当IP高清监控应用于商业广场安防管理 - 安防知识网

商业广场监控系统是专门针对商业实际需求中的具体情况而开发的监控管理系统。此方案利用高清数字网络摄像机的优势，配合高清解码器、集中存...

商业广场监控系统是专门针对商业实际需求中的具体情况而开发的监控管理系统。此方案利用高清数字网络摄像机的优势，配合高清解码器、集中存储服务器等设备，提出了基于高清产品的视频监控系统解决方案。该系统采用世界领先的图像压缩和处理技术，结合先进的计算机网络及通讯等技术，通过高速视频处理芯片及嵌入式实时操作系统对视频信号进行高速压缩，再通过无线网桥或网络（TCP/IP）总线传送给平台服务器。网络上用户也可以直接在工作站上观察图像，授权用户还可以控制摄像机的动作或对系统配置进行操作，即插即看，安装便捷，用户使用方便。

项目背景

该项目为东北某地新建的商业广场综合视频监控项目。近年来，中国视频监控市场受到“平安城市”项目、“平安校园”项目、奥运安防项目以及各地、各行业安防项目需求加速增长等因素的强劲刺激和拉动，取得了快速的发展，整体市场规模迅速扩大。根据相关数据显示，中国2000-2006年的安防行业市场规模由250亿元增长至1200亿元，年复合增长率接近30％。到2009年，市场规模已达到1900亿元，年均增速超过25％。按照《安防产业“十二五”规划》所提到的目标，到“十二五”末期，安防产业规模将翻一番，年均增长率达到20％左右，2015年总产值达到5000亿元。综合以上数据分析，我们预计，2011-2013年中国安防产业规模将达到2696亿元、3235亿元和3911亿元，年均复合增长率约为20.24％。

传统的视频监控还以模拟为主，使用的最高画质为D1（720×576），由于各方面的原因，在实际应用中，其实际视觉效果较之高清画质确实相差不少，而且随着距离的增加，信号衰减也比较严重。稳定的系统与更高的画质一直是业界的追求。

基于以上原因，该项目决定采用全数字的高清解决方案。

设计依据

该商业广场一共有8层，分为地下3层与地上5层，每层面积有4、5千平米。视频监控的范围包括地下停车场、商业过道、扶梯与电梯区域、商场出入口等重要地方，所有视频接入中心监控机房。项目要求整体视频监控系统具备视频压缩质量高、布线与维护便捷、系统运行稳定可靠等特点。

实现方式

1）视频质量高

传统的D1，并非高清，720p、1080p才是真正意义上的高清。传统的视频处理包括采集、压缩、存储等几个环节。

采集：一般依赖前端摄像机的传感器，以CCD、CMOS为核心器件。

压缩：一般指视频压缩技术，目前以H264为核心。

存储：一般指硬盘存储容量，目前以2T为主，3T的也已经出现。

当这些技术不再成为瓶颈后，人们对于高清的需求将得以普及。

与模拟摄像机比较，相同范围面积的场景，由于高清摄像机带来更多像素点，分辨率提高，图像清晰度自然有大幅度的提升。

高清摄像机采用16：9的画面比例，加之像素数又高，所以可以看到更加宽广的区域。如原先在正对大门、商业过道等区域要各安装多支摄像机，倘若改用高清摄像机，使用广角镜头，一支高清摄像机即可依据商场的位置进行合理布局，能大范围地监控整个区域，避免了多区监控的死角，而且采用高分辨率压缩带来的图像清晰度足够清楚分辨出每个活动的人脸，同时放大后整个过程的细节仍然清晰可辨。

目前，720P、1080P甚至500万高清网络摄像机陆续投入市场，都体现了视频高清化的一种主流趋势，当然这些高清视频流的传输、存储等也得益于近年来高速宽带网络的建设以及海量存储技术的飞速发展，同时这些传输、存储技术的飞速发展也会促进高清视频监控系统的广泛应用。

针对该商业广场项目，在前端视频处理方面，我们采用720P与1080P的枪式网络摄像机与半球摄像机。比如在地下停车场，要求视频覆盖的区域比较广阔，因此采用1080P的枪式网络摄像机；在针对地上的商业过道、扶梯等区域，监控的范围有限，但希望设备外观小巧，因此采用720P的半球网络摄像机；在室外监控商场外部区域情况，则使用IP球机。

目前在网络摄像机产品方面，相关的硬件方案有DSP方式与ASIC方式，随着H264算法的日益普及与稳定，各个厂家在方案的选择上逐步从DSP过渡到了ASIC方式。现在提供ASIC方案的厂家主要包括有海思、升迈、安霸、NXP、TI等，各个厂家的方案各有特点。本项目采用的硬件方案为安霸A2的平台方案。该方案的特点是支持H264的B帧压缩，在同等的码流下，视频质量更优；同时该方案还具备硬件接口丰富、芯片功耗低、支持的前端传感器种类丰富等特点，非常适合应用在网络摄像机产品中。

该项目除了前端采集设备采用高清产品以外，在中心监控室还需要配置高清解码器及集中存储服务器等设备。中心监控室布置了18块高清液晶显示屏，其中2块为46寸屏与16块22寸屏。2块大屏支持中心服务器的显示输出，主要用于平台软件的配置与显示功能；其2侧的16块小屏，主要用于轮巡显示前端高清摄像机的视频画面。

项目采用的高清解码器为单路输出高清信号的设备，每个显示屏后面配置1个高清解码器，接收网络传递过来的视频压缩信号解码显示输出，输出接口支持VGA与HDMI。单台设备具备解码4路1080P的能力，可以通过缩放后合成1路高清信号输出，满足了整个商场多路视频轮巡显示输出的要求。

该高清视频解码设备在网络里为被动装置，为了减轻网络负载，它不直接连接前端网络摄像机，而是在中心监控室接收平台服务器转发过来的视频信号显示。

由于前端设备采用的是高清网络摄像机，在存储方面不能采用传统模拟摄像机＋DVR的方式，因此考虑用集中存储服务器来实现多路的存储要求。视频监控主要是视频码流的写入，由码流、编码方案、前段视频接入路数、网络条件这些因素组成。在多路并发写的情况下，对带宽、数据能力、缓存等都有较大影响，对存储的压力很大，适合安防视频存储的产品必需有专门针对视频写入数据的专属优化处理。同时在选型存储产品过程时还常会遇到在究竟是选择服务器架构存储产品还是选择控制器架构产品的困惑，架构上而言类似于工控DVR和嵌入式DVR的选择。

对于具体项目来说服务器存储的优点在于可扩展性强，性能配置灵活，并且规格普遍价高，比如4核处理器、8GB内存、6千兆网卡等高规格的配置模式，而控制器主要标称的规格集中在双核IOP芯片（一块专门用来处理Raid运算的芯片）以及双控制器冗余这些参数。从项目应用功能上而言，服务器架构有着多协议兼容的优势，往往能够同时具备SAN和NAS两种功能特性，控制器会比较单一往往只有IPSAN的功能。

由于该商业广场项目共有400多路高清摄像机的接入，因此综合了接入路数、存储时间、成本等因素，决定采用IP-SAN方式的服务器架构的存储服务器来实现，主要是为了解决数据容量的问题，更接近于存储的本质基础性需求，为客户在TCP/IP网络上提供大容量的可用空间，并且由于该技术协议的优越性特别适合大并发数据写入。同时该设备还支持热插拔、Raid、服务器专用电源、标准机架式服务器机箱等。

2）布线与维护便捷

该项目所涉及的地域比较广，共8层。每层通过2个千兆的Hub将网络摄像机连接汇集后通过光纤连接到中心监控室，在中心监控室通过带光纤接口的网络交换机连接，中心监控室通过网络交换机汇集了平台服务器、集中存储设备、高清解码器等网络设备。每层的布线以常用网线为主，每层到中心监控室则通过光纤，布线简洁且易于维护。

3）系统运行稳定可靠

该系统的设计具有高度的安全性和保密性，通过对系统分级保护、数据存储权限的控制等手段，可以有效的防止各种形式的对系统的非法侵入和攻击。系统的所有终端用户在对系统进行操作和访问之前都必须进行注册登记。系统将根据注册所得的用户唯一标识和密码来控制此用户的访问权限，以防止非法操作。不同级别的授权具有相应的操作权限。该项目目前已经运行半年以上，各项情况良好，整个系统均为网络方式，出现问题维护与更换也十分便捷。

总结

该项目采用高清网络摄像机＋高清解码器＋集中存储服务器的方式解决了客户高清视频监控的需求。针对一些其他应用，也可以采用高清网络摄像机＋高清解码器＋分布式存储（NVR）来解决。对于小规模的高清监控系统，采用高清NVR具有明显的成本优势，同时部分高清NVR实际上也采用了本地存高清，网络传标清的过渡性解决方案，对于网络带宽紧张的项目来说不仅解决了现有的监控需求，同时也为未来全面的高清化预留了空间。而集中存储方式多用于大型监控网络的部署。通常大型监控网络项目涉及的监控点位较多，地点分散，采用带宽充足的网络进行传输。因此集中存储方式更有利于大型监控网络的管理和应用需要。

由于都是基于网络的传输，视频传输的标准也是一个重要环节，目前各个厂家都有各自的传输协议，不能达到互通互连，虽然政府支持出台了TC100等国家标准，但目前中国市场仍存在国家标准与区域标准并存、不同的厂商联盟标准并存等现象，并且缺乏有效的项目监管和检测机制。但随着各安防企业对视频监控的不断重视和技术投入的不断增加，我们相信视频监控所面临的问题终会被各个击破。视频监控会越来越多的走进百姓的日常生活，视频监控的特点必将变得更加清晰，更加明朗。