1、 本科毕业设计 （ 20 届） 基于 SIP 的住宅网监控系统设计 所在学院 专业班级 通信工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 近年来， SIP 技术的发展势头越来越强劲，也获得了越来越多的支持。在当前的视频监控市场中，不同监控系统采用的信令控制 协议不统一，互联互通困难，无法满足网络化时代对大规模电信级视频监控、远程访问、集中管理的需要。为了加强小区安全，制定出一套完整的设计方案显得尤为重要。 课题以宁波都市森林小区的监控系统为研究对象，以宽带网为依托，基于SIP 技术，提出拥有一套技术先进、高度智能化的监控管理系统，实现物防、人防、技术防范三者之间的
2、协调统一。该系统具有先进性、实用性、兼容性以及良好的扩展性，对营造一个安全、舒适、祥和的生活环境有着重要的意义。 本文第一章主要对视频监控系统做了概要的介绍。第二章主要对 SIP 相关技术以及 SIP 监控联网 系统的介绍。第三章主要对都市森林小区现有的监控系统布局进行调查了解，最后提出都市森林小区基于 SIP 的视频监控系统的方案。第四章主要搭建基于 SIP 平台的视频监控的模拟系统，为了验证方案的可实现性。第五章主要对所做的工作进行简要总结和展望。 关键词： SIP；住宅网；监控系统；数字监控网络 - 2 - Abstract In recent years, the developmen
3、t of SIP technology has been quickly and strongly, also won more supports. In the current video monitor market, different monitoring systems use the disunity signaling control protocol, it makes difficult to interconnection and cant satisfied with networked era video monitoring of large-scale teleco
4、mmunication level, remote access and centralized management needs. In order to strengthen the community safety, and develop a set of complete design scheme is particularly important. This topic takes the monitor system of DuShiSenLin community as the research object. In order to coordination unified
5、 among the defending of object, people and the technique, proposes a set of advanced technology, highly intelligent monitoring management system based on broadband network and the technology of SIP. This system has the characteristics of advanced, practical, compatible and well expansible, so to cre
6、ate a safe, comfortable, harmonious living environment has an important significance. This first chapter briefly introduced the video monitoring system. The second chapter basically to introduce the related technologies and monitoring network system of SIP. The third chapter basically to investigate
7、 the existing monitoring system of DuShiSenLin community, and finally put forward the solution to DuShiSenLin community based on the video monitoring system of SIP. The fourth chapter basically builds the video monitoring analog system based on the video monitor SIP platform, in order to validate th
8、e realization of this scheme. The fifth is the summary and prospect of this technology. Key Words: SIP; Residential Network; Monitoring System; Digital Monitoring Network - 3 - 目 录 1 绪论 .1 1.1 前言 . 1 1.2 住宅网的视频监控 . 1 1.3 本课题的主要任务 . 2 2 基于 SIP 的监控联网系统 .4 2.1 SIP 简介 . 4 2.1 SIP 会话建立过程 . 4 2.3 基于 SIP 的
9、监控联网 . 5 2.3.1 监控联网系统 .5 2.3.2 联网系统互联结构 .5 3 基于 SIP 平台的都市森林小区视频监控系统设计 .7 3.1 监控系统设计原则 . 7 3.1.1 设计原则 . 7 3.2 都市森林视频监控系统概况 . 8 3.2.1 视频监控系统的组成 .8 3.2.2 监控点设置 .8 3.2.3 视频监控系统拓扑结构 . 12 3.2.4 系统特点 . 14 3.3 基于 SIP 的都市森林 视频监控系统设计 . 14 3.3.1 SIP 视频监控系统的组成 . 14 3.3.2 SIP 监控系统拓扑图 . 15 3.3.3 系统特点 . 15 4 基于 SI
10、P 平台的小区视频监控模拟系统 . 16 4.1 系统构成 . 16 4.2 配置 . 16 4.2.1 HIKVISION 经济型彩色摄像机的连接配置 . 16 4.2.2 注册服务器配置 . 17 4.2.3 代理服务器的配置 . 17 4.2.4 流媒体服务器及流转发服务器配置 . 20 4.3 实际测试结果 . 21 4.4 小结 . 22 5 总结 . 23 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 24 - 1 - - 1 - 1 绪论 1.1 前言 视频监控一直是人们关注的热点之一，在经历本地模拟视频监控、本地数字视频监控、基于网络的远程数字视频 监控的发展历程之后，现有的
11、数字视频系统在系统部署、远距离监控、历史记录存储管理、管理维护等方面具有无可替代的优势，以其方便、直观等特点被广泛应用于金融、电信、安全等领域。 然而随着需求的广泛扩展，现有的数字视频监控系统面临着许多需要解决的问题。首先，现有的监控系统所支持的终端接入方式单一，不能同时支持多种接入方式，这样的话不利于监控业务的扩展 ; 其次，监控模式单一，即用户只能在监控中心才能得到实施监控或者监控画面。 随着视频监控业务越来越广泛，如何使现有的监控系统适应网络的发展已经成为迫切需要解决的问题。 SIP 协议作为一种应用层控制协议，具有良好的互通性和良好的扩展性。设计一种基于 SIP 协议的视频监控系统，不
12、仅符合现有视频监控系统数字化的要求，而且这种新型的视频监控系统可以支持终端的各种接入方式，还可以随时查看监控画面。这种新型的视频监控系统，无疑可以解决上述监控系统中存在的问题。 可见设计一种基于 SIP1的视频监控系统具有非常重要的现实意义。这种监控系统在系统部署、运营方面都将具有很大灵活性且经济高效。怎样满足监控用户和监控业务尽量多的需求，实现系统的稳定性，灵活性，可扩展性，使其能够在下一代网络中广泛 应用，是需要关注的重点。 1.2 住宅网的视频监控 视频监控系统 2作为一种安保措施，目前被广泛的应用于道路、银行、机场等重要的行业和机构中，对保障生产生活秩序起到了非常重要的作用。伴随着电子
13、技术的发展，视频监控系统大概经历了以下三个发展阶段：模拟视频监控系统、模拟 /数字混合监控系统和网络化数字监控系统。 34 - 2 - - 2 - 第一代的视频监控系统采用闭路电视系统构建的模拟视频监控系统，由摄像机、监视器、磁带录像机等构成。由于迷你矩阵很难做到数十路的切换，不能与报警系统联动，不能对前端进行控制且价格昂贵、操作管理复 杂、很难实现较大系统的要求，已经逐渐被淘汰。 第二代视频监控系统是数字信号控制的视频监控系统。 该系统信息处理由以往的模拟方式逐渐转为数字方式，计算机也被引入视频监控系统之中。借助于计算机的数据处理能力和显示器的高清晰度，视频数据通过视频采集卡采集到计算机中并
14、显示在显示器上，这大大提高了视频画面的质量。但是这类监控系统不能称之为真正的数字监控系统，根本原因在于其系统设计的出发点仍然是基于传统的模拟监控模式，视频数据的传输采用的依然是模拟方式，计算机在大部分时间里只是充当一个外部监视器的角色而已。因此这类系统被 称为模拟 /数字混合监控系统，原有模拟系统的缺点仍然没有被完全克服。 随着计算机网络技术、通讯技术和数字视频技术的发展，出现了网络化数字监控系统。这种监控系统完全采用数字化技术，利用计算机网络进行监控图像的传输，对原有的监控系统进行了一次彻底的革新。与传统的监控系统相比，网络化数字监控系统主要有以下优点： 1)数字视频信号易于被计算机处理。
15、2)利用计算机网络进行数据传输，无需重新布线，监控范围广。 3)数字视频信号抗干扰性强，易于进行远距离传输与保存。 由于网络化数字视频监控系统有着传统监控系统无可比拟的优 势，目前它已经成为视频监控领域的研究热点与发展方向。 1.3 本课题的主要任务 本课题主要研究基于 SIP 技术的小区住宅网监控系统，监控中心和被控设备之间基于 SIP 平台实现会话管理，另外涉及光纤传输、无线传输和以太网技术等。本文主要以宁波都市森林小区为例，设计基于 SIP 的住宅网视频监控系统具体方案。本文的工作主要包括以下几点： 1、某个住宅网监控系统的实地调研，如都市森林，记录监控点布设方案、监控设备选型和监控中心
16、软硬件系统； - 3 - - 3 - 2、研究关于监控系统的国家标准，尤其是 SIP 技术； 3、基于 SIP 平台完成某个住宅 网的监控系统设计； 4、搭建基于 SIP 平台的视频监控模拟系统。 - 4 - - 4 - 2 基于 SIP 的监控联网系统 2.1 SIP 简介 会话初始化协议 SIP (Session Initiation Protocol)5是一个在 IP 网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、终结一个或多个参加者参加的会话进程。会话可能是终端设备之间任何类型的通信，它可以是视频话路、即时信息处理话路或协作话路。 6 SIP 协议定义了两类网络构件：客户端
17、和服务器。客户端可以发送 SIP 请求并接收应答，服务器则接收 SIP 请求并对 请求做出回应，因此 SIP 协议是一个客户端 -服务器协议。 7在 SIP 中，采用客户机 /服务器结构 89，由用户代理和服务器两大部分组成。其中用户代理又分为用户代理客户（ UAC： User Agent Client）和用户代理服务器（ UAS： User Agent Server）两种。 UAC 用来发起会话请求，UAS 用来接受并响应会话请求。这两者只是逻辑上的功能，实际上网络终端应同时具备这两种功能，既能发起会话，又能接受、相应会话。服务器分为代理服务器（ Proxy Server）、重定向服务器（
18、Redirected Server）和注册服务器（ Registrar）。 2.1 SIP 会话建立过程 SIP 会话建立过程如图 2-1 所示。 图 2-1 SIP 会话建立过程 - 5 - - 5 - 当主机 A 试图与主机 B 建立会话连接时，首先由主机 A 向主机 B 发送 INVITE请求，该 INVITE 请求包含了主机 A 希望使用的编码方式，媒体类型，传送端口等信息。当主机 B 接受到此 INVITE 信息后，向主机 A 发送 200 响应消息，此响应消息中同样包含了主机 B 使用的媒体类型，编码方式，传送端口等信息。当主机 A 接收到此信息后立即发送确认消息 ACK 至主机
19、B，协商过 程结束，媒体数据开始传输，会话由此建立。 2.3 基于 SIP 的监控联网 2.3.1 监控联网系统 监控联网系统 10的主要构成要素如下， 监控资源：提供监控信息的各种设备和系统，主要包括前端设备和区域监控报警系统。 传输网络： IP 网络（公安网络、公共通信网络和专网）。 监控中心：负责监控信息的收集、处置、管理、储存、操控监控源，并通过接口把信息上传到高一级监控中心或提供给用户终端。 用户终端：分为固定终端和移动终端。 2.3.2 联网系统互联结构 公 安 专 网S I P 网 关媒 体 服 务 器监 控 管 理 服 务 器认 证 服 务 器监 控 终 端重 定 向 服 务
20、器注 册 服 务 器位 置服 务 器代 理 服 务 器报 警 服 务 器基 于 S I P 的 I P 网公 安 监 控 子 系 统S I P 服 务 器媒 体 服 务 器监 控 管 理 服 务 器监 控 终 端代 理 服 务 器报 警 服 务 器社 会 监 控 子 系 统 / 社 会 监 控 中 心公 安 监 控 资 源 ( S I P )网 络 摄 像 机 模 拟 摄 像 机S I P 设 备编 码 设 备代 理 设 备公 安 监 控 资 源 ( 非 S I P )模 拟 摄 像 机网 络 摄 像 机编 码 设 备其 他 设 备 ( 报 警 、 存 储 )社 会 监 控 资 源模 拟 摄
21、像 机网 络 摄 像 机编 码 设 备其 他 设 备( 报 警 )公 共 网 络S I P 网 关安 全 隔 离 设 备监 控 终 端公 安 接 警 中 心监 控 终 端图 2-2 联网系统互联结构 - 6 - - 6 - 在图 2-2 所示的联网系统中，基于 SIP 的监控网络中所有资源支持标准的SIP 协议，非 SIP 监控网络的所有资源不支持 SIP 协议 ,基于 SIP 的监控网络直接连接到联网系统 ,非 SIP 监控网络通过 SIP 网关接入到联网系统。 SIP 网关：实现标准规定的 SIP 协议与其他协议相互转换的设备。 比如SIP-H.323 网关就是将 SIP 和 H.323
22、协议作互相转换，实现两个不同系统的互联互通。 11 12 具体的互联结构参考案例如图 2-3 所示。 公 安 专 网S I P 网 关媒 体 服 务 器监 控 管 理 服 务 器认 证 服 务 器监 控 终 端重 定 向 服 务 器注 册 服 务 器位 置服 务 器代 理 服 务 器报 警 服 务 器基 于 S I P 的 I P 网公 安 监 控 子 系 统S I P 服 务 器媒 体 服 务 器监 控 管 理 服 务 器监 控 终 端代 理 服 务 器报 警 服 务 器社 会 监 控 子 系 统 / 社 会 监 控 中 心公 安 监 控 资 源 ( S I P )网 络 摄 像 机 模 拟
23、 摄 像 机S I P 设 备编 码 设 备代 理 设 备公 安 监 控 资 源 ( 非 S I P )模 拟 摄 像 机网 络 摄 像 机编 码 设 备其 他 设 备 ( 报 警 、 存 储 )社 会 监 控 资 源模 拟 摄 像 机网 络 摄 像 机编 码 设 备其 他 设 备( 报 警 )公 共 网 络S I P 网 关安 全 隔 离 设 备监 控 终 端公 安 接 警 中 心监 控 终 端图 2-3 联网系统构成示意 在图 2-3 所示的案例中，由于社会监控资源和公安监控资源（非 SIP）是非SIP 监控网络 13，所以需要通过 SIP 网关连入网络，公安监控资源（ SIP）是 SIP资源网络，所以可以直接连入网络。 该系统可将现有非标准的视频监控系统和不同厂家的 DVS、 DVR、编码器、报警器等设备接入到符合国家标准的城市报警安防系统中，并且可以通过系统的转换设备实现对非标准系统和设备的管理、控制，在此基础上用户可以实现对不同监控报警系统、通信系统和视频监控系统之间的互联、互通和互控等功能。
