CN1561108A - 网络视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台的第三代网络视频监控系统。该系统通过IP承载网将前端子系统、客户端子系统以及中心服务平台互联。其中中心服务平台由全国管理中心、省/区域管理中心、本地中心组成。由电信服务商提供面向全国的网络视频监控、安防告警等业务。

Description

网络视频监控系统

技术领域

本发明一般涉及视频监控系统，本发明尤其涉及以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台的第三代网络视频监控系统。

背景技术

我国网络视频监控技术的发展都经历了下面三个阶段：

1.早期的闭路视频监控系统。它由安防产品演化而来，是我国第一代模拟视频监控系统。

2.始于九十年代中期的基于PC机的插卡式视频监控系统。尽管初步实现了数字化，但囿于图像质量、稳定性以及远程传输监控等技术方面的不足，使这种第二代视频监控系统仍仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。

3.九十年代末开发的网络视频监控系统。随着计算机、网络、通信技术的日趋成熟，各种实用型视频技术的不断完善，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的第三代网络视频监控系统才从根本上使视频监控从幕后走向了前台。

与传统的视频监控系统相比，网络视频监控系统更便于计算机进行视频信息的压缩、储存、分析、显示以及报警等自动化处理，从而实现无人值守；通过网络平台实现了远距离监控，即使是数千公里外也能达到亲临现场的效果；利用先进的软件系统不仅在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析，提高了监控效率，且能获得更为逼真、清晰的数字化图像质量与更为便捷、实用的监控管理和维护。总之，网络视频监控系统是一项集计算机、网络、通信以及视频编解码等多项高新技术的整合产品。

由于认识到网络视频监控是一项有着巨大市场前景的电信业务，为此需要开发电信级的网络视频监控系统。

发明内容

本发明提供一种网络视频监控系统，其物理架构包括：前端子系统、客户端子系统以及中心服务平台，其中，中心服务平台通过IP承载网络与前端子系统和客户端子系统相连。

前端子系统是由用于音视频信息、告警信息、控制信息的获取、缓存、编码、转发以及可能需要存储的所有设备组成的子系统，它包括：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出装置、本地数字视频录像机等。

客户端子系统是用于浏览和控制远端视频及系统的设备，它包括：实时、历史音视频的解码播放、用户管理界面、业务开通和管理界面、系统维护界面、报警显示以及矩阵显示墙等。

中心服务平台由前端应用服务器、客户端应用服务器、业务管理子系统、告警服务子系统、认证/鉴权/计费服务器、平台管理子系统、调度子系统、存储子系统、分发子系统、控制服务子系统等组成。

可将本发明的网络视频监控系统分成运营支撑层、调度层、视频交换层和接入层，其中，业务管理子系统、告警服务子系统、认证/鉴权/计费服务器、平台管理子系统、控制服务子系统、前端应用服务器以及客户端应用服务器处于运营支撑层；调度子系统处于调度层；存储子系统和分发子系统处于视频交换层；而所述前端子系统和客户端子系统处于接入层。

本发明的网络视频监控系统具有如下的逻辑架构：前端子系统、中心服务平台中的存储子系统和分发子系统属于资源模块；前端应用服务器以及客户端应用服务器属于管理模块；中心服务平台中的业务管理子系统、告警服务子系统、认证/鉴权/计费服务器、平台管理子系统、调度子系统以及控制服务子系统也都属于管理模块，它们构成一个管理模块组；管理模块组与前端应用服务器、客户端应用服务器、存储子系统以及分发子系统之间有数据与控制信息流；前端应用服务器与前端子系统之间以及客户端应用服务器与客户端子系统之间也有数据与控制信息流；存储子系统与分发子系统之间有双向视频流；分发子系统把来自前端子系统的视频流发送给客户端子系统；以及客户端子系统可根据调度策略直接接收来自前端子系统的视频流。

本发明的网络视频监控系统具有如下的网络架构：在IP承载网之上的运营支撑层，包括所述全国管理中心以及与之连接的省/区域管理中心，还包括与所述省/区域管理中心相连的本地中心；在IP承载网之上的视频交换层，包括与所述本地中心相连的存储子系统和分发子系统，而前端子系统、客户端子系统与相应的分发子系统相连。

在本发明的网络视频监控系统中，前端子系统、分发子系统和客户端子系统之间实现级联，这样，一个分发子系统既可访问前端子系统，又可访问其他分发子系统；一个分发子系统既可被客户端子系统访问，又可以被其他分发子系统访问。

附图说明

图1是网络视频监控系统的物理架构图；

图2是中心服务平台的接口图；

图3是网络视频监控系统的分层图；

图4是网络视频监控系统的逻辑架构图；

图5是网络视频监控系统的网络架构图；

图6分发子系统级联示意图

图7分发子系统跨区域连接示意图

图8是全国管理中心的组成图；

图9是省/区域管理中心的组成图；

图10是分发子系统组成图；

图11是存储子系统组成图；以及

图12是本地中心的组成图。

具体实施方式

图1是网络视频监控系统的物理架构图。网络视频监控系统包括前端子系统、客户端子系统以及中心服务平台。

前端子系统是由用于音视频信息、告警信息、控制信息的获取、缓存、编码、转发以及可能需要存储的所有设备组成的子系统。它包括：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出装置以及本地数字视频录像机(DVR)等。其中重要的告警信息主要来自I/O串口的报警和视频服务器基于图像运动检测产生的报警。

客户端子系统是用于浏览和控制远端视频及系统的设备。包括实时、历史音视频的解码播放、用户管理界面、业务开通和管理界面、系统维护界面、报警显示以及矩阵显示墙等。它的主要功能包含：

1.显示相应区域内能提供服务的前端子系统，选择后浏览视频；

2.对接收的视频流进行解码播放；

3.支持对前端子系统的控制操作，以及录像，回放等；以及

4.接收报警信息并联动。

中心服务平台由前端应用服务器、客户端应用服务器、业务管理子系统、告警服务子系统、服务器、平台管理子系统、调度子系统、存储子系统、分发子系统、控制服务子系统等组成。中心服务平台的接口如图2所示。现将其各个组成部分的功能分别叙述如下。

前端应用服务器的功能是：

1.交互前端子系统信息并进行转发，并实现系统安全保障；以及

2.交互中央服务平台中控制服务子系统、分发子系统、存储子系统、业务管理子系统、认证/鉴权/计费(AAA)服务器、告警服务子系统、平台管理子系统的信息。

客户端应用服务器的功能是：

1.转发用户的接入认证请求，监视接入用户的退出情况并产生退出消息；

2.向客户端子系统回传权限范围内的重要数据，包括所属组织、机构、可访问的前端、摄像头、存储设备等；

3.与控制服务子系统协调，转发客户端子系统请求、指令和消息给目标设备，如转发云台操作、参数设置等；

4.向用户回传指令转发的操作结果；以及

5.接收并处理来自客户端子系统的各种操作命令(如用户管理、录像、回放)，并提交平台管理子系统做系统日志。

业务管理子系统开展与业务相关的各项管理工作，包括前端管理、客户端管理、用户管理、权限设置、业务开通管理等业务。

告警服务子系统的功能是：

1.接受来自前端应用服务器的告警，以EMAIL、短消息或其它方式通知相关人员，并可分发给当前具备相应权限的在线用户；

2.能接受告警信息取消的控制；

3.将未查看的新告警信息推送给新上线有权限用户；以及

4.支持告警信息的查询和浏览。

AAA服务器的功能是：

1.接收来自客户端应用服务器的认证请求；

2.接收来自客户端应用服务器的退出消息；以及

3.接收并处理计费、认证命令后，返回相应的处理结果(如授权信息)给客户端应用服务器。

平台管理子系统开展与平台管理相关的各项管理工作，包括网络管理、日志管理、系统管理等。

调度子系统只针对分发子系统，其主要的功能是：

1.对于客户端子系统(经过客户端应用服务器)的视频浏览请求，根据当前的系统使用情况对视频流进行合理调度；

2.接收来自客户端子系统经过客户端应用服务器的视频请求命令，并根据当前系统的使用情况要求前端子系统上传音视频流，并对音视频流进行调度；以及

3.实施调度策略。

存储子系统的功能是：

1.接收录像启动命令后，接收视频流，并启动相应的录像服务，记录到硬盘；

2.对记录的录像进行管理，支持时间、地点、事件等多种检索方式；以及

3.处理来自客户端应用服务器的录像回放命令，将录像文件或转成视频流上传给分发子系统，由其分发给客户端子系统。

分发子系统的功能是：

1.处理来自前端子系统的视频信号，根据调度信息转发给相应的分发子系统或客户端子系统等；以及

2.处理来自客户端应用服务器的录像命令以及定时报警录像，通知存储子系统，同时将视频流分发到存储子系统。

控制服务子系统的功能是：

1.接受来自客户端应用服务器的控制信息，转发给前端应用服务器；以及

2.接受由前端应用服务器返回的处理结果信息，返回给客户端应用服务器。

图3是网络视频监控系统的分层图。由图可见，该系统分为运营支撑层、调度层、视频交换层和接入层。其中，业务管理子系统、告警服务子系统、AAA服务器、平台管理子系统、控制服务子系统、前端应用服务器以及客户端应用服务器处于运营支撑层。调度子系统处于调度层。存储子系统和分发子系统处于视频交换层。而所述前端子系统和客户端子系统处于接入层。

图4是网络视频监控系统的逻辑架构图(功能层次图)。前端子系统、中心服务平台中的存储子系统和分发子系统都属于资源模块。中心服务平台中的业务管理子系统、告警服务子系统、AAA服务器、平台管理子系统、调度子系统、控制服务子系统属于管理模块，它们构成一个管理模块组。前端应用服务器以及客户端应用服务器也都属于管理模块。管理模块组与前端应用服务器、存储子系统、分发子系统以及客户端应用服务器之间有数据与控制信息流，前端应用服务器与前端子系统之间以及客户端应用服务器与客户端子系统之间也有数据与控制信息流。存储子系统与分发子系统之间有双向视频流。分发子系统是由分布在骨干网上的所述视频转移分发单元(VTDU)群组组成，它把来自前端子系统的视频流转发给客户端子系统。客户端子系统除了能够从分发子系统接受视频流外，还可根据所述调度子系统设定的调度策略直接接收来自所述前端子系统的视频流。

图5示出网络视频监控系统的网络架构图(联网图)。如图所示，在IP承载网之上的运营支撑层包括所述全国管理中心、与所述全国管理中心相连的省/区域管理中心，以及与所述省/区域管理中心相连的本地中心，在IP承载网之上的视频交换层包括与所述本地中心相连的存储子系统和分发子系统，而前端子系统、客户端子系统与相应的分发子系统相连。如图5所示，一个分发子系统既可访问前端子系统，又可访问其他分发子系统；一个分发子系统既可被客户端子系统访问，又可以被其他分发子系统访问。这样就实现了分发子系统的级联，如图6和图7所示，可以满足尽可能多的用户对同一路视频的浏览要求。

图8示出全国管理中心的组成图。全国管理中心包括：

1.全国业务管理子系统，用于进行全国业务管理、业务统计和业务分析；

2.结算数据库子系统，用于省/区域管理中心之间的结算数据管理；

3.全国AAA服务器，用于实现省/区域管理中心之间的认证、计费结算、省/区域间授权等功能；以及

4.全国平台管理子系统，用于与之相关的路由调度、网络管理。

图9示出省/区域管理中心的组成图。省/区域管理中心包括：

1.客户端应用服务器，它提供门户服务以及与全国中心之间的应用服务；

2.平台管理子系统，它实现与平台管理相关的资源调度、路由调度、网络管理、日志管理、系统管理等管理功能；

3.业务管理子系统，它进行各项管理工作，包括前端管理、客户端管理、用户管理、权限设置、业务开通管理等；

4.告警服务子系统，它收集与处理告警信息；

5.AAA服务器，它进行认证、计费、授权服务；

6.调度子系统，它只针对分发子系统，对系统分发资源进行调度，它还可以根据调度策略从客户端子系统到前端子系统直接拉视频；以及

7.控制服务子系统，它接收来自客户端应用服务器的控制信息，转发给前端应用服务器。

图10示出分发子系统组成图。分发子系统包括：

1.视频分发子系统，用于视频信息的转发和分发；以及

2.计费采集子系统，用于采集计费原始数据信息。

图11示出存储子系统组成图。存储子系统包括：

1.网络录像控制子系统，它控制不同压缩格式图像信息的网络存储；以及

2.网络存储设备，它是视频图像信息的网络存储设备。

图12示出本地中心的组成图。本地中心没有管理等职能，其数据与管理职能由省/区域管理中心掌控。本地中心如要提高功能效率，也只能对省/区域管理中心的数据与管理功能进行本地数据的镜像。本地中心包括：

1.前端应用服务器，它提供监控、告警前端与服务平台的接入应用服务；以及

2.客户端应用服务器，它提供监控、告警客户端与服务平台的接入应用服务。

Claims (6)

1.一种网络视频监控系统，所述网络视频监控系统包括前端子系统、客户端子系统以及中心服务平台，其特征在于：所述中心服务平台通过IP承载网络与所述前端子系统和所述客户端子系统相连。

2.如权利要求1所述的网络视频监控系统，其特征在于：

所述前端子系统是由用于音视频信息、告警信息、控制信息的获取、缓存、编码、发送以及可能需要存储的所有设备组成的子系统，它包括摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出装置、本地数字视频录像机等；

所述客户端子系统是用于浏览和控制远端视频及系统的设备，它包括实时、历史音视频的解码播放、用户管理界面、业务开通和管理界面、系统维护界面、报警显示以及矩阵显示墙等；以及

所述中心服务平台由前端应用服务器、客户端应用服务器、业务管理子系统、告警服务子系统、认证/鉴权/计费服务器、平台管理子系统、调度子系统、存储子系统、分发子系统、控制服务子系统等组成。

3.如权利要求2所述的网络视频监控系统，其特征在于：可将所述网络视频监控系统分为运营支撑层、调度层、视频交换层和接入层，其中，所述业务管理子系统、所述告警服务子系统、所述认证/鉴权/计费服务器、所述平台管理子系统、所述控制服务子系统、所述前端应用服务器以及所述客户端应用服务器处于所述运营支撑层；所述调度子系统处于所述调度层；所述存储子系统和所述分发子系统处于所述视频交换层；而所述前端子系统、所述客户端子系统处于接入层。

4.如权利要求3所述的网络视频监控系统，其特征在于：

所述前端子系统、所述中心服务平台中的存储子系统和分发子系统属于资源模块；所述前端应用服务器以及所述客户端应用服务器属于管理模块；所述中心服务平台中的业务管理子系统、告警服务子系统、认证/鉴权/计费服务器、平台管理子系统、调度子系统以及控制服务子系统也都属于管理模块，它们构成一个管理模块组；

所述管理模块组与所述前端应用服务器、所述客户端应用服务器、所述存储子系统以及所述分发子系统之间有数据与控制信息流；所述前端应用服务器与所述前端子系统之间以及所述客户端应用服务器与所述客户端子系统之间也有数据与控制信息流；所述存储子系统与所述分发子系统之间有双向视频流；所述分发子系统是由分布在骨干网上的所述视频转移分发单元(VTDU)群组组成，它把来自前端子系统的视频流转发给客户端子系统；以及所述客户端子系统除了能够从分发子系统接受视频流外，还可根据所述调度子系统设定的调度策略直接接收来自所述前端子系统的视频流。

5.如权利要求3所述的网络视频监控系统，其特征在于：

在IP承载网之上的运营支撑层包括所述全国管理中心、与所述全国管理中心相连的省/区域管理中心，以及与所述省/区域管理中心相连的本地中心；

在IP承载网之上的视频交换层包括与所述本地中心相连的存储子系统和分发子系统，而前端子系统、客户端子系统则与相应的分发子系统相连。

6.如权利要求5所述的网络视频监控系统，其特征在于：多个所述分发子系统之间实现级联，这样，一个所述分发子系统既可访问所述前端子系统和其他所述分发子系统，也可被所述客户端子系统和其他所述分发子系统访问。

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