125105 沈陽(yáng)軍區(qū)興城療養(yǎng)院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

療養(yǎng)院監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

125105 沈陽(yáng)軍區(qū)興城療養(yǎng)院 秦建明 孫作勝 寇冰 苑建英

該文通過對(duì)療養(yǎng)院安全監(jiān)控需求及分布式監(jiān)控系統(tǒng)的研究，立足院內(nèi)局域網(wǎng)，建立了36個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的基于數(shù)字硬盤錄像機(jī)/數(shù)字視頻服務(wù)器的客戶端/服務(wù)器模式下的視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)療養(yǎng)院醫(yī)療和環(huán)境安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；局域網(wǎng)；安全

療養(yǎng)院為了豐富的療養(yǎng)因子，大多建設(shè)在自然環(huán)境優(yōu)美的風(fēng)景名勝地區(qū)或旅游區(qū)內(nèi)，且占地面積大，管理人員較少，而隨著社會(huì)的發(fā)展，來(lái)療養(yǎng)院療養(yǎng)、住宿的人員越來(lái)越多，成分也越來(lái)越復(fù)雜，這就給療養(yǎng)院治安帶來(lái)了很大的壓力，盜劫和景點(diǎn)被損壞也時(shí)有發(fā)生。同時(shí)，療養(yǎng)醫(yī)療安全同樣面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。中華醫(yī)學(xué)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示：2007年平均每名醫(yī)生年遭遇2件醫(yī)療糾紛[1]。因此，療養(yǎng)院建立安全監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的，而療養(yǎng)院局域網(wǎng)的搭建與視頻技術(shù)的發(fā)展，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了平臺(tái)。本文通過對(duì)分布式監(jiān)控系統(tǒng)的研究，建立了36個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的基于數(shù)字硬盤錄像機(jī)/數(shù)字視頻服務(wù)器的客戶端/服務(wù)器模式下的視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)[2]。自1996年運(yùn)行以來(lái)，取得了良好的效果，在保護(hù)醫(yī)療安全、預(yù)防犯罪方面起到了不可低估的作用，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展可分3個(gè)階段：模擬信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)，插卡式數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的監(jiān)控系統(tǒng)[3]。本監(jiān)控系統(tǒng)立足療養(yǎng)院局域網(wǎng)，采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器模式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)采集→數(shù)據(jù)壓縮→網(wǎng)絡(luò)傳輸→集中顯示，數(shù)據(jù)傳輸千兆帶寬設(shè)計(jì)(圖1)。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括前端視頻數(shù)據(jù)(如語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)、開關(guān)量)的采集、視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼、視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理、控制與瀏覽。攝像頭輸出的視頻信號(hào)通過內(nèi)置的嵌入式視頻編碼器轉(zhuǎn)換成壓縮后的視頻數(shù)據(jù)流，再通過局域網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心或科室監(jiān)控點(diǎn)，登錄網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程用戶可以直接瀏覽視頻圖像，通過安全驗(yàn)證的授權(quán)用戶還可以控制攝像頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。系統(tǒng)后端可以采用已有的設(shè)備和連接方式，本文主要討論系統(tǒng)前端，視頻信號(hào)采集、嵌入式WLAN視頻服務(wù)器的硬件設(shè)計(jì)方案。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 攝像機(jī) 使用SONY FCB-EX480CP低照度一體化攝像機(jī)，最低照度為0.7 Lx，0.002黑白，216倍變焦(18倍光學(xué)，12倍數(shù)字)，具有高級(jí)隱私區(qū)域遮蔽功能、電子翻轉(zhuǎn)功能、報(bào)警功能、自動(dòng)曝光、圖像凍結(jié)功能等，44萬(wàn)像素，480TV線，攝像寬度廣角端48.0°，遠(yuǎn)端2.8°。

2.2 視頻服務(wù)器(或硬盤錄像機(jī)) 使用?？礑S-6001HC系列視頻服務(wù)器，分1路、2路和4路，超過4路的使用硬盤錄像機(jī)前端錄像，以保證視頻錄像的質(zhì)量。采用H.264視頻壓縮技術(shù)，壓縮比高，且處理非常靈活，支持完整的TCP/IP協(xié)議簇，支持視頻、音頻、報(bào)警、語(yǔ)音數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，內(nèi)置Web預(yù)覽功能，可進(jìn)行IE訪問，支持云臺(tái)與電動(dòng)鏡頭的控制，支持多種解碼器協(xié)議，RS485/RS-232接口支持網(wǎng)絡(luò)透明通道連接，還具有報(bào)警輸入、移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警、遮擋報(bào)警、報(bào)警聯(lián)動(dòng)輸出等報(bào)警功能。每臺(tái)硬盤錄像機(jī)配置1 T硬盤，可存貯15天的圖像資料。

2.3 云臺(tái) 云臺(tái)就是兩個(gè)交流電機(jī)組成的安裝平臺(tái)，可以水平和垂直的運(yùn)動(dòng)。室內(nèi)使用嵌入式球型云臺(tái)，除了防止灰塵干擾圖像外，還隱蔽、美觀、快速。室外使用槍式云臺(tái)，在要求美觀和隱蔽方面可選用室外球形云臺(tái)，室外云臺(tái)密封性能好，防水、防塵，負(fù)載大。輸入電壓為DC 24 V/AC 220 V 50 Hz，旋轉(zhuǎn)角度水平：0°～350°，垂直：0°～90°，旋轉(zhuǎn)速度水平：12°/s～25°/s，垂直：6°/s～15°/s，云臺(tái)要注意設(shè)置好地址、旋轉(zhuǎn)角度和波特率。

2.4 傳輸介質(zhì) 雙絞線使用超五類純安普線，光纖使用單模千兆光纖，光纖模塊使用GBIC型千兆模塊，前端交換機(jī)使用DES-1226G交換機(jī)，能提供2個(gè)千兆迷你GBIC端口，用于光纖骨干連接。主交換機(jī)使用HUAWEI S5000型智能交換機(jī)。視頻數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到千兆帶寬，以保證視頻圖像的質(zhì)量。

2.5 數(shù)據(jù)處理及顯示設(shè)備 監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理由4臺(tái)簡(jiǎn)易服務(wù)器實(shí)時(shí)對(duì)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)奖O(jiān)控中心編碼壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓解碼、監(jiān)控、存儲(chǔ)和管理，能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各監(jiān)控點(diǎn)的情況，并分4屏顯示到監(jiān)控中心的電視墻上，每屏9個(gè)視頻圖像，供值班人員及時(shí)對(duì)所發(fā)生的情況做出反應(yīng)。采用一套鍵盤鼠標(biāo)控制4臺(tái)電腦，需要增配一臺(tái)KVM-204桌面式手動(dòng)切換器控制。網(wǎng)上用戶根據(jù)需要可對(duì)所屬轄區(qū)進(jìn)行監(jiān)控。

3 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控軟件是采用基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器開發(fā)的應(yīng)用軟件。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控軟件服務(wù)端具有對(duì)設(shè)備的集中管理和用戶以及用戶權(quán)限的管理功能，可以配置客戶端的網(wǎng)絡(luò)用戶以及客戶端用戶的權(quán)限。網(wǎng)絡(luò)客戶端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶登錄，設(shè)有添加用戶和設(shè)備的功能，享有服務(wù)端給該用戶分配的權(quán)限。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中分為一個(gè)服務(wù)端和多個(gè)客戶端，服務(wù)端與客戶端有機(jī)的聯(lián)系在一起，共用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：Win NT/Win 2000/Win XP/Win 2003，CPU IntelIV2.0 G以上，內(nèi)存256 MB以上，硬盤320 G，網(wǎng)卡10/100 M，IE 5.0以上。包括以下幾個(gè)功能。

3.1 系統(tǒng)登錄 系統(tǒng)首次登錄時(shí)，必須注冊(cè)一個(gè)超級(jí)用戶，成功后登錄服務(wù)器配置和用戶登錄界面，填寫服務(wù)器IP地址、用戶名和密碼。在創(chuàng)建監(jiān)控點(diǎn)后配置一般用戶和使用權(quán)限。

3.2 系統(tǒng)配置 包括本地配置、遠(yuǎn)程配置、報(bào)警功能、日志查詢和硬解碼配置。配置前要進(jìn)行設(shè)備添加，先增加區(qū)域再增加設(shè)備，將36個(gè)點(diǎn)編制序列平均分配到4臺(tái)服務(wù)器上。本地要配置好播放方式、客戶端錄像方式、日志維護(hù)和自動(dòng)校時(shí)等，遠(yuǎn)程要配好服務(wù)器參數(shù)、通道參數(shù)、串口參數(shù)、報(bào)警參數(shù)、用戶權(quán)限和交易信息等，各種參數(shù)的配置要與所選設(shè)備匹配。

3.3 圖像預(yù)覽 有1/4/6/8/9/10/11/13/14/16/17/19/22/25/自定義等15種預(yù)覽模式，選用9畫面顯示模式，設(shè)置好預(yù)覽通道順序，然后“播放”，就能在監(jiān)控中心看到監(jiān)控圖像了。該功能模塊還具有抓圖、錄像和視頻參數(shù)設(shè)置功能，通過調(diào)整視頻參數(shù)，使圖像質(zhì)量更好。

3.4 云臺(tái)控制 進(jìn)行云臺(tái)控制前必須先在“串口參數(shù)配置”中配置好RS485的相關(guān)參數(shù)，包括波特率，選用協(xié)議和解碼器的地址等，然后在預(yù)覽圖像時(shí)，選中該路圖像，選擇云臺(tái)控制，就能上下、左右調(diào)整云臺(tái)方向，光圈，聚焦，變焦，雨刷和燈光以及云臺(tái)的自動(dòng)掃描。該模塊還具有調(diào)節(jié)云臺(tái)速度，設(shè)置預(yù)置點(diǎn)、巡航和巡航路徑的功能。

3.5 回放功能 包括三種回放方式：本地回放、遠(yuǎn)程回放和圖片回放，選擇不同的方式可以回放本地服務(wù)器或遠(yuǎn)程硬盤錄像機(jī)上的錄像資料和抓拍的圖片。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)立足療養(yǎng)院局域網(wǎng)，建立了36個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的基于DVR/DVS的C/S模式與Web下的分布式視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，充分考慮了各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際情況，可以設(shè)防、布防、緊急求救，方便了用戶的使用。監(jiān)控中心集中顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像模式可供值班人員及時(shí)掌握全院的安防情況，各科室可根據(jù)需要對(duì)本科范圍內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，網(wǎng)上每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可監(jiān)控或調(diào)用各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像與錄像資料，單用戶或者多用戶靈活使用，集中管理和獨(dú)立管理的任意轉(zhuǎn)換。集報(bào)警和監(jiān)控于一體，使得系統(tǒng)的應(yīng)用更加的靈活實(shí)用。本文對(duì)生產(chǎn)、生活等其他領(lǐng)域的安全監(jiān)控和安全預(yù)防同樣具有參考和借鑒意義。

[1]陳剛，何雪松，梁慶宇，等.建立醫(yī)療安全監(jiān)控系統(tǒng)的必要性分析[J].中國(guó)衛(wèi)生資源，2008，11(6)：255-257.

[2]李中奇.基于DVR/DVS的分布式視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].礦工自動(dòng)化，2006，10(5)：44-46.

[3]阮越廣，趙偉勝.基于WLAN的家用安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程，2008，34(10)：250-252.

This paper studied the safety monitoring requirements and distributed monitoring system in sanatoriumon.It aimed to establish network video monitoring system incuding 36 sites of data collecting under client and server mode based on digital hard disk recorder and digital video server，on the base of hospital local area network(LAN)，which could bring about real-time monitoring of medical and environmental safety in sanatorium.

Monitoring System；Design；LAN(local area network)；Safety

1005-619X(2010)05-0410-03

2010-01-14)