【安防知識(shí)網(wǎng)】面對(duì)在監(jiān)控領(lǐng)域越來越多的監(jiān)控前端產(chǎn)品，工程商和終端用戶選擇怎樣的視頻監(jiān)控管理平臺(tái)才能將大量的攝像機(jī)及視頻的錄像進(jìn)行更好的管理。本文通過對(duì)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)統(tǒng)一媒體平臺(tái)中間件的技術(shù)原理、特點(diǎn)及應(yīng)用分析，希望能給工程商及終端用戶一些參考。

        當(dāng)前國(guó)內(nèi)國(guó)外都存在不同程度的安防產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象，其中比較明顯的就是不少廠商都把研發(fā)和生產(chǎn)的重點(diǎn)聚焦在攝像機(jī)產(chǎn)品上。不可否認(rèn)，安防視頻監(jiān)控的攝像機(jī)出貨量大、應(yīng)用廣泛，就像人類的眼睛一樣是獲得視頻信息的最直接來源。然而，隨著越來越多的攝像機(jī)應(yīng)用起來以后，用什么樣的設(shè)備才能把大量的攝像機(jī)及視頻的錄像管理起來呢？答案是，視頻監(jiān)控的管理平臺(tái)產(chǎn)品。如果說攝像機(jī)是安防監(jiān)控系統(tǒng)的眼睛，那么管理平臺(tái)產(chǎn)品則像是安防系統(tǒng)的中樞神經(jīng)和大腦，能否將平臺(tái)這個(gè)“大腦”管理好，直接決定了安防系統(tǒng)的整體架構(gòu)水平。

市場(chǎng)及產(chǎn)品現(xiàn)狀 
        視頻監(jiān)控的平臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)歷了幾個(gè)典型的技術(shù)階段。

        第一階段，以模擬視頻切換矩陣為代表產(chǎn)品的模擬監(jiān)控技術(shù)，通過矩陣實(shí)現(xiàn)多個(gè)模擬攝像機(jī)的連接管理，然后向電視墻輸出。這一時(shí)期的平臺(tái)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，業(yè)務(wù)較少，強(qiáng)調(diào)模擬視頻的切換控制，且不具備平臺(tái)意義上的系統(tǒng)管理功能，屬于平臺(tái)產(chǎn)品的機(jī)械階段。

        第二階段，數(shù)字模擬相結(jié)合的監(jiān)控技術(shù)，典型的小容量產(chǎn)品是DVR產(chǎn)品。一臺(tái)DVR可實(shí)現(xiàn)十幾路或幾十路模擬視頻的接入，同時(shí)可以輸出幾路到電視墻，或者通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。DVR的優(yōu)勢(shì)是非常簡(jiǎn)單方便，其缺陷是容量較小，通常只有16路或32路，不適合中大容量的組網(wǎng)，對(duì)于平臺(tái)來說功能尚少。DVR的互聯(lián)互通、硬盤的可靠性等方面是一些從根本上難以解決的缺陷。

        第三階段，數(shù)字監(jiān)控平臺(tái)，比較有代表性的產(chǎn)品是開發(fā)一些基于PCServer的管理軟件，既可以管理視頻服務(wù)器（DVS）又可以接入一些主流的DVR，容量可以達(dá)到幾十路到幾千路。這種數(shù)字的管理平臺(tái)把原來模擬的監(jiān)控視頻信號(hào)轉(zhuǎn)成IP化的數(shù)字信號(hào)，實(shí)際上利用了互聯(lián)網(wǎng)等成熟的IT技術(shù)把監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用豐富化，從而實(shí)現(xiàn)了真正意義上的平臺(tái)管理。

        以上是一些常見的平臺(tái)產(chǎn)品，都曾作為主流的產(chǎn)品在不同的技術(shù)發(fā)展時(shí)期不同項(xiàng)目應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用。不過不同的產(chǎn)品也存在著不同的應(yīng)用限制： [nextpage]

?模擬矩陣：僅能接入模擬系統(tǒng)，不適合大規(guī)模組網(wǎng)的需要，處于市場(chǎng)淘汰階段：
?DVR小系統(tǒng)：?jiǎn)蜗到y(tǒng)僅管理32路以下的監(jiān)控錄像，屬于有限的小平臺(tái)管理；
?基于PC服務(wù)器的監(jiān)控平臺(tái)：性能弱，穩(wěn)定性差，難于滿足視頻監(jiān)控高可靠的應(yīng)用需要。且單個(gè)PC管理容量很少，多個(gè)PC的堆疊會(huì)造成組網(wǎng)困難，設(shè)備占用體積龐大，維護(hù)不方便。此外，不同開發(fā)商的PC平臺(tái)的產(chǎn)品接口差異大，很難形成互連互通。

        由此可見，監(jiān)控平臺(tái)正經(jīng)歷著由模擬到數(shù)字的過程，雖然在這個(gè)過程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)上的瓶頸或是技術(shù)上的壁壘，但大勢(shì)所趨，數(shù)字化平臺(tái)終將取代模擬設(shè)備。

統(tǒng)一媒體平臺(tái)的技術(shù)原理 
        視頻監(jiān)控的管理平臺(tái)，可以簡(jiǎn)單地定義為是對(duì)設(shè)備的管理和視頻的切換。而從更深的層面分析，平臺(tái)產(chǎn)品事實(shí)上是視頻監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的核心。安防監(jiān)控平臺(tái)所面臨的并不是這個(gè)行業(yè)獨(dú)有的問題，其它一些行業(yè)，比如通訊行業(yè)早就已經(jīng)歷了這種技術(shù)的變革過程。目前通訊領(lǐng)域的管理平臺(tái)技術(shù)已經(jīng)很好的解決了多種不同設(shè)備接入、多種業(yè)務(wù)應(yīng)用、高可靠、高穩(wěn)定、彈性擴(kuò)容等各種各樣的問題。試看當(dāng)前的通訊網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)將全球數(shù)十億的電話、手機(jī)、視頻會(huì)議等連接起來，提供從語音、視頻、文字、數(shù)據(jù)等多種多樣復(fù)雜的應(yīng)用。而且可靠性也非常高，其運(yùn)營(yíng)級(jí)的可靠性是僅次于航天級(jí)可靠性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

        中星電子的SMF平臺(tái)中間件產(chǎn)品，將通訊行業(yè)的成熟技術(shù)引領(lǐng)到安防領(lǐng)域。[nextpage]

        首先，從產(chǎn)品的定位看：所謂中間件，就是聯(lián)系設(shè)備和用戶業(yè)務(wù)的中間產(chǎn)品，簡(jiǎn)單地說中間件就是半成品，這種半成品可根據(jù)業(yè)務(wù)的需要來進(jìn)行定制開發(fā)，以滿足多種行業(yè)、多種業(yè)務(wù)應(yīng)用變化的需要。由于安防行業(yè)應(yīng)用復(fù)雜、業(yè)務(wù)種類多，需要多個(gè)廠商、集成商的合作，所以定位于中間件，正是想把多種復(fù)雜應(yīng)用的共同技術(shù)特性抽象出來，形成一個(gè)穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)平臺(tái)。在穩(wěn)定的基礎(chǔ)平臺(tái)上再增加業(yè)務(wù)模塊，將變得非常靈活。當(dāng)前SMF的功能涵蓋了視頻的傳輸、管理、業(yè)務(wù)和定制開發(fā)的接口。通過對(duì)監(jiān)控共性業(yè)務(wù)的高度抽象，這個(gè)平臺(tái)中間件產(chǎn)品完美地解決了平臺(tái)大容量的可靠性與安防業(yè)務(wù)的復(fù)雜性等問題。

        其次，從產(chǎn)品的組成來看：SMF平臺(tái)中間件產(chǎn)品主要由管理平臺(tái)模塊、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)模塊、錄像存儲(chǔ)模塊、數(shù)字視頻接入模塊、模擬視頻接入模塊、模擬視頻采集設(shè)備、數(shù)字視頻采集設(shè)備、監(jiān)控視音頻輸出應(yīng)用設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成（參見圖2）。

        ①管理平臺(tái)模塊：主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理平臺(tái)的設(shè)備管理、用戶管理等功能，由基于X86的硬件板卡和基于ARM的嵌入式硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)監(jiān)控管理平臺(tái)中，所有要接入的模擬視頻和數(shù)字視頻設(shè)備要向管理平臺(tái)模塊進(jìn)行注冊(cè)、建立連接、接受控制及返回控制結(jié)果等。管理平臺(tái)模塊根據(jù)硬件的性能可進(jìn)行多級(jí)的級(jí)聯(lián)或者負(fù)荷分擔(dān)，以滿足高可靠性的要求和大容量的要求。

        ②視頻流轉(zhuǎn)發(fā)模塊：負(fù)責(zé)進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視音頻數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文單組播轉(zhuǎn)換和復(fù)制分發(fā)，主要完成網(wǎng)絡(luò)單播數(shù)據(jù)報(bào)文的一路數(shù)據(jù)復(fù)制分發(fā)為多路數(shù)據(jù)，單播數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)換成組播報(bào)文或者組播報(bào)文轉(zhuǎn)換成單播報(bào)文。視頻流轉(zhuǎn)發(fā)模塊根據(jù)業(yè)務(wù)的容量可采用硬件網(wǎng)絡(luò)處理芯片如Intel2400和FPGA結(jié)合驅(qū)動(dòng)軟件共同實(shí)現(xiàn)。[nextpage]

        ③錄像存儲(chǔ)模塊：負(fù)責(zé)將視頻監(jiān)控的視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，主要完成數(shù)據(jù)報(bào)文對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備如磁盤陣列、大容量硬盤等設(shè)備的寫入。錄像存儲(chǔ)模塊采用的協(xié)議支持網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)協(xié)議NAS、直接存儲(chǔ)協(xié)議DAS、專業(yè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)SAN等不同方式。

        ④數(shù)字視頻接入模塊：負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集來的壓縮編碼后的數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行接入，采用8個(gè)以上的千兆以太網(wǎng)接口并可選采用光纖數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的接入和用戶設(shè)備的接入。

        ⑤模擬視頻接入模塊：對(duì)傳輸過來的模擬視頻進(jìn)行信號(hào)接入、數(shù)字編碼壓縮等處理。既可以視頻編碼服務(wù)器DVS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端模擬攝像機(jī)的接入，也可以直接高密度多端口的插卡式視頻編碼壓縮板來實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的接入。

        ⑥包交換背板總線：負(fù)責(zé)將管理平臺(tái)模塊、流轉(zhuǎn)發(fā)模塊、錄像存儲(chǔ)模塊、數(shù)字視頻接入模塊等多個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)交互通道，背板支持24G到48G左右的線速交換能力，可為每個(gè)槽位的單板提供數(shù)G帶寬的數(shù)據(jù)交換能力。

產(chǎn)品特點(diǎn) 
        SMF產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)主流大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合視頻監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)，研發(fā)出硬件化大容量多業(yè)務(wù)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)，其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

        ?高可靠——采用高可靠硬件化實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)單板和電源均支持負(fù)載分擔(dān)、主備備份、熱插撥等可靠性設(shè)計(jì)，所選器件及整體設(shè)計(jì)符合運(yùn)營(yíng)級(jí)高可靠的運(yùn)行需求。超強(qiáng)的通風(fēng)和散熱設(shè)計(jì)，適用于滿負(fù)載、長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。整體架構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)、可靠性高，能夠滿足視頻監(jiān)控核心平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行要求；

        ?模塊化——整機(jī)采用機(jī)架式設(shè)計(jì)，4U機(jī)框便于安裝存放。背板采用運(yùn)營(yíng)級(jí)高帶寬包交換總線技術(shù)，業(yè)務(wù)插板采用模塊化插槽式設(shè)計(jì)。所有業(yè)務(wù)插板的數(shù)量可根據(jù)平臺(tái)的容量靈活配置，最低3塊業(yè)務(wù)板就可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控平臺(tái)的管理功能，最高可滿配置8塊業(yè)務(wù)板，可根據(jù)系統(tǒng)的容量靈活改變業(yè)務(wù)插板的數(shù)量和類型，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的動(dòng)態(tài)擴(kuò)容；

        ?大容量——產(chǎn)品管理容量大，背板可支持24G以上的全線速數(shù)據(jù)包交換，滿配置時(shí)可支持3000路設(shè)備的同時(shí)在線管理能力。業(yè)務(wù)插板每塊可支持300路以上的D1高清視頻編碼流或者600路CIF標(biāo)清視頻編碼流并發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)處理能力，產(chǎn)品滿配置時(shí)可支持最高1500路高清視頻編碼流或者3000路標(biāo)清視頻編碼流的并發(fā)處理能力，當(dāng)系統(tǒng)容量超過設(shè)備最大容量時(shí)，還可通過級(jí)聯(lián)多臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)多級(jí)多域的分布式管理，能夠滿足系統(tǒng)容量從小到大彈性擴(kuò)容的業(yè)務(wù)發(fā)展需求； [nextpage]

        ?多功能——視頻監(jiān)控管理平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，可支持視頻監(jiān)控、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、視頻直播、視頻會(huì)議、多方語音通訊、即時(shí)消息溝通等多種文字、音視頻的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)功能，同時(shí)還預(yù)留視頻智能分析功能擴(kuò)展接口，能夠滿足當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)主流應(yīng)用以及未來擴(kuò)展的多種視頻相關(guān)應(yīng)用需求；

        ?標(biāo)準(zhǔn)化——融合了通訊及多媒體領(lǐng)域多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，遵循國(guó)內(nèi)外主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)、通信信令及視頻媒體流規(guī)范要求。在架構(gòu)設(shè)計(jì)上參考遵循了公安部城市報(bào)警和監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GA/T669-2006、中國(guó)電信“全球眼”企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)網(wǎng)通“寬視界”企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教育部“電子考場(chǎng)”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、浙江圖像信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、北京圖像信息共享地方標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)規(guī)范要求；在信令方面嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)IETFRFC3261（SIP）、IETFRFC2327（SDP）、IETFRFC1889/1890（RTP/RTCP）網(wǎng)絡(luò)信令協(xié)議的要求；在視頻媒體流方面支持標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-2、MPEG-4、H.264、MJPEG等多種主流視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)；

        ?可定制——采用開放式架構(gòu)設(shè)計(jì)，提供平臺(tái)二次開發(fā)接口和客戶端SDK開發(fā)協(xié)議，利用標(biāo)準(zhǔn)化信令及標(biāo)準(zhǔn)的視頻媒體流接口，提供從前端設(shè)備管理、用戶和權(quán)限管理、連接建立及拆除管理、錄像資源管理、多級(jí)設(shè)備互通、開發(fā)調(diào)試接口等豐富業(yè)務(wù)功能的二次開發(fā)接口，可用于兼容其它廠商前端設(shè)備、提供定制化客戶端界面、開發(fā)各種視頻相關(guān)應(yīng)用等定制開發(fā)；

        ?易兼容——符合國(guó)內(nèi)外主流視頻監(jiān)控技術(shù)接口標(biāo)準(zhǔn)，可支持與多種平臺(tái)產(chǎn)品的對(duì)接，也可支持國(guó)內(nèi)多款主流模擬或數(shù)字的視頻采集前端攝像機(jī)、視頻編碼服務(wù)器DVS、視頻錄像機(jī)DVR的兼容接入。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)或特定應(yīng)用的視頻采集前端，也可利用二次開發(fā)接口和視頻兼容接入網(wǎng)關(guān)進(jìn)行兼容接入。

產(chǎn)品應(yīng)用 
        視頻監(jiān)控管理平臺(tái)定位于中大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)平臺(tái)或中間件產(chǎn)品，提供完善的二次開發(fā)和增值業(yè)務(wù)整合接口。整機(jī)采用運(yùn)營(yíng)級(jí)高可靠硬件設(shè)計(jì)，支持業(yè)務(wù)單板、電源模塊的冗余備份和負(fù)載均衡，業(yè)務(wù)單板支持帶電熱插撥，符合運(yùn)營(yíng)級(jí)的高可靠性設(shè)計(jì)要求。機(jī)框采用標(biāo)準(zhǔn)4U機(jī)架式設(shè)計(jì)易于安裝，具有8個(gè)業(yè)務(wù)板槽位，可根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模靈活配置業(yè)務(wù)板的數(shù)量和類型，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力。平臺(tái)系統(tǒng)硬件可支持3000路視頻終端的并發(fā)視頻管理能力，能夠滿足大容量高可靠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的負(fù)載要求。支持視頻監(jiān)控、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、視頻會(huì)議、視頻直播、語音對(duì)講及廣播等豐富的業(yè)務(wù)功能，支持完全標(biāo)準(zhǔn)的SIP信令及MJPEG、MPEG-2、MPEG-4、H.264等多種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，具有完全開放的平臺(tái)二次開發(fā)接口，能夠滿足多種復(fù)雜的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)定制化需求，適用于公安、金融、交通、軍隊(duì)、礦藏、能源、教育、醫(yī)療、企業(yè)、場(chǎng)館等多種行業(yè)的運(yùn)營(yíng)級(jí)、行業(yè)級(jí)、商業(yè)級(jí)視頻監(jiān)控的管理平臺(tái)應(yīng)用需求。典型的組網(wǎng)模式如圖3。[nextpage]

未來管理平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì) 
        隨著安防市場(chǎng)容量越來越大，安防的業(yè)務(wù)應(yīng)用越來越復(fù)雜。由于當(dāng)前的主流平臺(tái)產(chǎn)品均存在不同程度難以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)限制，市場(chǎng)對(duì)監(jiān)控的管理平臺(tái)提出了越來越多的業(yè)務(wù)需求。如：平臺(tái)產(chǎn)品能否既接入模擬的攝像機(jī)來保護(hù)設(shè)備投資，又接入數(shù)字的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)來引入新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)？能否用硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可靠的平臺(tái)？隨著監(jiān)控應(yīng)用的增多，視頻的業(yè)務(wù)越來越豐富，能否將視頻監(jiān)控、視頻會(huì)議、視頻教學(xué)、視頻直播、語音文字通信等多種業(yè)務(wù)功能整合到同一個(gè)平臺(tái)？安防行業(yè)如何滿足平安城市、交通監(jiān)控、金融監(jiān)控、企業(yè)園區(qū)、數(shù)字校園等等眾多的業(yè)務(wù)需求？是單獨(dú)開發(fā)一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，還是開發(fā)一個(gè)靈活多變的系統(tǒng)，還是有更好的解決辦法？

        下一代的監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，將是一種基于客戶需求的差異化產(chǎn)品，針對(duì)不同的系統(tǒng)規(guī)模定制相應(yīng)的構(gòu)架，而不是單純追求多功能的某一種產(chǎn)品。本文所闡述的統(tǒng)一媒體平臺(tái)中間件，正是向著這個(gè)目標(biāo)的發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種產(chǎn)品形態(tài)，定位于中間件，將多種不同應(yīng)用的技術(shù)特性抽象出來，形成的穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)平臺(tái)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，可以增加相應(yīng)的業(yè)務(wù)模塊，以達(dá)到基于需求的差異化平臺(tái)設(shè)計(jì)。未來的監(jiān)控系統(tǒng)，取決于更加先進(jìn)的科技含量，同樣也取決于更加合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架。