上墙云台控制功能，在监控点实时视频进行解码上墙时，用户 对解码窗口进行选中后，点击云台控制操作盘进行云台控制操作；4）支持多画面分割，解码窗口支持多画面分割，能够支持1、4、9、16等多种 分割模式拼控管理1）支持大屏拼接功能，系统支持模数混合矩阵接入，能够实现模数混合矩阵解 码板大屏拼控功能，通过鼠标框选的方式，快速的将多个独立的解码窗口拼接成 一个大屏，适用于高清画面等需要重点监控的视频；2）支持开窗漫游功能，大屏拼接后用户可以选择最多打开三个漫游窗体，漫游 窗体图像可以叠加和自由调节位置和大小，满足更多用户个性化图像解码上墙的 需要。报警上墙1）支持单屏报警上墙，用户可以在独立的监视屏或拼接大屏中进行报警上大屏 配置，当计划内的报警产生时能够在配置的大屏中进行报警上墙功能，整个配置 可按监视屏配置多个报警，各个监视屏可独立配置；2）支持报警场景切换，用户可以单独配置一个报警场景，当该报警场景上配置 的报警触发时，电视墙自动切换到报警场景中，并进行相应的视频解码上墙显示。 其他功能视频综合平台集成了视频输入、输出，视频编码、解码，大屏拼接控制、视频开 窗、漫游等功能，将原来需要多个设备才能实现的功能集中在一台设备上，从而 降低了设备之间连接线缆的成本，减少了故障点，减少了设备空间占用，为整个 机房的美观创造了良好条件。主要功能效果展示单屏显示组合大屏的每个单元单独显示一路视频画面，每个单元的视频信号可以任意切换 （显示效果如下图所示）。单屏显示示意图整屏显示整个大屏显示一路完整的视频图像，显示的图像可以是复合视频（PAL或NTSC）、VGA、S-Video、Ypbpr/YCbCr、DVI。拼接显示示意图任意分割组合显示以一个屏为单元可任意1、4、9、16路画面分割显示；可以任意几个大屏组合 显示一路画面。分割显示示意图图像叠加漫游可以将任意一个或者多个信号叠加到其他信号之上显示，并且可以随意移动，进 行漫游。叠加显示示意图图像半透明混合处理可将任意一个信号叠加到其他信号（地图）之上，图像透明度可调，即可以看到 实图像又不覆盖其他信号。半透明显示示意图图像拉伸可将一个信号在整个屏幕墙上随意缩放。图像拉伸显示示意图LOGO/OSD 显示 在不占用视频输入的情况下，可通过网络在任意单元上以任意大小显示任意多幅 静止图像，也可以是LOGO信息或地图。可在任意单元任意位置显示适量字库 文本信息，文字透明度可调。OSD显示示意图网络抓屏可通过网络将远端电脑的操作界面投射到电视墙上（例如将客户端操作投像到大 屏显示）。网络抓屏显示示意图视频综合平台亮点高性能解码拼控视频综合平台在规划时采用高性能DSP芯片，具备强大的解码能力，单板8个 输出接口，具备128路D1或32路1080P的解码资源，只要使用一张板卡就可 实现8个屏幕的4画面显示1080P的要求，并可满足16分割显示D1的资源要 求，在这点上是同类任何产品单独使用或组合都无法实现的，同时能很好的解决 多解码器多分割时出现的问题。四大优势如下：1）解码、拼接一体化设计，具备强大的解码性能和拼接性能：单块板卡支 持32路1080P高清前端解码上墙，并可实现8块大屏的拼接，同时支持32个 1080P全高清窗口的漫游漂移等功能。解码板的解码拼接一体化设计也避免了 传统解码加拼控结构中解码器输出到拼控器输入的瓶颈。节约成本：解码能力强，能最大限度减少解码器数量，并无需拼控器设备； 主码流解码：无需切换到子码流方式进行解码，图像切换时间短，基本无黑 屏现象。4画面显示效果图而在此基础上还能进行多种花式视频显示，如开窗、漫游、组合等任意形式 的显示模式。花式显示模式图全高清电脑信号实时上墙视频综合平台全新VGA输入板采用最先进芯片，支持1080P、1600*1200、 1920*1200等多种全高清分辨率输入，并且上墙时采用非压缩的方式，很好的解 决了客户的高清电脑视频上墙功能，并且能很好的满足客户实时性的要求。在此基础之上，视频综合平台也具备网络抓屏上墙的模式，用来辅助使用，满足 客户多数量、多类型的电脑上墙需求。PC信号全高清实时上墙效果图全方位系统管理功能1）视频综合平台内嵌平台管理软件，平台管理软件按照标准架构设计。在硬件 层面上包含解码功能、电视墙显示功能，在软件层面上包含设备接入服务、报警 处理服务、存储管理服务、电视墙管理服务、用户接入服务、用户管理服务等模 块，可方便的实现监控系统中除存储外的所有功能。2）在解决软件兼容性问题方面，内嵌的平台软件与海康的前端摄像机、存储及 一体机的硬件功能都完全兼容，并做过长期稳定性测试，保证系统的兼容性和稳 定性。3）并且由于软件内嵌，无需安装调试，只需要配置设备IP,添加前端及配置存 储计划，设置电视墙显示模式即可将整个系统管理起来，解决了软件安装调试周 期长的问题。4）软件内嵌也提高了设备的性价比，解决客户建设小型监控系统资金不足的问 题。设备选型说明视频综合平台的设备选型主要考虑板卡的配置，可分为三步进行选择：1）输入板卡的选择；2）输出板卡的选择3）机箱选择。首先按输入信号类型选择输入板及数量，然后根据电视墙接口和解码数量选择输 出板及数量，最后根据输入板和输出板总数量选择机箱。输入板配置根据不同的视频种类选择相应的视频综合平台输入板卡，尽可能满足监控中心图 像汇聚的需求，输入板类型的选择如下表：输入板类型选择列表视频类型输入板卡类型模拟监控视频输入、标清视频会议输入标清编码板计算机视频信号接入（VGA接口）、高清视频会议信号接入（VGA输入）VGA编码板高清电脑视频信号（DVI接口）DVI编码板高清视频会议信号（HDMI输入板）、手持式DV、DVD等HDMI编码板高清数字监控视频信号（SDI接口）SDI编码板光纤数字监控视频信号（光纤接口）光纤编码板网络监控视频信号（IPC）网线接入，无需输入板输出板配置根据屏幕的接口类型和数量选择不同类型的视频综合平台输出板卡，尽可能满足 监控中心大屏显示的需求，并且需要2-4个接口冗余。输出板类型的选择如下表:视频类型输入板卡类型模拟监视器、或通过BNC通路向上级共享视频标清解码板电视机、LCD监视器（VGA接口）VGA解码板高清电视墙或监视器（DVI接口）DVI解码板高清电视墙或监视器（HDMI接口）HDMI解码板向上级共享高清数字视频（SDI接口）SDI解码板大屏显示子系统大屏幕显示子系统建设的总体目标是:系统充分考虑到先进性、可靠性、经济性、 可扩充性和可维护性等原则，建成一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、 设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接 系统，以达到满足大屏幕图像和数据显示的需求。大屏显示子系统结构大屏显示子系统不仅包含用来视频图像显示的大屏显示部分，还包括解码控制等 产品，本章重点介绍大屏显示子系统中的大屏显示部分，其中以介绍LCD大屏 和DLP大屏为主。根据前章视频综合平台的设计，海康威视大屏拼接系统能与视频综合平台无缝对 接，获得最佳效果，下图为大屏显示子系统结构图。大屏系统结构图整个大屏系统可以分为以下几个部分：前端信号接入部分：海康威视的大屏显示子系统支持各类型信号的接入，如模拟 摄像机、高清数字摄像机网络摄像机等信号，除接入远端摄像机之外还能接入本 地的VGA信号及DVD信号以及有线电视信号等，满足用户所有信号类型的接 入。解码、控制部分：前端摄像机信号接入视频综合平台之后，可由视频综合平台对 各种信号进行解码或控制，并输出到大屏显示屏幕上，并可通过在控制主机上安 装的拼接控制软件实现对整个大屏显示系统的控制与操作，实现上墙显示信号的 选择与控制。上墙显示部分：上墙显示部分是由LCD、DLP或监视器等组合而成的显示墙， 对视频综合平台传输的视频信号进行上墙显示，大屏显示系统支持BNC信号、 VGA信号、DVI信号、HDMI信号等多种信号的接入显示，通过控制软件对已选 择需要上墙显示的信号进行显示。LCD大屏LCD大屏介绍LCD是液晶显示器(Liquid Crystal Display)的简称，它利用了液晶的电光效应， 通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而产生不同灰度层次及丰富色彩的 靓丽图像。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物， 常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶， 它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这 时如果给它配合偏振光片，它就具有阴止光线通过的作用(在不施加电场时，光 线可以顺利透过)，如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变 某一颜色透光量的多少。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上 的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与 列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一 个个小光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当液晶显示器中 的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则 的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。目前，LCD液晶显示单元常用的尺寸有46寸、47寸、55寸、60寸等，它可以 根据客户需要任意拼接，采用背光源发光，物理分辩率可以轻易达到高清标准， 液晶屏功耗小，发热量低，且运行稳定，维护成本低。LCD大屏单元组成的拼 接墙具有低功耗、重量轻、寿命长、无辐射、安装方便快捷、占用空间较小等优 点。LCD大屏亮点亮点1 :高亮度常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250300cd/m2之间，海康威视液 晶拼接屏的亮度值介于450800cd/m2之间。高亮度保证了画面显示质量，可以 更加真实反映出信号源的画面质量。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD高亮度对比图亮点2：高对比度海康威视液晶拼接屏的对比度高达2000： 14500： 1。高对比度可以更有效的 凸显画面本身的层次感，画面过度更显细腻，有助于观看者有效捕捉到画面中的 每一个细节。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD高对比度对比图亮点3：快速响应真正8ms响应时间，有效消除画面的拖尾现象，画面更加流畅，更佳的适应高速 动态画面显示。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD快速响应对比图亮点5：超宽视角水平、垂直178的超宽视角，站在任意角度观看视觉效果均保持良好。卓 越的显示性能在组成超大拼接大屏幕墙时显示效果尤佳，有利于用户处于各个角 度看到一致的图像效果。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD超宽视角对比图亮点6：超窄边结构海康威视液晶拼接屏双边综合拼缝仅为5.36.7mm。亮点7： DCDI技术海康威视液晶显示单元采用高端图像处理芯片，可实现移动画面边缘并且可调节 每个像素周边应该插入的像素点，即DCDi (Directional Correlational Deinterlacing)技术，利用该技术可以做到每个场景中的所有像素点总是和周围 的像素点相统一，即使是在图像边缘的像素点的填充上也能做到合二为一从而消 除图像边缘的条文或锯齿状的东西。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD DCDI技术对比图亮点8：超窄边结构TrueLife?真色增强技术海康威视采用高端显示芯片来加强图像高频的质量，利用其TrueLife?Enhancement技术来识别图像的细节转换，如皮肤细纹，斑点或头发。这些细节 的处理使得画面看起来更清晰更生动。避免了传统的peaking filter技术所带 来的躁点、锯齿、干扰等问题。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD真色增强技术对比图亮点9：动态自适应降噪技术海康威视采用的高端显示芯片利用动态自适应降噪技术来减少躁点，同时又不产 生污点，真实的还原了图像原有的面貌。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD动态自适应降噪技术对比图亮点10：串色抑制技术串色抑制(Cross color suppression)利用动态检测器技术来有选择性的对静 态画面进行短暂滤波，并利用图像存储技术对被要求存储的色度进行存储。使用 此技术后，在颜色交错变化的场景：如平铺的屋顶，交叉图案的衣服，树叶场景 等，不再出现多余的杂色。普通显示方案海康威视高端显示方案海康威视LCD串色抑制技术对比图LCD大屏效果LCD大屏效果展示图如下：LCD大屏效果展示示例图1LCD大屏效果展示示例图2注：效果图仅供参考DLP大屏DLP大屏介绍DLP(Digital Light Processing)指数字光处理技术，这种技术要先把影像讯号经过 数字处理后再投影出来，其投影显示质量很好。与LCD背投的透射式成像不同， DLP为反射方式，其系统核心是TI(德州仪器)公司开发的数字微镜器件 DMD(Digital Micro mirror Device)。通常DMD芯片有约130万个铰接安装的微 镜，一个微镜对应一个像素。DLP背投的原理是用一个积分器(Integrator)将光 源均匀化，通过一个有色彩三原色的色环(Color Wheel)，将光分成R、G、B三 色，微镜向光源倾斜时，光反射到镜头上，相当于光开关的“开”状态。微镜向 光源反方向倾斜时，光反射不到镜头上，相当于光开关的“关”状态。其灰度等 级由每秒钟光开关，开关次数比来决定。因此采用同步信号的方法，处理数字旋 转镜片的电信号，将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色而将色彩表现出 来，最后投影成像，便可以产生高品质、高灰度等级的图像多个DLP大屏显示单元组成拼接墙，其最主要的特点是屏体大尺寸，目前在市 场上的常见DLP大屏的尺寸为50寸、60寸、67寸、70寸和80寸。DLP拼接 墙的分辩率在视频综合平台等拼控设备的控制下可由各显示单元的分辩率叠加 而成，可获得超高的分辩率。除了尺寸大之外，DLP拼接墙的另一大特点就是 拼缝小，虽然各显示单元之间会有屏幕拼缝，但目前单元之间的物理拼缝已经控 制在了 0.5mm之内。DLP大屏亮点亮点1： TI极致色彩?技术采用TI最新极致色彩？（BrilliantColor?）技术，采用0.95 LVDS DLP? DMD显示 芯片及DDP3020F图像处理芯片。极致色彩?技术具备同时处理六种色彩的能力， 将传统投影机1670万色的色彩数大幅度提升到10.7亿色，能够呈现出最真实 生动的自然色彩。采用表面镀膜全新炫彩色轮设计，增强色彩表现力。在亮度、 对比度、清晰度、色彩还原、图像均匀性方面均代表行业最高水平。一般色彩处理极致色彩处理最新极致色彩亮点2： 3D梳状滤波技术采用3D梳状滤波技术，消除动态视频图像边缘锯齿，图像更加清晰、细腻，大 幅提高动态视频画质，提供更真实流畅的图像画面。亮点3： DSC控制电路采用数字色域平衡及混合控制电路（DSC），精确调节R、G、B、C、M、Y色 域及混合色增益差，有效抑制不同光机引擎间色彩差异，最大限度保证了拼接后 显示墙色彩及亮度的一致性。平衡调整前平衡调整后平衡调整前后比对亮点4：智能亮度数字调整海康威视DLP投影显示单元采用数字渐平修正电路，使得从单屏到全屏均实现 了亮度的均匀分布，造就了和谐而又清晰的大画面显示。避免了传统投影机所存 在的Hot-Spot （亮斑）效应，就是屏幕中心的亮度远比屏幕四边和四个角的亮 度高，对于拼墙而言，亮斑效应最明显的表现就在于整个屏幕被分成一块块亮度 不均的区域。通过数字渐平修正电路的校正，不但可以使单屏内的亮度实现均匀 分布，而且使相邻屏幕间的亮度差控制在极小范围内，使整屏亮度均匀度保持高 度一致。数字修正前数字修正后数字渐平修正电路效果示意图亮点5：智能灯泡技术具有灯泡参数自动存储功能，更换灯泡后自动将亮度、色彩等参数调整到接近替 换前的运行值，保持拼接墙亮度/色彩平衡。灯泡可1W为单位调整功率，从而 精细调整投影光机的输出亮度，较之传统的电子调光具备在不损失色彩深度及对 比度的前提下进行亮度控制的优势。亮点6：内置图像处理器海康威视投影单元的内置图像处理器在不需要外部图形控制器的情况下支持 RGB信号和视频信号的直通显示及硬件图像处理画中画显示，单屏内能同时显 示2路动态图像信号（1路RGB信号和1路视频信号），且具有扩展功能；可以 在一个显示单元内同时以开窗口的方式显示多路活动视频/RGB信号（画中画）， 窗口在显示单元内可以任意缩放、漫游、叠加显示，而且可以实现任意MXN方 式的拼接显示，以及全屏显示。亮点7：独立六轴调整机构海康威视DLP投影显示单元采用独立六轴光学调整机构，快速、精细调整图像 几何，极具高稳定性，确保图像无缝拼接。亮点8：防尘/散热设计海康威视DLP投影显示单元采用专业防尘与散热设计，通过IP5X防护等级测 试，延长设备使用寿命，达到最长MTBF （平均无故障时间）。DLP投影显示单 元内部光学引擎采用了全封闭的光路设计，从色轮、聚光管、DLP芯片到投影 镜头，投射光路都是在封闭的环境中工作，杜绝灰尘对引擎的影响，有效的保障 了光路的畅通。亮点9：适用性屏幕设计海康威视DLP投影显示单元的屏幕是依据客户不同的应用环境专门设计的。根 据用户的大屏规模（层数、列数）、环境亮度、视角等应用需求进行技术分析， 使屏幕增益与视角指标达到最佳匹配，且屏幕焦距与投影镜头焦距精密匹配，以 最优的匹配满足用户显示效果需要。亮点10：通用箱体设计海康DLP显示单元采用通用结构尺寸箱体，标准一次反射设计。采用浮动式无 边框屏幕设计，在X、Y、Z轴三个方向可精细调整，屏幕拼接后总体平整，在 室温范围内整屏无明显变形，平整精度误差小于0.3mm。采用无缝拼接技术， 屏与屏之间的物理拼接缝隙小于0.5mm （包含屏幕热胀冷缩空间）。DLP大屏效果DLP大屏效果展示图如下：DLP大屏效果展示示例图1DLP大屏效果展示示例图2注：效果图仅供参考设备选型说明在大屏显示单元选型时可针对针对LCD和DLP大屏对比分析以及实际需求，在 成本、尺寸、功耗等方面进行综合考虑。LCD产品以具有高清晰度、宽可视角度、高亮度、长寿命等优点，其体积小、 重量轻，安装方便快捷，占用空间较小，相对DLP而言，其最大的缺点就是拼 缝大，画面一致性较差。DLP背投拼接作为传统拼接产品的老大，以其完美的拼缝和画面高度的一致和 完整性，一直雄踞在高端行业应用中，是其他拼接产品所无法撼动的，在采用了 LED背光源后的DLP拥有了更加出色的画面可调性，DLP的拼缝优势是不言而 喻的，最小可以控制在0.1mm，最大也不会超过0.5mm，一般像交通、电力等 项目要显示GPS或GIS地图时，DLP是首选产品。当然DLP拼接也有自身的 不足，比如亮度低、体积大，占用空间大，后期维护成本高等。下表为DLP与LCD拼接显示对比表：DLP与LCD拼接显示对比表对比内容DLP拼接显示系统LCD拼接显示系统产品尺寸50， 60， 70、 67， 8046， 47， 55， 60物理分辨率1024X768、 1400X1050、 1920X10801920 X 1080 （向下兼容）亮度850-1100ANSI700CD/m2拼接缝物理拼缝W0.5mm物理拼缝A5.3mm光学拼缝W0.8mm视角170 （水平）/ 120 （垂直）178 （水平）/ 178 （垂直）功耗300W200W价格贵低辐射无无除了考虑以上因素外，还要综合考虑散热、安装环境要求、大屏表面温度等因素， 应根据实际情况进行选择。主要设备选型DS-D2046NH-B监控中心及机房配套设施监控中心及机房的配套设施也是方案的重要组成部分，涉及到机柜、供配电、消 防、防雷接地、综合配线、动环监控等配套设施。1）机柜配套设施要根据实际情况计算总共所需的机柜空间，并合理进行规划，全面考虑机柜 尺寸、样式、供电方式、走线情况等，进行科学合理的配置，规划好设备在机柜 内的部署；同时也要考虑监控中心及机房通道与机柜间的距离，并进行合理规划。2）供配电配套设施设备供配电配套设施是设备正常运行的前提和保证，电子计算机机房设计 规范GB50174-2008和计算站场地技术要求GB2887-89中对计算机供电 方式可分为三类：一类供电：需建立不间断供电系统。二类供电：需建立带备用的供电系统。三类供电：按一般用户供电考虑。