浅谈泵站网络监控系统的架构设计与分析
随着网络技术的日益成熟，数据图像通过网络传输，取代了同轴电缆传输线路，将实时图像监控纳入网络应用范围。网络摄像机作为网络监控系统的核心，采用先进的摄像技术和网络技术，内置即插即用的系统应用软件，免去复杂的网络配置；内置大容量内存，方便存储警报触发前的图像；内置I/O端口和通讯端口，便于扩充外部周边设备如门禁系统、红外线感应装置、全方位云台等；提供软件开发包（SDK）便于用户自行快速开发应用软件。
天津市引滦工程潮白河管理处泵站管理所为适应新时代的科技进程，协助值班人员实时监控电气及机械设备运行状况，保证设施设备及人身财产安全，应用海康威视的网络监控设备，现就监控系统整体架构分析如下：
一、系统构成简介
整个网络监控系统主要由三部分组成：前端监控设备、监控中心、监控操作站。
系统的主要工作原理是：前端摄像机采集图像信息，通过网络将信息传输到视频服务器，网络视频服务器对视频信息进行分析处理和存储，并发布到客户端应用软件中。泵站中央控制室的计算机终端设备接入局域网，操作人员通过终端对整个泵站进行实时监控，并通过视频解码器将实时监控图像选择性的在视频矩阵中显示出来。
二、系统整体介绍
（一）前端监控设备
前端监控设备以网络摄像头为主，搭配一定数量的红外线检测报警装置。具体的型号类型根据监控区域的所在位置和功能需求有选择的配置，考虑泵站的实际使用情况，主要采用以下三种类型的摄像头：
红外筒型网络摄像机
红外筒型网络摄像机最高分辨率为2560×1920；输出FULL HD 1080p实时图像；ICR红外滤片式自动切换，支持背光补偿，自动光圈，自动电子快门，实现真正的日夜监控。
红外筒型网络摄像机被安装在排水廊道进口、变压器室、泵站出入口等环境条件相对恶劣，且基本不需要调整观测角度的地区。借助ICR红外滤片式自动切换，即使光线暗淡也能保证图像清晰可见。
半球型网络摄像机
半球型网络摄像机最高分辨率为2560×1920；输出FULL HD 1080p实时图像；逐行扫描CMOS，捕捉运动图像无锯齿。
调整角度水平方向：0～360°，垂直方向：0～75°，旋转角度0～360°，适用于泵站中央控制室、监控中心、检修设备室等需要定时观测设备运行状况但无需进行光学变焦操作的地区。
高清智能球型网络摄像机
高清智能球型网络摄像机采用高性能传感器，图像清晰，最大分辨率为1920x1080；支持智能运动跟踪功能；精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在任何速度下图像无抖动；支持三文智能定位功能，配合客户端软件可实现点击跟踪和放大；支持系统双备份功能；支持断电状态记忆功能；防雷、防浪涌、防突波；支持定时任务预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描/球机重启/球机校验/辅助输出等功能。
机芯支持30倍光学变倍，16倍数字变倍；支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿；支持超低照度，0.05Lux/F1.6（彩色），0.005Lux/F1.6（黑白），0 Lux with IR；支持宽动态功能；具有透雾功能和支持强光抑制功能；支持多边形隐私遮蔽，多区域可设，多颜色、马赛克可选。
其云台可在水平方向360°连续旋转，垂直方向-2～90°，无监视盲区；水平预置点速度最高达240°/s，垂直预置点速度最高达200°/s；水平键控速度为0.1°～160°/s，垂直键控速度为0.1°～120°/s；支持256个预置位，并具有预置点视频冻结功能；支持8条巡航扫描，每条可添加32个预置点；支持4条花样扫描，每条路径记录时间大于10分钟；支持比例变倍功能，旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整；支持报警功能，内置7路报警输入和2路报警输出，支持报警联动。
鉴于红外网络高清智能球的种种优良特性，将其应用于泵站需要大范围高清画质监控的变电站和主机房，以及无光和光线较弱的水泵设备间。并设置固定的巡航路线，实现无死角的实时监控。
（二）监控中心
监控中心位于中央控制室底层的设备室，核心设备是网络视频服务器。各路摄像装置采集的视频信号，通过局域网传输并存储在网络视频服务器的硬盘录像机中，探测器的信号也可以通过网络直接传送到网络视频服务器上。
泵站使用的是DS-6601HFH（/L）系列编码器，采用标准H.264编码算法，兼容性强，程序固化在FLASH中，支持HD-SDI高清数字分量串行接口、OPT光传输接口、HDMI高清多媒体接口等多种视频输入；支持1080p、UXGA、720p等高清分辨率编码；支持NAS、IP SAN模式存储；支持标准PSIA协议；支持RTP、RTSP、NFS等协议，可联网构建强大的安全防范系统。
监控中心还配备一台硬盘录像机、一台NVR（Net Video Recoder）以及相应的网络路由器。存储设备搭载四块4TB的硬盘，以便实时存储各路摄像头的监测信息。
（三）监控操作站
监控操作站建在泵站中央控制室内，包括服务器电脑、监控中心服务器软件系统与视频矩阵墙。值班人员在安装有海康威视客户端软件的计算机上操作，由系统管理员提供登陆服务器的合法身份和系统使用权限，就可执行监控操作。http://www.751com.cn
1、客户端应用软件
客户端软件iVMS-4200是与嵌入式网络监控设备配套使用的应用软件。支持局域网和公网两种应用环境；支持电子地图功能；支持用户权限管理功能；支持WEB浏览功能；支持对前端设备进行NTP校时；支持语音对讲和广播功能；支持设备在线搜索（SADP）功能；支持视图操作；支持1、4、6、8、9、13、16、25、32、36、64画面标准分割以及4、6、7、9、12、16、24、36、48画面宽屏分割；支持主辅屏预览；支持3D定位功能；支持监控点联动；支持手动打开/关闭报警输出功能；支持无线、PIR、呼救报警配置；支持多种报警联动方法；支持本地和远程回放；支持按事件回放；最多支持16路同时回放；支持大屏拼接；支持日志查询和备份功能；支持配置文件的导入和导出。
根据泵站的实际使用情况对客户端软件用户权限设计如下：
为了便于值班人员操作和减少误操作的可能性，对客户端软件的功能权限进行限制，管理员具有全部权限，值班人员只有预览，云台控制，抓图录像等常用功能的操作权限。
2、视频矩阵墙
视频矩阵墙由视频解码器、切换矩阵、监视器（多台）等构成，将传送过来的监控图像一一显示出来，其意义在于能把监视画面清晰直观的显示出来，便于多客户参看，泵站在中央控制室中配置一面视频矩阵墙，由9台55’高清监视器拼接而成。经过视频编码器与计算机相连，通过计算机对视频矩阵的画面进行切换和处理，手动切换显示指定前端摄像机的实时监控画面。
本监控系统设计方案全面采用高清、智能以及物联网技术，在“标准化、一体化、智能化”设计原则下与实际业务相融合，实现可视化管理，减轻了值班人员的工作负担，完善了现代化管理。