依据ONVIF规范构造新一代数字网络视频监控系统 - 安防知识网

随着社会的不断进步与发展，人类的物质生活条件正在不断得到改善与提高，然而各种犯罪与不安全的因素也越来越多地影响着人们的生活，这种情况下，视频安防系统的建设就显得极其重要了。目前视频监控系统已经广泛应用于人们的生活之中，根据其实现技术主要分为模拟视频监控系统和数字网络视频监控系统，本文主要分析针对的是数字网络视频监控系统。

　　摘要：随着社会的不断进步与发展，人类的物质生活条件正在不断得到改善与提高，然而各种犯罪与不安全的因素也越来越多地影响着人们的生活，这种情况下，视频安防系统的建设就显得极其重要了。目前视频监控系统已经广泛应用于人们的生活之中，根据其实现技术主要分为模拟视频监控系统和数字网络视频监控系统，本文主要分析针对的是数字网络视频监控系统。

　　数字网络监控系统具有互联互通性好的优点，但其更广泛的应用却面临着一系列的挑战。制造商们可以选择各种不同的数据流传输协议、存储格式和视频分析方法等等，这给由多种类视频设备组成系统或进行功能配置都带来了麻烦。制造商们已经意识到：要想拓展数字网络视频监控市场，使其成熟发展，就必须推出网络摄像机等网络视频设备的相关标准，这就促成了ONVIF(开放式网络视频接口论坛)组织的诞生。

　　ONVIF简介

　　ONVIF致力于通过全球性的开放接口标准来推进网络视频在安防市场的应用，这一接口标准将确保不同厂商生产的网络视频产品具有互联互通性。2008年5月，由安讯士联合博世及索尼公司三方宣布将携手共同成立一个国际开放型网络视频产品标准网络接口开发论坛，取名为ONVIF(开放型网络视频接口论坛)，并以公开、开放的原则共同制定开放性行业标准。ONVIF标准将为网络视频设备之间的信息交换定义通用协议，包括装置搜寻、实时视频、音频、元数据和控制信息等。网络视频产品由此所能提供的多种可能性，使终端用户，集成商，生产厂商能够轻松地从中获益，并获得高性价比、更灵活的解决方案、市场扩张的机会以及更低的风险。2008年11月，论坛正式发布了ONVIF第一版规范——ONVIF核心规范1.0。

　　ONVIF规范中设备管理和控制部分定义的接口均已web services的形式提供。ONVIF规范涵盖了完全的XML及WSDL的定义。每个支持ONVIF规范的终端设备都需提供与功能相应的web services。服务端与客户端的数据交互采用SOAP协议。ONVIF中的音视频流则通过RTP/RTSP进行。

　　采用ONVIF规范的安防产品有以下优点：

　　协同性：不同厂商所提供的产品，均可以通过统一的服务进行互通，方便了系统的集成;

　　灵活性：终端用户和集成用户不需要被某些设备的固有解决方案所束缚;

　　质量保证：不断扩展的规范将由市场来导向，遵守规范的同时也满足主流的用户需求;

　　扩展性：采用web services架构，将使ONVIF协议更容易扩展。

　　视频监控系统分析

　　视频监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的音视频数据录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用相关处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作。

　　视频监控平台通常采用模块化的软硬件架构，系统的数据库，核心模块、文件模块，目录模块、媒体模块、报警模块等安装在一台或者多台服务器上，以上各组件之间通过网络进行连接，常用的视频监控拓扑结构如图1所示。

　　以上模块拓扑结构由于其各厂商通信协议各不相同，以及所采用的通信协议架构不够全面完善，对视频监控系统造成稳定性差、扩展与兼容性不好、开发时间长等缺点，所以不利于视频监控系统的构建与实施。

　　现实应用中，由于视频监控系统应用的特殊性，一个成熟的视频监控平台应具有以下特点：

　　平台稳定性：视频监控系统通常会应用于大型及超大型的系统建设中，系统需要24小时连续的运行，因此稳定性非常重要，这里除了传统意义上硬件设备的强大的稳定性外，一个成熟的架构以及相关通信协议也极其重要。ONVIF规范历经修改与升级已经形成了相当稳定的协议架构，其实现的主要技术及组件是目前技术上应用很成熟的，而且其良好的预警机制与日志处理功能进一步增强了监控系统的稳定性，因此用于大型监控系统的应用是比较稳妥的;

　　系统可扩展性：视频监控系统可能因为客户业务的调整、项目规模的扩大而需要对其进行扩展，硬件上的扩展往往比较容易，但软件以及协议规范的扩展就比较麻烦，ONVIF协议采用web service架构、WSDL+XML的模式，而web service是基于网络的、分布式的模块化组件，采用HTTP+SOAP协议在网络上传输，这样使得整个系统比较容易扩展与维护;

　　系统兼容性：由于采用了ONVIF协议，而目前全球大多数安防厂商都加入了该组织，使得标准化程度极高，这样不同厂商的设备，NVR/DVR、IPC等互通互联就很方便;

　　视频监控系统的安全性：监控系统应用的场所，系统的安全性非常重要，监控系统的安全性涉及数据传输安全、视频加密、身份验证、用户操作日志等，ONVIF规范对此均有相当完善的处理机制，且设置开发与架设灵活。

　　依据ONVIF规范的视频监控系统的构造

　　整个通信规范服务划分

　　设备发现服务、设备管理服务、输入输出服务、图像配置服务、媒体配置服务、实时流媒体服务、事件处理服务、PTZ控制服务。

　　以上服务统称为ONVIF服务，对于视频监控服务器需要建立一套处理以上服务的机制，而前端监控设备根据需要可以部分或者全部实现以上服务，ONVIF设备服务模式如图2所示。

　　管理中央服务器通过SOAP消息向网络监控设备获取所支持的服务，前端设备将其支持的服务发送给管理服务器，用户向管理服务器请求服务，管理服务器将前端ONVIF设备支持的服务发送给用户，用户通过HTTP协议以SOAP消息形式向前端设备请求服务。由此，ONVIF服务模式构建的视频监控拓扑结构如图3所示。

　　工作流程简介

　　网络设备发现与服务注册流程

　　设备加入到网络且连入ONVIF视频监控系统时，主动向服务管理服务器注册设备(退出网络时发送注销消息)，当监控设备注册成功时，服务管理服务器向前端设备发送获取服务功能列表，前端网络设备向其注册设备需所支持的服务，服务管理服务器将为每个设备建一个支持服务列表，并将服务列表发送给中央管理服务器;

　　具体服务流程

　　客户端(软件客户端、手机客户端，web应用等)连接ONVIF视频监控管理平台，连接成功后，中央管理服务器根据其登录权限向其发送前端网络设备列表及其支持的服务列表，客户端根据前端设备的服务列表向其请求服务，中央服务器向其转发服务请求，前端网络设备根据其服务的类型，直接向客户响应服务或者向转发存储服务器发送，转发服务器向客户端分发服务或者根据需要进行服务存储。

　　依据ONVIF规范构建的视频监控系统优点

　　跨防火墙通信

　　如果前端网络监控设备是基于分布式应用的，那么设备之间的互联通信将是一个棘手的问题，因为设备、服务器与客户端之间的通信通常会有防火墙，ONVIF规范采用HTTP协议传输，这样使用ONVIF规范将很容易突破防火墙。

　　应用集成方便

　　由于ONVIF规范使用是web service架构，采用HTTP、SOAP传递消息，采用WSDL解析服务，这样多种类耦合应用能很好地集成在一起。

　　服务的重用程度高

　　由于ONVIF服务的标准化程度高，很多服务可以直接由互联的设备识别，可以实现一种服务而多用户共享。

　　结束语

　　随着安防市场迅速成长与发展，广大安防设备生产商都积极向着国际化标准协议靠拢，而ONVIF所具有的多种优点，成为无可厚非的标准规范，然而数字网络监控系统的建设是一个比较复杂的系统工程，目前数字网络监控系统的建设仍然存在不少问题，我们需要借鉴其它行业，尤其是互联网行业的经验，把成熟的技术应用到数字网络视频监控领域，相信在众多安防志士的努力下，将会继续完善ONVIF规范，将安防标准化规范应用推向一个更高的阶段。