以太网报警主机在视频监控系统中的一体化应用

文｜天津天地伟业数码科技有限公司 邓 晔

1 报警主机的发展趋势

防盗报警系统的作用是在防护监测区域内利用微波、红外等技术，自动探测入侵行为并产生报警信号，将警情信息传送至控制中心的管理主机，联动发出声光报警并提供警情位置信息，辅助提示安保人员启动应急对策预案。

防盗报警系统一般由探测器、防区控制器和报警管理主机组成。防区控制器是防盗报警系统重要的管理节点，其作用是接收报警探测器的信号，控制延时报警时间，驱动报警输出动作。而报警管理主机能将指定区域内所有的探测器组合起来形成防区，一旦出现警情，及时显示警报来源位置并根据预设编程联动继电器输出动作。报警探测器与防区控制器之间采用开关量信号传输，比较适合于现场灵活搭配使用和布线安装的需要。报警管理主机和防区控制器之间大多通过RS485或CAN BUS方式的专用总线通信，节点间距离一般能达到几百米，而且受通信速率限制，如果相距较远，就需要增加总线驱动模块，而每个模块支持的防区控制器地址也是有限的。

防盗报警系统发展的最终目标是对入侵信号的探测快速响应、精准判断和智能联动、便捷获取。除了通过应用各类先进的光电生物技术和智能过滤分析算法来提升报警探测器的指标外，还可以通过与视频监控系统集成的图像复核手段快速准确地判断警情。随着矩阵、DVR、DVS以及视频管理软件在报警处理联动管理上的功能强化（比如矩阵的宏指令功能、DVR的报警管理模板功能、DVS的视频智能分析功能），原先采用的，独立部署报警主机的核心管理作用将进一步弱化，由具备多种侦测功能的视频监控主机取而代之。报警管理主机的联动处理功能将被移植到视频监控主机中，防区控制器转发的对象也将变成视频监控主机。目前很多视频监控设备都自带报警接入端口或提供报警信号接入设备，用户只要根据系统实际需求选择主控设备，即可实现常规的报警功能（包括集成联动、视频复核和联网管理等功能）。

虽然监控报警一体化的设计应用思路已经在很多产品上得以体现（如快球、DVR、DVS、矩阵大多提供了多路报警输入/输出接口），但这并不意味着报警系统将彻底消亡，退出市场。由于在实际应用中，报警探测器的安装比视频摄像机更加灵活，局部区域的部署密度也有很大差别，使得报警防区控制器作为采集转发联动的核心节点作用反而凸显了出来。如何强化本体功能，适于多系统融合将是报警系统发展演变的一个主要内容和研究方向，这需要报警系统业者解决三个问题：

（1）报警防区控制器与控制中心主机之间采用哪种联网方式？防盗报警系统的平均点位数量从原先的几个、十几个增加到了上百个、数百个，防范区域面积不断扩大、施工布线日趋复杂、探测器扩容和分布位置后期调整的要求不断提高，这些都对防盗报警系统的控制管理方式乃至系统架构的设计提出了新的要求。分布在各个区域的报警控制器必须有完善先进的通信网络支撑，才能使控制中心的安保人员对系统内的所有探测器的报警状态一目了然，因此报警防区控制器与控制中心主机之间采用哪种联网方式便成了决定系统是否稳定健壮，能否灵活扩展的关键。

（2）报警防区控制器能否直接触发联动矩阵/DVR/DVS等视频监控设备？包括视频复核联动功能在内的多系统多平台集成已经成为安防系统发展的一个主要方向。一般情况下，安保人员无法在监控区域内出现警情时迅速出现在现场，更不可能在同时出现多处警情时分身去多个地方。如果防盗报警系统能够联动视频监控系统，就可以使安保人员在控制中心即时观察报警现场的实时情况，准确识别复核是否有入侵行为还是发生误报，还可以自动记录报警时间和位置信息、进行视频抓拍和录像并通知相关执法部门。

（3）能否建立一种以报警信息为触发事件的标准数据流，在多个系统间实时传输共享，在独立运行的各安防子系统间建立起面向紧急事件的关联模式？传统防盗报警系统与视频监控系统的集成大多是通过硬件联动完成开关量触点的报警信息转发，不便于多平台多系统集成所需的底层信息数据的传递和共享。而完善的报警综合管理系统不仅能显示警情关联区域附近所有的视频监控图像并录像，而且能联动门禁系统锁死相关门区、进行电子地图自动示警、启动周界强电照明系统、建立报警信息数据库以便快速检索和分析。

由此可见，区域联网化、联动集成化、信息共享化已经成为报警主机的发展趋势，而将防区控制器与报警管理主机之间联网通信IP化，不仅可以优化系统架构设计、减轻系统部署实施的难度，还可以降低警情数据在传输过程中受到的误报干扰。

2 以太网报警主机的技术优势

IP化的技术风潮已经席卷了各安防子系统，防盗报警系统也要应需而变，将入侵行为以数字化信息的形式提供给其他子系统进行综合处理。目前大多数平台系统的数据接口还是传统的RS232/485/422格式，在实时性、准确性、可靠性、交互性等方面均有不足，而以太网通信技术对于串口通信而言是一种比较彻底的技术革新。以太网的优势在于不仅传输距离不限、数据传输速率高、采用标准的通信协议，而且在网络底层具有CRC校验、重发机制，在协议上层增加了可靠的握手协议，保证了数据的可靠性。在网络上传输时，通信数据采用加密传输，同时对发送数据端进行身份识别，隔离外界的干扰，保障通信的稳定。将报警信息用标准的TCP/IP协议封装后，由于指令规范，与监控、消防、楼控、门禁等平台的集成融合更灵活、更先进。基于TCP/IP方式的网络通信，还可以通过在线检测缩小故障范围，快速排查问题节点。

如果报警防区控制器具备IP接口，就可以进一步将报警主机的部分管理功能剥离出来，移植到报警防区控制器中，使得控制器能够实现在线布防/撤防、脱机联动和延时报警等功能，使得控制器发出的网络报警信息，可以发送到指定IP的主机端口，从而建立起分布式系统结构。该结构的优势在于将系统风险分散到每个防区控制器单元，使得即便某几处节点的控制器出现故障，也不会影响整个报警系统的运行。而总线制报警系统的正常运行则必须依赖于一根通信线路的准确传输和每个模块的完好运行，双总线架构的优化改进方案也只是多预留了一条备用数据链路。此外，组建大型防盗报警系统时，需要报警主机对各分支节点的报警防区控制器协同管理。系统功能强大的同时带来总线通信数据量的倍增，RS485/CAN BUS总线接口的通信速度无法保证高速并发控制时的数据实时性和可靠性，势必成为束缚系统的瓶颈。而基于TCP/IP方式的网络通信则没有这一局限性。

具备以太网数据交换能力的报警防区控制器（简称以太网报警主机）不仅数据传输可靠、即时，还具备安装灵活快捷的优势。通过网络传输，不但数据扩展及通信能力不受限制，而且利用交换机就可连接到现有网络的任意节点，不受设备距离和空间环境的限制，这就为实现系统的简捷控制提供了无限的可能性。而使用串口方式通信，需要设置许多转接，如果现场控制点数庞大，还需要很多物理连线，更可能出现通信异常。

以天地伟业推出的以太网报警主机（网络并行报警信号处理器，如图1所示）为例，该产品具备多路开关量输入接口（最小8路，最大64路），可以接收来自报警探测器的常开、常闭、电平输入信号，并将其转换为网络信号，通过以太网与矩阵、硬盘录像机等主控设备通信，实现报警触发联动图像切换、摄像机预置位等特定动作。此外，该产品还提供1路报警输出，可联动触发继电器吸合控制现场灯光、警号等设备，联动时间0～240s可设。目前，已有可以配合其网络报警协议的矩阵和硬盘录像主机推出。借助以太网，网络矩阵和硬盘录像机可以接收来自指定IP的网络型报警信号处理器的报警信息，不但极大地扩展了管理报警探测区域的范围，做到了多点报警状态即时准确传输，而且使主控设备提供的智能联动模版可以实现警情相关多场景切换显示和录像抓拍，简化安保人员的处警操作，提高安保人员的响应速度。

图1 8路/16路/64路以太网报警主机

由于能够大幅减少用户布线施工的难度，并提高报警信息传输的准确性和实时性，目前，搭配该产品的视频监控系统已经在监狱、劳教所、居民社区和智能楼宇项目中得到批量应用，此外，对无人值守电力机房的远程管理也提供了帮助。

3 以太网报警主机的典型应用

以太网报警主机具备独立的IP地址，可以通过网络向16台不同IP地址的视频监控主机发送报警信息，满足用户多平台多系统共享警情数据的要求。它不仅可以开放报警协议，以便第三方平台软件的集成开发；还提供基于Web方式的IE设置环境，使用户无需安装软件，通过IE浏览器即可登录到以太网报警主机的设置页面，进行手动/自动布撤防操作，令用户的远程管理更为方便灵活。

通过Web方式，用户可以轻松维护网络内的任何一台以太网报警主机；通过操作记录功能，用户可以在主机内部存储1000条各类操作信息，包括开机时间、关机时间、报警布防、报警撤防、用户登录。这些信息也可导出为“.CSV”格式，导入到各类数据库文件中。

当系统中接入多台以太网报警主机时，每台主机都可以根据设置参数进行独立布防、撤防、记录报警、联动操作，而各报警主机之间以及与视频监控主机之间需要以标准的时钟作为参照，才能保证系统的准确性和实时性。以太网报警主机可以方便地实现网络时钟校准功能，采用计算机通用的时钟协议可以根据指定IP地址的主机（或矩阵、计算机）时钟进行全系统时钟统一。

（1）以太网联网通信模式

以太网联网通信模式即将以太网报警主机和视频监控主机均接入到局域网中，如图2所示。为保证警情数据的保密性和可靠性，比较可行的方式是将绑定的IP地址作为信息发送的依据，即在以太网报警主机Web页面的设备管理中添加注册视频监控主机的IP地址，在视频监控主机Web页面的设备管理中添加注册以太网报警主机的IP地址。为满足多平台、多设备、多系统的多样化需求，一台以太网报警主机可以将警情数据转发给多台视频监控主机，而一台视频监控主机也可以接受多台以太网报警主机的警情数据。

图2 以太网联网通信模式示意图

（2）RS485联网通信模式

网络通信虽然比较方便，但在实际使用中，也存在通信矩阵受限、户外铺设不便、IP地址分配资源不足的问题；所以，在提供以太网接口的同时，以太网报警主机还应设有RS485级联接口以提供辅助的总线式通信，从而适应不具备网络环境的安装现场。多个以太网报警主机可以通过RS485串口级联的模式，连接到视频监控管理主机。其工作原理是借助RS485总线将多个以太网报警主机的报警输入板卡虚拟映射为一个IP地址，通过该IP统一管理所有的报警主机（最近端的以太网报警主机须通过网络接到视频监控主机），如图3所示。

图3 RS485联网通信模式示意图

（3）与视频矩阵的集成联动

如图4所示。

图4 以太网报警主机与视频矩阵集成联动的示意图

（4）与工控式DVR的集成联动

如图5所示。

（5）与嵌入式DVR的集成联动

如图6所示。

4 结束语

图5 以太网报警主机与工控式DVR集成联动的示意图

图6 以太网报警主机与嵌入式DVR集成联动的示意图

依托于科技强警和平安城市建设的显著成果，很多单位和地区已初步建立起“覆盖到面、监测到线、控制到点”的全天候、多功能科技防范网络体系，以太网报警主机的兴起和矩阵、DVR、综合管理软件等主控设备平台在智能化联动处理方面的功能的完善，简化了集成管理视频复核的复杂度和难度。然而，应用以太网报警主机不仅需要占用一定的信息点和IP资源，还要改变工程商基于RS-485总线的使用习惯；因此，以太网报警主机的普及尚需时日，需要相关标准协议的规范和统一以及更多报警主机厂家和视频监控厂家的共同参与和引导。