建筑和装修行业视频监控解决方案

 随着社会的不断进步，安全生产的概念已经深入人心，人们对安全生产的要求也越来越高。在事故多发的建筑行业，如何保证施工人员的人身安全，以及工地的建筑材料、设备等财产的保全是施工单位关心的头等大事。
      由于施工环境的限制，设备、材料的安全管理不完善及部分员工的自我防护意识的薄弱，为犯罪分子提供了可乘之机。为了建筑工地安全管理进一步完善，将监控技术引入施工现场，成了许多建筑单位的首选。由于监控环境的特殊性，建筑工地布线困难，无线监控以其自身的灵活性高，扩展性强，维护简单等优点，被许多建筑工程公司广泛采用。
      建立无线视频监控系统管理建筑工地，旨在通过3G传输技术和先进的计算机技术，加强建筑工地施工现场安全防护管理，实时监测施工现场安全生产措施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素如塔吊、井字架、施工电梯、中小型施工机械、安全网、外脚手架、临时用电线路架设、基坑防护、边坡支护，以及施工人员安全帽配戴（识别率达90%以上）等实施有效监控，随时将上述各类信息提供给相关单位监督管理，及时消除施工安全隐患。
      文明施工措施是否落实到位，不仅影响作业环境，影响市容美观，也间接直接涉及到施工现场和施工人员的安全问题。为此，无线视频监控系统也有针对性地设置了工地文明施工的监控要点，目的均在于落实安全工作。

一、总体方案概述

1.总体架构图

2.方案描述
      众所周知，建筑工地施工现场的基坑、边坡支护安全，模板工程安全，“三宝”、“四口”防护，脚手架搭设安全以及文明施工等是安全生产的基本要求。但在相当一些建筑工地中，有的施工单位片面追求高利润，不顾设计规范要求，降低安全标准的问题时有发生，留下了安全隐患。为了确保建设工程的施工安全，传统的监督方法是依靠安全管理人员深入工地检查，但由于人力有限，效率低下，已经不能适应近年来城市建设力度日益加大的新形势。因此，加强建筑工地的安全监管手段，提高安全生产监管水平，已是摆在建设安全监督部门面前的首要迫切任务。采用无线视频监控系统，通过计算机屏幕实时监管分布在全市各地的多个工地施工现场，既减轻了监管人员的工作强度，又加强了建设行政主管部门以及监管机构的调控监管力度，提高了工作效率。根据不同的施工阶段，对建筑工地的施工现场现场实施有效监控。

3.技术架构

      本方案的技术架构如上图。从上图可以看出，本系统平台是采用分布式软件架构设计的。
      主要子系统包括连接服务器、调度核心、媒体服务器、数据库系统。连接服务器和连接盒共同作用，实现用户、摄像头终端登录功能。此设计主要解决了大量并发访问的问题。单个连接盒可以同时处理3000个并发用户。系统可以配置多个连接服务器，单个连接服务器可以配多个连接盒。这样使系统平台能够处理更大并发访问量。媒体服务器的设计主要是解决媒体传输大流量的问题。媒体服务器是基于长连接打流量来设计的。结合连接服务器与连接盒的实现，使得整个平台系统处理不同的业务请求时，会更加流畅，更加得心应手。数据库系统及数据库中间件的设计，使得整个平台系统运行效率更好，结构更加清晰，更易于维护。后台服务器的所有与数据库的交互都是通过数据库中间件来实现的。并且其内部实现了缓存机制，使得常用数据的读写更快。

4.组网说明

      中心部分的控制。监控指挥中心是整个系统的控制、图像显示、图像录像中心，监控中心能向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。本方案方便宜用。通过3G网络来完成视频的传输，从而实现工地的监控。图像是CIF/D1格式，支持双码流，CIF码率在60-80KB/S，有效节省带宽。
      一部分工地前端****通过3G DVS+水滴型摄像机组成；一部分工地前端****通过3G 网络摄像机直接组成。本方案根据客户需求选用不同的****前端，防水防尘。用户还可以通过智能****/PC控制和浏览前端****设备。

5.方案特性

   ●  稳定性：
      整个后台管理平台的设计架构是参照电信运营商级别的架构来设计的。此架构的稳定性已经在多年的电信服务中得到了验证。并且在进行数据传输的过程中，采用了失败保护机制，来保证每一次数据的传输的完整性。
    ●  先进性：
      大容量、分布式媒体分发平台。本方案采用了创新的分布式程序协同工作方式，支持多路并行分布式工作，实现系统实时准确分发。同时，系统实现了基于互联网的多机并行服务，可以根据用户的物理位置和所在的网络，自动选择离用户最近（物理位置）和系统运营商网络的服务器提供服务，保证用户连接速度和使用体验****。
      平台与设备之间双向实时数据交互。不管终端设备是处于内网还是公网，使用什么类型的IP地址（IPv4/IPv6）， 不管是通过多少重防火墙连接，只要可以访问互联网，就可以视频分发和设备控制。
      使用控制命令与媒体数据通道分离的、双通道的方式，实现多机负载均衡和失败保护。本方案采用了创新的采用多通道连接技术，实现信令数据和媒体数据的分离。每一通道，都有完整的通道选择管理技术，可以实现智能的负载均衡，和失败保护。即访问的时候，自动的选择负载最轻的服务器，离用户最近的服务器。一旦服务器连接失败，可以立即连接另外的其他服务器。保证了业务的可靠和高可用性。
    ●  扩展性：
      硬件扩展性。本方案具有相当良好的系统扩展能力，只需直接增加服务器，经过简单的配置，就能实现系统性能的快速平滑扩展，从而支持更多的分支服务器和更大级别的用户量，并提供更快的系统响应速度和处理能力。值得特别提到的是，扩展的时候可以不中断系统运行，基本不会影响正常的业务处理应用。
      软件扩展性。本方案采用了OOP（Object Oriented Programming，面向对象的程序设计）的设计思想来进行架构设计。将系统的功能、模块都进行了封装。若要进行功能的扩展、功能的增加，这种设计模式将会很容易的进行扩展。
    ●  安全性：
      本方案的所有传输都是基于加密了的传输通道进行的。视频媒体数据采用了混沌算法进行加密。其加密效率和算法安全性都是比较先进的。控制命令在传输的过程中采用的非对称加密。即使被非法获取，也是无法进行破译的。
 

二、系统平台介绍

1.PC管理客户端

      PC客户端是基于C/S架构来进行开发的，可以通过此客户端程序来对自行车****点的摄像机进行管理。主要包括：

      摄像机****位置的调整。此功能主要是对摄像机的云台进行调整，可以对摄像机进行上下左右的转动，来达到****不同角度的目的。
      历史视频****文件的查看。若发生突发事件，要调用某个****点的历史视频****录像时，可以通过PC客户端软件来查看历史录像。此软件支持多用户同时查看同一个视频录像。
    历史视频****文件的清除。当系统使用了一段时间以后，历史录像会越来越多，占用很大的磁盘空间。此时，可以通过此软件将时间较老的历史视频录像手动删除。另外，还可以在后台进行设定，将历史录像设为循环录像。当空间满了以后，系统会自动会替换掉最老的历史录像。
      焦距调节。PC客户端软件可以对终端摄像机的焦距进行调整。也可以用摄像机的自动对焦功能，进行对焦。

      其主要界面如下图：

      此外，PC客户端还支持多画面同时播放、图像的水平/垂直翻转、修改用户密码等功能。

2.****客户端
    
      ****客户端就是将PC客户端的功能移到****上面。功能大体都是一样的。具体功能说明参见“PC管理客户端”。****客户端软件支持目前主流的****操作系统，具体包括：Windows Mobile、Iphone、Android、Symbian等。****的操作界面如下，以Symbian为例，其他****操作系统的界面类似。

3.WEB后台管理端
    
      WEB后台管理端的功能是对系统平台的用户及其权限以及前端摄像机设备进行管理。它是整个系统平台的管理核心。其主要功能包括：

      用户及权限管理。主要是整个平台系统的用户进行增删改操作，以及用户的权限进行管理。用户的权限分为三个等级。****一级是系统管理员，拥有对整个系统的管理权限。第二级是主账户用户权限，拥有对自己有权限的摄像机的所有权限。包括云台的转动、视频录像的删除权限等。第三类是子账户权限，他从属于主账户，并且也只有查看视频的权限。
      摄像机设备管理。主要是对接入系统平台的摄像机设备进行管理，包括设备的新增、修改、删除以及对设备的设定。可以设定设备的帧率、码率、SN和KEY的设定等。
      录像设定。主要是对摄像机的录像时间、录像空间进行设定。可以对摄像机在哪个时间段进行录像，那个时间段不录像。可以对摄像机的录像空间进行设定。当录像的空间到了以后，可以对录像文件进行备份以后再进行循环覆盖。
      平台服务器****。主要是对平台服务器的多个软件应用进行****。****它们是否运行正常，是否DOWN了。****软件再发现平台服务器中的软件应用有问题以后，会自动记录日志。并出发相应的动作，如发送邮件或短消息。如果是DOWN机了，会自动启动应用。
      基础数据管理。此部分主要是对系统用到的基础数据进行管理。包括设备型号、设备品牌、设备颜色等。主要增删改操作。
     
      其主要界面如下：

4.媒体中心

      媒体中心主要是对****视频数据进行管理。包括媒体保存、媒体分发、媒体备份等。媒体中心主要由三部分组成，媒体服务器、媒体管理服务器和其核心，分布式文件管理系统。媒体服务器、媒体管理服务器主要是对媒体文件进行管理的，包括媒体的存储、读取删除。分布式文件管理系统是对媒体文件的物理位置进行管理。可以做到媒体数据的冗余备份。当媒体数据出现问题时，可以及时的对数据进行恢复。

5.数据通信

      数据通信部分采用媒体数据通道和命令数据通道分开的双通道技术来实现。采用这种技术，可以完全的分开大数据量的长连接和小数据量的短连接。如上图，黄色线的部分是媒体连接通道，黑色线的部分是命令连接通道。
      摄像机在启动以后会自动根据其本身设定的服务器IP来进行连接。服务器在收到命令以后，会根据其上传上来的SN和KEY进行判断，看其是否正确，是否能成功登陆。
      摄像机在登录成功以后。服务器会根据用户对摄像机设定的规则，发送命令给摄像机，让其上传媒体数据。
      摄像机在登录时，是通过连接盒与连接服务器进行命令交互，以实现命令交互。摄像机在上传媒体数据时，是通过收到连接服务器的上传媒体数据的命令以及其下发的媒体服务器的IP地址及端口，再通过媒体通道连接媒体服务器的。
      服务器发送上传媒体命令给摄像机以后，摄像机会连接到媒体服务器，并进行媒体上传。媒体服务器收到媒体以后，如果是直播，会将媒体数据发送给相应的终端。如果是保存媒体文件，会将媒体数据发送给分布式文件系统DFS。DFS在收到媒体数据以后，会根据摄像机的名称和系统的当前时间对媒体数据进行保存。
      ****终端、PC终端输入用户名/密码后，发送登录请求。连接服务器在收到登录请求以后，如果登录成功，就会返回媒体服务器的IP和端口号。****终端、PC终端再去连接媒体服务器，进行视频直播和视频文件播放。

6.终端摄像机

      本系统平台的终端摄像机支持多个厂家的多种设备。主要设备的外形如下： 

      根据不同项目的实际情况，选择不同的终端摄像机。室外的要防尘防水的，可以选择第3种。室内的带云台的，不用变焦的，可以选择第1种。室内的带云台的，要变焦的，可以选择第2种。模拟机再加DVS的，可以选择第4种。摄像机的基本技术参数如下：

      视频压缩标准：MPEG4或者H.264。
      视频分辨率：D1、CIF、QCIF、HALF-D1。
      音频压缩标准：ADPCM或者G.711。
      音频压缩码率：8Kbps。
      水平解析度：480 TVL、520TVL。
      旋转角度：水平360°无限位连续旋转，垂直0°-90°。

三、应用方向
    本方案的应用行业有建筑和装修行业的视频监控。建筑和装修行业的视频监控有个主要的特点，就是布线非常困难。一般情况下，只能采用无线的监控。此方案还适合其他室外、无线的视频监控方案。