要问行车中最令人不爽的是什么?无论司机朋友还是乘客们，都会不约而同地控诉红灯太多，耽误时间不说，还会相应增加车辆的油耗、电耗。一路绿灯已成了当今有车族的梦想;上班族更是希望绿色交通让途中增添几分舒畅。那么，在安防行业，是否存在“绿波带”?如有，离我们究竟有多远?

　　绿波带是在指定的交通线路上，当规定好路段的车速后，要求信号控制机根据路段距离，把该车流所经过的各路口绿灯起始时间，做相应的调正，这样一来，以确保该车流到达每个路口时，正好遇到“绿灯”。

　　绿波带的提出，旨在解决城市交通红灯过多、交通拥堵等问题，由此可直接解决两个问题，一是降低候车的能耗;二则提升旅途的愉悦感。

　　在此，笔者不禁要问，那么在安防行业是否也有绿波带意识?回顾安防行业发展的这几十年，从国外高端品牌的垄断到大批民族品牌的崛起，乃至现在的 IP网络化发展，技术在不断更新、产品在不断换代，但环保节能的意识，却没有真正的形成体系。总体而言，安防在快速发展，但行政体系支持下的安防行业对节能环保的意识并没有得到很大的发展，随着近几年安防向着民用领域延伸，如何降低能耗被率先提出来。至此，安防的节能环保才开始拉开了序幕。浙江大华技术股份有限公司产品经理黄维俭认为：“随着安防市场的不断扩大及安防产品的不断普及，安防系统全天候24小时运行耗能巨大，使得安防节能产品的市场空间和社会价值的双重意义越来越重大;当前部分安防厂商已开始重视并发布一些节能产品。”“十二•五”发展规划将节能环保的纳入，加速推动了安防产品向节能环保型发展。

　　下面，我们来透析一下，当今的安防行业都有哪些利于节能减排的措施或方案。

　　降低能耗成首选

　　现在安防需要在城市各个角落布建数不清的探头，虽然单支产品的能耗不高，但所有的探头全天候工作下，所需电源消耗量就将非常巨大。这是各承建单位、用户、产品提供商所需共同面对的一大难题，该问题至今仍困扰着我们，行业也对此提出了多种解决方案。

　　节能显示走在前列

　　提起安防产品节能，无疑显示设备是重头。确实，显示设备厂家也已先行。往前推几年，市面上用得最多的当属阴极射线管CRT(Cathode Ray Tube)显示器，此类产品色彩成像效果虽然不错，但是也甚高，并大量浪费在高热量的散发中。随着LCD、LED技术的发展，当前LCD显示器已占据主流;更为节能、显示效果更好的LED显示器也正崛起;而具有更广观看维度的OLED显示技术亦在进步当中。

　　虽然LCD显示器的能耗较CRT有了长足改善，但在大屏、拼接屏的应用中，其能耗仍偏高，由此，不少厂家从图像处理芯片、结构设计、工艺等方面都在不断对其能耗进行提升，如长虹2013年主推的能源星系列产品即是显示类产品在节能减排方面的一个代表。此外，创维等专业显示器厂家也在不断地完善自身产品的结构，以降低能耗，让产品更趋于既符合安防需求，又能满足节能环保的要求。

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　　数据与供电共线技术

　　一般摄像探头都需要为其提供一路电源、一根数据传输线缆方能实现应用，但这会有两个问题需要解决，一是要将电源延伸至探头安装位置;二则需要为探头独立匹配一个电源，对能耗和成本都难以有效控制。为此，行业针对采用网线和同轴电缆的两种主要传输方式分别开发了PoE和PoC供电技术，即通过一根传输线缆完成数据传输和供电两种功能。

　　·PoE(Power Over Ethernet)，是有源以太网供电的简称，指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP对讲电话机、wifi无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流电源。该技术通过统一供电的方式，只需为前端设备提供一根传输网线即可实现数据、供电双应用，对降低施工难度、减少布线、节约电缆耗材都有不错的提升效果。

　　·PoC(Power on Cable)，即同轴电缆供电技术，其应用需求、实现方式与PoE差不多，都是利用单一线缆实现数据、供电双应用。该技术的出现，对采用同轴电缆作为传输介质的模拟摄像机、SDI摄像机、模数混合同传的SLOC摄像机来说，是一大福音，满足了供电、视频信号，甚至控制信号同一线缆传输的应用需求。

　　核心部件集成化

　　拆开各类安防设备，我们不约而同地发现，现在的安防产品，结构的简单化已经成了一大趋势，通常一两块电路板即完成了产品的构建。各类元器件均高度地集成在电路板上，使得产品内部的空间更为宽敞。此集成化设计，对降低能耗、散热、提高产品的稳定性方面起到了很大的作用。对此，海康威视传输与控制显示部总经理钱学锋介绍到：“安防行业的节能环保也同其他电子产品类似，首先集成电路技术的提高，器件集成度和性能大幅提升，电路板的能耗一再降低。其次是优化设计，主要是开发生产节能型产品，如选用处理能力及处理速度更强的主芯片。”同时，钱老进一步举例说明道：DVR早期每路D1耗能需要3W，到现在 3W可以支持4路D1分辨率视频的应用。由此也说明了集成化技术的进步与成熟，对节能的效果是显而易见的。

　　如上海康威视钱老所介绍，主芯片的选用对环保节能起到了关键作用。当前，最为主流的就是将芯片集成化应用，如ISP、DSP、FPGA等芯片方案，已不再是多个单功能芯片的堆叠，而是通过多功能、高性能芯片方案组合，实现了既提升处理速度、极大地提高了产品性能，又大大地缩小了设备体积、降低能耗等多种应用优势(详见后文《从节能环保角度优化安防视频监控系统》)。高性能处理芯片的应用，最为直接的体现就是，芯片性能的提升，降低了数据处理负载压力，进而直接降低能耗，这在处于工作状态的摄像机或其它处理设备的工作温度的比较中差异最为凸显。正如四川艾普视达数码科技有限公司产品市场主管范清华所介绍：“以摄像机为例，其主要能源消耗在SoC芯片，目前主要的高清SoC芯片均已由45nm向32nm技术过渡，芯片平均功耗降至1W。” 　　另则，产品其它零器件的选择对功耗也有一定的影响，大华股份黄维俭指出，设计产品时采用低功耗芯片很重要，如CCD传感器的功耗要高于CMOS传感器，而选用功耗更低的CMOS传感器，可以降低整机功耗，在节能的同时减少发热量，延长了设备使用寿命。

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　　外围设备节能选配

　　安防产业所需的外围设备很多，在此，仅以电源适配器及补光节能器件为例介绍。

　　适配器是设备供电的第一道门槛，但一直以来，我们对适配器的标准是，只要能输出需求的电压、电流，并且耐用就是要的适配器。其实这是对适配器的一个片面理解，除这些需求外，还应增加电能的高效转换这一特性。应选用更高能效的适配器，如由原先的4级提高到现在的5级，不仅满足了欧美市场的需求，而且大大提高了适配器转换效率。

　　针对低照度环境应用，最为常见的方式是采用人工补光方式。随着设备全天候运用的普及，当前最为主要的补光方式莫过于设备自带红外/激光补光灯。但此类设备的寿命一度成为应用难题，由此，近几年不断有厂家推出了智能红外调节技术，使用无光敏方案，一是减轻光敏电阻的环境污染，二是更智能化的识别环境光亮，避免不必要的红外灯开启造成浪费;此外，针对不同的监控距离，摄像机也可随动控制红外/激光的强弱，让画面更舒适的同时，降低能耗，延长补光设备的寿命。

　　在此，笔者不得不提的是，最近几年发展快速的低照度成像技术。如上段所述，即便红外光源控制再合理，也会不可避免地造成光污染、激光辐射等非人性化副作用。由此，近几年，行业对无人工补光的低照度成像技术的重视程度达到了空前的提高，几乎每一款新产品都具备此类功能。低照度摄像机的投入及使用，可实现较低照度下的彩色画面成像，无需补光也可识别场景内物体的颜色等细节信息;而夜间模式则可做到0.001甚至更低的微光级环境成像。低照度技术的进步，最为显著的成果就是在无需人工补光的条件下，仍可清晰成像，直接省去了补光设备所需的成本及能耗，且在监控中更为隐蔽，更符合安防监控需求，势必成为未来监控摄像机的必备功能之一。

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　　绿色的产品组合方案

　　近年，曾经见到过的快球联动跟踪应用方案：即需要3个产品方能实现最为简单的跟踪应用，如1个全景枪型摄像机 + 1个智能分析主机 + 1个跟踪球机。在这个方案中，智能分析主机处于“大脑”的地位，肩负图像采样、判别、跟踪指令发送等任务。随着智能分析技术、高性能处理芯片技术的成熟及应用，当前我们能看到的联动跟踪产品中，已经从3个设备减少至2个设备，即1个全景成像摄像机 + 1个跟踪球机。在该方案中，已将原来　智能分析主机的功能集成到全景成像摄像机中。直接省略了一个主机所需的耗材和能耗。

　　近期看到的科达SAFE高清方案即是一典型的高性能兼高节能型方案，更是其将系统所需设备配置降至最低。在方案中，以科达的高性能NVR为方案核心，集成了统一调度、联动、智能检索、GIS等平台的功能;而摄像机也具备PoE供电、断点续传、低照度、宽动态等功能，该方案节省了平台服务器、管理服务器等设备，但功能并没有弱化，其既为用户节约了系统造价费用的支出，又在方案上趋向于更加的节能环保。

　　此外，虚拟集成技术也得到了行业的开发，这是一种资源共享、节约设备的软件应用技术，如星网锐捷和泰科都有开发。该技术的优势在于，通过TCP/IP 网络内的某台服务器即可对其它服务器的产品进行控制，实现了设备的共用，提供方便的同时，节省了控制服务器或解码器的重复建设，也在方便施工、降低能耗方面前进了一步。

　　存储支撑“后宫”和谐

　　视频监控所产生的数据何其庞大，且不论其有利用价值的信息是多少，光就存储本身就已经成为一个令人头疼的事情。

　　大容量推进节能

　　虽然固态硬盘在稳定性、能耗方面优势明显，但因其高成本，不大适于在安防行业普及，当前主要还是以机械硬盘为主。首先是在节能设计上下工夫，如希捷的高清硬盘、西数的绿盘、三星的EcoGreen F1的硬盘系列、日立的E7K1000硬盘等均属此类节能产品，这类硬盘的转速相较传统机械盘，转速稍慢，在满足读写速率需求的同时，其功耗有所下降，可做到8.5W的低功耗运行。另外噪声、液态轴承等设计也利于降低功耗。

　　为满足安防行业的不间断、循环存储需求，存储设备厂家专门开发了安防专用硬盘。当前2TB硬盘已成为DVR、NVR等专业存储设备的标配容量存储产品;而3TB硬盘也在日益得到应用，尤其在服务器型存储设备中，更是受到欢迎;另外，4TB的更大容量硬盘也已面世一段时间。单硬盘容量的提升，直接减少了硬盘的使用量，以一台服务器型NVR为例，标配24块2TB硬盘，若采用4TB硬盘，同等容量下，仅需12块硬盘即可，其不仅节约了硬盘用材料，且能耗也降低近一半，直接支持了节能环保理念的落实。

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　　植入睡眠/唤醒技术

　　当前的存储设备都支持安装多块硬盘，但开机即处于工作状态，实际上有部分硬盘仅是在空运行，并未进行实际的读写，针对这一现象，当前新推出的不少 NVR、存储服务器产品植入了睡眠/唤醒技术，即当硬盘处于非工作状态时，则自动进入睡眠状态，此时能耗接近于零;而当需要启用时，再唤醒硬盘，让其投入到工作状态中;或不同时段不同组别硬盘以轮替方式交替工作。该技术的应用，除了延长硬盘使用寿命外，对硬盘功耗、整机乃至整个系统的功耗的下降都有积极意义。

　　此外，安防的存储系统引入了成熟的IT存储技术，如IP-San、Nas、Raid等，对安防存储系统的稳定性、延长MTBF(平均使用寿命时间)、绿色节能等都有很好的促进作用。

　　软处理：节能环保的未来出路

　　对安防行业来说，随着网络化的进一步普及，硬件的节能效果有限;软处理在节能环保方面更具优势，或许，未来将依赖软处理引领安防行业的节能潮流。

　　云技术更环保

　　云计算可实现软硬件资源和信息的共享，并可将信息按需求提供给计算机和其他设备使用。其融入安防为时尚短，从提出到现在的短短几年间，已有了实际的应用，虽然面不是很广，但在各大厂家的推动下，羽翼日渐丰满。

　　云概念的融入，改变了现今安防的应用模式，由现在的自建、自行维护转为租赁(BT模式)方式。如RISCO的云门禁，由厂家提供统一的硬件产品及服务中心，客户只需按需支付月租即可使用门禁安全服务。该方式直接降低了用户对设备的投入、运维成本;而门禁服务的统一性，也让技术及服务越加专业化。然则，在安防行业中，对云存储的需求最盛。通过集中存储，可实现任意时间内的跨地域使用;更为重要的是，N个用户共用一套存储设备，将会形成存储管理的专业体系，为用户省却自建存储系统的麻烦的同时，也大大节约了独立系统所需的设备建置和能耗消费。

　　云安防可很好地杜绝重复建设、系统孤立的问题，转而由集中建设、统一管理，对设备需求、运维管理、能耗都可做到最大化的降低。

　　智能分析

　　目前安防行业已开发的智能分析算法有数十种，常见的如跨绊线报警、物品遗留/丢失、人流统计等，其对节能环保的作用也是显而易见的。设备的智能化、运算的高效率和功能的高度集中，一台智能分析设备可完成数十台、数百台甚至上千台非智能分析设备的工作量，将人力很难完成的工作简约化，这对人力、物力、能耗的节约都有着不可估量的影响。

　　以负载均衡为例介绍。在大系统中，所需的同类型产品数量众多，但因各自负责的任务不一样，常出现有部分设备超负荷工作，而部分设备却运行宽松，该现象在平台中最为常见。如何在不增加设备的同时高效完成数据传输、处理任务?行业内提出了负载均衡的技术理念，通过平台软件的集中监测，实时监测各设备的空余处理性能，进而将超负荷设备的处理任务分摊到处理性能富裕的设备上，从而实现各个设备的均衡处理应用。该技术实现了充分利用现有资源的目标，从而无需额外增加设备而使整套系统均衡运行，延长了设备运行寿命。

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　　算法节流优化信息量

　　网络设备、高清化监控设备的普及，带来的直接后果就是数据量非常大。目前安防行业主要采用H.264编解码压缩算法，采用该算法，在处理 720P@25fps的实时视频时，码率最佳可控制在2Mbps左右;处理1080P@25fps实时视频流可做到4Mbps左右的码率控制。以 1080P@25fps的最低4Mbps码率为例，单支产品一个月的最低存储空间占用为： (4Mbps÷8)×60×60×24×30÷1024≈1265.6GB，该数据量是非常大的。

　　为此，目前行业有两种方式： 　　•变量带宽调节：此类技术如SVAC(Surveillance Videoand Audio Coding)、感兴趣区域(ROI)、可调性视讯编码(SVC)、智能带宽调节(AAS)等。通过这些技术来实现低码率应用，一是对画面中的重要区域或当且仅当有动态情形出现时才进行高清编解码，非重点区域或常态时间为高压缩编码压缩;二是仍为高清编解码压缩，但常态时为低帧率传输，当有异常时，才恢复实时视频流传输。两者的目的都极大地“节省”了视频流，降低了网络带宽压力和存储空间占用、系统工作负载等，从而也相当于实现绿色节能的应用效果; 　　•高编解码压缩方式：H.264虽是当前最佳的编解码方式，但从如上计算量还是很难满足安防的庞大存储需求;由此，H.265的应用已经提上日程，目前采用H.265处理1080P@25fps视频流所得的实时码率<2Mbps，而其画质与采用H2.64处理1080P@25fps在4Mbps 以上带宽的画质相当，甚至稍好;而其对存储空间的占用量则节省了一半以上。

　　结语

　　经如上介绍，相信大家对安防的环保节能都深有体会，只是我们平常没有很好地留意而已，虽说成本控制为当前环保节能的主要驱动手段，但无形中，我们都在朝着环保节能的方向发展。新技术的不断纳入、软件系统的完善，硬件产品的优化、系统的整合等，都是节能环保的重要措施。

　　只是，安防行业的环保节能意识还是比较淡薄的，如艾普视达范清华先生所提到的，减少过度包装、增强本地化服务、建立完善的回收制度等，对我们来说都还是欠缺的。如何去完善，不能以单打独斗来完成，应共同合作及完善，以“千秋万代”的宏观思路来展现安防“一统江湖”的宏图大业。