远程监控-网络DVR发展浅析

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你对DVR熟悉吗?听过NVR吗?网络技术的成熟,以及网络成本的大幅下降,技术与市场对视频监控的更高要求,使得网络数字化系统日渐成熟。我们要牢牢地把握住NVR的发展趋势,有一套完备的网络DVR方案!

                                                            远程监控系统方案

 

 

 

 

 

 

1、监控系统发展

1.1、典型的模拟监控系统

 

 

 

 

 

 

 

 

 

典型的监控系统主要包括四部分:摄像机、视频网络、录像机、监视器。过去10年间,这些部分一一被数字化,同时监控软件也在当中出现为他们服务。

备注:摄像机的数字化:大约从1990开始,CCTV系统中的摄像机采用基于CCD传感器的数字摄像机开始替代原有的模拟管摄像机,但摄像机只是部分数字化。因为仍然需要采用同轴电缆传输模拟信号,录像仍然采用VCR方式录像,这被成为VCR时代

录像的数字化:大约在1996年,DVR的出现成为了数字化的下一个阶段。DVR的出现让VCR变成了历史,对最终用户而言,不需要在更换磁带,录像质量一致,录制事件的搜索变得更加高效。此时,DVR仍是输入模拟信号并模拟信号输出到监视器显示。这被成为DVR时代

数字化的监视器:DVR时代的后半段,DVR增加了网络功能,可以通过PC连接DVR进行监控。在过去几年里,越来越多的DVR网络功能被不断的加强,可以通过标准的PC安装使用监控软件对DVR进行远程监控.

视频网络数字化:视频网络被称作CCTV系统数字化的最后阻碍:同轴电缆。而网络摄像机和视频编码器使得视频网络数字化发展迅速,使用标准的以太网,英特网和无线网络。使整个监控系统的四个部分全部实现了数字化,这也称可为NVR时代。

VCR——DVR——NVR

1.2、DVR时代的监控系统

板卡(板卡式DVR):

随着板卡式DVR的再90年代末逐步发展起来,这种采用PC架构、基于windows(少数Linux)平台的板卡软件成为:中国的第一代视频监控软件。使得数字压缩替代模拟录像,可以实现数据的格式转换、加密存储、码率控制及多通道同时录制及回放。

并且在短短十几载的时间,板卡式DVR迅速发展,创造了辉煌,带动了整个监控行业的蓬勃发展,此时有很多厂家都有这类板卡软件,如海康、汉邦和博康等等

嵌入式DVR:

随着嵌入式技术的快速发展,混乱的PC式DVR市场又被嵌入式DVR的高度集成化和所谓稳定的嵌入式操作系统性所冲击,并且迅速挤占了PC式DVR的市场空间,而嵌入式DVR本身具有录像、码率控制等众多功能,单机管理,所以无需软件。

对于早期数字化系统大多是基于PC或嵌入式平台的单机平台,系统软件只针对单机,功能要求相对单一,一般只需能够录像、回放和简单的报警处理就可以了,对软件的需求并不高。

近些年,随着前段摄像机的不断数字化,网络摄像机和高清摄像机的登上监控行业的舞台;面对市场发展,各个DVR厂商为了延续DVR寿命,都纷纷为DVR增加了网络功能,以满足目前的数字化趋势;这一阶段就出现了许多与DVR配合的软件,代表性的如海康、大华的软件。

1.3、NVR时代的监控系统

NVR系统

早期的NVR系统主要的作用就是统一的对前端的编码器进行统一的管理,并能够同时调用不同设备的图像显示在一个界面上,监控平台是NVR系统中不可或缺的核心与基础。之后由于技术以及网络的迅速发展、视频采集设备的数字化以及系统集成性的需要,监控平台衍生出很多其他实用的功能并越发的被使用者重视了。

 

NVR监控系统结构示意图

NVR监控系统的开放性

1)无限的系统集成能力

2)结合各类智能分析技术

3)多品牌的自由选择

 

 

 

 

 

 

 

 

在开放系统解决方案中,可以选择软件、摄像机、百万像素摄像机、编码器、服务器、存储等。

目前以NVR视频监控软件为核心,软件安装在PC或服务器、工控机上。这种软件形式的NVR软件成为市场上的主流。大规模综合安防业务平台,面向业务的大规模、分布式多系统集成管理和行业应用,兼容绝大多数设备。

NVR监控系统的非开放式

免费软件:全球范围内的硬件厂商提供了一些免费的软件,但是这些软件只支持本厂的硬件,如ACTi, Cisco, IndigoVision, Mobotix and Vicon。这些软件都是厂家为了辅助自己的硬件产品的销售,能够实现部分核心功能,还将自身硬件的特色功能发挥出来而设计的,这类软件只支持一两个品牌的设备。

非开放性的厂商:大多是面向特殊行业应用,如蓝色之星(银行)、大华(电力)和卓阳(武警)等等,这类厂商的非开放性软件更植根于行业应用,不易于跨行业的发展。

2、网络视频监控系统后端管理平台

随着数字化视频技术和存储技术的发展,视频监控系统经历了从第一阶段的模拟系统(VCR),到第二阶段的数字化系统(DVR/NVR),再到第三阶段的网络数字化系统(网络摄像机和视频服务器)三个阶段的发展演变。对于第二阶段的数字化系统大多是基于PC或嵌入式平台的单机平台,系统软件只针对单机,功能要求相对单一,一般只需能够录像、回放和简单的报警处理就可以了,对软件的需求并不高,所以大家都觉得DVR产品的差异化不大,没有更多的特色,同质化竞争严重。
网络技术的成熟,以及网络成本的大幅下降,技术与市场对视频监控的更高要求,使得网络数字化系统日渐成熟。尤其在金融系统、校园监控、公检法以及近两年方兴未艾的城市治安等诸多领域,都提出多路集中监控、集中管理的要求。如银行跨地区联网监控、城市治安监控等,都极具代表性。我们每一个业内人士都在思考未来的监控是什么样子,各种不同的应用应该如何来完成,如何通过硬件和软件的搭配来实现不同的应用。
远程网络监控系统的构成。远程网络监控系统主要由三部分构成:前端数字图像压缩设备、网络传输设备、后端控制和处理设备。前端数字图像压缩设备主要有PC式DVR、嵌入式DVR、网络视频服务器、网络摄像机;网络传输设备主要是各种不同的电信数据传输设备,最主要的有ADSL,局域网,2M口或10M口;后端控制和处理设备主要有控制服务器,管理中心软件,存储服务器,视频转发器等等。前端设备主要完成视频的编码和传输,PC式和嵌入式DVR还有一些操作及数据存储功能,对整个联网系统的功能最主要影响是图像质量。传输设备对系统功能没有太大的影响,只会对传输效果产生影响。而所有对前端设备的操作,参数设置,报警上报处理,包括后期的分析处理都是由后端的控制处理设备完成。体现整个系统功能的最主要方面,以及一些增值服务大多数由后端软件来实现,所以软件在整个系统中非常重要。

从目前市面上的一些应用来看,基于视频服务器架构的大中型集中监控管理系统软件逐渐呈现以下的一些特征:
人性化、易于操作的用户界面及接口
我们发现,在以往的一些安防系统中专业术语较多,影响了一部分普通用户的使用。所以一个设计成熟的监控软件需要简化用户操作,让用户的操作图形化更直观,即使是从未接触过的用户都能快速上手。例如采用一些操作向导模式,采用友好的提示,用快捷工具栏替代鼠标右键,减少菜单的级数等都可以在很大程序上增强系统的友好度。
简便适合的批量调试管理工具
工程商施工的过程中,往往需要预先对大批量的视频服务器或网络摄像机产品进行调试好。比如分配IP、端口等等这样的操作,如果工程商需要单个去配置将会是一件异常繁琐的工作。而一个强有力的批量调试管理工具不但可以为工程商节约调试时间,也能增加产品的一次安装成功率。
灵活、适应性强的模块化结构
视频服务器的配套软件模块应具有较强的灵活性,既可满足小型监控项目的简单需求,又可轻松地升级为大中型集中监控系统。管理中心软件通过不同功能模块的组合就可以适应不同规模的监控系统。例如客户端的基础上增加电视墙、集中存储或视频转发等组件即可升级为网络监控管理中心系统。另外,视频服务器产品支持QCIF到5M的不同分辩率的录像格式,满足不同行业对不同画质的需求。
强大的集中管理功能
通过管理中心软件可以对网络中的数字硬盘录像机、嵌入式DVR、视频服务器、网络摄像机等产品进行远程参数配置,远程视频控制,远程主机工作状态检测,报警上报等集中管理(如远程布撤防、多级电子地图以及网络虚拟矩阵等),真正做到“坐阵于中心,掌控千里之外”。
完善的用户管理系统
系统采用完善的集中用户验证管理模式,采用优先级及冲突检测机制以满足大中型系统中多用户的监控、管理需求;此外通过流媒体视频转发这样的服务解决带宽、内外网和多用户访问的冲突,有效地利用网络带宽。
集中存储与检索
录像文件资料的集中存储和分散存储对于不同的监控应用来说各具优势。就NVS产品来讲,集中存储却是必不可少的,而对于存储介质、存储方式、存储容量及可靠性也是目前各供应商面临的一个问题。而录像数据资料的安全、以及冗余备份等问题也是必须考虑的。
兼容性及扩展功能
用户的项目中往往存在不同时期装备的多种监控系统平台,而由于每个硬件供应商没有标准统一的接口,压缩格式也互不相同,这就要求管理软件系统能够尽可以地兼容多家厂商的硬件,从而最大限度地利用客户现有资源减少重复投资。不同的行业应用功能扩展的需求也是不同的,如公安城市监控要求具备如人像识别功能,金融行业通常可能要求卡号识别或计数叠加等功能;而对于超市卖场,可能又会需求如人流量统计等功能。此外,监控系统往往需要同用户的门禁、对讲、考勤和报警等系统联动。所以监控系统软件应提供完备的扩展功能接口,以供用户二次开发或多系统的联动。

网络方案解析:

发送数据 (从硬盘录像机远程查看器)

>MJPEG数据

1. JPEG 图像 从 MJPEG 编码解码器或硬盘控制器到达 CPLD

2. CPLD实现的JPEG,CPLD 保存 Jpeg 图像 到SRAM 图像 并将其复制到 W3150A+的TX缓冲区然后通知MCU。

3. MCU提供了“发送命令”,通过CPLD到達W3150A+。

4. W3150A+ 将数据发送到互联网。

>其它数据

1. MCU 复制数据到W3150A+的TX缓冲区和提供了“发送命令”,通过CPLD到達W3150A+

2. W3150A+ 将数据发送到互联网。

接收数据 (从远程查看器硬盘录像机)

>PTZ 控制 , DVR 控制

1. 数据从互联网上到达收发缓冲区的W3150A+。

2. W3150A+ 通过CPLD 将数据发送给MCU。

3. MCU 保存到SRAM和分析数据。

4. MCU 根据分析结果按次序地执行职务 。

为什么选择 网络方案 ?

在第1次试验的问题

• 低网络性能:超过20Mbps

• 高级微控制器占用网络:超过40%

Ø 系统稳定性:在PENTAPLEX模式,系统会出现下降

通过使用W5300

提升网络性能:比45Mpbs更多

保持低微控制器占用:小于10%

升级系统的稳定性:在PENTAPLEX模式下,所有功能(录制,检索,远程备份,远程监控,远程检索)都能运作而不使到任何系统向下。