一種基于POE技術的船用視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計

0 引言

POE(Power Over Ethernet) 也被稱為基于局域網的供電系統(tǒng)或有源以太網( Active Ethernet)，有時也被簡稱為以太網供電.這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規(guī)范，并保持了與現存以太網系統(tǒng)和用戶的兼容性.POE 技術在為一些基于IP 的終端( 如IP 電話機.無線局域網接入點AP.網絡攝像機等) 傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術.

在確?，F有結構化布線安全的同時，保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本.一個完整的POE 系統(tǒng)包括供電端設備(Power Sourcing Equipment,PSE) 和受電端設備(Powered Device,PD) 兩部分.PSE 設備是為以太網客戶端設備供電的設備，同時也是整個POE 以太網供電過程的管理者;而PD 設備是接受供電的PSE 負載，即POE 系統(tǒng)的客戶端設備.

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡介

視頻監(jiān)控系統(tǒng)按照視頻信號傳輸的制式不同，可分為模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩大類.其中，模擬制式視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1 所示.

圖1 所示的模擬制式視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設備( 攝像機.鏡頭.云臺.解碼器等).視頻矩陣及監(jiān)控系統(tǒng)主機三部分組成.其中，視頻矩陣一般與主機在同一安裝位置，視頻矩陣至前端設備之間傳輸的是模擬復合視頻信號.模擬復合視頻信號為前端設備采集的現場信息，經視頻矩陣傳送至監(jiān)控主機，監(jiān)控主機的控制信號經串口傳送至解碼器，經解碼器解碼后實現對前端設備的控制.目前，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下幾個特點：一是電纜和部件數量多，不適宜遠距離傳輸，遇到故障時排除效率低;二是可擴容性差;三是兼容性差，不利于與其他設備進行資源融合.

近年來，隨著計算機.網絡以及圖像處理.傳輸技術的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術有了較快的發(fā)展，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸被網絡化數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)所替代，其系統(tǒng)組成如圖2 所示.

圖2 中的網絡化數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由用戶顯示控制終端.接入/ 交換設備.網絡編解碼器.前端設備( 攝像機.鏡頭.云臺等) 四部分組成.攝像機采集的現場視頻信息經網絡編解碼器數字化后輸出至接入/ 交換設備的網絡接口板，然后再經接入/ 交換設備進入干線網傳輸.用戶終端經授權后可進行查看，控制終端的控制信號經接入/ 交換設備.網絡編解碼器送至解碼前端設備解碼器，經解碼器解碼后實現對前端設備的控制.

因監(jiān)視前端設備采用的是分布化接入.分布式處理，故大大降低了網絡化數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主機的工作量.同時，因為系統(tǒng)的開放性，交換子網和資源子網相互獨立，交換子網為資源子網提供開放的接口，這也為后期監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性提供了無限的可能性.

2 基于POE 技術的船用網絡監(jiān)控系統(tǒng)設計

針對目前傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的以上特點，結合目前成熟的POE 技術應用，下面提出了一種面向船用的新型的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設計方案.

系統(tǒng)硬件設備主要包含前端設備( 室內一體機.室外云臺.室外攝像機.防護罩等).接入/ 交換設備.系統(tǒng)主機和多用戶終端四大部分;系統(tǒng)組成如圖3 所示.

根據圖3 所示，室外攝像云臺一體機以及室內攝像云臺一體機的供電由帶POE 功能的接入/ 交換設備提供，云臺及攝像機的控制由用戶顯示控制終端或主機通過網絡接口送至接入/ 交換設備，進入干線，然后經交換設備內的路由選擇.傳輸后輸出至相應的接入/ 交換設備網絡接口板，再經對應前端設備識別后輸出至相應前端設備.由室內外攝像機采集的視頻信息經前端設備編解碼器數字化后經網絡接口輸出至接入/ 交換設備，然后再經接入/ 交換設備入干線，用戶顯示控制終端經授權后可進行查看.下面簡要描述系統(tǒng)各主要分機的設計原理.