海康威视联网监控系统解析

1、海康威视联网监控系统解析海康威视联网监控系统解析、前言安防行业是一个朝阳行业，视频监控行业作为安防行业的一个重要分支，伴随着多媒体技 术、编解码技术、网络技术等IT技术的发展而 成熟起来。视频监控的发展经历了模拟视频监 控、数字视频监控、网络视频监控、高清视频监 控的演进，产品的功能、形态和视频监控的组成 架构等各方面都发生了巨大的变化。视频监控行业的快速发展源于用户对视频 监控需求的不断变换。过去，视频监控只是为了 满足基本监控需求，譬如监视、控制、录像、回 放、报警等;随着互联网的普及，视频监控需要 满足联网监控一般需求，譬如远程监视、控制， 远程录像、检索，远程报警、管理;如今，人们 对

2、视频监控又有了新需求，譬如更高清晰度、与用户业务的结合（非安防需求）、让视频创造价值 等。联网监控是新安防时代视频监控建设的重 点，本文主要解析联网监控系统的主要要素。二、联网监控要素联网监控系统主要包括前端采集与编码压 缩、网络接入与传输、管理中心、存储、控制中 心、第三方系统集成等部分，如图所示。图1联网监控要素三、前端采集与编码压缩前端采集与编码压缩主要包括前端视频采 集设备和视频编码设备，重点关注信号类型、信 号采集方式、压缩方式。NT摄目前，视频采集设备主要包括模拟摄像机、 网络摄像机、数字摄像机。模拟摄像机输出信号 为CVBS信号，图像分辨力取决于图像传感器， 目前最高可达700线

3、以上，信号通过同轴电缆传 输，图像延时极小。网络摄像机输出信号为IP 数据包，经过H.264等压缩算法压缩到较低码率 后传输，图像分辨率取决于图像传感器，目前主 流分辨率为720P、1080P,最高分辨率可达500 万像素以上，信号通过以太网传输，图像延时由 所跨过的网关数量决定，一般延迟较大，传输带 宽在8Mbps以内。数字摄像机输出信号为未经 过压缩的数字信号，图像分辨率取决于图像传感 器，需要通过专用的SDI线缆或光纤线缆传输， 图像延时极小，传输带宽在1.5GbpsNT摄编码压缩设备主要包括硬盘录像机(DVR) 和视频服务器(DVS)，两者的功能类似，包括连 接CVBS系统和IP系统、

4、编码压缩，DVR还可 以提供本地存储、录像检索和回放，DVS更多 用于将模拟摄像机输出的CVBS信号转换为IP=1数字信号后接入到以太网，因此DVS更多放置 在系统前端。=1DVR 的发展历经了 VR、PC-DVR、E-DVR、 H-DVR的演变。VR表示磁带式录像机，采用磁 带作为存储介质，一机一路，录放不能同时进行， 检索及长期保存有困难，曾用于早期模拟监控时 代，目前已淘汰。PC-DVR表示PC式硬盘录像 机，采用硬盘作为记录介质，主要部件为视频采 集卡或视频压缩卡，支持联网监控。E-DVR表 示嵌入式硬盘录像机，采用嵌入式架构，记录介 质为硬盘，支持联网监控。H-DVR表示混合式 硬盘

5、录像机，采用嵌入式架构，可接入模拟摄像 机和网络摄像机，支持联网监控。四、网络接入与传输网络接入与传输主要包括网络接入、有效传 输、网络延迟。网络接入方面可分为固定IP环境下接入、 动态IP环境下接入、移动环境下接入。固定IP 环境下接入需要考虑网络承载性能，包括网络带 宽、网络稳定性等。动态IP环境下接入除了网 络承载能力外，还要考虑寻址，可以通过DNS、DDNS随机分配IP,系统规模较大的情况下， 编码器要采取主动注册的方式分配IP,移动环 境下的接入需要编码器主动向平台注册分配IP。有效传输方面需要传输协议支持，包括 TCP/UDP等，但目前IPv4的传输协议主要针对 数据业务，对于流媒

6、体的传输在有效性和实时性 上有些勉强，需要RTP/RTCP协议给予适当补 助，RTP用于在单播或多播情况下传输实时数 据，通常工作在UDP上。但RTP协议本身不提 供数据包的可靠传送和拥塞控制，必须依靠 RTCP提供这些服务。RTCP的主要功能是为应 用程序提供媒体质量信息。在RTP会话期间， 每个参与者周期性地彼此发送RTCP控制包， 包中封装了发送端或接收端的统计信息。另外在 选型传输载体时还要考虑带宽、距离和成本的因 素。图像传输延迟方面，联网监控图像传输延时 不可避免，是影响操控感受的主要原因。端到端 延迟包括编码时间、IP链路上的传输时延、传 输过程中的缓冲区调度、流媒体服务器转发时

7、 间、终端解码时间。150ms是一个分水岭，延 时小于等于150ms，可认为是几乎“无延时”， 延时大于150ms，则认为是存在明显延时。在 IP监控中，不采用流媒体转发，300ms是一个 合理的延时，一般是500ms。在模拟监控中， 从模拟摄像机到矩阵再到监视器，一般延时小于 100ms。在数字监控中，采用数字摄像机直接发 送非压缩的数字信号，再到数字矩阵，经高速总 线送到显示模块输出到数字大屏显示，其延时小 于150ms，因此也可以认为是无延时。减少延 迟的方法主要包括去掉B帧（单P帧编码），减小 编码器和客户端缓冲区,采用高性能DSP,减少 流媒体转发层级等。五、管理中心管理中心主要包括

8、设备管理、接入管理、用 户授权管理、流媒体服务。设备管理包括心跳注册,设备类型注册，硬件 状态上传，工作状态上传,参数脚本上传/下发，需 要了解设备的在线保活及实施状态信息。接入管理包括前端设备的接入，譬如多种类 型前端设备的接入、不同品牌前端设备的接入，liiJ也包括异构平台的接入。需要考虑通过SDK或 者标准网络协议如ONVIF/PSIA接入。liiJ用户授权管理包括面对不同的机构角色设 定权限范围和优先级。liiJliiJ流媒体服务包括流媒体转发服务和流媒体 网关服务，流媒体转发服务主要负责对前端传回 到中心的数据流的分发，从而节约远程网络的传 输带宽，同时规范数据流传输路径。流媒体网关

9、 服务主要指在不同的网络区间之间进行数据转 发，譬如A网中的前端视频数据通过流媒体转 发到B网中的客户端。转发服务亦可通过组播 方式实现，但是相对于组播方式需要昂贵的专用 交换机实现，流媒体转换性价比更高。liiJliiJ六、存储按照存储架构可分为DAS、NAS、SAN、 CVR,按照分布方式可分为前端存储、分布式存 储和中心存储，跟规模和成本相关。DAS是指总线扩展存储，存在形式包括编 码设备外挂硬盘存储和存储服务器外挂硬盘存 储。编码器直接管理存储譬如DVR内置硬盘存储、IPC内置SD卡存储等，成本低，本地存储 可有效规避网络不稳定带来的风险。liiJNAS是指网络扩展存储，编码器通过 N

10、FS/CIFS等协议共享NAS存储空间，扩展性 好，可在多个网络存储设备中分布存储。由于 NAS存储设备作为网络标准件连入局域网中， 采用IT业界标准协议TCP/IP进行传输，本身具 有文件系统，直接为服务器提供文件级存储服 务，不同厂商的产品（服务器、交换机、NAS存 储）只要满足协议标准就能够实现互连互通，无 兼容性的要求。liiJl=J构，络， 间，提供块级裸盘存储空间，文件系统分部在各个应 用服务器上，这是SAN和NASl=J构，络， 间，提供块级裸盘存储空间，文件系统分部在各个应 用服务器上，这是SAN和NAS的最本质区别。 SAN 可分为 IP-SAN 和 FC-SAN，构建 IP

11、-SAN 相对FC-SAN成本更低，因此IP-SAN应用更为 广泛。IP-SAN集中存储方式采用iSCSI协议， 基于数据块级的访问和管理，适于较大规模的集 中存储管理。ElCVR是指流媒体直写存储，海康威视在业 内率先提出的中心流媒体直写，是基于TCP/IP 或UDP网络传输协议，前端 IPC/DVR/DVS/NVR等编码设备以流媒体协议 （常见的流媒体协议有 RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA 等标准流 媒体协议或私有SDK流媒体协议），通过网络直 接写入存储设备的技术。存储设备集成前端设备 管理，视频存储，实时流转发、预览，历史视频 查询、检索、回放、下载等功能

12、，可独立构建小 规模视频管理平台，亦可结合视频管理服务平台 （海康威视iVMS或第三方管理平台）组建大中型 视频综合管理系统。El七、控制中心控制中心主要包括对监控资源的集中显示 与控制，主要表现形式是操控系统和电视墙。操控系统包括模拟矩阵、网络矩阵、数字矩 阵。模拟矩阵可实现对CVBS信号、报警信号、 RS-485信号等进行综合管理。网络矩阵包括嵌 入式解码器、解码主机（软解码、硬解码），可实 现对IP信号的综合管理。数字矩阵可实现对SDI 信号、光纤信号进行综合管理。海康威视全球首家推出了混合矩阵视频综合平台，如下图所示:图2集成解决方案频综合平台模拟前端图2集成解决方案频综合平台模拟前端

13、视频综合平台支持CVBS信号、IP信号、 SDI信号、FC信号等不同视频源接入，可实现 多系统集成解决方案。电视墙包括CRT（模拟）、LCD（液晶）、DLP（背投）、PDP（等离子）。CRT电视墙多用于模拟监控系统中，无法支持高清分辨率显示。LCD电视墙支持高清分辨率显示，因其性价比高、易维护，应用比较广泛。DLP电视墙拼缝 极小，多用于“无缝拼接”显示的大型监控项目，维护成本较高。PDP电视墙色彩还原度高，对 比度高，维护成本较高。八、第三方集成i=j在新安防时代，视频监控要与门禁、消防及 周界防范系统集成，主要采用开关量信号极差， 集成的目标包括联动、控制及记录。联动包括联 动录像、抓拍、报警、电子地图;控制包括控制 开关、PTZ;记录主要通过日志记录信息。i=ji=jw视频监控还需要与用户业务结构，比如公安 行业关注报警联动、行为分析、案件管理;金融 行业关注报警(110)联动、信息叠加、行为分析; 交通行业关注信息叠加、识别与统计、行为分析; 环保行业关注信息采集与传递;安监行业关注报 警联动、信息叠加、信息传递;i=jw九、结束语联网监控从高端行业用户自建专网的时代， 到普通