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摘 要：综合管沟视频监控系统作为横琴新区市政管沟沿线的重要组成部分，能够实现横琴岛管沟的二十四小时的实时监控，主要包括可编组轮巡所有视频监控点;随时、方便地监视选定的视频图像、语音对讲、报警等。在对横琴管沟视频监控系统进行调试过程中，对其系统有了较为深入的了解。本文主要介绍监控系统的前端部分、传输部分以及交换机的工作原理和调试工作。
关键词：视频监控;网络摄像机;以太网交换机;
中图分类号：X924.3 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-02
一、引言
横琴新区是珠海市横琴岛所在区域，是继上海浦东新区、天津滨海新区之后，第三个由国务院批准的国家级新区。本项目综合管沟采用网络视频监控系统。通过基于网络视频服务器的远程监控集中管理软件系统就可以实现对综合管沟的全面监控。
二、视频监控系统前端部分
本监控系统的前端部分包括网络摄像机、云台等部分组成，主要负责现场实时画面的采集与整理，包括视频数据、音频数据和图像数据等。网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、控制器、网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。其图像处理的工作原理如下图所示：
图1 图像处理的工作原理
其中控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。
（一）网络摄像机调试。本项目管沟每个防火分区的监控系统包括4台网络摄像机，分别为两台球型摄像机和枪型摄像机。摄像机通过UPS提供稳定电源，球型摄像机电源为24VAC，需要通过适配器将220VAC转换为24VAC;枪型摄像机电源为220VAC。
摄像机的调试工作主要通过相应产品的调试软件来实现。本项目中的调试软件品牌为浙江大华，通过对本项目网络摄像机的调试工作。下面介绍主要的调试过程：1、安装大华视频软件，包括Configtool，Smartpss，PC-NVR，分别为摄像机设置、智能监控系统和PC式网络硬盘录像机。2、通过网线直接或交换机的摄像机端口将摄像机和电脑连接，并为网络摄像机提供相应要求的电源。3、打开PC-NVR和Configtool软件。通过知道摄像机默认的IP地址，修改本机TCP/IP属性，包括IP地址、子网掩码和默认网关的修改，使其网络范围一致，从而进入Configtool软件，修改摄像机的IP地址。本文以IP地址为10.1.4.65为例。4、再次本机修改TCP/IP属性，打开Smartpss软件，通过刷新设备和添加设备，就可以进入已经连接好的摄像机。
（二）问题及其解决方法。1、通过监控中心对整个管沟的视频显示情况进行统计时发现有一些枪型摄像机的焦距没有调好，导致视频显示十分的模糊。因为枪型摄像机的焦距不能远程调节，所以只能在摄像机本机上调节。本项目的摄像机直接自动光圈功能，其调焦方法如下：a）先拆下设备上的CCD防护盖，将镜头对准摄像机上的镜头安装位置，顺时针转动镜头直到将其牢固安装到位;b）然后将镜头电缆的插头插入到摄像机侧面的自动光圈镜头连接器上;c）如果∞（无穷大）时无法正确的调节对焦，可以拧开调焦圈边上的ADJUST螺丝，通过调节调焦圈来调整焦距。2、球型摄像机出现断电故障之后恢复正常。如果球型摄像机的不能动，在集中供电处断电十几秒中，自检不通过，摄像机处在垂直位置不能转动。同时在断电十几分钟之后，重新供电，摄像机能够恢复正常运转，这说明云台和摄像机都没有问题的。出现这种问题是由于机芯CPU过热死机，重启后自动复位又正常。
三、以太网交换机
以太网交换机是视频监控系统数据传输中的重要组成部分。本项目交换机的品牌为MOXA，二层交换机型号为EDS-510A，三层交换机型号为IKS-G6824。二层交换机有8个RJ-45端口，其中1-7端口为100M的电口，G1为1000M的电口;G2、G3为1000M的光口，类型为GBIC。
交换机参数设置的方法一般分为三种：RS-232串口控制配置、Telnet远程控制台配置和Web浏览器配置。本文采取第三种方式。下面以IP地址为10.1.1.31的以太网交换机为例来介绍其设置内容： 1、将24VDC电源接到交换机6针的模块电源端口，其相应的指示灯变亮。用网线将交换机和电脑连接。2、修改电脑TCP/IP属性。本交换机的默认IP地址为192.168.127.253，通过修改电脑的TCP/IP属性，并将默认IP地址输入到浏览器中，进入MOXA交换机设置界面。3、VLAN设置。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。并不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第二层以上交换机才具有此功能。
本项目的核心交换机将网络分成5个VLAN，其功能分别为管理接入层交换机，即每个防火分区的交换机;管理视频和I/O服务器;PLC虚拟网;视频虚拟网;门禁虚拟网。将每个VLAN的IP地址分别设置为10.1.1.0、10.1.2.0、10.1.3.0、10.1.4.0、10.1.5.0，相应的5个子网掩码均为255.255.255.0，说明每个虚拟网能够最多分配255个设备。通过设置VLAN这样就能够实现不同功能的信息传递隔离。
在VLAN表格中，交换机的1端口管理设置交换机，2、3、4、5端口管理网络摄像机，6端口管理门禁，7、G1端口交换PLC数据。G2、G3光口为链路聚合端口，能够同时传递2、3、4、5VLAN的数据。链路聚合功能还可以通过聚合链路实现四路并行的通信，其中每路连接最多有8个端口。如果其中一個端口通讯失败，其它七个端口作为备援并自动分担网络上的流量。4、网络参数设置。主要包括IP地址设置，子网掩码和网管设置。本交换机的IP地址为10.1.1.31，子网掩码为255.255.255.0，网关为10.1.1.254。5、交换机端口设置。在交换机中选择所需要的端口，并命名即可。本交换机的8个端口都需要。
四、环网调试出现的问题及解决方法
1、有防火分区交换机的端口设置被人修改，导致交换机不能正常运行。通过环网将邻近交换机的数据导出，并将18号交换机进行出厂还原，最后将临近交换机的数据导入，修改其IP地址为18号交换机的IP地址即可。2、两个防火分区的交换机IP冲突。有防火分区在进行视频环网调试过程中，通过MX View软件进行环网IP扫描时，发现有两个防火分区的交换机IP地址发生冲突，需要对其中一个分区的IP地址进行修改。修改过程如下：先将其中一个交换机本机上修改其IP地址，改成未用到的IP地址，再通过环网将另一个交换机修改成其原来的IP地址。最后再将第一个交换机的IP地址还原。
五、总结
本文以横琴市政管沟视频监控系统为背景，结合在实际调试过程中所查阅的相关资料所和总结的经验，介绍了网络摄像机、以太网交换机的工作原理及其调试步骤。
参考文献：
[1]吕潇超，侯增选.基于C/S结构的数字视频监控软件系统。科学技术与工程， 2007：7（9）.
[2]宋东球，李燕.基于Internet 技术的网络视频监控系统[J].计算技术与自动化，2012，01.
[3]董生忠.三层交换机的原理及应用[J].辽宁经济职业技术学院学报，2005（2）.
关键词：视频监控;网络摄像机;以太网交换机;
中图分类号：X924.3 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-02
一、引言
横琴新区是珠海市横琴岛所在区域，是继上海浦东新区、天津滨海新区之后，第三个由国务院批准的国家级新区。本项目综合管沟采用网络视频监控系统。通过基于网络视频服务器的远程监控集中管理软件系统就可以实现对综合管沟的全面监控。
二、视频监控系统前端部分
本监控系统的前端部分包括网络摄像机、云台等部分组成，主要负责现场实时画面的采集与整理，包括视频数据、音频数据和图像数据等。网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、控制器、网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。其图像处理的工作原理如下图所示：
图1 图像处理的工作原理
其中控制器还可以接收报警信号及向外发送报警信号，且按要求发出控制信号。网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。
（一）网络摄像机调试。本项目管沟每个防火分区的监控系统包括4台网络摄像机，分别为两台球型摄像机和枪型摄像机。摄像机通过UPS提供稳定电源，球型摄像机电源为24VAC，需要通过适配器将220VAC转换为24VAC;枪型摄像机电源为220VAC。
摄像机的调试工作主要通过相应产品的调试软件来实现。本项目中的调试软件品牌为浙江大华，通过对本项目网络摄像机的调试工作。下面介绍主要的调试过程：1、安装大华视频软件，包括Configtool，Smartpss，PC-NVR，分别为摄像机设置、智能监控系统和PC式网络硬盘录像机。2、通过网线直接或交换机的摄像机端口将摄像机和电脑连接，并为网络摄像机提供相应要求的电源。3、打开PC-NVR和Configtool软件。通过知道摄像机默认的IP地址，修改本机TCP/IP属性，包括IP地址、子网掩码和默认网关的修改，使其网络范围一致，从而进入Configtool软件，修改摄像机的IP地址。本文以IP地址为10.1.4.65为例。4、再次本机修改TCP/IP属性，打开Smartpss软件，通过刷新设备和添加设备，就可以进入已经连接好的摄像机。
（二）问题及其解决方法。1、通过监控中心对整个管沟的视频显示情况进行统计时发现有一些枪型摄像机的焦距没有调好，导致视频显示十分的模糊。因为枪型摄像机的焦距不能远程调节，所以只能在摄像机本机上调节。本项目的摄像机直接自动光圈功能，其调焦方法如下：a）先拆下设备上的CCD防护盖，将镜头对准摄像机上的镜头安装位置，顺时针转动镜头直到将其牢固安装到位;b）然后将镜头电缆的插头插入到摄像机侧面的自动光圈镜头连接器上;c）如果∞（无穷大）时无法正确的调节对焦，可以拧开调焦圈边上的ADJUST螺丝，通过调节调焦圈来调整焦距。2、球型摄像机出现断电故障之后恢复正常。如果球型摄像机的不能动，在集中供电处断电十几秒中，自检不通过，摄像机处在垂直位置不能转动。同时在断电十几分钟之后，重新供电，摄像机能够恢复正常运转，这说明云台和摄像机都没有问题的。出现这种问题是由于机芯CPU过热死机，重启后自动复位又正常。
三、以太网交换机
以太网交换机是视频监控系统数据传输中的重要组成部分。本项目交换机的品牌为MOXA，二层交换机型号为EDS-510A，三层交换机型号为IKS-G6824。二层交换机有8个RJ-45端口，其中1-7端口为100M的电口，G1为1000M的电口;G2、G3为1000M的光口，类型为GBIC。
交换机参数设置的方法一般分为三种：RS-232串口控制配置、Telnet远程控制台配置和Web浏览器配置。本文采取第三种方式。下面以IP地址为10.1.1.31的以太网交换机为例来介绍其设置内容： 1、将24VDC电源接到交换机6针的模块电源端口，其相应的指示灯变亮。用网线将交换机和电脑连接。2、修改电脑TCP/IP属性。本交换机的默认IP地址为192.168.127.253，通过修改电脑的TCP/IP属性，并将默认IP地址输入到浏览器中，进入MOXA交换机设置界面。3、VLAN设置。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。并不是所有交换机都具有此功能，只有VLAN协议的第二层以上交换机才具有此功能。
本项目的核心交换机将网络分成5个VLAN，其功能分别为管理接入层交换机，即每个防火分区的交换机;管理视频和I/O服务器;PLC虚拟网;视频虚拟网;门禁虚拟网。将每个VLAN的IP地址分别设置为10.1.1.0、10.1.2.0、10.1.3.0、10.1.4.0、10.1.5.0，相应的5个子网掩码均为255.255.255.0，说明每个虚拟网能够最多分配255个设备。通过设置VLAN这样就能够实现不同功能的信息传递隔离。
在VLAN表格中，交换机的1端口管理设置交换机，2、3、4、5端口管理网络摄像机，6端口管理门禁，7、G1端口交换PLC数据。G2、G3光口为链路聚合端口，能够同时传递2、3、4、5VLAN的数据。链路聚合功能还可以通过聚合链路实现四路并行的通信，其中每路连接最多有8个端口。如果其中一個端口通讯失败，其它七个端口作为备援并自动分担网络上的流量。4、网络参数设置。主要包括IP地址设置，子网掩码和网管设置。本交换机的IP地址为10.1.1.31，子网掩码为255.255.255.0，网关为10.1.1.254。5、交换机端口设置。在交换机中选择所需要的端口，并命名即可。本交换机的8个端口都需要。
四、环网调试出现的问题及解决方法
1、有防火分区交换机的端口设置被人修改，导致交换机不能正常运行。通过环网将邻近交换机的数据导出，并将18号交换机进行出厂还原，最后将临近交换机的数据导入，修改其IP地址为18号交换机的IP地址即可。2、两个防火分区的交换机IP冲突。有防火分区在进行视频环网调试过程中，通过MX View软件进行环网IP扫描时，发现有两个防火分区的交换机IP地址发生冲突，需要对其中一个分区的IP地址进行修改。修改过程如下：先将其中一个交换机本机上修改其IP地址，改成未用到的IP地址，再通过环网将另一个交换机修改成其原来的IP地址。最后再将第一个交换机的IP地址还原。
五、总结
本文以横琴市政管沟视频监控系统为背景，结合在实际调试过程中所查阅的相关资料所和总结的经验，介绍了网络摄像机、以太网交换机的工作原理及其调试步骤。
参考文献：
[1]吕潇超，侯增选.基于C/S结构的数字视频监控软件系统。科学技术与工程， 2007：7（9）.
[2]宋东球，李燕.基于Internet 技术的网络视频监控系统[J].计算技术与自动化，2012，01.
[3]董生忠.三层交换机的原理及应用[J].辽宁经济职业技术学院学报，2005（2）.