SIP聯(lián)網(wǎng)協(xié)議—跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計的關(guān)鍵

時間：2010-04-09　來源：中國集群通信網(wǎng)　作者：張?zhí)焯臁?small>點擊：次

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【中國集群通信網(wǎng)】本文以市級跨區(qū)域動態(tài)視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享平臺項目開發(fā)為背景，將整個系統(tǒng)分為四層，結(jié)合SIP(Session Initiative Protocol，會話初始協(xié)議或通信啟動協(xié)議)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提出了基于分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的跨視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺軟件設(shè)計方案，該方案設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)具備跨平臺、多終端設(shè)備接入的能力。

　　視頻監(jiān)控管理平臺的發(fā)展現(xiàn)狀

　　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展大致可分為三個階段。

　　第一個階段大約在20世紀80~90年代，該階段主要是以單一技術(shù)系統(tǒng)為主，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、信號燈控制系統(tǒng)等，此階段是以不同的部門為單位進行系統(tǒng)運行管理。這個階段主要是通過模擬的產(chǎn)品與技術(shù)實現(xiàn)道路現(xiàn)場的查看與信號的控制，在指揮中心做一個匯聚的中心控制，不存在數(shù)字平臺的建設(shè)。

　　第二階段是20世紀90年代末到2005年，這個階段以全國大規(guī)模平安城市項目、治安卡口項目建設(shè)為標志，在一個區(qū)縣市分局層面內(nèi)統(tǒng)一管理各自獨立的技術(shù)子系統(tǒng)，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)、電子警察闖紅燈抓拍系統(tǒng)、GPS警車定位系統(tǒng)等，但各個子系統(tǒng)之間又是完全獨立運行的，相互之間協(xié)作依靠操作人員完成，且不同系統(tǒng)之間的用戶、權(quán)限、口令相互獨立。在這個階段的發(fā)展過程中，各個技術(shù)子系統(tǒng)的技術(shù)更加趨于成熟且工作穩(wěn)定，基本上形成了各自業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的功能規(guī)范。

　　第三個階段是以2005年左右開始至今，經(jīng)過基礎(chǔ)建設(shè)與技術(shù)子系統(tǒng)的建設(shè)之后，隨著系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入，系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,系統(tǒng)的整合需求日益強烈;各級公安機關(guān)也對遠程圖像資源、卡口車牌信息共享提出了新的要求。諸如警種并發(fā)資源共享沖突日益突出;橫向跨區(qū)域共享需求日益增多;系統(tǒng)管理難度不斷加大。這就要求建設(shè)一個支持三級聯(lián)網(wǎng)的軟件平臺，對全市范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控資源、卡口車牌數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，支持多級布控和全網(wǎng)協(xié)查。

　　本文以地市級跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享平臺項目開發(fā)為背景,我們在視頻監(jiān)控系統(tǒng)分層架構(gòu)的基礎(chǔ)上, 通過結(jié)合SIP監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)議, 利用分布式網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了一個易于管理、易于擴展、可重用、可伸縮、健壯的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用平臺。其功能包括: 注冊登記、目錄發(fā)送、實時監(jiān)控、心跳信息傳遞、歷史圖像的獲取、前端設(shè)備控制、信息查詢等。與其它的系統(tǒng)比較, 該軟件平臺有著擴展方便、維護簡單、便于管理和易于加載服務(wù)等特點，該平臺通過初步應(yīng)用已經(jīng)顯示出了很好的效果。

　　系統(tǒng)分層

　　以市級跨區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)為例，整個系統(tǒng)分為四層，分別是監(jiān)控資源層、SIP接入層、監(jiān)控管理層和監(jiān)控應(yīng)用層，如圖1所示。

圖1 治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)圖

　　監(jiān)控資源層

　　監(jiān)控資源層包含所有的監(jiān)控設(shè)備及服務(wù)器，如球機、矩陣、DVR(數(shù)字硬盤錄像機)、DVS(數(shù)字視頻編碼器)、中心服務(wù)器等。遵循浙江省地方標準DB33/T 629-2007《跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)規(guī)范》的第4部分，對設(shè)備及服務(wù)器的地址進行統(tǒng)一編碼。

　　SIP接入層

　　SIP接入層則在資源層的基礎(chǔ)上，遵循浙江省地方標準DB33/T 629-2007《跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)規(guī)范》的第2部分，采用基于SIP的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)簽到、認證、點播、控制、回放、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

　　監(jiān)控管理層

　　監(jiān)控管理層由SIP監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、Web監(jiān)控服務(wù)器、視頻代理轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器等相關(guān)服務(wù)器，實現(xiàn)前端設(shè)備管理、用戶管理、視頻調(diào)度等功能，構(gòu)成了治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺。

　　監(jiān)控應(yīng)用層

　　監(jiān)控應(yīng)用層主要面對最終的用戶、管理員和其它應(yīng)用系統(tǒng)，包括用戶接口、管理員接口、WEB應(yīng)用接口、互聯(lián)應(yīng)用接口。

　　SIP監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)協(xié)定

　　SIP(Session Initiation Protocol)會話初始協(xié)議是IETF制訂的，用于多方多媒體通信。按照IETFRFC2543的定義，SIP是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會話。SIP協(xié)議可在TCP或UDP之上傳送。

　　聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在進行視音頻傳輸及控制時應(yīng)建立兩個傳輸通道：信令/控制通道和視音頻流通道。信令和控制通道用于在設(shè)備之間建立會話并傳輸控制命令;視音頻流通道用于傳輸視音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過壓縮編碼的視音頻流采用流媒體協(xié)議RTP/RTCP傳輸。通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)見圖2所示。

圖2 SIP聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議的結(jié)構(gòu)

　　信令協(xié)議用來實現(xiàn)會話的建立、維護和釋放的過程。注冊登記、目錄發(fā)送、實時監(jiān)控圖像的獲取等應(yīng)用的會話控制采用RFC3261(SIP)規(guī)定的REGISTER、NOTIFY、INVITE等請求和回應(yīng)方法實現(xiàn);心跳信息傳遞、歷史圖像的獲取、前端設(shè)備控制、信息查詢采用SIP擴展方法DO請求和回應(yīng)實現(xiàn)。

　　系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)和SIP通訊的要求，在每個分局部署一臺SIP網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，在市局部署SIP網(wǎng)關(guān)服務(wù)器集群。通過市局網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與分局網(wǎng)關(guān)服務(wù)器之間的通訊，實現(xiàn)控制命令和視頻數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)市局平臺與15個區(qū)縣市分局平臺的視頻資源、卡口資源、外部監(jiān)控資源的互聯(lián)互通，共享應(yīng)用，如圖3所示。