專利名稱：安防監(jiān)控管理系統(tǒng)及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于監(jiān)管場所的安防系統(tǒng)，特別涉及一種安防監(jiān)控管理系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術：
早期的監(jiān)控系統(tǒng)以模擬監(jiān)控為主，系統(tǒng)大部分采用畫面分割器一對一監(jiān)視的方法。監(jiān)室內的異常情況的發(fā)現依賴于監(jiān)控室警員的眼力和責任心。隨著網絡技術、數字圖像處理等技術的發(fā)展，這一情況發(fā)生了質的變化，模擬信號的數字化，監(jiān)視方式的網絡化，切換控制的遠程化，圖像變化識別的自動化都成為了可能。技術的進步使得早期無法滿足的需求逐步成為可能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種針對監(jiān)管場所的安防監(jiān)控管理系統(tǒng)及其工作方法。
本發(fā)明安防監(jiān)控管理系統(tǒng)由裝有信息數據庫和控制軟件的總控制主機、分控主機、視頻服務器以及硬盤錄像機、視頻分配器、視音頻切換矩陣、矩陣鍵盤、二級控制矩陣、畫面分割器、電視墻、拾音器、解碼器、攝像頭和云臺組成。
所述的總控制主機、分控主機、視頻服務器以及硬盤錄像機分別與監(jiān)管所內局域網連接，視音頻切換矩陣通過RS-232與視頻服務器相連，同時它還通過視音頻信號線與二級控制矩陣相連，視音頻切換矩陣配有矩陣鍵盤，視音頻切換矩陣與視頻分配器相連，視頻分配器分別連接到畫面分割器、攝像頭和云臺以及拾音器，畫面分割器與電視墻相連，解碼器分別與視音頻切換矩陣、攝像頭和云臺相連，視頻分配器還連接到硬盤錄像機。
系統(tǒng)的前端設備包括攝像頭和云臺中的攝像頭和拾音器，其中攝像頭用來采集視頻信號，拾音器用來采集音頻信號，視頻分配器對采集的視音頻信號進行無損的一分三1、進畫面分割器，然后進電視墻進行顯示；2、進硬盤錄像機在硬盤錄像機中進行24小時實時錄像；3、進視音頻切換矩陣，矩陣的輸出端一部分進視頻服務器，另一部分進二級控制矩陣。
視音頻信號在進入硬盤錄像機之后，通過硬盤錄像機中的視頻采集卡進行采集，然后進行MPEG4的數據壓縮，生成視頻格式信息，最后把信息在硬盤上以文件的形式永久保存下來，在必要時可在硬盤錄像機中進行倒查和回放。
視音頻信號在進入視頻服務器之后，通過視頻服務器中的視音頻采集卡采集進來，進行MPEG4的數據壓縮，然后通過網絡傳送到客戶端，供客戶端進行監(jiān)控，同時，總控制主機、分控主機、網絡客戶端對圖像的切換和對攝像頭與云臺的控制，是通過網絡發(fā)送命令給視頻服務器，然后視頻服務器再向視頻切換矩陣發(fā)送消息，通過解碼器傳送到攝像頭和云臺實現整個控制過程。
本發(fā)明表現在局域網上的客戶端上是一個圖形化的用戶控制接口，在接口中，對監(jiān)控功能進行包裝呈現給用戶?？刂栖浖τ诿總€監(jiān)區(qū)的平面圖都預先存入到系統(tǒng)的信息數據庫中，在局域網上的客戶端可以方便的通過圖形化界面直接監(jiān)控各個監(jiān)房的信息。視頻服務器端一方面，控制軟件的設備監(jiān)控服務層接收客戶端傳來的命令，進行權限檢查，然后利用信息數據庫中設備配置管理層提供的信息，將命令傳遞給相應的控制軟件的設備監(jiān)控代理層，通過視頻服務器找到命令執(zhí)行者的位置；另一方面，控制軟件的設備監(jiān)控服務層收集控制軟件的設備監(jiān)控代理層通過視頻服務器返回的響應數據信號，整理后，反饋給客戶端。
為了實現對監(jiān)管場所的智能化監(jiān)控管理，控制軟件提供了如下的方法1.監(jiān)控a.接收通過界面發(fā)出監(jiān)控信號；b.服務器端檢查是否有操作的權限；c.如果不具備權限，返回錯誤信息；d.如果權限檢查通過，提供的API返回音頻和視頻數據。
2.攝像頭控制a.控制臺發(fā)出控制命令到消息隊列，b.設備監(jiān)控服務層從消息隊列讀取控制命令，c.通過設備監(jiān)控代理層決定發(fā)送到哪一個設備監(jiān)控代理，d.設備監(jiān)控代理定位到具體的攝像頭位置，并且將該數字信號轉化成模擬信號，通過解碼器控制攝像頭和云臺；3.異動檢測及報警功及與聯動預案聯動a.發(fā)現異動、檢測到局域網上其它系統(tǒng)發(fā)出的監(jiān)控請求；b.調取聯動預案執(zhí)行守護進程；c.守護進程從數據庫中相取相應的數據進行處理對應不同的監(jiān)控請求具體應用對應著不同監(jiān)控請求守護進程和聯動預案執(zhí)行守護進程。
本發(fā)明的有益效果是將現代數字技術應用于各監(jiān)管場所，它依托視、音頻的數據傳輸處理技術，提供視音頻的采集、播放、錄制、檢索等各種服務，用來輔助警員值班，努力減輕警員的勞動強度，提高工作效率。做到實時監(jiān)控、自動切換、自動報警及各分系統(tǒng)聯動。警員在值班室即可看到權限范圍內的所有圖像，而且還可以進行手工或者定時錄像，在需要時可以對錄像進行回放，實現運動異常檢測和報警，大大減輕了警員的工作負擔，對事件的處理做到更加科學、準確、可靠。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構及連線示意圖；圖2為本發(fā)明系統(tǒng)工作流程圖；圖3為本發(fā)明圖形化界面示意圖；圖4為本發(fā)明系統(tǒng)在出現異常后觸發(fā)預警的互聯互動關系圖。
具體實施例方式
圖1，(1.1)總控中心主機，(1.2)分控主機，(1.3)視頻服務器，(1.4)硬盤錄像機，(1.5)視頻切換矩陣，(1.6)矩陣鍵盤，(1.7)電視墻，(1.8)視頻服務器，(1.9)畫面分割器，(1.10)攝像頭和云臺，(1.11)拾音器，(1.12)解碼器。
本發(fā)明的數據采集包括音頻與視頻兩部分，其中視頻通過攝像頭和云臺(1.10)中的攝像頭進行采集，音頻通過拾音器(1.11)進行采集，信號采集之后通過視頻分配器(1.8)，接到視音頻切換矩陣(1.5)的輸入端，視音頻切換矩陣(1.5)的輸出端接視頻服務器(1.3)中的視頻采集卡，在視頻服務器(1.3)中實現模擬信號向數據信號的轉換，之后通過局域網傳播給各個客戶端。視音頻切換矩陣的輸出端還通過視頻分配器(1.8)以及畫面分割器(1.9)輸出到電視墻(1.7)。同時，視音頻切換矩陣的輸出端還接駁到二級控制矩陣(1.13)做為視音頻切換矩陣(1.5)的擴容補充，攝像頭和云臺(1.10)通過解碼器(1.12)與視音頻交換矩陣(1.5)相連，總控制主機(1.1)、分控主機(1.2)、網絡客戶端可以通過視頻服務器(1.3)和視音頻交換矩陣(1.5)經過RS-232對攝像頭和云臺(1.10)進行攝像定位的控制。網絡傳輸圖像的錄制及播放都在視頻服務器(1.3)上進行。
圖2，視頻信號(2.1)和音頻信號(2.2)通過視頻分配器(1.8)和視頻服務器中(1.3)的視音頻采集卡(2.3)傳輸到視頻服務器(1.3)，從而實現了可以對聲音信號進行采集并與視頻信號同步傳播，分控主機(1.2)中控制軟件的監(jiān)控系統(tǒng)進程服務(2.4)與視頻服務器(1.3)之間保持必要的日常通訊，將客戶端的業(yè)務數據從信息數據庫(2.6)中取得，視頻服務器(1.3)可以將視頻圖象通過網絡進行遠距離傳輸和播放，視頻服務器(1.3)通過控制軟件的消息隊列(2.5)與分控主機(1.2)相聯系，并通過分控主機(1.2)和總控制主機(1.1)轉發(fā)到客戶端圖像界面顯示(2.8)，完成視音頻圖像的切換、輪換及異動檢測的工作，當監(jiān)所內局域網中發(fā)生聯動事件監(jiān)控請求時，視頻服務器(1.3)通過與監(jiān)控系統(tǒng)進程服務(2.4)的對話，調取控制軟件中的聯動預案執(zhí)行守護進程(2.7)，以實現聯動監(jiān)控響應。聯動監(jiān)控響應包括a.與巡更系統(tǒng)聯動一方面，監(jiān)控系統(tǒng)可以按預定方式對巡更點進行定時監(jiān)控，而另一方面，警員在巡更點刷卡時監(jiān)控可實時切換對現場情況進行監(jiān)控；b.與周界系統(tǒng)聯動一方面，在監(jiān)控時看到異?？捎|發(fā)周界控制進行相應的處理；另一方面，在周界出現預警時監(jiān)控系統(tǒng)將把相關管理人員的監(jiān)控客戶端切換至該地對應的監(jiān)控畫面；c.與限高報警系統(tǒng)聯動在限高報警觸發(fā)后監(jiān)控系統(tǒng)可把相關管理人員的監(jiān)控客戶端切換至該地對應的監(jiān)控畫面；d.與違禁物品檢測系統(tǒng)聯動違禁物品檢測出現異常時，監(jiān)控系統(tǒng)進行相應的視頻切換；e.與在押人員報告系統(tǒng)聯動一方面，在押人員觸發(fā)報告系統(tǒng)按鈕時，監(jiān)控系統(tǒng)把監(jiān)控客戶端切換至該監(jiān)室對應的監(jiān)控畫面，警員可根據畫面進行判斷，決定是否與其通話；另一方面，警員通過監(jiān)控發(fā)現在押人員有嬉鬧等情況時間，可通過在押人員報告系統(tǒng)喊話；f.與會見管理系統(tǒng)聯動在會見管理時進行全程的錄音錄像；g.與訊問指揮和特審系統(tǒng)聯動在審訊時對訊問指揮的全程進行錄像；h.與門禁系統(tǒng)聯動一方面，在正常情況下，警員可通過監(jiān)控觀看并實施遠程開關門。另一方面，在正常刷卡時，門禁系統(tǒng)自動通知監(jiān)控系統(tǒng)拍攝一幅現場照片并保存，在非正常開門時啟動錄象；i.與預警系統(tǒng)聯動監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)現異常時觸發(fā)預警系統(tǒng)。硬盤錄像機(1.4)是一個相對比較獨立的模塊，它通常只負責視頻信號的24小時不間斷錄像。
在本發(fā)明中，控制軟件含有監(jiān)控系統(tǒng)進程服務、消息隊列、聯動預案執(zhí)行守護進程、設備監(jiān)控服務層、設備監(jiān)控代理層模塊，并預先設置了設備代碼和設備控制代碼。主要功能是通過計算機實現現場遠程監(jiān)控以及對在遠程的設備進行控制調節(jié)，可以對各路視音頻信號根據已經設置好的輪換方式進行輪換播放，實現運動異常檢測和報警，通過網絡響應系統(tǒng)中其它子系統(tǒng)發(fā)出的監(jiān)控請求啟動聯動預案，進行24小時不間斷硬盤錄像，方便地對錄像情況進行快速查詢和回放，在局域網上的總控制主機、分控主機和客戶端可以進行手動和定時兩種方式的錄像，在需要時可以對錄像情況進行查詢和回放。在本發(fā)明中，硬件設備不會主動發(fā)出請求，通常是由警員通過計算機監(jiān)視和控制硬件設備。在本發(fā)明中，音頻視頻信號的傳輸與保存解決方案如下警員在分控主機、總控制主機或網絡上的客戶端對某一臺攝像頭發(fā)出監(jiān)控信號，服務器端檢查是否有操作的權限，如果不具備權限，返回錯誤信息；如果權限檢查通過，控制軟件直接調用監(jiān)控設備服務層提供的API返回音頻和視頻數據。對于監(jiān)控設備的控制例如警員需要調整某個攝像頭的角度、清晰度，處理過程如下警員在分控主機、總控制主機或網絡上的客戶端發(fā)出控制命令到消息隊列，設備監(jiān)控服務層從消息隊列讀取控制命令，通過設備監(jiān)控代理層決定發(fā)送到哪一個設備監(jiān)控代理，然后轉發(fā)給設備監(jiān)控代理，通過設備監(jiān)控代理定位到具體的攝像頭位置，并且將該數字信號轉化成模擬信號，實現對攝像頭設備的控制。
控制軟件對異動報警檢測是通過視頻幀的比較來檢測圖像變化的。MPEG視頻流由三類編碼幀組成，它們分別是內幀(I幀)，預測幀(P幀)和內插雙向幀(B幀)。I幀按JPEG標準編碼，獨立于其他編碼幀，它是MPEG視頻流中唯一可存取的幀，每12幀出現一次。我們可以截取連續(xù)的I幀，來作為檢測比較的材料。另外，我們也可以利用視頻采集卡附帶的驅動程序中的函數來進行幀的截取。視頻流經過解碼運算，以幀為單位連續(xù)存放在內存的緩沖區(qū)中，我們可以利用函數在緩沖區(qū)中將連續(xù)的兩幀轉化為位圖形式存放在另外的內存空間以作比較之用。在PAL制式下，每秒刷新25幀，我們不必對每一幀都作出比較，只需按固定的間隔采樣緩沖區(qū)中的幀即可。DSP軟件現在提供運動強度信息來處理運動檢測，經過測試，這種方法比運動向量更加靈敏和可靠，能可靠的處理在光照不足的情況下運動物體的檢測。異動報警的靈敏度、進行異動檢測的區(qū)域及異動檢測的開關都可以根據實際需要進行設置。
圖3，客戶端顯示監(jiān)區(qū)全局圖(3.1)，在監(jiān)區(qū)全局圖上有各個分監(jiān)區(qū)圖指示，分監(jiān)區(qū)圖(3.2)中有該監(jiān)區(qū)的監(jiān)房分布圖，安防設備布局圖(3.3)中有攝像頭分布標，點擊監(jiān)房攝像頭圖標(3.4)，屏幕顯示該攝像頭攝到的圖像(3.5)，同時屏幕還顯示該監(jiān)房在押人員信息(3.6)。
圖4，在押人員有異動(4.1)通過局域網向本發(fā)明發(fā)出監(jiān)控聯動請求，控制軟件通過對硬盤錄像機(1.4)的檢測，將聯動請求信息反饋到分控中心(1.2)，分控中心(1.2)把該信息轉發(fā)到總控中心(1.1)，總控制中心(1.1)通知局域網上客戶端(4.5)，給出相關提示信息；總控制中心(1.1)通過分控中心(1.2)驅動報警輸出器控制警燈、警鈴(4.7)；總控中心(1.1)通過分控中心控制視頻服務器(1.3)和視頻切換矩陣(1.5)，指定相關的攝像頭(1.10)進行錄像或拍照，總控中心(1.1)通過分控中心(1.2)控制門禁管理主機(4.2)和門禁控制器(4.3)，對相關的門禁(4.4)進行操作；總控中心(1.1)通過分控中心(1.2)控制對講管理主機(4.8)和對講主機(4.9)，進行對講和監(jiān)聽(4.10)。
權利要求
1.一種安防監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)由裝有信息數據庫和控制軟件的總控制主機、分控主機、視頻服務器以及硬盤錄像機、視頻分配器、視音頻切換矩陣、矩陣鍵盤、二級控制矩陣、畫面分割器、電視墻、拾音器、解碼器、攝像頭和云臺組成。
2.根據權利要求1所述的安防監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的總控制主機、分控主機、視頻服務器以及硬盤錄像機分別與監(jiān)管所內局域網連接，視音頻切換矩陣通過RS-232與視頻服務器相連，同時它還通過視音頻信號線與二級控制矩陣相連，視音頻切換矩陣配有矩陣鍵盤，視音頻切換矩陣與視頻分配器相連，視頻分配器分別連接到畫面分割器、攝像頭和云臺以及拾音器，畫面分割器與電視墻相連，解碼器分別與視音頻切換矩陣、攝像頭和云臺相連，視頻分配器還連接到硬盤錄像機。
3.根據權利要求1所述的安防監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的視頻分配器對采集的視音頻信號進行無損的一分三(1)、進畫面分割器，然后進電視墻進行顯示；(2)、進硬盤錄像機在硬盤錄像機中進行24小時實時錄像；(3)、進視音頻切換矩陣，矩陣的輸出端一部分進視頻服務器，另一部分進二級控制矩陣。
4.根據權利要求1所述的安防監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的總控制主機、分控主機、通過視頻服務器和視音頻交換矩陣對攝像頭和云臺進行控制。
5.一種安防監(jiān)控管理系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，該系統(tǒng)控制軟件提供了如下的方法(1).監(jiān)控a.接收通過界面發(fā)出監(jiān)控信號；b.服務器端檢查是否有操作的權限；c.如果不具備權限，返回錯誤信息；d.如果權限檢查通過，提供的API返回音頻和視頻數據。(2).攝像頭控制a.控制臺發(fā)出控制命令到消息隊列，b.設備監(jiān)控服務層從消息隊列讀取控制命令，c.通過設備監(jiān)控代理層決定發(fā)送到哪一個設備監(jiān)控代理，d.設備監(jiān)控代理定位到具體的攝像頭位置，并且將該數字信號轉化成模擬信號，通過解碼器控制攝像頭和云臺；(3).異動檢測及報警功及與聯動預案聯動a.發(fā)現異動、檢測到局域網上其它系統(tǒng)發(fā)出的監(jiān)控請求；b.調取聯動預案執(zhí)行守護進程；c.守護進程從數據庫中相取相應的數據進行處理對應不同的監(jiān)控請求具體應用對應著不同監(jiān)控請求守護進程和聯動預案執(zhí)行守護進程。
全文摘要
安防監(jiān)控管理系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)由裝有信息數據庫和控制軟件的總控制主機、分控主機、視頻服務器以及硬盤錄像機、視頻分配器、視音頻切換矩陣、矩陣鍵盤、二級控制矩陣、畫面分割器、電視墻、拾音器、解碼器、攝像頭和云臺組成。本發(fā)明的有益效果通過對監(jiān)管場所的實時監(jiān)控、自動切換、自動報警及局域網內各子系統(tǒng)的聯動，警員在值班室即可看到權限范圍內的所有圖像，而且還可以進行手工或者定時錄像，需要時可以對錄像進行回放，實現運動異常檢測和報警。由于提供視音頻的采集、播放、錄制、檢索等各種服務，警員可及時了解現場情況，大大減輕警員的工作負擔，對事件的處理也可以做到更加科學、準確、可靠。
文檔編號H04N5/76GK1835583SQ20051005529
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權日2005年3月18日
發(fā)明者張健, 王軍益, 冉幼松 申請人:北京富星創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限公司