【安防知識網(wǎng)】集成的目標

　　集成的目標應包括兩個層面：首先是為中央控制室內(nèi)所需的全部功能模塊提供統(tǒng)一的圖形用戶界面(GUI);其次是提供統(tǒng)一的報告工具。

　　這就意味著，需要開發(fā)一個真正統(tǒng)一的報警和事件數(shù)據(jù)庫，通過系統(tǒng)集成，不同數(shù)據(jù)庫之間被全部聯(lián)接在一起，來自于圖形用戶界面GUI的請求僅對統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫作出響應。

　　關鍵問題在于如何實現(xiàn)這些目標。從以往的經(jīng)驗來看，這意味著要花相當長時間的工作，來利用各子系統(tǒng)供應商提供的應用程序接口(API)開發(fā)顯示畫面，同樣它也意味著真正的系統(tǒng)集成可能的預算起點為463,950美元。然而，這種情況如今正在迅速改變，除了最簡單的系統(tǒng)外，一切都變得司空見慣。

　　如何實現(xiàn)集成?

　　現(xiàn)在的焦點是使用開放式的標準和工具，從而統(tǒng)一分離的大型數(shù)據(jù)庫，使得事件數(shù)據(jù)能夠被準確地回放和存儲，最終實現(xiàn)強大而簡單的事件管理。

　　有兩種實現(xiàn)系統(tǒng)集成的途徑。其一是“常規(guī)”或稱之為“自上而下”的方式，其中數(shù)據(jù)流處于各系統(tǒng)服務器之間。其二則是“自下而上”的方式，其中構建在大型網(wǎng)絡基礎上的智能化設備直接與服務器進行通訊，這些設備具有足夠的智能化功能來判斷事件內(nèi)容或來自用戶的請求，并選擇與哪臺服務器進行通訊。

　　目前，這兩種方式都有被使用，首先我們來看一下“自上而下”的方式。

　　系統(tǒng)結構圖

　　在此，我們將以一個典型的安防集成系統(tǒng)以及其中所屬的子系統(tǒng)為例。盡管常規(guī)型的安防系統(tǒng)集成模式已經(jīng)相當普遍，但具備與所有子系統(tǒng)之間的互連能力變得越發(fā)重要，如用于發(fā)卡和維護管理的SAP系統(tǒng)。

　　該集成系統(tǒng)的組成部分包括安防子系統(tǒng)之一的視頻監(jiān)控、門禁控制、入侵報警和對講系統(tǒng)，此外，還有樓宇控制、供熱通風與空調(diào)工程(HVAC)、電梯和自動扶梯控系統(tǒng)等等，最后，還有非常重要的消防子系統(tǒng)，它在本文中是唯一通過人力資源和客戶數(shù)據(jù)庫來進行監(jiān)控的。

　　問題何在?

　　從根本而言，由于所有子系統(tǒng)都具有不同的數(shù)據(jù)格式和操作規(guī)范，我們的問題就是要把來自一種設備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成另一種設備可用的數(shù)據(jù)格式。這個問題可以分解成三個方面：1、數(shù)據(jù)的傳輸;2、數(shù)據(jù)對象(視頻、音頻、事件數(shù)據(jù)庫);3、命令語言(數(shù)據(jù)打包方式、確保數(shù)據(jù)傳輸、打包后的數(shù)據(jù)在遠程設備上可以解碼)。

　　數(shù)據(jù)傳輸

　　就這方面而言，答案只有一個，即TCP/IP，因為它是基本標準，具備許多數(shù)據(jù)庫都能提供的多種物理傳輸方法，且便于管理和控制。目前許多基礎建筑都已安裝了網(wǎng)絡設施，各種大樓都分布了TCP/IP網(wǎng)線，TCP/IP是一個提供解決方案的優(yōu)秀示范標準。

　　數(shù)據(jù)集(Data Sets)

　　這個問題稍顯復雜，因為數(shù)據(jù)集差異相當大，而且對接口系統(tǒng)操作范式的依賴性較強。為了進一步理解這點，我們必須明白存在三種數(shù)據(jù)級別：1、歷史數(shù)據(jù)，如被捕獲的視頻或刷卡;2、實時事件，如瀏覽現(xiàn)場視頻，或?qū)z失、被失竊的卡片作出響應;3、實時數(shù)據(jù)，用于信息統(tǒng)計，且不必作出響應，如統(tǒng)計大樓內(nèi)的人數(shù)。

　　數(shù)據(jù)類型

　　對于視頻數(shù)據(jù)，目前已經(jīng)開發(fā)出了大量的標準。其中，首先就是由聯(lián)合圖像專家組開發(fā)的JPEG標準，用于靜態(tài)圖像的處理。為了達到更高的壓縮率，之后又開發(fā)出了JPEG2000，它被許多人稱之為“無損”格式，它以Wavelet(小波)標準為基礎，但該標準不在本文的討論范圍之內(nèi)。在JPEG標準的基礎上，又相繼開發(fā)了迎合視頻序列的MJPEG，以及具有大量動態(tài)內(nèi)容、主要用于廣播視頻格式的MPEG2標準。由于它可以達到DVD的畫質(zhì)，通常認為它需要占用大量的帶寬，因此又開發(fā)出了MPEG4標準。另外，還有許多廠家，如American Dynamics等開發(fā)出了一些專用的標準格式，如ACC(動態(tài)內(nèi)容壓縮)和視頻會議標準，如H.263，這些都得到了大量的應用。

　　[nextpage]在發(fā)布音頻數(shù)據(jù)時，由于選擇了更多依賴于其他因素的數(shù)據(jù)集，因此數(shù)據(jù)率要小得多。所以，對于在封閉網(wǎng)絡內(nèi)的簡單傳輸來說，仍然可以使用脈沖編碼調(diào)制，同時，當要求聲音離開本地網(wǎng)絡時，VOIP(基于因特網(wǎng)協(xié)議的語音傳輸)將變得更加普及。錄制視頻時，音頻很可能采用MPEG Layer III格式標準(MP3)。

　　標準

　　標準仍然會被繼續(xù)開發(fā)出來，但是經(jīng)過分析研究，我們提出如下標準：

　　·命令語言：OPC、BacNet、XML、HTML、ODBC、SQL、SIA、TCP/IP、Streaming;

　　·數(shù)據(jù)標準格式：JPEG、 MJPEG、MPEG-2、MPEG-4、ACC、H263、MPEG Layer III Audio、PCM和VOIP。

　　OPC(OLE for Process Control)

　　最新的一種集成工具來自Microsoft，它提供了過程控制設備與用于控制該設備的監(jiān)控軟件之間的標準接口。

　　在OPC規(guī)范定義標準接口之前，每次購買一臺新設備時，由于它有自己的狀態(tài)報告方式，使得廠家每次都不得不修改其監(jiān)控軟件。但現(xiàn)在，這種監(jiān)控軟件不過是按照特定廠家需要定制的一個OPC客戶端。購買新設備時，由供應商隨設備提供了一個OPC服務器，該OPC客戶端軟件可以簡單地與之實現(xiàn)無縫連接，省卻了開銷極大的軟件修改費用。

　　[nextpage]BacNet

　　BacNet是由美國供熱、制冷及空調(diào)工程師學會(ASHRE)開發(fā)出來的一種傳輸設備狀態(tài)和實現(xiàn)的非協(xié)議性方式，它已經(jīng)發(fā)展成為實現(xiàn)開放式集成架構的一種強大且支持得力的開發(fā)工具。

　　許多廠家能夠提供軟件工具，用以通過網(wǎng)絡聯(lián)絡和控制他們的硬件設備。BacNet要早于OPC，而且將趨向于在設備級的基礎上工作，且不需要微軟操作系統(tǒng)。

　　可擴展標識語言(XML)

　　這是創(chuàng)建描述數(shù)據(jù)結構的標識語言的標準。它不是固定的元素集合，如超文本標識語言(HTML)，它更像是SGML(標準規(guī)范化標識語言)，在SGML中它是一種語言分析用的語言，或者是描述語言的語言。XML是萬維網(wǎng)聯(lián)盟的正式規(guī)范。它提供一種非常豐富的系統(tǒng)，來定義復雜的文檔和數(shù)據(jù)結構，如貨物清單、分子式數(shù)據(jù)、新聞(news feeds)、詞匯表、盤存目錄說明、固定資產(chǎn)清單等。只要程序員定義好一個數(shù)據(jù)集的XML語言(通常稱“Schema文檔”)，他們就可以編制出一套程序，可靠地按照那些規(guī)則處理格式化后的任何數(shù)據(jù)。

　　XML為從擁有大量記錄的數(shù)據(jù)庫中傳輸選定的字段提供了一種非常有效的方法。

　　結構化查詢語言(SQL)

　　結構化查詢語言(Structured Query Language，SQL)是IBM于上世紀70年代開發(fā)的，它提供了一種關聯(lián)性數(shù)據(jù)庫接口。雖然SQL既是ANSI標準，也是ISO標準，但許多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品在支持SQL的同時，也對這個標準語言做了各自專有的擴展。查詢采用了命令語言的格式，允許用戶進行選擇、插入、升級、查找數(shù)據(jù)位置等等。對于響應和傳輸來自不同供應商數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，SQL是十分理想的方式。

　　開放式數(shù)據(jù)庫連接(ODBC)

　　開放式數(shù)據(jù)庫連接(Open Database Connectivity，ODBC)是作為一種客戶端聯(lián)接工具而研發(fā)的，一般它運行在Windows客戶端工作站上。它被認為是SQL Access開發(fā)組于1992年開發(fā)出來的一種標準數(shù)據(jù)庫訪問方式。ODBC旨在能夠訪問任何獨立應用的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而與具體數(shù)據(jù)庫無關。ODBC通過插入一個名為驅(qū)動器的中間件來完成這些管理。為了使ODBC能發(fā)揮作用，每個數(shù)據(jù)庫供應商都必須提供這樣的一個驅(qū)動器。

　　SIA

　　SIA是作為一種命令語言而開發(fā)的，它允許中央控制室控制和查詢遠程主機的狀態(tài)、報告區(qū)域狀況、設置/取消報警區(qū)域等。其目的在于允許不同廠家的報警主機可以向中心報警接收站報告。

　　由于其原先是通過調(diào)制解調(diào)器的連接來設計的，因此早期實現(xiàn)起來速度較慢，但是現(xiàn)在采用TCP/IP技術，則可以達到低于1秒的響應時間。不同供應商采用了不同的傳輸機制，有些選擇的是TCP/IP，而其他一些則選擇UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)。

　　Video Streaming

　　這是為Web架構上的視頻發(fā)布形式而設計的。其面臨的最大問題就是，根據(jù)畫面內(nèi)容幀數(shù)的大小變化，帶寬也將隨之而變化。有效傳輸?shù)膸挻笮⒏鶕?jù)交換聯(lián)接的人數(shù)、交換聯(lián)接的距離，以及用戶所訂制的服務內(nèi)容而發(fā)生改變。它以丟幀和損失實時性為代價，但幸運的是，鑒于其市場規(guī)模的發(fā)展，能夠改善這些缺陷的算法仍在繼續(xù)研發(fā)當中。

　　如何運用標準?

　　[nextpage]在一個已建成的系統(tǒng)中，各種命令語言的使用大體如下圖所示。為了在各種服務器之間實現(xiàn)通訊，我們將使用OPC，如圖2所示。

　　為了在服務器之間實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的通訊，我們要使用XML;與SQL一樣，它也可以用于歷史數(shù)據(jù)。近年來，XML已變得越來越普及。ODBC是用來為Windows客戶端與服務器上增加的數(shù)據(jù)庫之間建立聯(lián)接。SIA鏈接為報警主機與集成服務器之間提供了接口，而集成服務器的作用相當于傳統(tǒng)的報警接收站。一旦數(shù)據(jù)指針被集成服務器所恢復，Streaming則用于直接從DVR子系統(tǒng)中恢復和傳輸數(shù)據(jù)。

　　因此，通過使用這些標準，我們便可以實現(xiàn)各自獨立的子系統(tǒng)可以相互通訊，而操作員在通過集成服務器控制的環(huán)境中可以對所有系統(tǒng)進行訪問。

　　這種系統(tǒng)的最大弱點是，它十分依賴服務器，所有操作信息都是由服務器來控制完成的。因此，這種信息趨向于電路式的，即非自適應式的。而且，如果在一個設計中未對該信息進行設計，則用戶將很難訪問到這個信息。

　　因此，需要一種方法讓用戶可以根據(jù)他們的需要，來控制事件響應的信息。

　　未來發(fā)展

　　正如前面所討論的那樣，基于服務器或利用自上而下的方法實現(xiàn)集成，其最大的弱點就是設置正確的、響應事件的信息。大多數(shù)事件都需要經(jīng)過多個數(shù)據(jù)庫的處理，而開發(fā)管理這些事件的統(tǒng)一規(guī)則是相當復雜的，而且還會受到許多因素的影響，如操作員培訓、事件地點、當天時間。對于歷史回放來說，很可能基于服務器的方式仍是關鍵，出于事后作證的需要，事件內(nèi)容將被紀錄下來。但對于處理實時事件，則必須通過一種方式能夠讓不同地點的多點用戶借助共同的一個圖形用戶界面GUI，在各自獨立的子系統(tǒng)之間進行交互操作。

　　因此，GUI必須具備如下能力：支持使用指令和生物識別技術的安全登錄，與所有系統(tǒng)的網(wǎng)絡互連，到系統(tǒng)所有本地節(jié)點的輸入/輸出，處理事件發(fā)生的智能化功能，可顯示現(xiàn)場視頻的顯示屏。因此，利用這個圖形用戶界面GUI，用戶可以設置或取消一個報警主機，或從DVR上回放視頻，或打開具有門禁控制功能的大門。

　　以太網(wǎng)端設備——設置信息

　　實現(xiàn)這一要求的一種有趣的方法就是把智能化功能——目前它多數(shù)被設置在服務器上，向用戶端移動。通過使用這一領域的下一代設備就可以做到這點，它們的智能化程度要比現(xiàn)在的設備高出許多倍。

　　通過這樣一臺最新的設備，用戶可以在設置信息時選擇他們想要控制的目標。只有當各種網(wǎng)絡具有相同的拓撲結構，并且打破了服務器等級之后才能做到這點。也就是說，網(wǎng)絡是由大量的服務器構成，其中只有少量傳統(tǒng)意義上的客戶端。

　　這與互聯(lián)網(wǎng)過去二十年來的發(fā)展相類似，最早只有那些網(wǎng)絡上的服務器才能夠控制你所能看到的數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在我們看到的情形是，在用戶設置了他們所使用的信息之后，客戶端系統(tǒng)(瀏覽器)向大量互聯(lián)的服務器提出數(shù)據(jù)請求。

　　操作這類設備的一個關鍵是，由于設備與傳統(tǒng)服務器是通過電路來連接的，它必須維持一個相當高的安全水平。它也必須可以支持真正的開放標準并具備擴展能力，以便能夠控制巨大的數(shù)據(jù)量。因此，它很可能是一種Linux或XP嵌入式設備，同時具有足夠的存儲空間來實現(xiàn)緩存和傳輸大量所需的數(shù)據(jù)。

　　因此，未來系統(tǒng)有可能繼續(xù)采用專有的I/O設備完成各項任務(消防主機、DVR、報警主機等)，并維護由互聯(lián)服務器所構成的網(wǎng)絡。然而，本地用戶接口不可避免地要改成智能型以太網(wǎng)端設備。