3G／4G視頻監(jiān)控接入解決方案V1.020頁

1、3G/4G視頻監(jiān)控接入解決方案杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司2014年12月閱讀提示一、文檔類別通用解決方案。二、適用性簡述1、方案重點(diǎn)闡述本方案從應(yīng)用場景分析出發(fā)，對3G/4G傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡要的介紹，重點(diǎn)闡述3G/4G視頻監(jiān)控接入的兩種典型方式：單點(diǎn)接入方式、匯集接入方式，并對其應(yīng)用模式及優(yōu)勢進(jìn)行詳細(xì)說明。2、方案適用性本方案可作為3G/4G視頻監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的參考資料，使用此方案時(shí)需要根據(jù)具體的項(xiàng)目情況，進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的選擇及修改，以符合實(shí)際應(yīng)用。3、方案受眾本方案主要受眾對象為行業(yè)及分公司項(xiàng)目售前人員。注意：1、 3G/4G視頻監(jiān)控技術(shù)在可靠性、穩(wěn)定性等方面與有線視頻監(jiān)控相比還存在一定的差距，

2、因此在具體項(xiàng)目推廣中要慎用3G/4G傳輸方式，不建議作為主流傳輸方式推廣，僅可作為有線傳輸方式的補(bǔ)充。2、 ?？低?G系列產(chǎn)品可向下兼容3G網(wǎng)絡(luò)，因此具體項(xiàng)目中建議選擇4G系列產(chǎn)品。使用者請結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用此方案。三、關(guān)聯(lián)可參考文檔3G/4G視頻監(jiān)控接入解決方案配置模板V1.0文檔控制序號(hào)修訂內(nèi)容修訂時(shí)間修訂人審核人1V1.0版本2014.12魏人杰目 錄第 一 章 總體概述1第 二 章 方案總體設(shè)計(jì)2第 三 章 3G/4G傳輸網(wǎng)絡(luò)43.1 3G通信技術(shù)43.2 4G通信技術(shù)43.3 網(wǎng)絡(luò)流量計(jì)算5第 四 章 3G/4G視頻監(jiān)控接入設(shè)計(jì)64.1 單點(diǎn)接入方式64.1.1 應(yīng)用模式64.1.2

3、 優(yōu)勢分析74.2 匯集接入方式84.2.1 應(yīng)用模式84.2.2 優(yōu)勢分析9第 五 章 成功案例165.1 哈爾濱城管聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項(xiàng)目165.2 南通建筑工地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項(xiàng)目16第 一 章 總體概述無線視頻監(jiān)控技術(shù)因其不受地理環(huán)境及線纜的束縛，擁有靈活方便的組網(wǎng)優(yōu)勢，在當(dāng)下已經(jīng)成為一種重要的視頻監(jiān)控手段且在安防行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。無線視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用場景主要分為以下三類：1) 臨時(shí)監(jiān)控臨時(shí)監(jiān)控應(yīng)用場景，如施工作業(yè)現(xiàn)場、社會(huì)活動(dòng)、安保工作等，監(jiān)控點(diǎn)位往往只是短期使用，且要求能夠快速、靈活部署。若采用有線接入，線纜建設(shè)成本較高，系統(tǒng)部署周期長，并且不易回收利用。2) 有線網(wǎng)絡(luò)難以甚至無法部署老舊城

4、區(qū)、老舊樓宇內(nèi)部等部署線纜困難甚至無法部署線纜，且建設(shè)成本較高；水利、電力、森林、邊防哨所、高速公路等應(yīng)用場景下，部分監(jiān)控點(diǎn)位分布廣袤且位置偏遠(yuǎn)，有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)難以覆蓋。3) 移動(dòng)監(jiān)控公安、城管等行政執(zhí)法部門需在室外開展全天候執(zhí)法取證工作；公交、長運(yùn)、校車、出租車、特種運(yùn)輸處、地鐵、火車等應(yīng)用場景下，需實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸視頻監(jiān)控信息。以上類似移動(dòng)監(jiān)控場景下，前端攝像機(jī)作業(yè)地點(diǎn)不固定，有線接入根本無法滿足需求。無線視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)可由用戶自行組網(wǎng)或者直接租用運(yùn)營商3G/4G網(wǎng)絡(luò)，從覆蓋面、可靠性、建設(shè)成本、部署便利性等角度來看，采用3G/4G網(wǎng)絡(luò)具有明顯優(yōu)勢。特別是在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)帶寬快速提升，流量資費(fèi)持續(xù)下降

5、，視頻編碼壓縮技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，網(wǎng)絡(luò)帶寬已經(jīng)不再是無線視頻監(jiān)控的瓶頸所在，3G/4G網(wǎng)絡(luò)足以滿足高清視頻信號(hào)的無線傳輸需求。?？低晱墓?jié)約用戶投資，滿足用戶需求的角度出發(fā)，推出了完備的3G/4G視頻監(jiān)控系列產(chǎn)品，并在此基礎(chǔ)上提出了一套完整的3G/4G視頻監(jiān)控接入解決方案。第 二 章 方案總體設(shè)計(jì)3G/4G視頻監(jiān)控接入解決方案總體架構(gòu)如下圖所示：圖1. 方案總體架構(gòu)示意圖1) 點(diǎn)位接入方式 單點(diǎn)接入方式本方式主要針對區(qū)域內(nèi)前端攝像機(jī)數(shù)量少，分布零散的情況，此時(shí)可以采用3G/4G IPC采集視頻信號(hào)，直接通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)傳輸后接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。 匯集接入方式本方式針對區(qū)域內(nèi)前端攝像機(jī)數(shù)量較多，

6、分布較集中的情況，區(qū)域內(nèi)多個(gè)IPC通過網(wǎng)線接入3G/4G NVR，該NVR負(fù)責(zé)存儲(chǔ)編碼后的視頻信號(hào)，以及與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。2) 傳輸網(wǎng)絡(luò)3G/4G傳輸網(wǎng)絡(luò)及IP網(wǎng)絡(luò)均直接租用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，海康威視3G/4G系列產(chǎn)品支持移動(dòng)、電信、聯(lián)通三家運(yùn)營商多種制式無線網(wǎng)絡(luò)，可滿足各種運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋條件下視頻信號(hào)的傳輸需求。3) 監(jiān)控中心監(jiān)控中心主要部署平臺(tái)服務(wù)器、存儲(chǔ)、顯示大屏、解碼拼控、交換機(jī)、PC客戶端等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)前端采集信號(hào)的接入、存儲(chǔ)、顯示，以及對整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一配置管理。本方案定位于介紹3G/4G視頻監(jiān)控接入解決方案，對于IP網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控中心不作詳細(xì)說明。第 三 章 3G/4G傳輸網(wǎng)絡(luò)3.1 3G

7、通信技術(shù)3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在3種標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000。中國國內(nèi)支持國際電聯(lián)確定的三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國電信的CDMA2000，中國聯(lián)通的WCDMA，中國移動(dòng)的TD-SCDMA。三種不同3G技術(shù)的上、下行理論數(shù)據(jù)速率各不相同，具體參考數(shù)據(jù)見下表：運(yùn)營商3G制式協(xié)議版本下行帶寬上行帶寬中國電信CDMA2000EV-DO3.1Mbps1.8Mbps;中國移動(dòng)TD-SCDMAHSDPAC3.6Mbps384kbps中國聯(lián)通WCDMAHSDPA1

8、4.4Mbps5.76Mbps3.2 4G通信技術(shù)2013年12月4日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)放4G牌照，宣告我國通信行業(yè)進(jìn)入4G時(shí)代，中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信分別獲得一張TD-LTE牌照。4G指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，該技術(shù)包括TDD-LTE和FDD-LTE兩種制式。頻分雙工（Frequency Division Duplexing, FDD）是在分離的2個(gè)對稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜利用率將大大降低。時(shí)

9、分雙工（Time Division Duplexing, TDD）用時(shí)間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為通信承載，其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，時(shí)間資源在2個(gè)方向進(jìn)行分配。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送給基站，基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。目前廣為宣傳的LTE技術(shù)從嚴(yán)格意義上講，屬于3.9G網(wǎng)絡(luò)，具備100Mb/s數(shù)據(jù)下行、50Mb/s數(shù)據(jù)上行的能力。升級版的LTE-Advanced技術(shù)才滿足國際電信聯(lián)盟對4G的要求，能夠具有下行1Gb/s、上行500Mb/s帶寬。因此基于LTE技術(shù)的4G無線

10、網(wǎng)絡(luò)帶寬完全可以與有線媲美，而無線技術(shù)固有的優(yōu)勢，如不用敷設(shè)線纜，能夠快速部署和建網(wǎng)，支持移動(dòng)監(jiān)控，使得基于4G網(wǎng)絡(luò)的無線視頻監(jiān)控會(huì)越來越得到廣泛的應(yīng)用。此外，4G網(wǎng)絡(luò)引入了正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、多輸入多輸出（MIMO）、64QAM高階調(diào)制等新概念，可提供給用戶更加充裕的網(wǎng)絡(luò)帶寬、更低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，單向網(wǎng)絡(luò)時(shí)延可低于5ms，比3G網(wǎng)絡(luò)更適合大規(guī)模開展無線視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。3.3 網(wǎng)絡(luò)流量計(jì)算網(wǎng)絡(luò)流量資費(fèi)在3G/4G視頻監(jiān)控系統(tǒng)的費(fèi)用開銷中占據(jù)較大比例，有必要對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行計(jì)算。設(shè)每路圖像碼率為X Mb/秒，按照每天有T小時(shí)上傳圖像進(jìn)行計(jì)算。則每個(gè)月（按30天計(jì)）需要流量（上行）Y的計(jì)算公式為

11、：Y=X Mb/秒*3600秒*T*301024*8=13.2*X*T GB從上式來看，視頻圖像上行傳輸所耗費(fèi)的流量與碼率、上傳時(shí)間長短成正比，海康威視3G/4G系列產(chǎn)品可根據(jù)用戶需求對這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行靈活設(shè)置，并且能夠?qū)崟r(shí)統(tǒng)計(jì)和顯示當(dāng)前消耗的流量。第 四 章 3G/4G視頻監(jiān)控接入設(shè)計(jì)4.1 單點(diǎn)接入方式4.1.1 應(yīng)用模式監(jiān)控點(diǎn)位只有一個(gè)攝像機(jī)的情況下，推薦采用單點(diǎn)接入方式。即選用3G/4G網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，通過攝像機(jī)自帶的無線通信模塊與運(yùn)營商基站進(jìn)行通信。圖2. 單點(diǎn)接入方式示意圖 視頻預(yù)覽監(jiān)控中心預(yù)覽實(shí)時(shí)視頻圖像時(shí)，3G/4G IPC采集的視頻信息經(jīng)自身編碼模塊進(jìn)行編碼壓縮，通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)

12、接入通信基站，進(jìn)一步傳送至監(jiān)控中心，在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。 視頻存儲(chǔ) 3G/4G IPC采集并編碼后的視頻信息可存入本地自帶的SD卡中，也可通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)接入通信基站，進(jìn)一步傳送至監(jiān)控中心的集中存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)。 視頻回放監(jiān)控中心顯示設(shè)備從存儲(chǔ)設(shè)備調(diào)取歷史視頻錄像，進(jìn)行視頻回放。4.1.2 優(yōu)勢分析 全面高清?？低?G/4G IPC支持130萬及更高像素高清視頻圖像采集，配合超低照度、實(shí)時(shí)透霧、3D數(shù)字降噪、Smart IR、寬動(dòng)態(tài)等多種視頻圖像處理技術(shù)，讓用戶暢享高清體驗(yàn)。 節(jié)省費(fèi)用?？低?G/4G IPC在低碼流下可以保持較高的圖像質(zhì)量，1080p清晰度

13、的視頻碼流速率可以降到34M，720p清晰度的視頻碼流速率可以降到12M，極大節(jié)省無線流量資費(fèi)和存儲(chǔ)空間。 安全可靠支持HTTPS，SSH等安全認(rèn)證，支持創(chuàng)建證書，具備高的信息安全性；符合IP66級防塵防水設(shè)計(jì)，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，設(shè)備可靠性高；支持最大64G Micro SD/SDHC/SDXC卡本地存儲(chǔ)，可在斷網(wǎng)恢復(fù)后將斷網(wǎng)期間本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)可靠性高。 Smart功能1) 智能編碼采用ROI、SVC等視頻壓縮技術(shù)，編碼壓縮比高，超低碼率，節(jié)省存儲(chǔ)空間及帶寬資費(fèi)。支持多碼流同時(shí)輸出，碼流可分別獨(dú)立設(shè)置不同的高清分辨率、幀率、碼率。圖3. 多碼流

14、示意圖2) 智能偵測具備行為偵測、人臉偵測、音頻偵測、場景偵測等多種智能偵測功能，偵測到相關(guān)事件時(shí)可實(shí)時(shí)報(bào)警。3) 智能控制支持Smart IR、ABF自動(dòng)背焦調(diào)節(jié)、AF自動(dòng)對焦功能，便于安裝調(diào)試，提升攝像機(jī)對于環(huán)境的適應(yīng)性。 設(shè)備型號(hào)豐富?？低?G/4G IPC包括球機(jī)、槍機(jī)、筒機(jī)、針孔等多種外形及型號(hào)，支持高清視頻圖像采集，滿足各類場景下的視頻監(jiān)控需求。 多種網(wǎng)絡(luò)制式?？低?G/4G IPC支持國內(nèi)運(yùn)營商幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)制式，其中4G IPC不僅支持移動(dòng)、聯(lián)通、電信國內(nèi)三大運(yùn)營商的4G網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)向下兼容3G網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況，實(shí)現(xiàn)4G和3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)制式

15、自動(dòng)切換，滿足各種網(wǎng)絡(luò)覆蓋條件下的視頻監(jiān)控需求。4.2 匯集接入方式4.2.1 應(yīng)用模式監(jiān)控點(diǎn)位有多個(gè)攝像機(jī)的情況下，推薦采用匯集接入方式，即采用普通IPC+3G/4G NVR的組合方式。IPC將采集的視頻信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，通過網(wǎng)線接入3G/4G NVR。3G/4G NVR除具備普通NVR功能之外，還可通過自帶的無線通信模塊與運(yùn)營商基站進(jìn)行通信。圖4. 匯集接入方式示意圖 視頻預(yù)覽3G/4G NVR可直接與客戶端或顯示器連接，實(shí)現(xiàn)本地視頻預(yù)覽；監(jiān)控中心預(yù)覽實(shí)時(shí)視頻圖像時(shí)，IPC對視頻信息進(jìn)行采集和編碼壓縮，通過3G/4G NVR內(nèi)置的無線模塊與3G/4G基站通信，進(jìn)一步傳送至監(jiān)控中心，在顯示設(shè)

16、備上進(jìn)行顯示。 視頻存儲(chǔ) IPC采集并編碼后的視頻信息通過網(wǎng)線直接存入3G/4G NVR；通過視頻信息管理應(yīng)用平臺(tái)，監(jiān)控中心可以對NVR存儲(chǔ)的重要視頻進(jìn)行集中備份，備份數(shù)據(jù)通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)接入通信基站，進(jìn)一步傳送至監(jiān)控中心存儲(chǔ)設(shè)備。 視頻回放3G/4G NVR可直接與客戶端或顯示器連接，將視頻錄像進(jìn)行回放顯示；監(jiān)控中心顯示設(shè)備可通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)從NVR調(diào)取歷史視頻錄像，進(jìn)行視頻回放。4.2.2 優(yōu)勢分析 全面高清3G/4G NVR支持600W像素高清網(wǎng)絡(luò)視頻的預(yù)覽、存儲(chǔ)與回放，本地6路1080p/12路720p解碼性能；支持HDMI與VGA同時(shí)輸出，輸出分辨率最高均可達(dá)192

17、0x1080p。 節(jié)省費(fèi)用1) 低碼率IPC在低碼率下可以保持較高的圖像質(zhì)量，1080p清晰度的視頻碼流速率可以降到34M，720p清晰度的視頻碼流速率可以降到12M，極大節(jié)省帶寬資費(fèi)和存儲(chǔ)空間。2) 定時(shí)抓圖通過定時(shí)抓圖功能，系統(tǒng)可定時(shí)抓取現(xiàn)場圖片并上傳至監(jiān)控中心管理平臺(tái)，極大地節(jié)省無線網(wǎng)絡(luò)流量。圖片格式、分辨率、圖像質(zhì)量、抓圖間隔等參數(shù)均可進(jìn)行設(shè)置，最大程度地滿足用戶需求。3) 零通道預(yù)覽3G/4G NVR具備零通道預(yù)覽功能，遠(yuǎn)程訪問使用1路零通道編碼視頻，觀看多通道分割的視頻畫面，充分獲取監(jiān)控圖像信息，節(jié)省無線網(wǎng)絡(luò)流量。圖5. 零通道預(yù)覽4) 虛擬碼流（轉(zhuǎn)碼）3G/4G N

18、VR可對編碼后的圖像分辨率、碼率、幀率等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供更多的選擇方案，節(jié)約無線流量資費(fèi)。圖6. 虛擬碼流（轉(zhuǎn)碼）5) 智能網(wǎng)傳 智能流控：設(shè)備根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶寬自動(dòng)調(diào)整碼率、幀率，保證遠(yuǎn)程預(yù)覽的流暢性。圖7. 智能流控 碼流平滑：支持碼流平滑控制，降低視頻碼率波動(dòng)幅度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)流。圖8. 碼流平滑6) 硬盤前置?？低?G/4G NVR支持1個(gè)或2個(gè)SATA接口，每個(gè)接口最大支持4TB容量硬盤，視頻圖像數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)直接存入NVR，無需大量的無線流量。每個(gè)前端所需存儲(chǔ)空間(GB)【視頻碼流大小(Mbps)60秒60分24小時(shí)存儲(chǔ)天數(shù)/8】/1024。圖像分辨率碼流錄像大小1天（G）

19、錄像大小15天（G）錄像大小30天（G）4CIF2Mbps21.09316.41632.82720P2Mbps21.09316.41632.821080P4Mbps42.18632.821265.6 安全可靠匯集接入模式下，視頻數(shù)據(jù)通過相對穩(wěn)定的有線傳輸接入3G/4G NVR，且NVR支持重要錄像文件加鎖保護(hù)功能，數(shù)據(jù)安全性高；NVR采用嵌入式操作系統(tǒng)，不會(huì)因病毒等原因?qū)е聼o法使用或者異常關(guān)機(jī)重啟，設(shè)備可靠性高；另外，NVR支持網(wǎng)絡(luò)檢測（網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)抓包、網(wǎng)絡(luò)通暢）功能，及時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)傳輸情況。 Smart功能1) 智能回放有事件發(fā)生的錄像以正常速度播放；無事

20、件發(fā)生的錄像自動(dòng)以16倍速播放（濃縮播放），有效提升錄像回放效率。圖9. 智能回放2) 智能偵測 越界偵測：當(dāng)目標(biāo)越過用戶設(shè)置的警戒線時(shí)，設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警。系統(tǒng)可配置靈敏度、方向等。穿越方向可配置為單向報(bào)警（從左往右、從右往左）或雙向報(bào)警。 圖10. 越界偵測 區(qū)域入侵偵測：當(dāng)目標(biāo)在用戶設(shè)置的檢測區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)超過設(shè)定時(shí)間時(shí)，設(shè)備自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警。系統(tǒng)可配置靈敏度、時(shí)間閾值、占比等。圖11. 區(qū)域入侵偵測3) 手動(dòng)/自動(dòng)撥號(hào)、下線 手動(dòng)/自動(dòng)撥號(hào)：支持自動(dòng)和手動(dòng)兩種撥號(hào)方式，自動(dòng)撥號(hào)模式下，最大可設(shè)置8個(gè)撥號(hào)計(jì)劃，用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置撥號(hào)、休眠時(shí)間段，合理分配，大大節(jié)約無線流量。圖12. 手動(dòng)/自動(dòng)撥號(hào) 手動(dòng)/自動(dòng)下線：手動(dòng)撥號(hào)模式下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有用戶操作設(shè)備，設(shè)備主動(dòng)下線，節(jié)約無線流量；自動(dòng)下線時(shí)間1-65535秒可配置。圖13. 手動(dòng)/自動(dòng)下線4) 白名單支持手機(jī)白名單功能，白名單用戶可通過短信和呼叫方式來控制設(shè)備上線、下線。 設(shè)備型號(hào)豐富?？低?G/4G NVR可接駁符合ONVIF、PSIA、RTSP標(biāo)準(zhǔn)及眾多主流廠商的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，兼容性強(qiáng)。3G/