療養(yǎng)院監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

125105 沈陽軍區(qū)興城療養(yǎng)院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

療養(yǎng)院監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

125105 沈陽軍區(qū)興城療養(yǎng)院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

該文通過對療養(yǎng)院安全監(jiān)控需求及分布式監(jiān)控系統(tǒng)的研究，立足院內(nèi)局域網(wǎng)，建立了36個數(shù)據(jù)采集點的基于數(shù)字硬盤錄像機/數(shù)字視頻服務器的客戶端/服務器模式下的視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對療養(yǎng)院醫(yī)療和環(huán)境安全的實時監(jiān)控。

監(jiān)控系統(tǒng)；設計；局域網(wǎng)；安全

療養(yǎng)院為了豐富的療養(yǎng)因子，大多建設在自然環(huán)境優(yōu)美的風景名勝地區(qū)或旅游區(qū)內(nèi)，且占地面積大，管理人員較少，而隨著社會的發(fā)展，來療養(yǎng)院療養(yǎng)、住宿的人員越來越多，成分也越來越復雜，這就給療養(yǎng)院治安帶來了很大的壓力，盜劫和景點被損壞也時有發(fā)生。同時，療養(yǎng)醫(yī)療安全同樣面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。中華醫(yī)學會的數(shù)據(jù)顯示：2007年平均每名醫(yī)生年遭遇2件醫(yī)療糾紛[1]。因此，療養(yǎng)院建立安全監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的，而療養(yǎng)院局域網(wǎng)的搭建與視頻技術的發(fā)展，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)提供了平臺。本文通過對分布式監(jiān)控系統(tǒng)的研究，建立了36個數(shù)據(jù)采集點的基于數(shù)字硬盤錄像機/數(shù)字視頻服務器的客戶端/服務器模式下的視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)[2]。自1996年運行以來，取得了良好的效果，在保護醫(yī)療安全、預防犯罪方面起到了不可低估的作用，現(xiàn)報告如下。

1 系統(tǒng)設計原理

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展可分3個階段：模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)，插卡式數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，嵌入式網(wǎng)絡視頻服務器的監(jiān)控系統(tǒng)[3]。本監(jiān)控系統(tǒng)立足療養(yǎng)院局域網(wǎng)，采用嵌入式網(wǎng)絡視頻服務器模式，實現(xiàn)實時信號采集→數(shù)據(jù)壓縮→網(wǎng)絡傳輸→集中顯示，數(shù)據(jù)傳輸千兆帶寬設計(圖1)。

圖1 系統(tǒng)設計原理

嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構成主要包括前端視頻數(shù)據(jù)(如語音、圖像、數(shù)據(jù)、開關量)的采集、視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼、視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理、控制與瀏覽。攝像頭輸出的視頻信號通過內(nèi)置的嵌入式視頻編碼器轉(zhuǎn)換成壓縮后的視頻數(shù)據(jù)流，再通過局域網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心或科室監(jiān)控點，登錄網(wǎng)絡的遠程用戶可以直接瀏覽視頻圖像，通過安全驗證的授權用戶還可以控制攝像頭的動作或?qū)ο到y(tǒng)配置進行操作。系統(tǒng)后端可以采用已有的設備和連接方式，本文主要討論系統(tǒng)前端，視頻信號采集、嵌入式WLAN視頻服務器的硬件設計方案。

2 系統(tǒng)硬件設計

2.1 攝像機 使用SONY FCB-EX480CP低照度一體化攝像機，最低照度為0.7 Lx，0.002黑白，216倍變焦(18倍光學，12倍數(shù)字)，具有高級隱私區(qū)域遮蔽功能、電子翻轉(zhuǎn)功能、報警功能、自動曝光、圖像凍結功能等，44萬像素，480TV線，攝像寬度廣角端48.0°，遠端2.8°。

2.2 視頻服務器(或硬盤錄像機) 使用?？礑S-6001HC系列視頻服務器，分1路、2路和4路，超過4路的使用硬盤錄像機前端錄像，以保證視頻錄像的質(zhì)量。采用H.264視頻壓縮技術，壓縮比高，且處理非常靈活，支持完整的TCP/IP協(xié)議簇，支持視頻、音頻、報警、語音數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)通過TCP/IP網(wǎng)絡傳輸，內(nèi)置Web預覽功能，可進行IE訪問，支持云臺與電動鏡頭的控制，支持多種解碼器協(xié)議，RS485/RS-232接口支持網(wǎng)絡透明通道連接，還具有報警輸入、移動偵測報警、遮擋報警、報警聯(lián)動輸出等報警功能。每臺硬盤錄像機配置1 T硬盤，可存貯15天的圖像資料。

2.3 云臺 云臺就是兩個交流電機組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。室內(nèi)使用嵌入式球型云臺，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。室外使用槍式云臺，在要求美觀和隱蔽方面可選用室外球形云臺，室外云臺密封性能好，防水、防塵，負載大。輸入電壓為DC 24 V/AC 220 V 50 Hz，旋轉(zhuǎn)角度水平：0°～350°，垂直：0°～90°，旋轉(zhuǎn)速度水平：12°/s～25°/s，垂直：6°/s～15°/s，云臺要注意設置好地址、旋轉(zhuǎn)角度和波特率。

2.4 傳輸介質(zhì) 雙絞線使用超五類純安普線，光纖使用單模千兆光纖，光纖模塊使用GBIC型千兆模塊，前端交換機使用DES-1226G交換機，能提供2個千兆迷你GBIC端口，用于光纖骨干連接。主交換機使用HUAWEI S5000型智能交換機。視頻數(shù)據(jù)傳輸達到千兆帶寬，以保證視頻圖像的質(zhì)量。

2.5 數(shù)據(jù)處理及顯示設備 監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理由4臺簡易服務器實時對通過計算機網(wǎng)絡以TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)奖O(jiān)控中心編碼壓縮后的數(shù)據(jù)進行解壓解碼、監(jiān)控、存儲和管理，能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各監(jiān)控點的情況，并分4屏顯示到監(jiān)控中心的電視墻上，每屏9個視頻圖像，供值班人員及時對所發(fā)生的情況做出反應。采用一套鍵盤鼠標控制4臺電腦，需要增配一臺KVM-204桌面式手動切換器控制。網(wǎng)上用戶根據(jù)需要可對所屬轄區(qū)進行監(jiān)控。

3 軟件系統(tǒng)實現(xiàn)

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控軟件是采用基于嵌入式網(wǎng)絡硬盤錄像機和網(wǎng)絡視頻服務器開發(fā)的應用軟件。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控軟件服務端具有對設備的集中管理和用戶以及用戶權限的管理功能，可以配置客戶端的網(wǎng)絡用戶以及客戶端用戶的權限。網(wǎng)絡客戶端根據(jù)網(wǎng)絡用戶登錄，設有添加用戶和設備的功能，享有服務端給該用戶分配的權限。整個網(wǎng)絡中分為一個服務端和多個客戶端，服務端與客戶端有機的聯(lián)系在一起，共用一個數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)運行環(huán)境：Win NT/Win 2000/Win XP/Win 2003，CPU IntelIV2.0 G以上，內(nèi)存256 MB以上，硬盤320 G，網(wǎng)卡10/100 M，IE 5.0以上。包括以下幾個功能。

3.1 系統(tǒng)登錄 系統(tǒng)首次登錄時，必須注冊一個超級用戶，成功后登錄服務器配置和用戶登錄界面，填寫服務器IP地址、用戶名和密碼。在創(chuàng)建監(jiān)控點后配置一般用戶和使用權限。

3.2 系統(tǒng)配置 包括本地配置、遠程配置、報警功能、日志查詢和硬解碼配置。配置前要進行設備添加，先增加區(qū)域再增加設備，將36個點編制序列平均分配到4臺服務器上。本地要配置好播放方式、客戶端錄像方式、日志維護和自動校時等，遠程要配好服務器參數(shù)、通道參數(shù)、串口參數(shù)、報警參數(shù)、用戶權限和交易信息等，各種參數(shù)的配置要與所選設備匹配。

3.3 圖像預覽 有1/4/6/8/9/10/11/13/14/16/17/19/22/25/自定義等15種預覽模式，選用9畫面顯示模式，設置好預覽通道順序，然后“播放”，就能在監(jiān)控中心看到監(jiān)控圖像了。該功能模塊還具有抓圖、錄像和視頻參數(shù)設置功能，通過調(diào)整視頻參數(shù)，使圖像質(zhì)量更好。

3.4 云臺控制 進行云臺控制前必須先在“串口參數(shù)配置”中配置好RS485的相關參數(shù)，包括波特率，選用協(xié)議和解碼器的地址等，然后在預覽圖像時，選中該路圖像，選擇云臺控制，就能上下、左右調(diào)整云臺方向，光圈，聚焦，變焦，雨刷和燈光以及云臺的自動掃描。該模塊還具有調(diào)節(jié)云臺速度，設置預置點、巡航和巡航路徑的功能。

3.5 回放功能 包括三種回放方式：本地回放、遠程回放和圖片回放，選擇不同的方式可以回放本地服務器或遠程硬盤錄像機上的錄像資料和抓拍的圖片。

4 結語

本系統(tǒng)立足療養(yǎng)院局域網(wǎng)，建立了36個數(shù)據(jù)采集點的基于DVR/DVS的C/S模式與Web下的分布式視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，充分考慮了各監(jiān)控點的實際情況，可以設防、布防、緊急求救，方便了用戶的使用。監(jiān)控中心集中顯示實時監(jiān)控圖像模式可供值班人員及時掌握全院的安防情況，各科室可根據(jù)需要對本科范圍內(nèi)的監(jiān)控點進行實時監(jiān)控，網(wǎng)上每臺計算機都可監(jiān)控或調(diào)用各監(jiān)控點的實時圖像與錄像資料，單用戶或者多用戶靈活使用，集中管理和獨立管理的任意轉(zhuǎn)換。集報警和監(jiān)控于一體，使得系統(tǒng)的應用更加的靈活實用。本文對生產(chǎn)、生活等其他領域的安全監(jiān)控和安全預防同樣具有參考和借鑒意義。

[1]陳剛，何雪松，梁慶宇，等.建立醫(yī)療安全監(jiān)控系統(tǒng)的必要性分析[J].中國衛(wèi)生資源，2008，11(6)：255-257.

[2]李中奇.基于DVR/DVS的分布式視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].礦工自動化，2006，10(5)：44-46.

[3]阮越廣，趙偉勝.基于WLAN的家用安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計[J].計算機工程，2008，34(10)：250-252.

This paper studied the safety monitoring requirements and distributed monitoring system in sanatoriumon.It aimed to establish network video monitoring system incuding 36 sites of data collecting under client and server mode based on digital hard disk recorder and digital video server，on the base of hospital local area network(LAN)，which could bring about real-time monitoring of medical and environmental safety in sanatorium.

Monitoring System；Design；LAN(local area network)；Safety

1005-619X(2010)05-0410-03

2010-01-14)