专业网络视频监控平台总体设计方案书编写人：编写时间：2008-03专业网络视频监控平台总体设计方案书关键词：监控平台、控制中心、转发服务、存储服务、监控、报警、回放、配置摘要：目录1 范围 (5)1.1 名称 (5)1.2 功能 (5)1.3 应用 (5)2 概述 (5)3 系统总体设计 (5)3.1 系统功能、性能 (5)3.1.1 性能指标 (5)3.1.2 遵循的标准及主要通信协议 (6)3.2 系统设计思想 (6)3.3 系统配置 (7)3.4 系统升级及可扩充性 (7)3.4.1 版本升级规格 (7)3.4.2 系统可扩充性设计 (7)4 系统总体概述 (8)4.1 软件包描述 (8)4.2 软件开发平台 (8)5 系统设计规格 (8)5.1 系统架构 (8)5.2 功能实现原理 (10)5.2.1 设备登录实现原理 (10)5.2.2 视频分发实现原理 (10)5.2.3 录像操作实现原理 (10)5.2.4 回放操作实现原理 (10)5.2.5 设备配置实现原理 (10)5.2.6 云台控制实现原理 (11)5.3 系统运行概念 (11)5.3.1 设备登录运行状态 (11)5.3.2 视频分发运行状态 (12)5.3.3 存储系统运行状态 (14)5.3.4 回放操作运行状态 (14)5.3.5 设备配置运行状态 (18)5.3.6 云台控制运行状态 (19)5.4 系统分配需求 (19)5.4.1 中心控制服务（NCMC） (19)5.4.2 流媒体转发服务（NTDC） (20)5.4.3 存储单元（NRU） (20)5.4.4 监控单元（EPSS） (20)5.4.5 回放单元（NFU） (20)5.4.6 报警单元（NAU） (21)5.4.7 配置管理单元（NMU） (21)6 专项设计 (21)6.1 可靠性规格 (21)6.1.1 可靠性规格指标 (21)6.1.2 故障管理规格 (21)7 规格列表 (21)8 附录 (21)1范围1.1 名称专业网络视频监控平台英文简称：EPSS英文全称：Enterprise Professional Surveillance System1.2 功能本系统承担网络视频监控的整体解决方案。
包括：实时监视、实时存储、设备端数据备份、存储服务端录像回放、设备端录像回放、报警管理（日志、联动）、设备配置、电子地图、用户分级管理、云台控制、电视墙、系统状态统计等。
1.3 应用本系统采用分布式架构，提供企业局域网、小区监控、银行安全、工程部署等应用的解决方案。
2概述本文档定义了系统的框架、各单元之间的接口，给出主要操作的总体流程，用于指导整个系统的开发。
3系统总体设计3.1 系统功能、性能3.1.1性能指标单机转发，以千兆网卡计，单路输入，多路输出，平均码流为500kbps（CIF）情况下，需要达到1000路输出每秒处理信令能力为10000个请求单机存储，并发存储能力为1000路视频延时，局域网500MS，公网1S以内3.1.2遵循的标准及主要通信协议HTTP + XML 的内部信令协议HTTP + STREAM 的文件和数据流传输协议，遵循HTTP规范RTP/RTCP协议用于媒体数据的收发3.2 系统设计思想本系统分为二大核心模块和五大子管理软件模块，五大子管理软件既独立又相互关联。
二大核心模块：中心控制模块（NCMC）流媒体转发服务模块（NTDC）五大子管理软件模块：视频监控单元（EPSS）配置管理单元（NMU）网络文件单元（NFU）存储管理单元（NRU）报警管理单元（NAU）中心控制模块负责权限的认证、转发负载均衡等；流媒体转发服务负责视频的分发，云台控制、录像查询及回放等命令的转发；存储管理单元提供存储策略的配置、实时数据存储、报警录像、设备本地数据备份。
可兼容多种存储介质，支持IPS；视频监控单元支持监控方案配置、解码卡上电视墙，操作日志查询；配置管理单元负责设备管理、用户管理、电子地图配置，网络状态统计等；网络文件单元支持设备本地录像和存储单元录像的查询、回放、下载；报警管理单元支持报警日志、联动监视、电子地图。
整个系统，视频监控单元是唯一的入口，其余模块必须向NCMC注册。
制定系统结构如图3.2。
图3.2 系统结构3.3 系统配置3.4 系统升级及可扩充性3.4.1版本升级规格3.4.2系统可扩充性设计功能扩充：系统中新增加功能时，因为是分布式结构，所以，新功能只影响NCMC控制单元和相关的业务单元，不影响其他单元。
容量扩充：只要在系统中部署新的业务单元，并且配置好NCMC的地址，即可完成。
性能扩充：一般只影响相关业务单元。
4系统总体概述4.1 软件包描述程序运行程序运行在Windows系统下，均以独立用户进程的形式运行，NCMC和NTDC无运行界面，只在进程列表可看到。
4.2 软件开发平台Windows系统，VC开发环境5系统设计规格5.1 系统架构图5.1描述系统架构。
终端设备图5.1 系统架构与接口接口描述：接口a：平台内部控制信令接口b：媒体数据接口，TCP传输，采用RTP协议接口c：大华SDK、海康SDK接口d：抽象访问接口存储命令由NRU发起，监控命令由EPSS或NAU发起（NAU在报警联动监视时，需发送监控命令），回放命令由NFU发起。
这些操作都需先经过NCMC进行权限认证，然后才与NTDC进行通讯。
5.2 功能实现原理5.2.1设备登录实现原理考虑到某些设备无用户复用功能，整个系统中，只有NTDC才能登录设备。
首先，请求客户端向NCMC发送设备登录请求，NCMC返回权限或分配的NTDC信息，同时NCMC向NTDC发送设备登录请求；然后，请求客户端与NTDC建立连接，发送登录请求，NTDC返回登录结果。
设备注销，请求客户端直接向NTDC发送注销命令即可，在没有客户端登录该设备的情况下，NTDC保留一段时间登录状态，以防新的客户端请求到来，时间到了之后，NTDC 注销设备，并向NCMC报告状态。
5.2.2视频分发实现原理首先，请求客户端向NCMC发送请求，NCMC返回权限信息；然后，请求客户端向NTDC发送请求（登录设备时，已经与NTDC建立了连接），并建立数据通道；停止分发，有四种情况：客户端直接向NTDC发送分发停止命令客户端向NTDC发送设备注销命令NTDC检测到设备掉线客户端检测到NTDC掉线5.2.3录像操作实现原理实时数据的获取，按视频分发的步骤实现。
使用抽象访问接口访问存储介质，以支持不同存储介质的扩展；为提高效率，存储采用缓存机制，数据定量写入。
存储服务采用XML文件，自行维护录像数据5.2.4回放操作实现原理回放操作，按数据源，分为对设备本地录像和存储服务录像的回放。
设备本地录像的回放，请求经由NTDC转发到设备，数据经由NTDC，再到客户端；存储服务录像的回放，请求直接发送给存储服务，数据直接由存储服务发送到客户端。
5.2.5设备配置实现原理请求由NMU发起，经由NTDC转发到设备。
5.2.6云台控制实现原理云台控制权限的获取、协商由NCMC控制，控制命令由NTDC转发到设备。
5.3 系统运行概念5.3.1设备登录运行状态图5.3.1.1描述设备登录总体流程。
图5.3.1.1 设备登录流程客户端向NCMC发送设备登录请求NCMC向客户端应答是否有权限，如果有权限，应答信息包含NTDC的IP/Port，以及此次请求的TokenNCMC向NTDC发送设备登录请求，携带此次请求的Token如果设备还没登录，NTDC向设备发送登录请求如果有权限，客户端与NTDC建立连接，并发送设备登录请求，携带请求的Token 如果NTDC还没收到该Token，NTDC向NCMC进行验证NTDC向客户端应答登录结果图5.3.1.2 描述设备注销总体流程。
图5.3.1.2 设备注销流程客户端向NTDC发送设备注销命令NTDC向客户端应答NTDC检查状态，如果无客户端连接，保留一段时间登录状态保留时间超出，NTDC向设备发送注销命令NTDC向NCMC上报设备注销状态5.3.2视频分发运行状态图5.3.2.1描述视频分发开始总体流程。
图5.3.2.1 视频分发开始流程 客户端向NCMC发送权限查询命令NCMC向客户端应答监控权限客户端向NTDC发送实时监控请求NTDC分配资源，向客户端应答结果客户端建立TCP媒体数据通道，并向NTDC验证媒体数据通道 NTDC向客户端应答验证结果NTDC接收视频数据客户端接收视频数据图5.3.2.2描述视频分发停止流程。
图5.3.2.2 视频分发停止流程客户端向NTDC发送停止监视请求NTDC释放资源，向客户端应答结果NTDC检查状态，如果没有分发，就向设备发送停止监视请求5.3.3存储系统运行状态见5.3.2 视频分发运行状态。
NRU作为CU的一种，完成整个流程。
5.3.4回放操作运行状态图5.3.4.1 描述开始回放设备本地录像的总体流程。
图5.3.4.1 开始回放设备本地录像的流程 NFU向NCMC发送权限查询命令NCMC向NFU应答权限信息如果有权限，NFU向NTDC发送回放命令NTDC分配资源，并向设备发送录像回放命令NTDC向NFU应答结果NTDC向设备建立TCP通道，接收媒体数据NFU向NTDC建立TCP数据通道，并验证媒体通道NTDC返回验证结果NFU接收媒体数据，接收媒体数据图5.3.4.2 描述停止回放设备本地录像的流程图5.3.4.2 停止回放设备本地录像的流程 NFU向NTDC发送停止回放命令NTDC释放资源，并向设备发送停止回放命令NTDC向NFU应答结果图5.3.4.3 描述开始回放存储服务录像的流程。
图5.3.4.3 开始回放存储录像的流程 NFU向NCMC发送权限查询命令NCMC向NFU应答权限信息如果有权限，NFU向NRU发送网络回放命令NRU分配资源，并向NFU应答结果NFU向NRU建立TCP通道，接收媒体数据图5.3.4.4 描述停止回放存储录像的流程。
图5.3.4.4 停止回放存储录像的流程 NFU向NRU发送停止录像的命令NRU释放资源，向NFU应答结果5.3.5设备配置运行状态图5.3.5.1 描述设备配置的总体流程。
图5.3.5.1 设备配置的流程NMU向NTDC发送配置获取/保存的命令NTDC向设备转发命令设备向NTDC返回结果NDTC向NMU应答结果5.3.6云台控制运行状态图5.3.6.1 描述云台控制的总体流程。
图5.3.6.1 云台控制流程EPSS向NCMC发送权限查询命令NCMC向请求端应答结果EPSS向NTDC发送控制命令NTDC向设备转发控制命令5.4 系统分配需求5.4.1中心控制服务（NCMC）功能：权限认证；转发服务、存储、回放、监控、报警、配置单元的管理（注册、注销、心跳）；转发分配的负载均衡、网管信息收集性能：⏹操作响应时间小于250ms⏹处理能力大于10000个操作每秒⏹可靠性达到99.999%5.4.2流媒体转发服务（NTDC）功能：与NCMC（注册、注销、心跳）；设备登录；开始/停止转发；发送TCP数据；云台控制；设备本地录像查询、回放、下载；设备配置性能：⏹视频数据延时小于500ms⏹单机一路CIF输入，多路输出，千M以太网，平均码流500K情况下，最少1000路分发能力⏹操作响应时间小于250ms5.4.3存储单元（NRU）功能：注册、注销、心跳、存储方案配置、录像存储、录像查询、录像删除、录像回放、设备本地数据备份性能：⏹单机500路存储能力⏹单机回放500路能力⏹回放视频数据延迟小于500ms5.4.4监控单元（EPSS）功能：注册、注销、心跳；实时监视；监视方案；操作日志查看；电视墙；视频会议；云台控制性能：⏹单机36窗口CIF解码5.4.5回放单元（NFU）功能：注册、注销、心跳；设备本地录像查询、回放、下载；存储服务录像查询、回放、下载；多路回放性能：⏹单机36窗口回放5.4.6报警单元（NAU）功能：注册、注销、心跳；报警日志；报警方案配置；报警联动；电子地图显示 性能：⏹单机36窗口报警联动监视，CIF码流5.4.7配置管理单元（NMU）功能：注册、注销、心跳；用户管理；电子地图管理；设备管理；设备配置；网管信息显示性能：6专项设计6.1 可靠性规格系统可以24×7连续运行。