3G网络监控平台系统解决方案.doc

应急指挥车载无线解决方案
规划设计（建议）书

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第一章 总述 3
1. 引言 3
2. 3G技术简介 3
3. 3G视频监控特点及应用领域 4
4. 3G视频监控发展趋势 5
5.海康在3G上的规划 6
第二章 系统平台架构 7
1. 拓扑图 7
2. 系统组成 8
3. 关键技术 9
第三章 系统功能 11
1. 用户登陆 11
2. 预览/控制 12
3. 计划录像 13
4. 回放/下载 14
5. 3G手机接入 14
6. 配置/管理 16
7. 报警短信提示 21
8. 流媒体转发 21
9. 历史报警信息查询 22
第四章 设备清单及参数 23
1. 产品配置清单 23
2. 平台服务器配置清单 23
3. 产品技术参数 24
4. 3G无线DVR 25

第一章 总述
1. 引言

近年来，图像监控以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多重要场合，成为安全监控的主要手段。随着计算机通信技术和网络技术的快速发展，无线网络技术已成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，它的应用领域也在飞速的扩大。由于远程图像监控系统实现了对远程目标的监视、遥控等功能，从而为无人值守场合提供了新手段。3G技术的出现使成本合理、相对较低技术门槛无线数据传输技术在监控系统中实现现场到远程监控中心的实时数据传输成为可能。

2. 3G技术简介
3G：第三代移动通信技术(英语：3rd-generation)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。

3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。
3G数据传输的优点在于:
(1)传输速率高；
(2)永远在线，可以实时传输数据；
(3)中国移动、联通按流量收费，中国电信按时长收费；
(4)基于IP协议可以访问整个Internet。
3G无线网络的远程图像监控系统采用无线传播媒质，摆脱了线缆的约束，在一定范围内可以任意变换位置。不受活动区域的限制，通过3G移动通信网络，可以很方便的实现远程移动监控。
3. 3G视频监控特点及应用领域
1. 用户通过终端设备在移动状态下使用业务，这种终端可以是手机，也可以是装有3G无线网卡的电脑或专用设备；
2. 视频监控的前端设备可以便捷地布放在任何地方，这一性能适用于一些突发事件或临时场合，这扩大了视频监控的使用范围，使视频监控能够更好的满足多方面需求；
3. 3G视频监控业务将广泛服务于应急指挥、公交监控、家庭监控、公共多媒体服务等领域，能够带给 用户更友好、更便捷、更贴身的业务体验，具有广阔的市场前景；
4. 针对不同行业，可增添不同数据采集仪器的通讯接口,可同步上传采集的各种数据，实现真正意义上的综合远程监控功能，彻底改变了传统图像监控的本地监控、有线传输的局限，开创了随时随地、随心所欲的无线监控新时代；

4. 3G视频监控发展趋势
1. 3G视频监控使基于固网的视频监控逐步向分布式移动视频监控过渡，如地铁、铁路、公交等行业，从而突破原有视频监控在地域、技术、成本等方面的限制；
2. 在个人视频监控领域，3G视频监控实现了移动定位技术和多媒体技术相结合，通过3G终端将极大地增强用户对手机定位和导航服务的体验；
3. 3G视频监控部署的最大利好是能培育国内家庭用户使用视频监控的习惯；
4. 3G视频监控也能推动运营商的无线数据业务的发展，可以作为无线数据业务的增值应用与基础业务打包进行推广；

5.公司在3G上的规划
1. 各厂家3G数据卡发布开始，公司就开始了3G视频监控前端的研发、测试；
2. 凭借已有的WIFI、Wimax无线视频监控的研发经验，09年初，公司3G前端就陆续投入应用；
3. 目前的3G产品组成包括：车载系列、视频服务器系列、网络摄像机系列，单兵系列，可以说在行业内，产品线最为全面。一方面，可充分满足各方面的应用，另一方面也方便了已有用户对3G产品的扩展应用；

第二章 系统平台架构
1. 拓扑图
电信E家平台系统由前端设备、系统平台、传输网络、客户端四部分组成，其组织结构如图1所示：

图1
Ø 前端设备：主要由模拟摄像机、内置3G功能的无线DVR或DVS组成。
Ø 系统平台：由WEB SERVER（网页服务器）、DB SERVER（数据库服务器）、ACCESS SERVER（接入服务器）、STREAM SERVER（流媒体服务器）等构成电信E家系统平台。
Ø 传输网络：利用中国电信/中国移动/中国联通为广大终端用户提供的无线3G网络。
Ø 客户端：为终端用户提供网页客户端、手机客户端、普通客户端；管理员可通过网页客户端的管理界面对设备进行配置和授权。
2. 系统组成
l 前端设备：包括模拟摄像机， 3G无线DVR产品,网络摄像机,单兵等；通过无线网络接入公网，每个设备具有公网动态IP；或者通过企业内网接入公网，每个设备具有内网IP；
系统平台
l ACCESS SERVER： 接入服务器；前端设备和用户注册到该服务器上，用户与设备的交互通过接入服务器中转完成；支持信令：设备注册、心跳保活、用户实时视频浏览、用户历史视频点播；
l STREAM SERVER：流媒体服务器；在少数情况下，P2P实时视频无法实现（P2P在symmetrical NAT下无法使用）时，终端用户通过流媒体服务器浏览前端设备实时视频；根据业务情况可以扩展多台；
l WEB SERVER：网页服务器，采用APACHE+MYSQL+PHP架构，提供网页管理服务；管理员可以添加前端授权设备、终端授权用户；分配设备与流媒体服务器关 联关系；分配设备与中心存储服务器关联关系；实现静态负载均衡；
l DB SERVER: 数据库服务器，管理信息、配置信息保存在数据库中；采用MYSQL；
l 报警服务器：以短信或彩信方式上传报警截图给手机用户
客户端
l 网页客户端：终端用户通过浏览器登陆电信服务器进入客户端界面，自动下载授权设备列表；对授权设备支持操作：实时视频浏览，历史视频点播和云台控制；通过管理系统可对同一台数据库服务器上加载的前端设备进行统一的区域划分、授权、录像管理等操作。
l 手机客户端：通过专用的手机客户端软件，用户也可用自己的手机实现对用户现场、移动的车辆、便利店等场所的前端监控点远程监控的功能，与网页客户端一样，手机客户端同样拥有视频预览、云台控制、预置点调用等功能，真正地做到了让用户随时随地的接入监控平台，访问自己设备的功能。
3. 关键技术
P2P穿透NAT原理
下面以图示和文字说明的方式举例说明，简单地描述电信E家平台平台所涉及的P2P技术原理：

用户 A 和前端 B ，在接入服务器的辅助下，完成穿越动作，实现数据对发和接收。
原理是：假设A 和B 都在内网( NAT ) 的条件下， A 通过接入服务器通知 B 向 A 所对应的 NAT IP 和端口发送 UDP 报文，B 发送完毕，然后通过接入服务器通知A ；然后 A 往 B 所对应的NAT IP 和端口发送 UDP 报文，按照NAT 穿透的原理，一般情况下，B 就能收到A的数据包，然后生成一个对应的响应包，反馈给用户 A 。用户 A 接收到响应包，就表明 P2P 建立成功，开始发送媒体数据。

第三章 系统功能
电信E家平台是针对企业和家庭用户用户进行实现，处理传统监控系统中可见到的图像预览、云台控制、计划录像、录像回放、远程配置、设备管理、用户管理等基本功能外，还增添了报警短信提示、历史报警信息查询、3G手机接入等功能，下图为电信E家平台的功能逻辑图：

本章将对电信E家平台所实现的上述功能加以详细描述：
1. 用户登陆
各用户管理人员向电信运营商申请电信E家平台业务，申请成功后获得访问账户，获取用户名和密码，通过在浏览器地址栏中键入要连接的网页客户端地址，选择普通用户的登陆类型进入登陆界面，即可访问各自场所内的监控点。系统维护人员可选择使用系统管理员账户进行登陆，进入系统管理界面对用户账户和系统内所连接的设备进行统一管理。登陆界面如图2所示：

图2
2. 预览/控制
如图3所示，用户或相关管理人员通过登陆界面验证后进入主界面，即可看到已经授权给自己的设备图标，通过点击设备树可进行通道图像预览（目前支持1、4、6画面分割），同时主界面上也提供了云台控制和图像参数设置，让用户能够便捷地进行前端设备的控制和图像显示参数设置。

图3
3. 计划录像
通过配置前端3G无线DVR的录像方式、录像时间、录像参数，实现对每个用户视频监控图像进行录像保存的功能，用户等终端用户可通过Web访问方式登录到系统客户端上以普通用户身份进行此项设置，按照自己的需要来完成录像计划的设置并可进行随时地调整。
存储配置：以我们推荐的无线3G监控产品为例，每个通道采用CIF 分辨率512kbps的码率进行录像，保持录像15天，大约需要320GB的硬盘容量（512kbps码率每通道每小时产生录像文件225MB, 225MB*4个通道*24小时*15天/1024≈316GB）
故每台3G无线DVR配置一块350GB的SATA硬盘即可满足15天的录像保存。
4. 回放/下载
用户通过简单的操作即可通过通道和时间段来查询所需的录像文件，选中要播放的文件后会自动弹出播放窗口，使用起来简单方便。
同时对于用户认为重要的视频文件，可按时间段进行批量下载。回放及下载文件界面如图4所示：

图4
5. 3G手机接入
随着3G网络的普及，使用3G标准的手机用户越来越多，3G网络充足的带宽也为手机监控的实现提供了良好的环境，传统视频监控系统看似遥不可及的远程手机视频监控成为了今天普通手机用户能够立刻实现的功能。
考虑到大多数用户由于业务繁忙没有足够的时间长时间处于在电脑前上网的状态，电信E家平台增添了3G手机接入的功能，使用户通过自己的手机安装手机客户端即可可以随时随地的查看用户内的情况，大大提高了使用者对监控系统使用的灵活性。以下是电信E家平台手机监控界面（所用手机为诺基亚N95）：

主界面 系统配置界面

设备列表 实时浏览
6. 配置/管理
远程配置
通过系统平台客户端的远程配置界面，管理员可对所管理子域内的前端设备进行参数设置，比如：3G无线DVR的图像参数、录像参数、显示设置、网络参数等。通过实时预览和远程配置功能管理员可对前端设备的运行情况和图像及录像质量有所了解并进行及时调整，保证用户等终端用户在使用系统访问时能够体验到最好的图像质量和录像效果，为其在日常监控和出现异常事件时有良好的视频资料保障
系统管理
电信E家平台的管理系统提供了域管理、账户管理、设备管理和用户管理四项管理功能，系统采用分级管理的方式，对所监控部署区域进行分区域管理。在根域下面可以划分若干个子域，每个子域又可以再建立其下级子域。每个子域都可以配置相应子域管理员。
域管理
域管理主要功能是对当前区域添加子域、删除子域、修改区域名和管理员信息。其操作界面如图5所示：

图5
账户管理
帐户管理主要功能是对当前区域添加和删除帐户，以及对每个帐户进行基本信息修改、设备管理、用户管理。其操作界面如图6所示：

图6
设备管理
设备管理主要功能是为该帐号添加、删除设备，以及修改设备信息。
可配置哪些设备由哪些用户来访问。
其操作界面如图7所示：

图7
用户管理
用户管理主要功能是为该帐号添加和删除用户，以及修改用户信息。其操作界面如图8所示：

图8

系统管理逻辑图如图9所示：

电信E家平台中会产生以下四种角色：系统管理员、子域管理员、账户、用户。
系统管理员拥有系统最高权限，可在根域内添加子域；每个子域可拥有自己的子域管理员和下一级子域，系统管理员或子域管理员可在每个子域内添加账户；当用户或管理者向电信运营商申请账户账户时，系统管理员根据其基本信息（帐户名称、身份证号码、电话号码、帐户地址、帐户开户日期、帐户到期日期）进行开户，为其分配可访问的设备并可为该账户建立若干个用户；每个被建立的用户都可以访问所属账户内的设备或者由系统管理员和子域管理员为其设置访问权限。
7. 报警短信提示
用户可选择在现场安装探测器等报警输入输出设备与3G无线DVR进行报警联动。
当有入侵者触发室内的报警探测器时，系统报警服务器会联动短信modem,向或指定的手机发送短信，提示管理者现场有非法入侵，可及时通过手机监控软件了解现场的实时图像。
8. 流媒体转发
用户可选择通过系统管理员界面进行设置采用流媒体转发的方式获取前端视频流进行图像预览；系统默认在前端穿透NAT没有成功的情况下会自动通过流媒体服务器转发来获取前端的视频流，此时流媒体服务器作为系统访问前端设备的后备连接手段。
9. 历史报警信息查询
用户内所发生的夜间非法闯入、恶意破坏等触发报警探测器的异常事件是除了能够及时通过短信提示功能通知或用户管理者外，用户也可在事后通过Web界面的历史报警信息查询功能查询以往的报警触发情况，包括报警触发时间、触发方式（移动侦测报警、视频遮挡报警、探测器信号量报警）等信息。通过这些信息可缩短查询相应时段录像文件的时间，为在配合公安机关等有关部门进行事件处理工作时提供了良好的帮助。

第四章 设备清单及参数
1. 产品配置清单
品名
型号
厂家
数量
单价
单位
总价
备注
前端产品
日夜型高解网络半球
DS-2CC512P-IR1
海康威视
4

支

红外摄像机
3G无线DVR
DS-8104HM-B/GE
海康威视
1

台

4路DVR

2. 平台服务器配置清单
服务器类型
硬件配置
软件配置
带宽要求
数量
备注
注册服务器
处理器: Intel XEON 5410
内存：4G
硬盘：160G
网卡：1000M
Windows 2003 server;
Apache 2.2.3以上
Php 5.2.6
MySQL 5.0以上
10Mbps
1
支持5000台设备注册
流媒体服务器
处理器: Intel XEON 5410
内存：4G
硬盘：160G
网卡：1000M
Windows 2003 server;
1Mbps*N[][2]
1
支持500路实时视频并发：即500个用户同时分别查看500个通道视频[1]
报警服务器
处理器: Intel XEON 5410
内存：4G
硬盘：400G
网卡：1000M
Windows 2003 server;
10Mbps
1
1000台设备的报警和GPS处理

注[1]：流媒体服务器的数量取决于用户希望能同时并发观看的视频路数，对于不做中心存储的项目，一般来说并发预览的视频路数不会很多，一台流媒体服务器就能满足要求；
注[2]：N为同时要预览的视频路数

*注：为节省服务器投资，三个服务器软件可以安装在一台服务器上。当业务量很繁忙时，才考虑服务器分离

3. 产品技术参数
3.1 车载摄像头技术参数
型号:DS-2CC512P-IR1

主要特性
l 采用高性能SONY CCD
l 分辨率高，图像清晰、细腻
l 低照度，0Lux With IR
l 支持自动彩转黑功能，实现昼夜监控
l 符合IP66级防水设计,可靠性高
应用场景
适用于仓库、地下停车场、酒吧、管道、加油站等光线较暗或无光照环境。
技术参数
型号
参数
DS-2CC512P(N)-IR1(IR3)
传感器类型
1/3 “SONY Super HAD CCD
信号系统
PAL/NTSC
有效像素
PAL:752(H)×582(V)
NTSC:768(H) ×494(V)
最小照度
0.1Lux @ F1.2(0 LUX with IR)
快门
1/50(1/60)s~1/100,000s
镜头类型
“-IR1”: 6mm 标配(3.6mm,2.8mm 可选)
水平解析度
480TVL
同步方式
内同步
视频输出
1Vp-p Composite Output（75欧姆/BNC）
信噪比
大于48 dB
背光补偿
ON
工作温度
-10℃~60℃
防护等级
IP66
红外线照射距离
“-IR1”: 10-20米
“-IR3” : 30-40米
电源
DC12V, ±10%
功耗
IR1: 3W MAX IR3: 6W MAX
尺寸(mm)
φ112.4×80
重量
700g
外形尺寸

4. 3G无线DVR
DS-8104HM-B系列无线DVR
产品概述

产品类型：监控专用无线3G无线DVR
视频压缩标准：H.264
视频处理芯片：DAVINCI处理器
双2.5英寸可插拔SATA硬盘存储
铝压铸机箱
典型应用：客运车辆、轨道交通车辆、物流车辆等移动视频监控领域
订货型号
DS-8104HM-B/xx
特别说明
设备型号中的/xx表示内置3G模块选择：
/GE，内置EVDO网络模块；
/GW，内置WCDMA网络模块；
/GS，内置TD-SCDMA网络模块；
基本性能
支持4CIF（6Fps）、DCIF（12 Fps）、2CIF（15 Fps）、CIF（全帧率）等分辨率;
视频4进2出（1路主口输出，1路4选1矩阵输出），音频1进1出；
采用双2.5英寸可插拔SATA硬盘存储数据，使用军转民硬盘减振加固专利技术；
支持无线网络传输功能，包括EVDO、WCDMA、TD-SCDMA等网络；
支持GPS定位和卫星同步校时功能；
4路开关量报警输入，1路开关量或干节点报警输出；
具备延时关机（5分钟~6小时）和24小时定时开关机功能；
宽幅电源输入（DC+6 ~ +36V），符合+12/24 V车辆电气要求；
铝质机箱，散热、防尘、防水等性能优良；
低功耗，设备功率≤6W。

硬件接口

⑴ DC IN电源输入
⑵ 启动控制接口
⑶ KB接口
⑷ DC OUT电源输出
⑸ RS-485
⑹ 报警输入
⑺ 报警输出
⑻ LAN
⑼ 音频输入与输出
⑽ 视频输出，1-视频主口输出接口，2-视频辅助输出接口
⑾ 视频输入，4通道
⑿ USB
⒀ 无线网络主、副天线接口
技术参数
设备型号
DS-8104HM-B系列
操作系统
嵌入式RTOS操作系统
视频压缩标准
H.264
预览分辨率
PAL：704*576（4CIF）；NTSC：704*480（4CIF）
回放分辨率
4CIF(6帧/秒) DCIF（12 fps）/2CIF（15 fps）/CIF/QCIF