视频监控网络摄像机与视频服务器解析

什么是网络摄像机和视频服务器

    长期以来，模拟电视监控因为技术成熟、产品系列齐全，使得其应用发挥得淋漓尽致。但随着应用的日益深入、用户想象力的不断提高，模拟电视监控也逐渐暴露出其先天上的不足：第一较难解决信号长距离传输问题、第二难于达到多点远程监控的要求、第三对各种电干扰的侵袭显得较无奈。

    面临模拟监控的困惑，数字监控、网络监控应运而生，数字化网络监控能轻而易举地解决信号长距离传输问题、能方便地实现多点远程监控，并抗电干扰能力也大大增强。

    由于网络摄像机和视频服务器在图像监控舞台刚刚成为主角，人们或许对它的前世今生尚不了解，借此契机，本文作简要介绍。

    网络摄像机和视频服务器是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于 WEB 的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网， INTERNET 或无线网络送至终端用户。而远端用户可在自己的 PC 上使用标准的网络浏览器，根据网络摄像机和视频服务器自带的 IP 地址，对网络摄像机和视频服务器进行访问，使能实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。

网络摄像机和视频服务器结构

    网络摄像机一般由镜头、图像传感器、 A/D 转换器、视频编码器、控制器及存储器、网络视频服务器、外部报警／控制接口等部分组成。

    网络摄像机和视频服务器的工作过程是：图像信号经过镜头输入，由图像传感器转化为电信号， A/D 转换器将模拟电信号转换为数字电信号，再经过编码器按一定的编码标准进行编码压缩，再在控制器的控制下，由网络视频服务器按一定的网络协议上传局域网或 INTERNET ，控制器还可以接收报警及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。

    网络摄像机和视频服务器首先采集图像。摄像机镜头聚焦影像到影像传感器 (CCD 靶面 ) ，但在这些影像信号到达 CCD 之前要先通过光学滤镜，使得只有合适的光线才可以被显示出来。

    网络摄像机和视频服务器的 32 位的 CPU 、闪存和动态存储器是网络摄像机和视频服务器的大脑与心脏，有着微型计算机的功能，它们共同处理摄像机与网络之间的交流，管理着摄像机曝光、白平衡、影像清晰度，以及与图像质量有关的其它方面。它还包括管理视频压缩元件，其功能是把这些数字图像资料压缩到包含尽量少的数据信息，并分组打包，从而能实现网络上的高效传输。

    网络视频服务器给网络摄像机提供 10/100 兆位的以太网连接功能，它采用了 TCP/IP 、 RTP/RTCP 、 UDP 、 HTTP 等相关网络协议，允许用户通过 IE 浏览器根据网络摄像机和视频服务器的 IP 地址对网络摄像机和视频服务器进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。

    网络摄像机和视频服务器的外部报警、控制接口为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的 485 接口，用于报警信号输入输出的 I/O 口。如红外探头报警，便发报警信号给网络摄像机和视频服务器，网络摄像机和视频服务器自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机和视频服务器侦测到有移动目标出现时，亦可发出报警信号。

网络摄像机和视频服务器安装参考

    网络摄像机和视频服务器在工程实施方面主要有三个方面：一是布线，利用网络布线来传输图像；二是互联网接入，实现远程监控；三是参数设置，主要涉及到一些网络参数。

    布线

    安装网络摄像机和视频服务器要充分利用建筑内外已有的网线架构，首先考察监控现场的环境，选择最佳的安装点，然后铺设一条从安装点到最近网络接入点的网线，采用 RJ45 接口。网络摄像机和视频服务器到最近网络接入点的距离控制在 90m 左右。在布网线同时，还要考虑安装点的供电。

    互联网接入

    网络摄像机和视频服务器要通过互联网进行远程监控，这就需要在被监控的现场有一条上网线，比如 ADSL ，还需要一个互联网接入设备，比如宽带路由器或防火墙。多个网络摄像机和视频服务器可以共用一条上网线，一般 1 条 512K ADSL 可以带1～4路网络摄像机和视频服务器，当然远程的效果不如在局域网上流畅。

    参数设置

    ·网络摄像机和视频服务器要设置 IP 地址、授权帐户和视频参数等等，按照菜单设置。用 IE 浏览器来设置网络摄像机和视频服务器，网络摄像机和视频服务器出厂时都有一个默认 IP 地址和管理帐户。

    ·如果要在本地进行监控录像，这就需要 1 台电脑和 1 套专门的软件，可以进行 24 小时监控录像。电脑可使用普通办公用的电脑，需要录像就要多配硬盘，一般一路视频图像每小时所需存储量按压缩格式不同自150～500MB 不等。监控录像软件由网络摄像机和视频服务器厂家提供，可设置定时录像、移动侦测录像等等。

    ·对宽带路由器或防火墙要设置 ADSL 用户名、密码，可以自动拨号；如果没有固定 IP 地址，要设置 DDNS 动态域名解析；要设置端口映射，为每台网络摄像机和视频服务器映射一个端口， 1 个 IP 地址可以带多路网络摄像机和视频服务器，这就用端口号来区分。

    ·远程用户在电脑上用 IE 浏览器访问摄像机，要求电脑能上互联网，用户有合法的授权帐户。远程监控就像访问某网站一样，输入域名、用户名、密码就可以看到监控现场的视频图像了。再复杂一点的可以设计一个网站，建立超级链接，点击不同链接，就能访问不同的网络摄像机和视频服务器。

网络摄像机和视频服务器选购简要

    在进行网络摄像机和视频服务器的选购时，应充分考虑应用场所的网络环境，并可参考以下性能权衡作出选购。

    1 、传送实时图像对带宽需求：这是网络摄像机和视频服务器重要指标之一，不同的图像状态（静止、正常活动、高速运动）、图像分辨率、传送图像帧数，其占用网络带宽差异很大。

    2 、视频传输延时性：传输延时不可避免，但是不同的网络摄像机和视频服务器的延时值不同。延时值将影响监控的效果。

    3 、 IE 监控功能：使用 WEB 监控管理软件选择，可以 IE 网页形式提供单画面图像的监看、录像、控制等功能，无须专业软件，在进行监控图像选择时无须输入网络摄像机和视频服务器的 IP 地址，仅需访问系统的 WEB 服务器下载事先设定的监控点名称等，鼠标点击相关图像就可实现监控功能。

    4 、图像压缩算法：目前主流网络摄像机和视频服务器的压缩算法不外乎有 M-JPEG 、 MPEG-4 、 H.264 三种。 M-JPEG 压缩算法图像清晰度较好，但数据量较高。 MPEG-4 、 H.264 压缩算法压缩比高，图像清晰度高，网络传输占用带宽小，能通过各种传输方式进行远程视频图像传输。

    5 、是否支持动态 IP 自动连接和动态域名解析（DDNS）：在基于ADSL应用环境下，电信提供动态 IP 接入方式，网络摄像机和视频服务器能通过虚拟拨号来动态获得 IP 地址接入 INTERNET 时，监控电脑可以通过这个IP地址来访问网络摄像机和视频服务器，

    6 、是否具备ADSL自动拨号功能：无需专配路由器，具备PPPOE功能。

    7 、摄像机性能考虑：最低照度 / 信噪比 / 水平清晰度 / 远程控制（白平衡、自动控制、背光补偿、滤光镜开关等）；

    8 、是否支持图像调整：包括亮度、对比、色彩度等；

    9 、支持分辩率种类：一般有D1、CIF；

    10 、安全机制考虑：多级密码保护未授权用户不能访问；

    11 、支持同时监控的用户数；

    12 、是否支持 RS485 远程控制云镜；

    13 、支持接入方式：如 MODEM 、 ISDN 、 XDSL 、 LAN ；

    14 、支持协议种类，如 TCP/IP 、 FTP 、 SMTP 、 HTTP 、 SMTP 、 DHCP 、 DDNS 等；

    15 、是否支持额外警报传感器的输入输出；

    16 、是否支持警报信息发送功能 ( 发送E-Mail 、 FTP) ；

    17 、是否支持软件升级及升级途径（如通过 LAN ）；

    18 、支持视频输入 / 输出路数与接口方式；

    19 、是否支持视频丢失侦测和视频动态侦测；

    20 、工作环境温度、湿度考虑。