工业网络视频监控系统平台的搭建

精选

网络高清视频监控系统标准化解决方案

杭州海康威视系统技术有限公司

精选 目 录

第 一 章 概述.................................................................................................. 1

1.1 设计背景 ......................................................................................... 1

1.2 需求分析 ......................................................................................... 1

1.3 设计原则 ......................................................................................... 2

1.4 设计依据 ......................................................................................... 2

第 二 章 系统设计 .......................................................................................... 4

2.1 总体结构设计 .................................................................................. 4

2.2 前端子系统设计 .............................................................................. 5

第1页 视频系统网络监控解决方案 深圳开发科技股份有限公司 2004年5月

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一、 公司概况 深圳开发科技股份有限公司于1985年经电子部批准组建，是一家以开发、制造计算机部件产品、网络终端产品、自动化设备信息系统集成、软件等为主业的大型高科技上市公司（股名“深科技”—代码0021）。2003年在中国500强企业中名列第229位，中国电子信息百强企业中排名第28位，中国最大规模软件企业第36名，广东省50户重点企业之一，获深圳市计算机信息系统集成一级资质。和广东安防资质。 公司一贯采用国际先进的管理和运营方法，自1994年起先后通过了ISO9000、ISO14000、OHSAS18000等管理体系认证，2000年ERP系统成功上线，2001年9月公司成为全国第二家保税工厂，2002年6-SIGMA管理方法全面实施，公司在探索和建设有中国特色的符合国际规范的现代化企业管理又迈上了一个新的台阶。 配合公司的发展，公司亦在香港、新加坡、美国等地成立了子公司及研发机构，凭借软、硬件优势形成了强大的研发、生产及可持续发展的能力，并逐渐形成了集研发、生产、销售、信息集成、产品实验和售后服务于一体的世界性大企业构架。 系统集成事业部致力于KAIFA系列硬盘录像机(DVR)及KAIFA系列图像压缩卡的研发、生产和销售。开发出相关的网络产品和视频软件并可承接各种系统集成项目。拥有一支具有系统智能化、计算机、通信、显示技术专业的中高级人才组成的研发队伍。基于深科技多年的研发经验和系统集成能力，可根据用户需求为买方提供全方位的解决方案。 二、 产品介绍 I. 高清晰音视频同步编解码卡 (硬解输出) 型号:KAIFA-101

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• 可设置信号的亮度、色度、对比度 • 可设置图像质量和码率 • 可提供 SDK二次开发包 • 支持多路网络实时监控及回放，回放查询方便 • 支持TCP、UDP协议，支持组播功能 II. 高清晰(带预览)音视频同步编码卡 型号:KAIFA-102

TECHNOLOGY AND INFORMATIONIT技术论坛

科学与信息化2021年1月上 53基于Python与海康SDK的工业设备视频监控系统开发关兵丹东东方测控技术股份有限公司 辽宁 丹东 118000摘 要 本文介绍了使用Python语言及海康威视SDK设计和开发工业设备实时视频监控软件的方法，并给出了示例代码，为后续实现设备状态智能视频识别系统奠定了基础。关键词 Python；海康威视；SDK；Ctypes前言海康威视的监控产品在工业企业内应用十分广泛，如何利用海康威视产品实现专有定制化视频监控系统是十分有意义的。Python语言易学易用，简单高效，但目前海康官方还未提供Python版SDK。本文介绍了在Windows系统下Python编程环境中，结合海康威视SDK设计和开发工业设备实时视频监控软件的方法。（1）Python简介。Python是一种跨平台的计算机程序设计语言。无论是桌面开发序、Web开发、人工智能、自动化运维、科学运算，Python都有着丰富的扩展模块，使用Python开发应用程序，无疑是高效的。（2）海康SDK。海康威视SDK即海康提供的开发包，主要包含设备网络SDK和播放库SDK（以下简称SDK）。海康威视设备网络SDK是基于设备私有网络通信协议开发的，为嵌入式网络硬盘录像机、网络摄像机等网络产品服务的配套模块，提供Windows和Linux两个版本，用于远程访问和控制设备软件的二次开发[1] 。1 开发方法1.1 Ctypes模块简介 模块Ctypes是Python内建的用于调用动态链接库函数的功能模块，一定程度上可以用于Python与其他语言的混合编程，可以说Ctypes模块是Python应用程序与SDK之间的桥梁。1.2 DLL装载DLL（动态链接库）是Dynamic Link Library的缩写，在Windows下Python环境中使用ctypes.windll.loadLibrary()函数进行DLL的装载。本例中海康SDK的DLL载入方法为：sdk=windll.LoadLibrary("HCNetSDK.dll")。1.3 数据类型Ctypes提供和c语言兼容的数据类型，可以很方便地调用DLL中的函数。如Ctypes中的cbyte对应c语言中的char及Python中的int/long。海康SDK头文件中包含了大量的结构体，在Python中，结构体必须继承自Ctypes模块的Structure类。每个子类必须定义_fields_属性，该属性是2元素元组的列表，包含字段名和字段类型，其中字段类型必须是Ctypes类型。1.4 宏定义在海康SDK头文件中存在大量的宏定义，在Python中可用全局变量来实现。如云台控制：TILT_UP = 21，TILT_DOWN = 22。1.5 回调函数的定义回调函数是一个通过函数指针调用的函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用，用于对该事件或条件进行响应。如回调函数的原型为：CMPFUNC = CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int)) ，第一个参数c_int表示函数返回值是int类型。2 接口调用方法海康SDK调用流程通常为：初始化SDK，用户登录，预览、云台控制等操作，注销设备，释放SDK资源。2.1 初始化SDK初始化函数用于完成初始内存分配等工作，Python中调用方法为_DVR_Init()。2.2 用户登录用户登录实现用户的注册功能，返回用户ID，该用户ID具有唯一性，后续对设备的操作都需要通过此ID实现。Python调用方法为，_DVR_Login_V30(sDVRIP, wDVRPort, sUserName, sPassword, Ctypes.byref(DeviceInfo))，byref()用来传递引用参数，DeviceInfo为设备信息结构体，继承至Ctypes.Structure。2.3 视频预览视频预览模块实现从网络设备取实时码流解码显示以及播放控制等功能，Python中调用方法为_DVR_RealPlay_V40(lUserID, Ctypes.byref(lpPreviewInfo), callBack, pUser) 。其中lpPreviewInfo是Ctypes构造的结构体，结构体中lpPreviewInfo.hPlayWnd = hwnd为窗口句柄，用于播放图像。2.4 云台控制云台控制实现摄像机的镜头方位调整及变焦变倍等操作，Python中的调用方法为：_DVR_PTZControl(lRealHandle, dwPTZCommand, dwStop)。2.5 报警布防建立报警通道函数在Python中调用方法为_DVR_SetupAlarmChan_V41(lUserID, Ctypes.byref(struAlarmParam))，struAlarmParam是Ctypes构造的报警布放参数结构体。启动布防前，需要调用注册回调函数的接口NET_DVR_SetDVRMessageCallBack_V30()，注册回调函数的格式为“回调函数实例=回调函数类型（具体回调函数）”，然后将回调函数实例作为参数传给注册接口。2.6 用户注销用户注销函数在Python中的调用方法为_DVR_Logout(lUserID)。2.7 释放资源释放资源函数在Python中的调用方法为_DVR_Cleanup()，在程序结束前使用。2.8 类的封装将SDK提供的接口进一步封装到类（class）里，从而简化SDK接口，解除上层代码与SDK之间的耦合关系。由于海康SDK只需初始化一次，故这里将类设计为单例模式，将类的函数设计为静态函数。3 结束语利用上述方法实现了Python语言与海康SDK的联合开发。用此方法编写的设备监控应用程序运行良好，为后续系统引入智能识别技术打下了坚实的基础。参考文献[1] 陈俊良,葛俊锋,叶林,等.基于海康威视SDK 的视频监控软件的开发[J].工业控制计算机,2015(7):97-101.

-1-

煤矿工业电视

视频监控系统

解决方案

-2- 目 录

第一章 系统设计综述

第二章 系统软件设计

第三章 系统组成及解决方案

-3- 第一章 系统设计综述

1.1引言

随着煤矿安全生产监督管理的需要，视频监控技术已广泛应用于煤矿生产的各个重要环节。目前，大部分煤矿使用的视频监控系统基本都是早期的模拟（CCTV）和数字（DVR）系统，性能和稳定性不高。模拟监控系统具有很大的局限性：传输受距离限制，并且易受干扰，影响图象质量；无法实现联网，只能以点对点的方式监视现场；数据存储需要大量介质，不易于检索查询。另外，基于PC+多媒体卡的（DVR）系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩充性差，难于维护，不能实现多监控中心和多级管理，不适合当前有关部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。

现在，随着网络技术、计算机技术和多媒体技术的飞速发展，基于TCP/IP网络的视频监控技术，由于其具有分布式接入、便于共享访问和控制、视频信号占用带宽资源少、图像质量好、易于存储和管理等诸多优点，已经广泛应用于各个行业。因此，在煤矿安全监控系统中采用网络视频监控技术是发展的大趋势。

1.2系统建设规模

一个总监控中心：设在矿区调度中心。包括系统管理服务器、大屏幕显示系统系统。

分控端：矿区内各领导采用PC式客户端实时浏览图像。

监控点：包括矿区井上的监控点和井下的监控点,均通过光纤接入。主要设备包括光纤及接入设备、IP摄像机等。

1.3设计标准

在系统的设计过程中，我们遵循了国家与行业有关的设计规范和标准，具体如下：

-4- 《通信网技术标准汇编》（GB 84）

《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB 50252-94）