基于mpeg4編碼與以太網(wǎng)技術(shù)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究

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1、基于MPEG4編碼與以太網(wǎng)技術(shù)調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究　　【摘要】電力調(diào)度通信網(wǎng)是電力調(diào)度指揮專用網(wǎng)，要求必須具有很高的可靠性和接續(xù)速度。某地電力檢修公司對(duì)原有的工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造過程中，采用以IP協(xié)議及MPEG4編碼技術(shù)為核心的、基于寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)而建立的調(diào)度視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控中心和各500kV變電站分控中心的相關(guān)部門和管理人員對(duì)視頻監(jiān)控圖像的網(wǎng)絡(luò)瀏覽、云鏡控制、分布存儲(chǔ)等功能，保證兩級(jí)指揮中心能夠及時(shí)的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，提高事故應(yīng)急處理速度?！娟P(guān)鍵詞】調(diào)度視頻監(jiān)控；MPEG4編碼；虛擬以太網(wǎng)1、系統(tǒng)組成系統(tǒng)共包括三個(gè)子系統(tǒng)：前端視頻信號(hào)采集子系統(tǒng)

2、、數(shù)字轉(zhuǎn)換傳輸子系統(tǒng)、終端用戶網(wǎng)管系統(tǒng)。5（1）前端視頻信號(hào)采集子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)主要完成視頻信號(hào)源的采集、分配及模擬視頻信號(hào)的傳輸工作。主要設(shè)備包括：攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器、視頻切換矩陣、視頻分配器、模擬視頻電纜組成?？筛鶕?jù)遠(yuǎn)程管理人員的遙控指令改變攝像機(jī)鏡頭的方位、角度、焦距等，用于對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。通過攝像機(jī)、拾音器采集來的音視頻模擬信號(hào)接入切換控制矩陣，并根據(jù)視頻矩陣的編程控制輸出任一路圖像到網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。選擇上傳圖像的基本原則是：主要以機(jī)組、變電廠區(qū)、通信設(shè)備等具有代表性的現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行上傳。（2）數(shù)字轉(zhuǎn)換傳輸子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成將前端

3、采集的視頻信號(hào)進(jìn)行MPEG4編碼、壓縮等數(shù)字化處理，并以IP包的形式通過E1線路傳輸，通過超級(jí)虛擬以太網(wǎng)關(guān)設(shè)備將2個(gè)2兆[1]通道進(jìn)行捆綁以搭建4兆帶寬的局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與該區(qū)域電網(wǎng)公司通信調(diào)度監(jiān)控中心的連接。除具有圖像清晰流暢的特點(diǎn)外，還具有占用帶寬小，實(shí)時(shí)性好等優(yōu)勢(shì)。主要設(shè)備包括：網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼服務(wù)器、超級(jí)虛擬以太網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。（3）終端用戶網(wǎng)管系統(tǒng)。該子系統(tǒng)主要功能是完成用戶監(jiān)控界面的顯示、告警信息的輸出、系統(tǒng)的各種功能參數(shù)的配置以及根據(jù)用戶的不同定制實(shí)現(xiàn)不同的錄像計(jì)劃等。作為專業(yè)的綜合監(jiān)控管理軟件，可通過任何網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫數(shù)字視頻流的管理，其分布式結(jié)構(gòu)可以同時(shí)實(shí)況轉(zhuǎn)播來自多

4、個(gè)站點(diǎn)的圖像，并在具體的“開”和“關(guān)”指令下同時(shí)存儲(chǔ)圖像信息。任意指定的網(wǎng)上分布存貯，提供在多個(gè)地點(diǎn)用全雙工方式存儲(chǔ)和觀看任何鏡頭圖像和操作報(bào)警。2、系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)5（1）系統(tǒng)從軟件結(jié)構(gòu)上采用SERVICE的系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)基于WINDOWS操作系統(tǒng)開發(fā)。同時(shí)，主程序可對(duì)其他系統(tǒng)功能模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，自動(dòng)診斷，自動(dòng)維護(hù)，系統(tǒng)穩(wěn)定性更高。（2）采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)之上。同時(shí)，對(duì)于大型監(jiān)控項(xiàng)目，專門設(shè)計(jì)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)軟件機(jī)制，可做到兩級(jí)或者三級(jí)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)互聯(lián)。（3）采用MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行編碼。MPEG-4[2]是用于多媒體信息中的視

5、頻描述標(biāo)準(zhǔn)，是針對(duì)低比特率視頻編碼方法提出的，它所涉及的應(yīng)用范圍覆蓋了有線、無線、移動(dòng)通信、Internet以及數(shù)字存儲(chǔ)等領(lǐng)域。MPEG-4與MPEG-1，MPEG-2的最根本區(qū)別在于MPEG-4是采用基于對(duì)象的編碼理念，即在編碼時(shí)將一幅景物分成若干在時(shí)間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對(duì)象，分別編碼后，再經(jīng)過復(fù)用傳輸?shù)浇邮斩?，然后再?duì)不同的對(duì)象分別解碼，從而組合成所需要的視頻和音頻。這樣既方便我們對(duì)不同的對(duì)象采用不同的編碼方法和表示方法，又有利于不同數(shù)據(jù)類型間的融合，并且這樣也可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種對(duì)象的操作及編輯。（4）采用分布式視頻技術(shù)，適合超大規(guī)模集群用戶使用。通過一臺(tái)

6、主監(jiān)控服務(wù)器集中管理分布在各地的從服務(wù)器協(xié)同工作，這樣能有效的均衡服務(wù)器的負(fù)載，滿足超大型監(jiān)控用戶的監(jiān)控需要。5（5）完善的系統(tǒng)功能。電力調(diào)度指揮中心和各分控中心可以對(duì)管轄范圍內(nèi)多個(gè)本地和遠(yuǎn)程變電站前端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不同的用戶可根據(jù)職務(wù)分配不同的控制權(quán)限?，F(xiàn)場(chǎng)圖像可根據(jù)地點(diǎn)分成監(jiān)控組，以1/4/8/9/12/16分屏方式顯示，組內(nèi)圖像可自動(dòng)輪巡，切換時(shí)間可以任意調(diào)節(jié)，可設(shè)置手動(dòng)錄像、計(jì)劃錄像和報(bào)警自動(dòng)錄像等多種錄像方式。（6）采用嵌入式技術(shù)，防病毒侵入，穩(wěn)定性高。系統(tǒng)采用先進(jìn)的具有嵌入式操作系統(tǒng)的視頻服務(wù)器，操作系統(tǒng)固化在芯片之中，不易受目前網(wǎng)絡(luò)中爆發(fā)病毒的侵害；設(shè)備采用

7、ATPEC-2視頻壓縮芯片，視頻處理速度快，穩(wěn)定性極高，并具有自動(dòng)恢復(fù)功能，當(dāng)前端發(fā)生掉電后，可自動(dòng)啟動(dòng)，無需人工維護(hù)，設(shè)備平均無故障時(shí)間大于10萬小時(shí)。（7）更高的安全性。系統(tǒng)具有自動(dòng)診斷功能，能自動(dòng)監(jiān)測(cè)各個(gè)系統(tǒng)功能模塊的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)生異常，主系統(tǒng)模塊可對(duì)各個(gè)分控功能模塊進(jìn)行自動(dòng)維護(hù)，保證其24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行；系統(tǒng)具有報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能，對(duì)各種設(shè)備的報(bào)警實(shí)時(shí)記錄，一旦有告警事件發(fā)生，可聯(lián)動(dòng)燈光、警笛，自動(dòng)將現(xiàn)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)記錄，用于事件回放和故障分析。3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式5由于原有工業(yè)電視系統(tǒng)正在運(yùn)行，為盡量減少對(duì)原系統(tǒng)的影響，通過增設(shè)