网络影像监控系统
- 关键词：网络影像监控系统工控机,图像采集,视频采集,,威达电,,PC-Based,嵌入式系统,,市政工程,建筑楼宇,安防,交通/运输,商业,其他
- 摘要：威达电网络影像监控系统为一数字化、网络化、模块化的影像监控系统，基础设备应用Linux系统建立，使用者接口利用Windows系统整合，集合了Linux操作系统的稳定性和多任务性、Windows的普及性与多样性为一体。其中包含了影像伺服模块(Linux)、资料储存模块(Linux/Windows)、监控显示模块(Windows)及系统管理模块(Windows)，包含影像监控系统所需的完整功能，架构出具有弹性、稳定与多任务特性的威达电大型网络影像监控系统。
一、 前言
IEI威达电为工业计算机研发领导厂商，其本身在硬件方面拥有完整的研发团队与优良的生产线，在软件方面除了完整的网络多媒体研发团队、还有研发出多款网络储存设备(NAS)的研发团队。使其不只在硬件上拥有研发与生产的优势，更在软件上拥有影像与储存的综效优势，软件与硬件的精良研发与高度整合，造就了威达电大型网络影像监控系统(IEI Network DVR System)。
威达电网络影像监控系统为一数字化、网络化、模块化的影像监控系统，基础设备应用Linux系统建立，使用者接口利用Windows系统整合，集合了Linux操作系统的稳定性和多任务性、Windows的普及性与多样性为一体。其中包含了影像伺服模块(Linux)、资料储存模块(Linux/Windows)、监控显示模块(Windows)及系统管理模块(Windows)，包含影像监控系统所需的完整功能，架构出具有弹性、稳定与多任务特性的威达电大型网络影像监控系统。
二、 系统概念─高阶大型网络影像监控
整个影像监控系统的研发方向以提供传统监控系统所无法达到的高阶功能为核心，提供一连串传统监控系统所无法作到的高阶功能。简化影像系统设备的复杂度、提高系统运作的稳定、增加系统架构扩充的便利、提供便捷的影像管理功能、减少重复的布线与施工方式，更是已定型的传统监控系统所无法达成的目标。
相较之下，传统监控系统在摄影机影像的浏览上藉由低阶的四或十六分割多任务器输入处理或由昂贵的模拟式矩阵进行选择，所有的影像经由制式化的安排，无法弹性变更顺序与画面组合，储存的影像资料无法有效的保存与管理，影像回放仅能限制于控制室或特定地点，昂贵且功能阳春的图控系统，不稳定的单机封闭式架构，分散的管理功能……等。就功能面与建置成本而论，显示传统监视系统无法发展更高度整合性的产品，更无法整合出大型的监控系统。
■资料数字化
影像的数字化加速模拟式系统淘汰的速度，以更高的分辨率与品质提供使用者更多便利性和用途。模拟影像储存方式一成不变，经由影像多任务器的压缩处理储存于磁带上，最常见的即为应用VCR录像机为记录装置，录像带为储存媒体。而磁带最为人垢病的缺点为储存时间有限、需要藉由人工更换磁带、体积庞大、保存不易、重复使用性低、寿命短、数据备份不易、录像画质不佳及调阅数据不便等，多重缺点。数字化影像应用成熟且普级率高的装置─硬盘─为影像储存媒体，以录像带一半的体积可取代数十卷录像带的容量，重复储存亦不会有磨损现象。威达电即应用开发安全稳定储存装置的经验，应用数字化技术开发数字DVR系统，影像数字化的优点如下:
数字分辨率最高可达640x480像素
影像撷取速率可依需要调整
影像画质与清析度不受硬盘重复读写影响
搜寻画面可依日期时间、事件记录快速搜寻及自动播放
定格操作方便，冻结画面清晰
硬盘可自动重复循环储存
可结合网络与通讯进行管理
影像输出可用一般打印机或直接烧录成光盘
同步监控放影及影像处理
可远程监控及影像放大
■系统网络化
传统同轴缆线式监控系统需将所有的模拟式摄影机影像藉由同轴电缆将所有讯号线路布线施工至中控室，小型的监视系统施工问题尚不明显，但面对大型监控系统时常常会面临到许多工程施作上和多台DVR控制主机相互整合控制的问题。另外，视讯用同轴缆线、相关配件与施工费用，也随着摄影机的数量与距离的增加而成等比级数上涨。如要增设副控端，其成本不是网络影像监控系统多一条网络线和增加一部计算机的费用，而是新增一个房间、大量的模拟影像分配器、同轴缆线及相关施工费用……等，如果有图控系统更需另行支付软件版权费用，多点监看的增设成本往往让使用者却步。并且应用同轴缆线的系统，需要在建置初期即有详细的计画，倘若施工完毕后如要再扩充，其施工难易度往往加大许多，其影像边际扩充成本，往往会高于原先的每路影像建置成本。所有同轴缆线式系统的难处及缺点，在威达电网络化的影像监控系统下都可得到完美的解决。
威达电网络影像监控系统以普及率极高的以太网络为骨干，基础的网络建设可依不同的建筑物特性作不同的弹性设计，其施工弹性比起将所有的同轴电缆经由不同楼层、不同位置拉线至中控室大大的提高许多。因为模拟摄影机的影像可经由同一条网络线传送回控制室或监控点，其缆线及配件的成本和施工的费用便大幅减少了许多。在副控点的扩充上，威达电网络影像监控系统的扩充成本可说是几乎没有，仅需一条网络线及原本使用的计算机设备即可。当网络影像监控系统建置完毕后，如要扩充摄影机路数或是延伸监控系统范围，因为使用与延伸的是原本即建置好的以太网络系统上，每路摄影机的边际扩充成本小于原始系统每路影像建置成本。
■功能模块化
整个监控系统由模块化的概念将一般单机DVR的主要功能分离，设计成”监控系统即为大型影像监控主机”，因此模块化具备许多利于大型系统的特性。模块化的设计让整个大型影像监控系统分工更为精细，每个功能模块只执行单一工作以强化稳定性；当任何模块发生问题均可实时予以维修或替换分散系统风险，不需像传统的整机式架构得停机维修，让整个系统停摆。而模块设计的方式让系统拥有升级性，当新的影像技术、压缩技术、储存技术或管理功能推出后，便可以较低的升级成本实时升级系统，不需像整机式系统完全更换DVR主机。
威达电网络影像监控系统可概分为影像伺服模块、资料储存模块、监控显示模块及系统管理模块，所有模块都可依照需求扩充，相互之间没有绝对的关联性，增加摄影机路数不需再增加显示模块及管理模块，提高录像储存天数只需增加数据储存模块。整个系统以影像伺服模块为核心，由IEI自行开发的VioGate与VioCard为主动式控制单元，替代使用者整合与监看其它模块状态并及时回报。资料储存模块可依需求，使用内建的储存装置、NAS、Unix/Linux NFS server、FTP server或Windows PC。监控显示模块可利用现有的任何计算机经过网络将整个系统影像及相关信息显示至屏幕上。系统管理模块为具备高阶管理功能的中央图控监控软件，经由此管理模块，管理者可以以单一的接口、同一台计算机操控整个大型系统的数百路影像，克服管理多套小型系统时，往返多台DVR主机监看、操作、设定的困扰，并可藉由人性化的视觉图型管理功能、有效的管理整个网络影像监控系统。
三、 系统综合特点
■大型架构设计─影像路数无上限、储存天数无上限、副控端无上限
威达电网络影像监控系统以大型系统为设计架构，因此在摄影机路数上并无绝对上限，依据网络系统的规划可持续增加，目前实际运作案例最高到达420路影像。而当有Internet联机需求时，也只要透过一个正式实体IP便可以从Internet浏览所有420路摄影机的影像。
在影像资料的储存方面，也可无限制的扩充资料储存模块，储存装置的增加不再受限于DVR主机硬件本身的先天设计，并可于远程加入异地备援用数据储存模块，本地网域内的第二备援储存模块等。以NAS-4300为例，安装8台300GB的硬盘机即可达到2.34375 TB = 2,400 GB = 2,457,600 MB的容量，以相同于传统模拟式监视系统的录像品质，可供使用者储存四年的历史影像资料。
至于副控端，也可依需要增设无限多个监控点，每个监控点可具有和控制室相同的功能，亦可针对每个副控点设定其浏览与管理的权限，让网络内的任何地点均可以成为威达电网络影像监控系统的控制中心。
■系统扩充轻而易举─扩充简便、影像边际扩充成本低
有别于传统监控系统的昂贵边际扩充成本─扩充一路摄影机可能必需增加影像多任务压缩器、一台录像设备、视讯缆线及配件成本、高昂的施工费用，扩充监控系统单一路数的花费平均高于每路影像初始建置成本。威达电网络影像监控系统在扩充上拥有施工简便、系统边际扩充成本低的特性。当新增摄影机时，无需重新拉数十至数百公尺的同轴缆线，只要将数公尺的影像讯号线连到DVR主机，再将线路线拉到最近的局域网络节点即可完成。施工不用请专业布线人员，仅需要会在家中拉有线电视缆线与一般网络线的能力，线材市面均有廉价的现成品，只需将接头插上即完成系统扩充。
■稳定与多任务的模块化运作
由许多小型整机式DVR主机集合成的监控系统，在面临大型架构的长时间运作时，系统功能中某一功能发生不正常的状况，整个监视系统运作便宣告中断，如:影像撷取卡发生故障造成DVR主机当机，同时间会影响同一台主机内的录像功能、储存功能及监看功能，在系统维修完毕、恢复作业前，对于外来的入侵与录像存证完全没有防备。由于以小型整机式DVR主机负担了大型系统的所有运作，在长时间DVR主机同时处理影像撷取、资料储存、画面显示及系统管理，随时处于全负载的情况下，系统很容易发生问题。而威达电网络影像监控系统在模块化的设计架构下，其系统主要功能分散于各个模块，功能单一化能提高设备运作的稳定性，适于长时间运作的应用。且由于采用Linux为系统核心，其稳定度无庸置疑的高于以Windows系统开发的任何产品，不用过多说明，相信大家常常看到计算机出现蓝底白字的当机画面。整个模块化的架构在异常状况的排除上也只要实时将发生问题的模块加以替换即可，且某一模块就算发生问题，也不会影响到其它模块运作的正确性。整个系统最初的设计即是以长期运作、低相互依赖性的优良架构进行规划，可确保整个大型系统长时间的正常运作，并将可能的伤害减至最低。
四、 产品独特功能
威达电网络监控系统功能利用不同模块间的特性组合而成，以下依模块分类介绍所具有的功能。
■影像撷取模块─VioGate, VioCard
1. 网络功能
支持基本动态IP(DHCP)、固定IP(Static IP)功能。
支持PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet)
应用于宽