CN104918018B - 一种物联网车载视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种物联网车载视频监控系统，包括主机、前端摄像机阵列单元、服务端以及用于存储图像记录、录像回放、图像监视、配置数据和自动下载录像文件的中心管理存储单元；所述主机、前端摄像机阵列单元和服务端之间通过高速网络通道进行交互，所述中心管理存储单元通过无线网络与所述服务端交互。实施本发明的车载视频监控系统，具有以下有益效果：录像不容易丢失、视频集中存储比较方便。

Description

一种物联网车载视频监控系统

技术领域

本发明涉及视频监控领域，特别涉及一种物联网车载视频监控系统。

背景技术

目前，物联网视频监控系统均采用专用车载录像机为主要设备，其主要的问题是存在录像容易丢失、视频集中存储不方便、电源供电不稳定等现象，另外，不同厂家的产品兼容性能较差，未能形成一套可管理、稳定、可扩充的系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述录像容易丢失、视频集中存储不方便的缺陷，提供一种录像不容易丢失、视频集中存储比较方便的物联网车载视频监控系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种物联网车载视频监控系统。包括主机、前端摄像机阵列单元、服务端以及用于存储图像记录、录像回放、图像监视、配置数据和自动下载录像文件的中心管理存储单元；所述主机、前端摄像机阵列单元和服务端之间通过高速网络通道进行交互，所述中心管理存储单元通过无线网络与所述服务端交互。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述主机包括用于进行视频预览、存储和回放的NVR(Network Video Recorder，即网络硬盘录像机)单元、用于进行数据交换的网络交换机以及用于给系统进行供电的双备份电源单元；所述NVR单元分别与所述网络交换机和双备份电源单元连接，所述网络交换机还与所述双备份电源单元连接。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述NVR单元内置有多个第一IPC(Industrial Personal Computer，工业个人电脑，简称工控机)，所述网络交换机设置有POE网口，所述多个第一IPC与所述POE网口连接，所述POE网口为网络电源复合接口。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述NVR单元具有至少一个SATA外置接口。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述网络交换机设有状态指示灯和多个自适应以太网接口。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述双备份电源单元包括开关电源模块、智能分配模块和输出保护单元；所述智能分配模块分别与所述开关电源模块和输出保护单元连接，所述输出保护单元还分别与所述NVR单元、网络交换机、服务端和前端摄像机阵列单元连接。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述开关电源模块包括第一开关电源模块和第二电源开关模块，所述第一开关电源模块和第二电源开关模块连接，所述第一开关电源模块还与所述智能分配模块连接、用于向所述前端摄像机阵列单元供电，所述第二电源开关模块还与所述智能分配模块连接、用于向所述NVR单元、网络交换机和服务端供电。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述前端摄像机阵列单元包括多个网络摄像机，所述网络摄像机为半球形，所述网络摄像机还设有红外灯。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述服务端包括ARM9主板、显示器和SD卡存储器，所述ARM9主板分别与所述显示器、SD卡存储器和POE网口连接，所述服务端还内置有一个第二IPC，所述第二IPC与所述POE网口连接。

在本发明所述的物联网车载视频监控系统中，所述中心管理存储单元包括服务器、用于图像监视的管理中心和用于存储图像记录的NAS设备，所述管理中心分别与所述NAS设备和服务器连接。

实施本发明的物联网车载视频监控系统系统，具有以下有益效果:由于使用主机、前端摄像机阵列单元、服务端以及中心管理存储单元，中心管理存储单元用于存储图像记录、录像回放、图像监视、配置数据和自动下载录像文件，所以其录像不容易丢失、视频集中存储比较方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明物联网车载视频监控系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中主机的结构示意图；

图3为所述实施例中双备份电源单元的结构示意图；

图4为所述实施例中服务端的结构示意图；

图5为所述实施例中中心管理存储单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明物联网车载视频监控系统实施例中，该物联网车载视频监控系统的结构示意图如图1所示。图1中，该物联网车载视频监控系统包括主机1、前端摄像机阵列单元2、服务端3以及中心管理存储单元4；其中，主机1、前端摄像机阵列单元2和服务端3之间通过高速网络通道进行交互，中心管理存储单元4通过无线网络与服务端3交互，中心管理存储单元4用于存储图像记录、录像回放、图像监视、配置数据和自动下载录像文件；所以其录像不容易丢失、视频集中存储比较方便。值得一提的是，本实施例中，高速网络通道采用的是3G网络或4G网络，无线网络为无线wifi网络。

值得一提的是，前端摄像机阵列单元2包括多个网络摄像机(图中未示出)，上述网络摄像机为半球形，且网络摄像机还设有红外灯。本实施例中，前端摄像机阵列单元2设置了四个网络摄像机，当然，在本实施例的一些情况下，可根据具体情况来设置网络摄像机的个数。前端摄像机阵列单元2采用130万像素半球形网络摄像机，支持ONVIF、PSIA、RTSP等主流协议，支持双码流，网络摄像机要求最高分辨率可达1280×720@30fps，数字图像的分辨率支持4CIF、CIF等。最高分辨率可达140万像素1280×1024，采用H.264High Profile编码，可最大输出1280×1024@30fps实时图像，并可最大输出1280×720@60fps图像。逐行扫描CMOS，配高效红外灯，照射距离可达15米；支持数字宽动态，3D数字降噪功能；支持三码流同时输出，双路高清码流可分别独立设置不同的高清分辨率、帧率与码率；可最大支持20路同时访问；支持透雾、电子防抖、强光抑制、并具有多种白平衡模式；符合IP66级防尘防水设计；具备区域入侵侦测、音频异常侦测、虚焦侦测、移动侦测、人脸侦测和动态分析等多种报警功能；支持GB28181协议。

图2为本实施例中主机的结构示意图。图2中，该主机1包括NVR单元11、网络交换机12和双备份电源单元13；其中，NVR单元11分别与网络交换机12、双备份电源单元13和服务端3连接，网络交换机12还与双备份电源单元13连接。网络交换机12和双备份电源单元13还分别与前端摄像机阵列单元2连接。其中，NVR单元11用于进行视频预览、存储和回放，网络交换机12用于进行数据交换，双备份电源单元13用于给该车载视频监控系统进行供电。

具体来讲，NVR单元11可连接符合ONVIF、PSIA、RTSP标准及众多主流厂商的网络摄像机，最大支持300万像素高清网络视频的预览、存储与回放；NVR单元11内置有多个IPC(图中未示出)，为了与后续介绍的IPC进行区分，这里称为第一IPC，网络交换机12设置有POE网口，上述多个第一IPC与POE网口连接，值得一提的是，本实施例中，POE网口为网络电源复合接口，也就是网络和电源的复合接口。本实施例中，第一IPC的个数为四个，当然，在本实施例的一些情况下，第一IPC的个数根据具体情况可进行调整。NVR单元11具有至少一个SATA外置接口。不同的视频格式占用不同的网络带宽和不同的硬盘存储容量，具体参见下表(编码算法采用H.264)：

比如：如果设置四个摄像点，图像保存30天，存储容量计算方式如下：

总容量＝42GB*4*30＝5040GB，按每天使用8小时计算，使用2TB硬盘图像可保存50天左右。

该NVR单元11支持VGA输出分辨率可达1920x1080p；具备UI操作界面，支持开机录像功能；支持即时回放功能，在预览画面下对指定通道的当前录像进行回放，并且不影响其他通道预览；支持最大4路720P实时同步回放和多路同步倒放；支持硬盘配额存储模式，可对不同通道分配不同的录像保存容量；支持网络检测(网络流量监控、网络抓包、网络资源统计)功能。

本实施例中，网络交换机12设有状态指示灯和多个自适应以太网接口，具体为八个10/100Mbps自适应以太网端口，纠错全双工/半双工自适应；网络交换机12支持4路IP视频输入，每路最大码流为5M，服务端3需求码流20M，上连服务端3连接码流最大10M，核心网络结构码流要求为50M，该车载视频监控系统采用D_link DES 1008A交换机主板作为数据交换核心，该主板采用1.6G交换背板，完全可以满足现有需求。该网络交换机12的应用层级有两层，传输速率为10/100Mbps，纠交换方式为存储-转发纠错，背板带宽为1.6Gbps纠错，包转发率为1.19Mpps纠错，端口描述；网络标准为IEEE 802.3、IEEE 802.3u或IEEE 802.3x纠错；其纠错电源电压为DC 5V、电流为1A，电源功率最大为4.36W。当然，在本实施例的一些情况下，上述参数的大小可根据具体情况进行相应调整。

图3为本实施例中双备份电源单元的结构示意图。图3中，该双备份电源单元13包括开关电源模块131、智能分配模块132和输出保护单元133；其中,智能分配模块132分别与开关电源模块131和输出保护单元133连接，输出保护单元133还分别与NVR单元11、网络交换机12、服务端3和前端摄像机阵列单元2连接。其中，开关电源模块131包括第一开关电源模块1311和第二电源开关模块1312，第一开关电源模块1311和第二电源开关模块1312连接，第一开关电源模块1311还与智能分配模块132连接、用于向前端摄像机阵列单元2供电，第二电源开关模块1312还与智能分配模块132连接、用于向NVR单元11、网络交换机12和服务端3供电。

本实施例中，该物联网车载视频监控系统根据各模块的参数情况，运行最大功率为60W，双备份电源单元13输出能力达到190W，为3倍余量，双备份电源单元13要求宽电压输入(6-36VDC)，精准12.7V输出。对于开关电源模块131来说，第一开关电源模块1311或第二电源开关模块1312的输出功率达到95W，输出最大电流为8A(电压为12V时)，单个第一开关电源模块1311或第二电源开关模块1312可满足整个车载视频监控系统的供电。对于本实施例而言，双备份电源单元13的输入电压为0-36VDC，输出电压为12.7VDC，输出电流为8A，允许电压偏差为5％，对接地的要求是良好接地<5欧，对于延时输出、关闭功能0-3600秒可自定义。

本实施例中，智能分配模块132通过电流为40A，正常工作时第一开关电源模块1311向四台网络摄像机供电，第二电源开关模块1312向NVR单元11、网络交换机12和服务端3供电，在第一开关电源模块1311或第二电源开关模块1312中的任何一个发生故障或电压偏离设定电压时，由另外一个电源开关模块接管供电，例如：当第一开关电源模块1311发生故障或电压偏离设定电压0.7V时，由第二电源开关模块1312接管供电；当第二开关电源模块1312发生故障或电压偏离设定电压时，由第一电源开关模块1311接管供电，所以电源供电比较稳定。值得一提的是，本实施例中设定电压为0.7V，当然，在本实施例的一些情况下，设定电压的值可根据具体情况进行相应调整。本实施例中，智能分配模块132的输入电压为12.7VDC，正常输出电压为12.7VDC，故障输出电压为12V，允许最大电流为20A*2，切换电压偏差为0.7V，对接地没有任何要求。

本实施例中，输出保护单元133由5个1.5A及2个2.5A自恢复熔丝组成，分别独立向网络摄像机、网络交换机12、服务端3以及NVR单元11供电，当输出电流超过额定容量时或发生短路时切断下级供电，最大限度地对整个车载视频监控系统的电气安全提供保护。

图4为所述实施例中服务端的结构示意图，图4中，服务端3包括ARM9主板31、显示器32和SD卡存储器33，ARM9主板31分别与显示器32、SD卡存储器33和POE网口连接，显示器32也与POE网口连接。值得一提的是，SD卡存储器33的个数至少为一个。服务端3还内置有一个IPC，这里称为第二IPC，第二IPC与POE网口连接。服务端3的硬件部分采用ARM-9架构工业控制主板即ARM9主板31，软件为嵌入式Linux操作系统，Linux具有强大的网络能力，组建网络可靠，这是一般的RTOS无法比拟的。前端的主机1具备停电后来电自动运行、自动定时重启、退出系统即关机等系统安全管理功能。系统内置软件看门狗，确保系统停止工作30秒即强行复位重启系统。支持4CIF(704*576)和CIF以上格式，在该分辨率下可输出实时图像，支持对前端的网络摄像机及NVR单元11取流，支持主机图像、配置数据管理，支持最高分辨率下的远程和本地回放，支持ONVIF协议，服务端3作为主机1的后备存储方式，采用256K码流、8fps。

本实施例设置四个摄像点，图像保存7天，存储容量计算方式如下：总容量＝2.6GB*4*7＝72.8G，按照每天工作8小时计算，采用32G卡可存储9天。

本实施例中，服务端3可接符合ONVIF、PSIA、RTSP标准及众多主流厂商的网络摄像机；最大支持300万像素高清网络视频的预览、存储与回放；支持VGA输出分辨率可达1920*1080p；支持开机录像功能；支持即时回放功能，在预览画面下对指定通道的当前录像进行回放，并且不影响其他通道的预览；支持最大4路720P实时同步回放和多路同步倒放；支持网络检测(网络流量监控、网络抓包、网络资源统计)功能；支持违规操作智能识别并告警功能；支持人面识别功能和行为分析功能；支持连接服务器并自动上传图像文件功能。

图5为本实施例中中心管理存储单元的结构示意图，图5中，中心管理存储单元4包括服务器41、管理中心42和NAS设备43；管理中心42分别与NAS设备43和服务器41连接。其中，管理中心42用于图像监视，NAS设备43用于存储图像记录。具体地，中心管理存储单元4具有存储服务器图像记录的功能，即图像记录可以灵活地通过内部网络记录在管理中心的NAS设备43中；具有录像回放功能，网络内的任意授权用户可以回放其授权范围内的任意视频图像，具备强大的索引功能可以定位其要找的视频，节约客户的时间；具有图像监视功能，管理中心42的操作员通过安装业务平台软件观看录像图像，也可以通过连接硬解码器，在大屏幕电视墙上观看图像，提供类似于传统模拟监控中心的操作体验，且对数字视频近乎于百分百的还原，提供清晰、流畅的监控效果。具有配置数据管理功能，可以通过下发配置文件方式对车载视频监控系统配置参数自动进行升级或调整。具有自动下载录像文件功能，即可以通过固定停车场内部wifi网络自动识别进入的车辆，wifi网络连通后进行服务端3的录像文件的自动下载，使得该车载视频监控系统的录像文件进行第三方存储，更加安全、可靠。

总之，在本实施例中，通过设置主机1、前端摄像机阵列单元2、服务端3以及中心管理存储单元4，使得不同的厂家互相兼容性能较好，形成一套可管理、稳定、可扩充的、双备份新型物联网车载视频监控系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种物联网车载视频监控系统，其特征在于，包括主机、前端摄像机阵列单元、服务端以及用于存储图像记录、录像回放、图像监视、配置数据和自动下载录像文件的中心管理存储单元；所述主机、前端摄像机阵列单元和服务端之间通过高速网络通道进行交互，所述中心管理存储单元通过无线网络与所述服务端交互；

所述主机包括用于进行视频预览、存储和回放的NVR单元、用于进行数据交换的网络交换机以及用于给系统进行供电的双备份电源单元，所述NVR单元分别与所述网络交换机和双备份电源单元连接，所述网络交换机还与所述双备份电源单元连接，网络交换机和双备份单元还分别与前端摄像机阵列单元连接，其中：所述NVR单元内置有多个第一IPC，所述网络交换机设置有POE网口，所述多个第一IPC与所述POE网口连接，所述POE网口为网络电源复合接口，所述双备份电源单元包括开关电源模块、智能分配模块和输出保护单元，所述智能分配模块分别与所述开关电源模块和输出保护单元连接，在第一开关电源模块或第二电源开关模块中的任何一个发生故障或电压偏离设定电压时，由另外一个电源开关模块接管供电，所述输出保护单元还分别与所述NVR单元、网络交换机、服务端和前端摄像机阵列单元连接，当输出电流超过额定容量时或发生短路时切断下级供电；所述开关电源模块包括第一开关电源模块和第二电源开关模块，所述第一开关电源模块和第二电源开关模块连接，所述第一开关电源模块还与所述智能分配模块连接、用于向所述前端摄像机阵列单元供电，所述第二电源开关模块还与所述智能分配模块连接、用于向所述NVR单元、网络交换机和服务端供电；

所述服务端内置有一个第二IPC，所述第二IPC与所述POE网口连接；

所述中心管理存储单元包括服务器、用于图像监视的管理中心和用于存储图像记录的NAS设备，所述管理中心分别与所述NAS设备和服务器连接。

2.根据权利要求1所述的物联网车载视频监控系统，其特征在于，NVR单元具有至少一个SATA外置接口。

3.根据权利要求1所述的物联网车载视频监控系统，其特征在于，所述网络交换机设有状态指示灯和多个自适应以太网接口。

4.根据权利要求1所述的物联网车载视频监控系统，其特征在于，前端摄像机阵列单元包括多个网络摄像机，所述网络摄像机为半球形，所述网络摄像机还设有红外灯。

5.根据权利要求1所述的物联网车载视频监控系统，其特征在于，所述服务端包括ARM9主板、显示器和SD卡存储器，所述ARM9主板分别与所述显示器、SD卡存储器和POE网口连接。