公安與商網(wǎng)視頻音頻報(bào)警一體化系統(tǒng)研究

摘 要：系統(tǒng)分為視頻音頻報(bào)警采集、設(shè)備管理服務(wù)和報(bào)警監(jiān)控管理中心三個(gè)子系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了視頻、音頻、報(bào)警三位一體。系統(tǒng)前端為視頻音頻報(bào)警采集系統(tǒng)；設(shè)備管理服務(wù)系統(tǒng)包括權(quán)限驗(yàn)證服務(wù)器、總控服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等；報(bào)警監(jiān)控管理中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警視頻和音頻接入展示、報(bào)警記錄查詢、報(bào)警點(diǎn)電子地圖瀏覽、實(shí)時(shí)視頻播放、錄像視頻回放等功能。

關(guān)鍵詞：公安；商網(wǎng)；報(bào)警；一體化

中圖分類號(hào)：TP311.52

目前國(guó)內(nèi)外視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)在銀行、金店等重點(diǎn)單位大多都有應(yīng)用，現(xiàn)系統(tǒng)一般都具有視頻監(jiān)控、報(bào)警功能，但視頻監(jiān)控與報(bào)警都是獨(dú)立的，而且視頻監(jiān)控都是服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)方式，信息的安全性較差，服務(wù)器的負(fù)擔(dān)較重，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)較多時(shí)其所占帶寬相當(dāng)大，因此成本很高。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)現(xiàn)存的諸多問題，視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化方向發(fā)展。

公安與商網(wǎng)視頻音頻報(bào)警一體化系統(tǒng)利用民用帶寬將實(shí)現(xiàn)海量前端設(shè)備的視頻、音頻、報(bào)警三位一體，第一時(shí)間捕捉案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的視頻音頻，同時(shí)快速反應(yīng)給公安機(jī)關(guān)監(jiān)控中心，公安機(jī)關(guān)及時(shí)獲得報(bào)警和直觀了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并通過語音雙通功能實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)的互動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行警力調(diào)配，有效控制、打擊、威懾犯罪行為，對(duì)輔助案件偵破、解決糾紛、防盜搶、特殊行業(yè)管理、警力調(diào)度起到積極的作用，將徹底改變傳統(tǒng)視頻監(jiān)控只能是事后查詢的落后技術(shù)狀態(tài)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)共由三部分組成：一是視頻音頻報(bào)警采集系統(tǒng)；二是設(shè)備管理服務(wù)系統(tǒng)；三是報(bào)警監(jiān)控管理中心系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 視頻音頻報(bào)警采集系統(tǒng)

視頻音頻報(bào)警采集系統(tǒng)以IP Camera為主設(shè)備，IP Camera是一種可產(chǎn)生數(shù)字視頻流并將視頻流通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臄z像機(jī)。它超越了地域的限制，只要有網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及錄像。對(duì)于該報(bào)警系統(tǒng)而言，如果大部分的設(shè)備均已布有網(wǎng)線，使用IP Camera將節(jié)省大量安裝布線的費(fèi)用。同時(shí)，IP Camera還可以讓用戶從遠(yuǎn)端觀看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫面，真正做到遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o界限。

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)擁有自己獨(dú)立的IP地址，并內(nèi)置計(jì)算機(jī)功能用于處理網(wǎng)絡(luò)通信。通過網(wǎng)絡(luò)觀看圖像所需的所有功能都已經(jīng)內(nèi)置到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)當(dāng)中，包括用于內(nèi)置Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、FTP客戶端以及E-mail客戶端等功能的軟件等。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所具備的其他功能包括報(bào)警輸入及繼電輸出等，更高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)還可以配備其他更多的增值功能特性，如移動(dòng)偵測(cè)和模擬視頻輸出等。

3 設(shè)備管理服務(wù)系統(tǒng)

設(shè)備管理服務(wù)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方式，不同的模塊都是獨(dú)立的應(yīng)用程序，可以同時(shí)運(yùn)行于一臺(tái)服務(wù)器上，也可以分布運(yùn)行于不同服務(wù)器上。系統(tǒng)共有五個(gè)模塊，即權(quán)限驗(yàn)證模塊、總控服務(wù)模塊、應(yīng)用服務(wù)模塊、短信模塊，如圖2所示，下面將介紹其中前三個(gè)主要的模塊。

圖2 系統(tǒng)模塊圖

3.1 權(quán)限驗(yàn)證服務(wù)器

用于驗(yàn)證接入的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的有效性，管理系統(tǒng)內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)機(jī)身編碼。一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)只存在一臺(tái)驗(yàn)證服務(wù)器，用于驗(yàn)證接入的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的有效性。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)出廠時(shí)都會(huì)分配一個(gè)唯一的機(jī)身編碼和密碼，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)上線登陸到總控服務(wù)器時(shí)，提交機(jī)身編碼和密碼，總控服務(wù)器收到請(qǐng)求后提交驗(yàn)證信息到驗(yàn)證服務(wù)器，驗(yàn)證服務(wù)器驗(yàn)證通過后，返回給總控服務(wù)器。

3.2 總控服務(wù)器

用于動(dòng)態(tài)IP域名解析、報(bào)警信號(hào)分發(fā)、攝像機(jī)心跳檢測(cè)等。其實(shí)現(xiàn)過程如下：

（1）域名解析過程（外部訪問攝像機(jī)時(shí)）。首先，在攝像機(jī)中設(shè)置指定服務(wù)器IP地址，攝像機(jī)通過指令完成自身識(shí)別碼在服務(wù)器中的注冊(cè)。其次，當(dāng)客戶機(jī)提出指定域名訪問請(qǐng)求時(shí)，將訪問請(qǐng)求發(fā)給DNS服務(wù)器。再次，服務(wù)器在注冊(cè)信息中查找，如果找到該記錄，則利用此記錄進(jìn)行解析。最后，服務(wù)器將查詢結(jié)果返回客戶機(jī)，客戶機(jī)利用從服務(wù)器查詢得到的IP訪問目標(biāo)主機(jī)，就完成了一個(gè)解析過程。

（2）報(bào)警信號(hào)分發(fā)。首先，在報(bào)警監(jiān)控中心平臺(tái)中設(shè)置指定服務(wù)器IP，報(bào)警監(jiān)控中心平臺(tái)通過指令完成自身在服務(wù)器中的注冊(cè)。其次，在報(bào)警監(jiān)控中心平臺(tái)中注冊(cè)前端攝像機(jī)信息（前端攝像機(jī)自身編碼）。再次，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，服務(wù)器把報(bào)警攝像機(jī)的機(jī)身碼和機(jī)器的IP地址發(fā)送到所有注冊(cè)的報(bào)警監(jiān)控中心平臺(tái)。最后，報(bào)警監(jiān)控平臺(tái)接到服務(wù)器發(fā)來的報(bào)警信息后（在自己的注冊(cè)攝像機(jī)中查找同報(bào)警攝像機(jī)相同的機(jī)身編碼），找到后主動(dòng)向該機(jī)器IP地址發(fā)出鏈接指令，建立鏈接。

（3）心跳檢測(cè)技術(shù)。心跳檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是整個(gè)系統(tǒng)的核心技術(shù)，該視頻音頻報(bào)警系統(tǒng)采用的是分布式結(jié)構(gòu)，一臺(tái)管理服務(wù)器要管理上萬個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)連接的前端報(bào)警設(shè)備，這些設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)可能發(fā)生故障，從而導(dǎo)致報(bào)警信息無法傳遞，為了保障整個(gè)系統(tǒng)正常工作，利用心跳檢測(cè)技術(shù)管理平臺(tái)可實(shí)時(shí)了解前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。心跳技術(shù)應(yīng)用很小的數(shù)據(jù)量，完成前端服務(wù)系統(tǒng)對(duì)海量前端設(shè)備的管理。心跳檢測(cè)技術(shù)是分布式嵌入系統(tǒng)中一種常見的故障檢測(cè)方法。在心跳檢測(cè)中，外圍節(jié)點(diǎn)將周期性向主控節(jié)點(diǎn)（總控服務(wù)器）發(fā)送心跳報(bào)文，主控節(jié)點(diǎn)接收到報(bào)文確認(rèn)前端設(shè)備在線工作正常。如無法正常接到報(bào)文，即表示前端設(shè)備故障或網(wǎng)絡(luò)中斷，并將該信息以小數(shù)據(jù)量發(fā)送到報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)，報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)將前端設(shè)備情況顯示在交互界面上。

3.3 應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器主要功能是提供報(bào)警時(shí)拍照、報(bào)警短信通知、定時(shí)拍照、手機(jī)訪問等增值應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，并能對(duì)客戶訪問帳號(hào)進(jìn)行管理等。由于應(yīng)用服務(wù)器對(duì)服務(wù)器帶寬和性能要求比較高，所以可以多臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器可以同時(shí)連接一臺(tái)總控服務(wù)器，分別給這臺(tái)總控服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提供業(yè)務(wù)功能。

4 報(bào)警監(jiān)控管理中心系統(tǒng)

報(bào)警監(jiān)控中心系統(tǒng)是以PC電腦為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/視頻服務(wù)器為前端，為用戶提供一系列完整的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的系統(tǒng)。系統(tǒng)界面友好、可定制、操作方便，且具有良好的可擴(kuò)展性。

4.1 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包含四大功能：

（1）報(bào)警功能：布防和撤防設(shè)置、視頻異常報(bào)警、攝像機(jī)異常報(bào)警等。

（2）記錄查詢：包括系統(tǒng)日志查詢、攝像機(jī)日志查詢、報(bào)警記錄查詢，查詢不同類型的報(bào)警動(dòng)作產(chǎn)生的報(bào)警記錄。

（3）電子地圖：包括地圖基本操作、多地圖操作、地圖設(shè)備操作。

（4）錄像回放：包括按時(shí)間回放、按文件回放、回放圖片抓拍等。

4.2 系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)上面所介紹的主要功能，對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到如圖3所示的系統(tǒng)功能模塊圖。

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

5 結(jié)束語

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了利用ADSL線路或無線網(wǎng)絡(luò)的有限帶寬，實(shí)現(xiàn)前端攝像機(jī)與服務(wù)器之間視頻、音頻和報(bào)警信息的通信。平臺(tái)采用無圖像連接技術(shù)，利用較低的民用公網(wǎng)帶寬與海量前端攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信和接受報(bào)警。

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作者簡(jiǎn)介：王洪革（1968-），男，信息工程系副教授，工學(xué)碩士，主要研究方向：信息處理及計(jì)算機(jī)通信。

作者單位：吉林警察學(xué)院，長(zhǎng)春 130117