商業(yè)廣場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)商業(yè)實(shí)際需求中的具體情況而開(kāi)發(fā)的監(jiān)控管理系統(tǒng)。此方案利用高清數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)，配合高清解碼器、集中存儲(chǔ)服務(wù)器等設(shè)備，提出了基于高清產(chǎn)品的視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)采用世界領(lǐng)先的圖像壓縮和處理技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通訊等技術(shù)，通過(guò)高速視頻處理芯片及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行高速壓縮，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋或網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP）總線(xiàn)傳送給平臺(tái)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)上用戶(hù)也可以直接在工作站上觀(guān)察圖像，授權(quán)用戶(hù)還可以控制攝像機(jī)的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作，即插即看，安裝便捷，用戶(hù)使用方便。

項(xiàng)目背景

該項(xiàng)目為東北某地新建的商業(yè)廣場(chǎng)綜合視頻監(jiān)控項(xiàng)目。近年來(lái)，中國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)受到“平安城市”項(xiàng)目、“平安校園”項(xiàng)目、奧運(yùn)安防項(xiàng)目以及各地、各行業(yè)安防項(xiàng)目需求加速增長(zhǎng)等因素的強(qiáng)勁刺激和拉動(dòng)，取得了快速的發(fā)展，整體市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)2000-2006年的安防行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由250億元增長(zhǎng)至1200億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率接近30％。到2009年，市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到1900億元，年均增速超過(guò)25％。按照《安防產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》所提到的目標(biāo)，到“十二五”末期，安防產(chǎn)業(yè)規(guī)模將翻一番，年均增長(zhǎng)率達(dá)到20％左右，2015年總產(chǎn)值達(dá)到5000億元。綜合以上數(shù)據(jù)分析，我們預(yù)計(jì)，2011-2013年中國(guó)安防產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到2696億元、3235億元和3911億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為20.24％。

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控還以模擬為主，使用的最高畫(huà)質(zhì)為D1（720×576），由于各方面的原因，在實(shí)際應(yīng)用中，其實(shí)際視覺(jué)效果較之高清畫(huà)質(zhì)確實(shí)相差不少，而且隨著距離的增加，信號(hào)衰減也比較嚴(yán)重。穩(wěn)定的系統(tǒng)與更高的畫(huà)質(zhì)一直是業(yè)界的追求。

基于以上原因，該項(xiàng)目決定采用全數(shù)字的高清解決方案。

設(shè)計(jì)依據(jù)

該商業(yè)廣場(chǎng)一共有8層，分為地下3層與地上5層，每層面積有4、5千平米。視頻監(jiān)控的范圍包括地下停車(chē)場(chǎng)、商業(yè)過(guò)道、扶梯與電梯區(qū)域、商場(chǎng)出入口等重要地方，所有視頻接入中心監(jiān)控機(jī)房。項(xiàng)目要求整體視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備視頻壓縮質(zhì)量高、布線(xiàn)與維護(hù)便捷、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)方式

1）視頻質(zhì)量高

傳統(tǒng)的D1，并非高清，720p、1080p才是真正意義上的高清。傳統(tǒng)的視頻處理包括采集、壓縮、存儲(chǔ)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。

采集：一般依賴(lài)前端攝像機(jī)的傳感器，以CCD、CMOS為核心器件。

壓縮：一般指視頻壓縮技術(shù)，目前以H264為核心。

存儲(chǔ)：一般指硬盤(pán)存儲(chǔ)容量，目前以2T為主，3T的也已經(jīng)出現(xiàn)。

當(dāng)這些技術(shù)不再成為瓶頸后，人們對(duì)于高清的需求將得以普及。

與模擬攝像機(jī)比較，相同范圍面積的場(chǎng)景，由于高清攝像機(jī)帶來(lái)更多像素點(diǎn)，分辨率提高，圖像清晰度自然有大幅度的提升。

高清攝像機(jī)采用16：9的畫(huà)面比例，加之像素?cái)?shù)又高，所以可以看到更加寬廣的區(qū)域。如原先在正對(duì)大門(mén)、商業(yè)過(guò)道等區(qū)域要各安裝多支攝像機(jī)，倘若改用高清攝像機(jī)，使用廣角鏡頭，一支高清攝像機(jī)即可依據(jù)商場(chǎng)的位置進(jìn)行合理布局，能大范圍地監(jiān)控整個(gè)區(qū)域，避免了多區(qū)監(jiān)控的死角，而且采用高分辨率壓縮帶來(lái)的圖像清晰度足夠清楚分辨出每個(gè)活動(dòng)的人臉，同時(shí)放大后整個(gè)過(guò)程的細(xì)節(jié)仍然清晰可辨。

目前，720P、1080P甚至500萬(wàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)陸續(xù)投入市場(chǎng)，都體現(xiàn)了視頻高清化的一種主流趨勢(shì)，當(dāng)然這些高清視頻流的傳輸、存儲(chǔ)等也得益于近年來(lái)高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及海量存儲(chǔ)技術(shù)的飛速發(fā)展，同時(shí)這些傳輸、存儲(chǔ)技術(shù)的飛速發(fā)展也會(huì)促進(jìn)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

針對(duì)該商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)目，在前端視頻處理方面，我們采用720P與1080P的槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與半球攝像機(jī)。比如在地下停車(chē)場(chǎng)，要求視頻覆蓋的區(qū)域比較廣闊，因此采用1080P的槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)；在針對(duì)地上的商業(yè)過(guò)道、扶梯等區(qū)域，監(jiān)控的范圍有限，但希望設(shè)備外觀(guān)小巧，因此采用720P的半球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)；在室外監(jiān)控商場(chǎng)外部區(qū)域情況，則使用IP球機(jī)。

目前在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品方面，相關(guān)的硬件方案有DSP方式與ASIC方式，隨著H264算法的日益普及與穩(wěn)定，各個(gè)廠(chǎng)家在方案的選擇上逐步從DSP過(guò)渡到了ASIC方式?，F(xiàn)在提供ASIC方案的廠(chǎng)家主要包括有海思、升邁、安霸、NXP、TI等，各個(gè)廠(chǎng)家的方案各有特點(diǎn)。本項(xiàng)目采用的硬件方案為安霸A2的平臺(tái)方案。該方案的特點(diǎn)是支持H264的B幀壓縮，在同等的碼流下，視頻質(zhì)量更優(yōu)；同時(shí)該方案還具備硬件接口豐富、芯片功耗低、支持的前端傳感器種類(lèi)豐富等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品中。

該項(xiàng)目除了前端采集設(shè)備采用高清產(chǎn)品以外，在中心監(jiān)控室還需要配置高清解碼器及集中存儲(chǔ)服務(wù)器等設(shè)備。中心監(jiān)控室布置了18塊高清液晶顯示屏，其中2塊為46寸屏與16塊22寸屏。2塊大屏支持中心服務(wù)器的顯示輸出，主要用于平臺(tái)軟件的配置與顯示功能；其2側(cè)的16塊小屏，主要用于輪巡顯示前端高清攝像機(jī)的視頻畫(huà)面。

項(xiàng)目采用的高清解碼器為單路輸出高清信號(hào)的設(shè)備，每個(gè)顯示屏后面配置1個(gè)高清解碼器，接收網(wǎng)絡(luò)傳遞過(guò)來(lái)的視頻壓縮信號(hào)解碼顯示輸出，輸出接口支持VGA與HDMI。單臺(tái)設(shè)備具備解碼4路1080P的能力，可以通過(guò)縮放后合成1路高清信號(hào)輸出，滿(mǎn)足了整個(gè)商場(chǎng)多路視頻輪巡顯示輸出的要求。

該高清視頻解碼設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)里為被動(dòng)裝置，為了減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，它不直接連接前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，而是在中心監(jiān)控室接收平臺(tái)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的視頻信號(hào)顯示。

由于前端設(shè)備采用的是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，在存儲(chǔ)方面不能采用傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)＋DVR的方式，因此考慮用集中存儲(chǔ)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)多路的存儲(chǔ)要求。視頻監(jiān)控主要是視頻碼流的寫(xiě)入，由碼流、編碼方案、前段視頻接入路數(shù)、網(wǎng)絡(luò)條件這些因素組成。在多路并發(fā)寫(xiě)的情況下，對(duì)帶寬、數(shù)據(jù)能力、緩存等都有較大影響，對(duì)存儲(chǔ)的壓力很大，適合安防視頻存儲(chǔ)的產(chǎn)品必需有專(zhuān)門(mén)針對(duì)視頻寫(xiě)入數(shù)據(jù)的專(zhuān)屬優(yōu)化處理。同時(shí)在選型存儲(chǔ)產(chǎn)品過(guò)程時(shí)還常會(huì)遇到在究竟是選擇服務(wù)器架構(gòu)存儲(chǔ)產(chǎn)品還是選擇控制器架構(gòu)產(chǎn)品的困惑，架構(gòu)上而言類(lèi)似于工控DVR和嵌入式DVR的選擇。

對(duì)于具體項(xiàng)目來(lái)說(shuō)服務(wù)器存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于可擴(kuò)展性強(qiáng)，性能配置靈活，并且規(guī)格普遍價(jià)高，比如4核處理器、8GB內(nèi)存、6千兆網(wǎng)卡等高規(guī)格的配置模式，而控制器主要標(biāo)稱(chēng)的規(guī)格集中在雙核IOP芯片（一塊專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理Raid運(yùn)算的芯片）以及雙控制器冗余這些參數(shù)。從項(xiàng)目應(yīng)用功能上而言，服務(wù)器架構(gòu)有著多協(xié)議兼容的優(yōu)勢(shì)，往往能夠同時(shí)具備SAN和NAS兩種功能特性，控制器會(huì)比較單一往往只有IPSAN的功能。

由于該商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)目共有400多路高清攝像機(jī)的接入，因此綜合了接入路數(shù)、存儲(chǔ)時(shí)間、成本等因素，決定采用IP-SAN方式的服務(wù)器架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要是為了解決數(shù)據(jù)容量的問(wèn)題，更接近于存儲(chǔ)的本質(zhì)基礎(chǔ)性需求，為客戶(hù)在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上提供大容量的可用空間，并且由于該技術(shù)協(xié)議的優(yōu)越性特別適合大并發(fā)數(shù)據(jù)寫(xiě)入。同時(shí)該設(shè)備還支持熱插拔、Raid、服務(wù)器專(zhuān)用電源、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式服務(wù)器機(jī)箱等。

2）布線(xiàn)與維護(hù)便捷

該項(xiàng)目所涉及的地域比較廣，共8層。每層通過(guò)2個(gè)千兆的Hub將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)連接匯集后通過(guò)光纖連接到中心監(jiān)控室，在中心監(jiān)控室通過(guò)帶光纖接口的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，中心監(jiān)控室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)匯集了平臺(tái)服務(wù)器、集中存儲(chǔ)設(shè)備、高清解碼器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。每層的布線(xiàn)以常用網(wǎng)線(xiàn)為主，每層到中心監(jiān)控室則通過(guò)光纖，布線(xiàn)簡(jiǎn)潔且易于維護(hù)。

3）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有高度的安全性和保密性，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)分級(jí)保護(hù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)權(quán)限的控制等手段，可以有效的防止各種形式的對(duì)系統(tǒng)的非法侵入和攻擊。系統(tǒng)的所有終端用戶(hù)在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和訪(fǎng)問(wèn)之前都必須進(jìn)行注冊(cè)登記。系統(tǒng)將根據(jù)注冊(cè)所得的用戶(hù)唯一標(biāo)識(shí)和密碼來(lái)控制此用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，以防止非法操作。不同級(jí)別的授權(quán)具有相應(yīng)的操作權(quán)限。該項(xiàng)目目前已經(jīng)運(yùn)行半年以上，各項(xiàng)情況良好，整個(gè)系統(tǒng)均為網(wǎng)絡(luò)方式，出現(xiàn)問(wèn)題維護(hù)與更換也十分便捷。

總結(jié)

該項(xiàng)目采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)＋高清解碼器＋集中存儲(chǔ)服務(wù)器的方式解決了客戶(hù)高清視頻監(jiān)控的需求。針對(duì)一些其他應(yīng)用，也可以采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)＋高清解碼器＋分布式存儲(chǔ)（NVR）來(lái)解決。對(duì)于小規(guī)模的高清監(jiān)控系統(tǒng)，采用高清NVR具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)部分高清NVR實(shí)際上也采用了本地存高清，網(wǎng)絡(luò)傳標(biāo)清的過(guò)渡性解決方案，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)不僅解決了現(xiàn)有的監(jiān)控需求，同時(shí)也為未來(lái)全面的高清化預(yù)留了空間。而集中存儲(chǔ)方式多用于大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的部署。通常大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目涉及的監(jiān)控點(diǎn)位較多，地點(diǎn)分散，采用帶寬充足的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。因此集中存儲(chǔ)方式更有利于大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的管理和應(yīng)用需要。

由于都是基于網(wǎng)絡(luò)的傳輸，視頻傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前各個(gè)廠(chǎng)家都有各自的傳輸協(xié)議，不能達(dá)到互通互連，雖然政府支持出臺(tái)了TC100等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但目前中國(guó)市場(chǎng)仍存在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)并存、不同的廠(chǎng)商聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)并存等現(xiàn)象，并且缺乏有效的項(xiàng)目監(jiān)管和檢測(cè)機(jī)制。但隨著各安防企業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控的不斷重視和技術(shù)投入的不斷增加，我們相信視頻監(jiān)控所面臨的問(wèn)題終會(huì)被各個(gè)擊破。視頻監(jiān)控會(huì)越來(lái)越多的走進(jìn)百姓的日常生活，視頻監(jiān)控的特點(diǎn)必將變得更加清晰，更加明朗。