專利名稱：一種插板式視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控管理平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠兼容模擬視頻和數(shù)字視 頻的插板式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要分為模擬、數(shù)模結(jié)合和網(wǎng)絡(luò)三種類別，模擬 視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要特征是視頻監(jiān)控信號以模擬方式進行傳輸、存儲和查 看，系統(tǒng)主要組成為攝像機、矩陣、顯示設(shè)備等；數(shù)模結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng) 主要特征是視頻監(jiān)控信號在前端采集部分以模擬方式進行采集，在數(shù)據(jù)的 存儲、查看部分則以壓縮編碼后的數(shù)字方式進行，系統(tǒng)主要組成為攝像機、 數(shù)字硬盤錄像機DVR、顯示設(shè)備等；網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要特征是視頻監(jiān) 控信號在前端進行采集時立即轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后在整個系統(tǒng)內(nèi)以數(shù)字 方式進行傳輸、存儲及查看，系統(tǒng)主要組成為攝像機、數(shù)字視頻服務(wù)器、 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺、顯示設(shè)備等。實際使用中，現(xiàn)有的上述幾種監(jiān)控系 統(tǒng)均存在著一些問題。
首先，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制部分多由軟件來實現(xiàn)，而通過編制 程序的方式完成控制部分的各項功能則限制了系統(tǒng)的容量，同時此種集中 處理的方式也影響了系統(tǒng)的運行速度。
另 一方面，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的平臺無法或不便于接入模擬視頻監(jiān)控 系統(tǒng)，而模擬視頻監(jiān)控的矩陣等設(shè)備又無法接入網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺，故各 類系統(tǒng)互聯(lián)互通困難。但實際的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的建設(shè)項目多為模擬視頻監(jiān) 控系統(tǒng)，新建的視頻監(jiān)控項目中，數(shù)模結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系 統(tǒng)又占了主要部分。因此，如何對現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行改進，開發(fā)一個能夠同時接入 模擬視頻和數(shù)字視頻的、具有大容量的視頻監(jiān)控平臺具有較強的現(xiàn)實意 義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種改進 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括前端部分、 傳輸部分、控制部分和應(yīng)用部分，其中前端部分完成視頻信號的采集， 傳輸部分將采集信號傳輸至控制部分，控制部分處理后將視頻信號傳 輸至應(yīng)用部分，而且，系統(tǒng)的控制部分由硬件設(shè)備實現(xiàn)，該部分各組 成模塊均為插板式，各插板通過工業(yè)交換背板總線相連接。
優(yōu)選地，控制部分的組成模塊包括管理平臺插板、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板、 錄像存儲插板、數(shù)字視頻接口插板、模擬視頻接入插板中的一部分或 全部，所述各插板均連接至所述工業(yè)交換背板總線。
優(yōu)選地，上述管理平臺插板是基于X86的硬件板卡或基于ARM的嵌 入式硬件。
優(yōu)選地，所述的視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板采用硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片或FPGA實 現(xiàn)。其中，硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片可以為Intel2400。
可選地，上述視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板也可以通過Linux流媒體服務(wù)器軟件 方式實現(xiàn)。
可選地，上述錄像存儲插板通過軟件方式實現(xiàn)。
優(yōu)選地，所述的數(shù)字視頻接口插板為以太網(wǎng)接口 RJ45或光纖數(shù)據(jù)接
d o
優(yōu)選地，上述模擬視頻接入插板為分布式的視頻編碼服務(wù)器或視頻 編碼壓縮板。
可選地，上述的系統(tǒng)控制部分的各相同功能的插板均可根據(jù)實際需 要，設(shè)置為兩個或兩個以上。可選地，上述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的工業(yè)交換背板總線為GPGI 或ATGA總線。
可選地，上述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，所述工業(yè)交換背板總線為自定義數(shù) 據(jù)總線。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種視頻監(jiān)控管理平臺，其包括具 有多個插槽的工業(yè)交換背板總線和分別插于該工業(yè)交換背板總線的插 槽上的多個功能插板，所述功能插板包括管理平臺插板、視頻流轉(zhuǎn)發(fā) 插板、錄像存儲插板、數(shù)字視頻接口插板、模擬視頻接入插板中的部 分或全部，經(jīng)由工業(yè)交換背板總線統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)所述插于工 業(yè)交換背板總線上的功能插板相互協(xié)調(diào)工作。
可選地，預(yù)留上述工業(yè)交換背板總線的未插入功能插板的空閑插槽， 該空閑插槽用于收納實現(xiàn)功能擴展的各種功能插板。
可選地，上述工業(yè)交換背板總線的用于插入功能插板的插槽系具有 同一標(biāo)準(zhǔn)的插槽。
可選地，上述功能插板中的部分或全部的實現(xiàn)相同功能的插板數(shù)量 為兩個或兩個以上。
本發(fā)明由于利用成熟的工業(yè)背板總線CPGI或ATCA，通過插板式專 業(yè)硬件的方式分別設(shè)計視頻監(jiān)控的管理平臺插板、流轉(zhuǎn)發(fā)插板、錄像 存儲插板、數(shù)字視頻接口插板、模擬視頻接入插板，實現(xiàn)了對模塊視 頻和數(shù)字視頻的統(tǒng)一接入和管理，提高了系統(tǒng)的承載能力和運行速度， 同時，本發(fā)明還可以設(shè)置多塊相同的硬件插板實現(xiàn)多設(shè)備分擔(dān)負荷， 以進 一 步增大視頻監(jiān)控系統(tǒng)的容量。


下文將參照附圖對本發(fā)明的具體實施方案進行更詳細的舉例說明， 其中圖1是本發(fā)明具體實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1是本發(fā)明的具體實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括 前端部分、傳輸部分、控制部分和應(yīng)用部分。其中，前端部分完成視
頻信號的采集，可以為模擬采集設(shè)備7或數(shù)字采集設(shè)備8。傳輸部分 10將采集的信號傳輸至控制部分，視頻信號經(jīng)控制部分處理后可根據(jù) 需要傳輸至應(yīng)用部分的監(jiān)控視音頻應(yīng)用設(shè)備9。本實施例中，控制部分 (也可以被稱為監(jiān)控管理平臺或裝置)可以通過硬件設(shè)備實現(xiàn)，該部 分的各組成模塊可采用插板式結(jié)構(gòu)，各插板通過工業(yè)交換背板總線6 相連接。在圖1所示的實施例中，控制部分主要由管理平臺插板1、視 頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板2、錄像存儲插板3、數(shù)字視頻接口插板4、模擬視頻接 入插板5組成。所述工業(yè)交換用背板總線具有很多可以收納各種功能 插板的插槽，前述各種功能插板，比如管理平臺插板1、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插 板2、錄像存儲插板3等，都可以直接插入所述工業(yè)交換用背板總線6 的插槽內(nèi)。在本實施例中，所述工業(yè)交換用背板總線的插槽有很多還 處理閑置狀態(tài)以作功能擴展之用，既可以增加已有的同類功能插板的 數(shù)量，也可以根據(jù)實際需要定制新的功能插板，實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活擴展。 上述工業(yè)交換背板總線的用于插入功能插板的插槽是具有同一標(biāo)準(zhǔn)的 插槽。
管理平臺插板1主要實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備管理、用戶管理功能， 由基于X86的硬件板卡或者基于ARM的嵌入式硬件平臺實現(xiàn)。整個監(jiān) 控管理插板中，所有要接入的模擬視頻和數(shù)字視頻設(shè)備都要向管理平 臺插板進行注冊、建立連接、接受控制及返回控制結(jié)果等。根據(jù)系統(tǒng) 需要及硬件的性能，管理平臺插板可以設(shè)置多個，以此實現(xiàn)多級的級 聯(lián)或者多級負荷分擔(dān)，滿足高可靠性、大容量的要求。
視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板2負責(zé)進行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)報 文單組播轉(zhuǎn)換和復(fù)制分發(fā)，主要完成將網(wǎng)絡(luò)單播數(shù)據(jù)報文的一路數(shù)據(jù) 復(fù)制分發(fā)為多路數(shù)據(jù)，將單播數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)換成組播報文或者將組播報 文轉(zhuǎn)換成單播報文。視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板或者采用硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片如Intel2400等或者FPGA實現(xiàn)。另外，視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板也可以采用軟件 方式實現(xiàn)，如Linux下的流媒體服務(wù)器軟件。
錄像存儲插板3負責(zé)將視頻監(jiān)控的視音頻數(shù)據(jù)進行存儲，完成數(shù)據(jù) 報文往存儲設(shè)備如磁盤陣列、大容量硬盤等設(shè)備的寫入。錄像存儲插 板可以采用諸如IPSan等專門的硬件設(shè)備實現(xiàn)，也可以采用軟件實現(xiàn)。 存儲采用的協(xié)議可采用網(wǎng)絡(luò)存儲協(xié)議NAS、直接存儲協(xié)議DAS、專業(yè)存 儲網(wǎng)絡(luò)SAN等不同方式。
數(shù)字視頻接口插板4負責(zé)實現(xiàn)對采集來的壓縮編碼后的數(shù)字視頻信 號進行接入，以及處理后的視頻信號對應(yīng)用設(shè)備的輸出。通常采用以 太網(wǎng)接口 RJ45或者光纖數(shù)據(jù)接口， 一般采用具有多個網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備實現(xiàn)，比如多個以太網(wǎng)口的網(wǎng)絡(luò)交換機、或者多路光纖接口的光 交換機等。
模擬視頻接入插板5對傳輸過來的模擬視頻進行信號接入、數(shù)字編 碼壓縮等處理。通常采用分布式的視頻編碼服務(wù)器或者高密度多端口 的視頻編碼壓縮板來實現(xiàn)，輸入接口一般是一個或多個BNG接口，輸 出為編碼壓縮為H.264、 Mpeg4、 AVS、 Mjpeg等多種格式的數(shù)字信號， 并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)接口進行傳輸。
工業(yè)交換用背板總線6負責(zé)將管理平臺插板、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板、錄 像存儲插板、數(shù)字視頻接入插板、模擬視頻接入插板等多個插板進行 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換，通常采用開放的工業(yè)控制總線如GPGI、 ATCA總線或 者采用自己定義的數(shù)據(jù)總線格式。
模擬采集設(shè)備7屬于系統(tǒng)的前端部分，可以以模擬方式完成視音頻 數(shù)據(jù)、開關(guān)量報警數(shù)據(jù)的采集，通常由帶云臺或者不帶云臺的模擬攝 像機等實現(xiàn)。模擬采集設(shè)備可以直接或者通過模擬網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞竭B 接到系統(tǒng)控制部分的模擬視頻接入插板5。
數(shù)字采集設(shè)備8也屬于系統(tǒng)的前端部分，可以以數(shù)字方式完成視音 頻數(shù)據(jù)、開關(guān)量報警等信息的采集，并直接輸出編碼后的數(shù)字信號，所述數(shù)字采集設(shè)備通常為帶云臺功能或不帶云臺功能的網(wǎng)絡(luò)攝像機。 數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)接入到系統(tǒng)控制部分的數(shù)字視頻接口
插板4。
監(jiān)控視音頻應(yīng)用輸出設(shè)備屬于系統(tǒng)的應(yīng)用部分，是用來完成數(shù)字方 式的視頻監(jiān)控信息的查看、下載、報警聯(lián)動應(yīng)用的終端設(shè)備，通常為 PC機、電視墻、移動終端設(shè)備等，這些設(shè)備通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與控制 部分的數(shù)字視頻接口插板4連接。
數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)10完成視頻監(jiān)控視音頻信息、各種設(shè)備之間的通信 協(xié)議的傳輸，通常為數(shù)字化的IP網(wǎng)絡(luò)，在對視頻監(jiān)控的圖像和實時性 要求高時，可以采用組建一個專用視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的方式；如果對視頻 監(jiān)控的圖像效果和實時性要求不高時，也可以采用公用的Internet或 者運營的公用網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。
本實施例中，數(shù)字視頻接入和使用步驟包括數(shù)字采集設(shè)備將視音 頻信息進行采集和數(shù)字化的傳輸；經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將視頻流送入控 制部分的數(shù)字視頻接入插板，視頻監(jiān)控管理平臺插板根據(jù)用戶的請求 將數(shù)據(jù)信號經(jīng)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板進行流的分發(fā)、錄像存儲插板對數(shù)據(jù)流 進行存儲；實時視頻流或者存儲在錄像存儲插板的錄像，經(jīng)過視頻流 轉(zhuǎn)發(fā)插板的處理后，用戶可以通過監(jiān)控視音頻應(yīng)用輸出設(shè)備進行查看。
本實施例中，模擬視頻接入和使用步驟包括模擬采集設(shè)備將視音 頻信息進行采集和傳輸，然后模擬的視頻信號經(jīng)過模擬網(wǎng)絡(luò)直接輸送 到模擬視頻接入插板，或者通過數(shù)據(jù)和數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備如監(jiān)控視頻服務(wù) 器DVS等數(shù)字的轉(zhuǎn)化，送到數(shù)字視頻接入插板，然后進行參照數(shù)字視 頻接入和使用的流程進行處理；經(jīng)模擬視頻接入插板進行處理過的數(shù) 字信號，將視頻流送入視頻監(jiān)控管理平臺插板，視頻監(jiān)控管理平臺根 據(jù)用戶的請求將數(shù)據(jù)信號經(jīng)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板進行流的分發(fā)、錄像存儲 插板對數(shù)據(jù)流進行存儲；實時視頻流或者存儲在錄像存儲模塊的錄像， 經(jīng)過視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板的處理后，用戶可以通過監(jiān)控視音頻應(yīng)用輸出設(shè)備進行查看。
實際使用中，若系統(tǒng)面臨更大容量、更多負荷的要求時，本發(fā)明還 可以對涉及的系統(tǒng)進行大容量擴展，即采用對某一指定功能模塊進行 多塊設(shè)備負荷分擔(dān)的方式來增加容量。可采用對某一指定模塊進行多 塊設(shè)備負荷分擔(dān)的方式來增加容量。例如，對于管理平臺，可通過多 塊硬件板卡分擔(dān)負荷的方式，增加設(shè)備的容量；對于視頻流轉(zhuǎn)發(fā)模塊， 可通過多塊硬件板卡分擔(dān)負荷的方式，增加設(shè)備的流轉(zhuǎn)發(fā)容量；對于 錄像存儲模塊，可通過多塊硬件板卡負荷分擔(dān)的方式，增加設(shè)備的存 儲容量。
另外，在實際使用中還可以根據(jù)實際需要對上實施例進行變化，可 以去掉其中的部分模塊插板，也可以增加其中部分插板的數(shù)量，而且 可以利用工業(yè)交換用背板的擴展功能，自主開發(fā)新的功能插板，以滿 足各種需要，實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活定制?？梢?，本發(fā)明采用模塊化設(shè)計， 所有模塊的插板可根據(jù)需要進行靈活的定制配置，且具備設(shè)備的高度 集中管理能力，而且系統(tǒng)還可以同時接入模擬方式的視頻監(jiān)控信號和 數(shù)字方式的視頻監(jiān)控信號，實現(xiàn)了對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原有模擬設(shè)備和 新建數(shù)字設(shè)備的兼容接入，而且設(shè)備的模塊可采用分擔(dān)負荷的方式實 現(xiàn)設(shè)備管理，擴充更大的設(shè)備容量，具有較強的實用價值。
應(yīng)當(dāng)說明的是，以上描述旨在說明本發(fā)明的具體實施方案，不能理 解為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明所要求保護的范圍僅由權(quán)利要求書進行 限制。
權(quán)利要求
1、一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括前端部分、傳輸部分、控制部分和應(yīng)用部分，其中前端部分完成視頻信號的采集，傳輸部分將采集信號傳輸至控制部分，控制部分處理后將視頻信號傳輸至應(yīng)用部分，其特征在于，所述控制部分由硬件設(shè)備實現(xiàn)，該部分各組成模塊為插板式，各插板通過工業(yè)交換背板總線相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控 制部分的組成模塊包括管理平臺插板、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板、錄像存儲插 板、數(shù)字視頻接口插板、模擬視頻接入插板中的一部分或全部，所述 各插板均連接至所述工業(yè)交換背板,惑線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 管理平臺插板是基于X86的硬件板卡或基于ARM的嵌入式硬件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板采用硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片或FPGA實現(xiàn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片為Intel2400。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板通過Linux流媒體服務(wù)器軟件方式實現(xiàn)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 錄像存儲插板通過軟件方式實現(xiàn)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 數(shù)字視頻接口插板為以太網(wǎng)接口 RJ45或光纖數(shù)據(jù)接口 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的 各相同功能的插板可為兩個或兩個以上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)交換背板總線為CPCI或ATGA總線。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所 述工業(yè)交換背板總線為自定義數(shù)據(jù)總線。
13、 一種視頻監(jiān)控管理平臺，其包括具有多個插槽的工業(yè)交換背 板總線和分別插于該工業(yè)交換背板總線的插槽上的多個功能插板，所 述功能插板包括管理平臺插板、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)插板、錄像存儲插板、數(shù) 字視頻接口插板、模擬視頻接入插板中的部分或全部，經(jīng)由工業(yè)交換 背板總線統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)所述插于工業(yè)交換背板總線上的功能 插板相互協(xié)調(diào)工作。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的監(jiān)控管理平臺，其特征在于，預(yù)留所 述工業(yè)交換背板總線的未插入功能插板的空閑插槽，該空閑插槽用于 收納實現(xiàn)功能擴展的各種功能插板。 .
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的監(jiān)控管理平臺，其特征在于，所述工 業(yè)交換背板總線的用于插入功能插板的插槽系具有同 一標(biāo)準(zhǔn)的插槽。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的監(jiān)控管理平臺，其特征在于，所述功 能插板中的部分或全部的實現(xiàn)相同功能的插板數(shù)量為兩個或兩個以 上。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括前端部分、傳輸部分、控制部分和應(yīng)用部分，其中前端部分完成視頻信號的采集，傳輸部分將采集信號傳輸至控制部分，控制部分處理后將視頻信號傳輸至應(yīng)用部分，所述控制部分由硬件設(shè)備實現(xiàn)，該部分各組成模塊均為插板式，各插板通過工業(yè)交換背板總線相連接。本發(fā)明由于利用成熟的工業(yè)背板總線，通過插板式專業(yè)硬件的方式分別設(shè)計系統(tǒng)控制部分各模塊，實現(xiàn)了對模塊視頻和數(shù)字視頻的統(tǒng)一接入和管理，提高了系統(tǒng)的承載能力和運行速度，同時，本發(fā)明還可以設(shè)置多塊相同的硬件插板實現(xiàn)多設(shè)備分擔(dān)負荷，進一步增大視頻監(jiān)控系統(tǒng)的容量。
文檔編號H04N7/18GK101420600SQ20081023911
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者青 俞, 王海增, 鄧中翰, 金兆瑋 申請人:北京中星微電子有限公司