基于SNMP协议的电网视频监控系统的设计与实现

林靖颖，葛元鹏，伍 刚，刘超颖

（国网福建省电力有限公司 信息通信分公司，福建 福州 350001）

基于SNMP协议的电网视频监控系统的设计与实现

林靖颖，葛元鹏，伍 刚，刘超颖

（国网福建省电力有限公司 信息通信分公司，福建 福州 350001）

针对智能化电网中出现的视频监控标准化设计需求，在充分了解当代电网技术发展现状的基础上，基于SNMP协议设计开发了具有针对性的专业化、集成化的电网视频监控系统，通过对电网中视频设备的有效管理，实现了无人管理变电站、电网中的实时视频监视、电网设备配置参数修改、紧急预警等功能。系统在设计时兼顾了各个视频设备的不同设计标准，具有较高的兼容性、实用性。

视频监控；SNMP；系统设计；智能电网

随着电子技术、网络技术、图像编码技术的发展，智能化电网技术开始成为电网科研课题中重要的组成部分。近年来，随着电网智能化的脚步日益加快，电网视频监控系统在电网运营维护中扮演着更为重要的角色。但由于各个电网中设备数量、复杂度日益提高，不同电力设备生产厂商的视频设备采用的协议标准、功能、兼容性不同，需要采用统一的协议对不同视频设备进行标准化管理。在此背景下本文针对电网，基于SNMP协议研究了视频设备网络性能管理、标准统一技术，采用RTP中的H.264格式视频流数据打包传输，开发了专业化、集成化的电网视频监控系统。

简单网络管理协议 SNMP （Simple Network Management Protocol）是由IETF（Internet Engineering Task Force）互联网工程任务组定义的基于简单网关监视协议的，且专门用于网络管理的一组应用层协议[1]。文中构建的视频监控系统可实现管理工作站对于视频设备的远程管理，实现了无人管理变电站、电网中的实时视频监视、电网设备配置参数修改以及紧急预警等功能

1 系统分析与模块构建

电网视频监控系统从实现的角度而言，就是一个对电网中摄像头等视频设备网络的管理系统。如何实现对各种视频设备的有效管理是视频监控系统研究中的重点与难点，本文系统基于SNMP协议进行设备管理，同时提取设备中的视频信息，采用RTP中的H.264格式视频流进行视频显示。基于SNMP的设备管理是对数据链路层及物理层的管理，对系统的可靠性、灵活性有较大需求，同时网络管理系统对集成度也有较高要求，需要电网视频监控系统中来自不同厂商的网络设备均进行有效的管理。经系统需求分析，建立系统架构图，如图1所示[2]。

1.1 系统用户

管理员分为超级管理员、普通管理员。超级管理员拥有最大权限，可为系统用户分配权限，负责总管理站点；普通管理员负责各个管理代理、监控模块的管理，对各自的管理信息库（MIB）进行更新，完成与超级管理员的交互。

图1 系统总体架构

1.2 系统模块

系统由审计管理、设备管理、性能管理、计划管理、安全管理、报警管理等功能模块组成，各个模块的具体功能见图1。在系统架构中为完成各个功能模块，根据SNMP协议，设置主监控模块、管理代理、管理站点3个架构模块，其保障了各模块间有效通信。各模块功能说明如下：

1）监控模块：监控模块面向开发人员。在监控模块中封装了管理站点与管理代理之间、MIB管理等通信协议的实现，在监控模块中面向开发人员定义了一系列的API保证了这些功能的实现。监控模块保证了系统开发的效率。

2）管理代理：每个管理代理负责一个视频设备的控制，管理代理保障了视频设备网络设备与管理站点间应用程序实例的通信，并收集各个网络设备上程序运行信息，再将信息及时发送给管理站点，保障系统的实时更新。

3）管理站点：管理站点负责向管理代理通信，搜集各个视频设备的信息，并将超级管理员的管理指令通过管理代理发送给各个视频设备。同时管理站点提供系统管理界面，管理员通过管理站点中的系统界面实现管理。

2 系统实现

2.1 SNMP技术

文中在视频监控时采用SNMP协议获取电网视频设备参数。简单网络管理协议 SNMP（Simple Network Management Protocol）由互联网工程任务组IETF（Internet Engineering Task Force）定义的基于简单网关监视协议的，专门用于网络管理的一组应用层协议组成。利用SNMP构建电网视频设备网络管理系统可实现管理工作站对于电网中视频设备的远程管理，实现设备状态的监视、参数的修改及紧急事件的安全预警等。采用SNMP构建网络管理的一般系统模型，如图2所示[3]。

图2 基于SNMP协议的电网管理体系结构

SNMP采用的是客户机/服务器模式，即常说的代理/管理站模型。通过管理站（主代理）与SNMP代理（网管代理）之间的交互，实现网络的管理与维护。网管代理通过管理信息库（MIB）查询各个网络设备的状态，向管理站通过SNMP协议完成设备信息的交付。

设备中的被管理对象在管理信息库（MIB）中采用ASN.1（Abstract Syntax Notification 1）抽象语法描述语言。管理站、代理中实现相应的MIB对象，这么做的目的是保证互相通信的有效进行，使得交互的过程中双方彼此的数据可互相识别。一次管理操作包括：网管代理先识别管理站（主代理）向网管代理请求的数据（MIB），然后将各视频设备提供的设备参数转换成同样MIB的格式，返还给主代理。本系统建立的MIB如图3所示，在访问时采用中序遍历二叉树的方法进行遍历。

图3 MIB管理信息库结构

SNMP中包括：Get-Request、Get-Response、Get-Next-Request、Set-Request和Trap?五种消息类型。5种协议均采用UDP协议封装。

1）Get-Request、Get-Next-Request与 Get-Response。Get-Request用于管理站向网管代理获得网络设备的设备信息，Get-Next-Request用于网管设备采用字典顺序获取下一个网络设备的信息。Get-Response是上述消息的响应。

2）Set-Request。管理站采用Set-Request对网络设备进行远程配置与赋值。

3）Trap。网管代理使用Trap向管理站发送如接口UP/DOWN，IP地址更改等非请求消息。

2.2 模块实现与测试

在视频监控系统测试中，具体的步骤为视频采集、传输、处理三步。视频采集设备为各类摄像机，传输设备为视频光端机、交换机，处理设备为各处理单元工作站，将模拟图像进行编码转换，传送到监控中心。其流程如图4所示。

图4 视频信号传输图

本系统图像窗口可任意缩放大小或进行位置移动，可实现多画面分割，用户可以将界面分为4画面、8画面、16画面。

图5 视频全景监控画面

本系统还可基于视频监控，实现异常报警。关键代码如下：

3 结束语

基于SNMP协议的电网监控系统通过实际运行，表现良好，运行稳定，已被广泛应用在电网管理中，实现无人管理变电站、电网中视频监视、网络设备配置参数的修改及电网中紧急事件的安全预警等。这些均有力的证明了SNMP协议是一个行之有效的视频设备网络管理应用层协议。在进行视频监控系统设计时，保证视频设备有效通信、有效管理是系统设计的基础与重中之重。

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Design and implementation of electricity grid video monitoring system based on SNMP protocol

LIN Jing-ying，GE Yuan-peng，WU Gang，LIU Chao-ying
（State Grid Electric Power Co.，Ltd.Fujian Branch ICT，Fuzhou 350001，China）

In order to satisfy the requirement of the electricity grid video surveillance，a professional network monitoring system system based on SNMP protocol is designed in this paper， realizing the effective application service monitoring，threshold warning，etc The software system adopts the SNMP protocol achieving the goal of the improving of the system's practicability and reusability.

video surveillance；SNMP；system design；electricity grid

TP311

：A

：1674－6236（2017）06-0148-03

2016-03-29稿件编号：201603384

林靖颖（1982—），女，福建莆田人，工程师。研究方向：电力系统信息通信。