监控的过现在和将来,监控发展历史

监控的过去、现在和将来

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视频监控系统是什么？视频监控系统发展到现在，经历了几个阶段，各个阶段系统的特点是什么？传统监控面临哪些应用瓶颈，如何解决？视频监控系统未来的发展体现怎样的趋势？

引入

第一章视频监控系统基础知识

视频监控系统组成视频监控系统常见接口视频监控系统常见的线缆多媒体技术基础存储技术基础第二章视频监控系统发展历程和典型组网第三章视频监控系统发展需求和解决之道第四章监控系统的工程技术

目录

视频监控系统的组成摄像机的分类分类依据类别形态普通摄像机半球摄像机球机针孔摄像机和云台集成方式普通摄像机匀速云台摄像机高速云台摄像机一体化智能球机成像色彩彩色摄像机黑白摄像机彩转黑摄像机CCD靶面尺寸1/4、1/3、1/2、2/3、1英寸成像清晰度330电视线480电视线520电视线供电模式AC220V/24VDC12V输出信号模拟摄像机IP摄像机

大致可为三部分：光学系统、光电转换系统以及电路系统摄像头的主要传感部件是CCD芯片或CMOS芯片摄像机原理视音频监控系统常见设备

►云台分类√按转动方向：水平云台、全方位云台√按安装环境：室内云台、室外云台►云台控制三个相关参数√云台控制协议√硬件地址码√波特率►常见云台控制协议√PELCO-D√PELCO-P…►常见接口协议

√RS-485

√RS-422视音频监控系统常见设备视频编码器视频传输系统常见设备视频信号放大器视频分配器光端机：模拟视频光端机、数字视频光端机网络设备：交换机、路由器、宽带设备、网络安全设备多画面分割处理器管理控制系统常见设备控制键盘矩阵视频管理服务器视频监控模拟拟矩阵►定义：将视视频图像从任任意一个输入入通道切换到任任意一个输出出通道的设备。►矩阵的容量量表示：M*N。表示可以同时支持M路图像输入和和N路图像输出。►特点：√视频输入、、输出信号都都是模拟信号号√系统稳定，，架构成熟√切换控制实实时性好√本地图像清清晰√视频矩阵主主流厂家之间间的云台控制制√协议都是私私有协议，互互不兼容√视频信号经经矩阵转发会会产生衰减视音频存储系系统的常见设设备VCR（VideoCassetteRecorder，视频磁带录录像机）DVR（DigitalVideoRecorder，数字硬盘录录像机）NVR（NetworkVideoRecorder，网络视频录录像机）VCRDVRNVR视音频存储设设备—VCRVCR（VideoCassetteRecorder，视频磁带录录像机）►分辨率录像回放清晰晰度220线，近似CIF（352*288）►录像时间间长度SP模式:4.5小时；LP模式:9小时；►长延时录录像机:48/96小时；►容量小，，只能存储一一路图像►维护工作作量大视音频存储设设备—DVRDVR（DigitalVideoRecorder，数字硬盘录录像机）PCDVR嵌入式DVR视音频存储设设备－NVR►可以实现现视频采集和和视频存储的的分离►可在网络络中任意位置置接入►设备可可靠性和性能能更高►设备和存存储容量可扩扩展性更好►设备的管管理更方便►目前主流流的有两种类类型√IPSAN√NAS►支持多种数据据可靠性技术术，数据安全全性更高√RAID技术√磁盘热插插拔NVR（NetworkVideoRecorder，网络视频录录像机）IPSAN类型NAS类型视频显示系统统常见设备CRT类型CathodeRayTube，阴极射线管管LCD类型LiquidCristalDisplay，液晶显示器器DLP类型DigitalLightProcessor，数字字光处处理器器PDP类型PlasmaDisplayPanel，等离离子显显示器器第一章章视视频监监控系系统基基础知知识视频监监控系系统组组成视频监监控系系统常常见接接口视频监监控系系统常常见的的线缆缆多媒体体技术术基础础存储技技术基基础第二章章视视频监监控系系统发发展历历程和和典型型组网网第三章章视视频监监控系系统发发展需需求和和解决决之道道第四章章监监控系系统的的工程程技术术目录视频监监控系系统常常见接接口►CVBS接口--------CompositeVideoBasebandSignal，复合合视频频信号号接口口►VGA接口------VideoGraphicsArray，视频频图形形阵列列►DVI接口------DigitalVisualInterface，数字字视频频接口口►HDMI接口------HighDefinitionMultimedia，高清清多媒媒体接接口►RS-485接口►RS-422接口►光纤纤接口口：视频监监控系系统常常见接接口ST卡接式式圆形形光纤纤接头头SC方型光光纤接接头LC小方型型光纤纤接LC圆形，，带螺螺纹光光纤接接头视频监监控系系统常常见接接口RS-485接口特点抗共模模干扰扰（即即噪声声干扰扰）能能力强强最大传传输距距离可可达4000英尺（（1219米）允许连连接多多达32/256个收发发器半双工工数据最最高传传输速速率为为10Mbps应用场场合云镜控控制等等二线制四线制针脚定义描述针脚定义描述A（+）信号正TX+发送正GND信号地TX-发送负B（-）信号负GND信号地

RX+接收正

RX-接收负第一章章视视频监监控系系统基基础知知识视频监监控系系统组组成视频监监控系系统常常见接接口视频监监控系系统常常见的的线缆缆多媒体体技术术基础础存储技技术基基础第二章章视视频监监控系系统发发展历历程和和典型型组网网第三章章视视频监监控系系统发发展需需求和和解决决之道道第四章章监监控系系统的的工程程技术术目录视频监监控系系统常常见线线缆光纤分分单模模光纤纤和多多模光光纤单模模光纤纤只传送送一种种模式式的光光单模光光纤外外观为为黄色色玻璃芯芯径一一般为为8~10μμm工作波波长为为1310nm/1550nm光线只只沿光光纤的的内芯芯进行行传输输传输频频带很很宽，，传输输距离离远多模模光纤纤可传多多个模模式的的光外观为为橘红红色玻璃芯芯径一一般为为50/62.5μm工作波波长为为850nm/1300nm光线会会沿着着光纤纤的边边缘壁壁不断断反射射传输频频带比比较窄窄，传传输距距离短短基带同同轴电电缆的的阻抗抗为50欧姆，，通常常用来来传输输数字字信号号，速速率最最高可可达10Mbps。粗缆缆的传传输距距离为为500m,细缆为为180m；宽带同同轴电电缆的的阻抗抗为75欧姆，，通常常用来来传输输有线线电视视模拟拟信号号。其带宽宽可达达750MHz以上；；视频监监控系系统中中的视视频线线采用用宽带带同轴轴电缆缆。同轴电电缆基带宽带粗缆（（RG11）细缆（（RG58）SYV-75-3SYV-75-5SYV-75-7……视频监监控系系统常常见线线缆多芯屏屏蔽线线云台控控制线线音频线线双绞线线（网网线）EIA/TIA568A线序：：绿白白、绿绿、橙橙白、、蓝、、蓝白白、橙橙、棕棕白、、棕EIA/TIA568B线序：：橙白白、橙橙、绿绿白、、蓝、、蓝白白、绿绿、棕棕白、、棕视频监监控系系统常常见线线缆第一章章视视频监监控系系统基基础知知识视频监监控系系统组组成视频监监控系系统常常见接接口视频监监控系系统常常见的的线缆缆多媒体体技术术基础础存储技技术基基础第二章章视视频监监控系系统发发展历历程和和典型型组网网第三章章视视频监监控系系统发发展需需求和和解决决之道道第四章章监监控系系统的的工程程技术术目录多媒体体相关关技术术基础础逐行扫扫描与与隔行行扫描描逐行扫扫描相相对于于隔行行扫描描是一一种先先进的的扫描描方式式，它它是指指显示示屏显显示图图像进进行扫扫描时时，从从屏幕幕左上上角的的第一一行开开始逐逐行进进行，，整个个图像像扫描描一次次完成成。因因此图图像显显示画画面闪闪烁小小，显显示效效果好好。隔行扫扫描就就是每每一帧帧被分分割为为两场场，每每一场场包含含了一一帧中中所有有的奇奇数扫扫描行行或者者偶数数扫描描行，，通常常是先先扫描描奇数数行得得到第第一场场，然然后扫扫描偶偶数行行得到到第二二场。。隔行扫扫描(左图是是奇数数场，，右图图是偶偶数场场)逐行扫扫描多媒体体相关关技术术基础础PAL（PhaseAlternatingLine，逐行行倒像像）色度信信号调调制为为逐行行倒像像正交交平衡衡调幅幅制对相位位失真真不敏敏感，，图像像彩色色误差差较小小兼容彩彩色、、黑白白电视视规格-每秒25帧;-电视扫扫描线线为625线;-奇场在在前，，偶场场在后后;NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee，国家家电视视系统统委员员会））NTSC为正交交平衡衡调幅幅制色度信信号调调制包包括了了平衡衡调制制和正正交调调制两两种兼容彩彩色、、黑白白电视视相位容容易失失真、、色彩彩不太太稳定定规格-每秒30帧;-电视扫扫描线线为525线;-偶场在在前，，奇场场在后后;视频制制式图像分分辨率率多媒体体相关关技术术基础础分辨率率：指指画面面的清清析度度，即即图像像由多多少象象素构构成；；分辨率率通常常以““X*Y”形式表表现，，其中““X”表示屏屏幕上上水平平方向向的像像素数，，““Y”表示垂垂直方方向的的像素素数；图像分分辨率率越大大，越越能表表现丰丰富的的细节节，图图像也也就越越清晰晰；高清分分辨率率没有有制式式的区区别，，长宽宽比为为16:9。

PALNTSCQCIF

176*144

176*120CIF352*288

352*2402CIF704*288704*2404CIF

704*576

704*480HalfD1352*576352*480FullD1720*576720*480720P1280*720（逐行扫描）1080I

1920*1080（隔行扫描）1080P1920*1080（逐行扫描）码率多媒体体相关关技术术基础础码率就就是数数据传传输时时单位位时间间传送送的数数据位位数,一般我我们用用的单单位是是kbps。针对对多媒媒体系系统，，码率率指的的是媒媒体流流传输输时单单位时时间传传送的的数据据位数数。在多媒媒体系系统中中，存存在两两种码码率模模式：：CBR和VBR。CBR（ConstantsBitRate，恒定定比特特率））：表表示视视频或或音频频媒体体流的的比特特率在在单位位时间间内（（通常常为1S）不发发生变变化；；VBR（VariableBitRate，可变变比特特率））：与与CBR相对，，比特特率是是变化化的；；CBR适合于于流式式媒体体的实实时传传送场场合，，VBR适合于于把媒媒体内内容保保存成成文件件进行行本地地播放放的场场合。。CBR影响系系数：：是指指CBR(恒定码码流））正误误差给给存储储容量量带来来的影影响系系数第一章章视视频监监控系系统基基础知知识视频监监控系系统组组成视频监监控系系统常常见接接口视频监监控系系统常常见的的线缆缆多媒体体技术术基础础存储技技术基基础第二章章视视频监监控系系统发发展历历程和和典型型组网网第三章章视视频监监控系系统发发展需需求和和解决决之道道第四章章监监控系系统的的工程程技术术目录存储相相关技技术基基础RAID（RedundantArrayofIndependentDisks，独立立冗余余磁盘盘阵列列）：将多个个独立立的物物理硬硬盘按按照不不同的的方式式组合合起来来，形形成一一个虚虚拟的的硬盘盘组成成RAID阵列列的的不不同同方方式式称称为为RAID级别别不同同的的RAID级别别不同同的的存存储储性性能能不同同的的数数据据可可靠靠性性不同同的的存存储储成成本本常用用RAID级别别RAID0数据条带化，无校验RAID1数据镜像，无校验RAID5数据条带化，校验信息分布式存放RAID10RAID0和RAID1的结合，同时提供数据条带化和镜像RAID50先做RAID5，后做RAID0，能有效提高RAID5的性能存储储相相关关技技术术基基础础RAID0（StripedDiskArraywithoutFaultTolerance，无无容容错错条条带带硬硬盘盘阵阵列列））；；数数据据以以条条带带形形式式均均匀匀分分布布在在各各个个硬硬盘盘中中存储储相相关关技技术术基基础础RAID1（Mirror或Mirroring，镜镜像像））；；数据据同同时时一一致致写写到到主主硬硬盘盘和和镜镜像像硬硬盘盘。。RAID5（stripingwithparity，带带奇奇偶偶校校验验的的条条带带））；；RAID5采用用独独立立存存取取的的阵阵列列方方式式，，校校验验信信息息被被均均匀匀的的分分散散到到阵阵列列的的各各个个磁磁盘盘上上。。存储储相相关关技技术术基基础础存储储相相关关技技术术基基础础SAN（StorageAreaNetwork，存储储局局域域网网））将存存储储系系统统、、服服务务器器和和客客户户端端都都通通过过网网络络相相互互连连接接以网网络络为为中中心心优点点：：设备备整整合合数据据集集中中，，易易管管理理高扩扩展展性性和和高高可可用用性性适用用于于存存储储量量大大的的块块级级应应用用缺点点：：相比比NAS成本本较较高高安装装和和升升级级比比NAS复杂杂多客客户户端端共共享享资资源源需需额额外外软软件件存储储相相关关技技术术基基础础NAS（NetworkAttachedStorage，网网络络附附属属存存储储））NAS存储储服服务务器器挂挂接接在在企企业业内内部部网网中中，，应应用用主主机机通通过过IP网络络访访问问NAS以数数据据为为中中心心的的存存储储形形态态通过过NFS或CIFS对外外提提供供文文件件级级访问问服服务务；；优点点：：不占占用用应应用用服服务务器器资资源源广泛泛支支持持操操作作系系统统及及应应用用扩展展较较容容易易即插插即即用用，，安安装装简简单单方方便便缺点点：：相比比SAN架构构，，存存取取速速度度慢慢不适适合合存存储储量量大大的的块块级级应应用用数据据备备份份及及恢恢复复占占用用网网络络带带宽宽媒体体流流存存储储所所需需存存储储容容量量计计算算全网网视视频频所所需需存存储储容容量量为为各各单单路路视视频频所所需需存存储储容容量量之之和和单路路媒媒体体流流所所需需存存储储容容量量公公式式存储储容容量量（（单单位位为为GB）=码率率（（单单位位为为Mbps）*3600*存储储计计划划时时长长（（单单位位为为小小时时））*CBR系数数/（8*1024）存储储计计划划时时长长（（单单位位为为小小时时））=录像像保保留留期期内内的的录录像像总总时时长长CBR系数数为为1.1例子子：：一一路路视视频频的的码码率率为为2Mbps，该视频频每天存存储时间间为8:00-12:00,13:30-18:30,录像保留留期为15天，求所所需存储储容量？？录像保留留期内的的录像总总时长=9*15=135小时存储容量量=2*3600*135*1.1/（8*1024）=130.52（GB）存储设备备有效存存储容量量计算存储设备备有效容容量计算算公式存储容量量（单位位为GB）=有效磁盘盘数*单单磁盘有有效容量量（单位位为GB）有效磁盘盘数单磁盘有有效容量量例子：一一台IPSAN阵列，磁磁盘满配配（16块），采采用RAID5等级，规规划热备备盘一块块，磁盘盘类型为为750G，求IPSAN阵列的有有效容量量？有效磁盘盘数=14单磁盘有有效容量量=698（GB）IPSAN阵列的有有效容量量=14*698/1024=9.543（TB）第一章视视频监监控系统统基础知知识视频监控控系统组组成视频监控控系统常常见接口口视频监控控系统常常见的线线缆多媒体技技术基础础存储技术术基础第二章视视频监监控系统统发展历历程和典典型组网网第三章视视频监监控系统统发展需需求和解解决之道道第四章监监控系系统的工工程技术术目录视频监控控发展大大趋势：：模拟监监控→数数字监监控→网网络监监控→IP智能监控控视频监控控技术的的发展历历史模拟监控控典型组组网（小小规模））模拟监控控典型组组网（中中大规模模）数字监控控典型组组网模数结合合监控典典型组网网（中大大规模））网络监控控典型组组网第一章视视频监监控系统统基础知知识视频监控控系统组组成视频监控控系统常常见接口口视频监控控系统常常见的线线缆多媒体技技术基础础存储技术术基础第二章视视频监监控系统统发展历历程和典典型组网网第三章视视频监监控系统统发展需需求和解解决之道道第四章监监控系系统的工工程技术术目录视频监控控系统发展展推动力系统规模模和范围围用户本质质业务需需求智能应用用技术发展展和融合合视频资源源共享…视频监控控系统的的发展推推动力监控系统统的本质质业务需需求业务需求求随技术术和应用用的发展展而逐步步发展，，内容和和涉及面面在不断断更新和和扩大；；当前，，用户的的业务需需求集中中在五个个方面：：看、控控、存、、管、用用监控视频频用管存看控实时图像像流畅、、清晰实时图像像切换控控制灵活活、延时时低；告告警和联联动反应应迅速；；实时图像像存储可可靠；查询快捷捷方便；；回放清晰晰配置和运运行操作作方便，，维护自自动化程程度高方便地叠叠加各种种上层的的增值应应用、开开发成本本低技术的发发展和融融合三大产业业技术彼彼此互补补且逐渐渐趋于统统一和相相互融合合；“联网””逐渐成成为视频频监控的的核心业业务需求求；一个融合合了通讯讯、安防防、IT技术和业业务的新新IT正在逐渐渐成形安防自动动化IC通讯IT通讯和IT、安防三三套独立立系统安防自动动化1998200320052009ICTIT及通讯ICT及安防自自动化NGN架构的出出现、VoIP成熟、IM出现NGN架构的部部署、VoIP普及、统统一通讯讯发展、、互联网网和通讯讯网物理理融合数模结合合监控普普及、IP监控出现现联网监控控成为普普遍需求求、监控控业务形形态多样样化，IC、IT、SA相互交叉叉和渗透透规模和覆覆盖范围围扩大规模：以以城市治治安监控控为例，，摄像机机数量从从几百路路发展到到目前成成千上万万个摄像像头覆盖范围围：从原原来的局局域/区域发展展到城域域、城际际甚至全全国范围围视频资源源共享域：一个个有独立立的管理理策略，，能够完完整实现现“监控控存管用用”的视视频监控控系统，，可以称称为一个个视频监监控域不同视频频监控域域之间要要连网并并共享图图像交通管理理系统公安系统统水力、航航运等其其他视频监控控应用系系统发展与解解决之道道IP监控需要要视频编编解码、、存储、、网络和和信令等多个个领域的的技术积积累和技技术创新新！监控的规规模和范范围越来来越大，，原有的的服务器器架构无无法满足足要求系统规模模挑战战发展与解解决之道道无法充分分满足专专业客户户对监控控清晰度度及实时时性的要要求监控对于海量量数据的的可靠存存储及高高效管理理，原有有VCR/DVR无法满足足要求存异构平台台无法实实现统一一网管和和准确故障定位位，管理理智能化化水平低低管封闭的体系架架构下，开发发智能应用成本高用分层分模块的的通信网络架架构采用各项国际际标准高清编码技术术和IP组播技术基于IPSAN/NAS架构的NVR基于IP的全网统一网网管智能接口架构构原有的系统控控制、存储甚甚至编码均采用私有协议议，互通成本本高资源共享开放、标准、、智能的IP视频监控是面面临挑战的唯唯一发展与解解决之道！技术：智能分分析与创新应应用产品

新技术市场应用编码H.265、安讯士Zipstream视频压缩技术、V-Nova的Perseus技术、索尼的无压缩RAW格式、中国的SAVC海康威视、大华、天地伟业等均推出了H.265相机、中星微、科达等SVAC环境适应性低照度（星光级）、宽动态、3D降噪、强光抑制、背光补偿、立体监控主流摄像机高清化模拟高清、4K大华同轴高清，sony、汉邦高科等的4K摄像机智能化特征识别、与智能分析、机器识图、视频感知前置智能IPC、海康威视工业相机、海康无人机集成化物联网传感器集成（检测人、物、温度等）、监控+分析+应用Nixie可穿戴相机、SNAP智能LED射灯、卡口电警一体机云化云存储、云计算海康威视、大华、等视频云服务傍上网络，创创意无限第一章视频频监控系统基基础知识视频监控系统统组成视频监控系统统常见接口视频监控系统统常见的线缆缆多媒体技术基基础存储技术基础础第二章视频频监控系统发发展历程和典典型组网第三章视频频监控系统发发展需求和解解决之道第四章监控控系统的工程程技术目录工程规范的组组成监控工程规范范有别于一般般的实施阶段段的操作守则则。监控系统统中的工程规规范主要包含含：系统规划、安安装规范、配配置规范三个部分。IP地址规划实意性根据业务规划划设备网段根据区域将网网段细分组播IP集成设备IP和通道编号延续性功能相同的设设备IP需要连续业务相同的网网段需要连续续需要预留部分分网段保证未未来系统的扩扩展性唯一性网段网关、掩掩码需要唯一一设备单播、组组播IP需要唯一其他规划实意性服务器、编/解码器、摄像像机名称等能能够标识设备备所在地理位位置服务器、编/解码器ID与名称要有明明确的对应关关系延续性通道OSD继承摄像机名名称根据不同情况况选择不同的的转发或存储储设备唯一性设备名称唯一一设备ID唯一系统统规规划划设备室外安装装的环境要求设备硬件安装装的方法和规范范线缆的使用和和连接方法设备的接地、、防雷、供电等要要求一二三四安装规范安装规范主要要是规定了硬件从开箱到到安装到位，，这一过程中标标准的操作流程。其中最最为关键的是：自然环境境、安装方法、接地防雷雷、线缆使用四个方面。。工程实施室内外弱电工工程管线工程：包包括桥架、管管路、室外立立杆安装，视视频、网络线线缆、光纤和和电源线缆敷敷设监控室环境检检查等设备机柜、监监控操作台、、电视墙机架架、室外防水水箱的安装外围设备的安安装摄像机（包括括支架）、云云台（包括支支架）、监视视器（或电视视机）、光端端机、告警设设备（报警器器和喇叭等））、拾音器等等的安装编码器（EC/ECR）、解码器（（DC）的安装核心监控设备备安装视频管理服务务器、数据管管理服务器、、流媒体服务务器、视频管管理客户端、、控制键盘、、打印机等的的安装存储设备安装装IPSAN、VX500等的安装室外安装室外机箱要求求IP6.5防护等级要求求机箱三防设计计（防湿热，，防霉菌，防防盐雾腐蚀））工作环境温度度为0℃～65℃空间要求机箱内部空间间要合理机箱需要提供供固定位置箱内安装要求求避免强弱电之之间的相互干干扰和雷电泄泄放的影响线缆要求采用阻抗为75ohm的视频电缆传传输视频信号号屏蔽网线编织织层密度与传传输距离和质质量成正比BNC接头阻抗必须须为75ohm常见问题图像出现重影影，文字抖动动图像对比度小小，暗淡，清清晰度低、细细节丢失，色色调失真视频源信号不不稳定视频线缆云台控制线缆缆线缆要求符合RS-485工业总线标准准一般场合可采采用普通的双双绞线，要求求较高的环境境可采用屏蔽蔽同轴电缆最长传输距离离（9600bps）1200米，推荐900米传输过程中最最多可以加八八个中继，可可带32个从设备，推推荐不超16个组网要求一般采用终端端匹配的总线线型结构，不不支持环形、、星型或开岔岔采用双绞线串串接时总线与与节点之间产产度尽量短注意总线特性性阻抗的连续续性云台控制线缆缆云台控制线实实例电源&接地电源要求推荐选用稳压压源三线电接入（（即L、N和PE线）室外使用时，，220V市电接入必须须加装防雷器器接地要求施工方必须提提供接地线和和接地排接地线采用铜铜鼻子压接，，再接到接地地排上接地