模拟_数字_网络视频监控对比.pot

模拟，数字，网络视频监控系统发展模拟，数字，网络视频监控系统发展 对比与模式转换对比与模式转换 尹式坤 2014 年 3 月 7 日晚 内容介绍内容介绍内容介绍内容介绍 行业概述行业概述 模拟监控模拟监控 数字监控数字监控 网络监控网络监控 技术对比技术对比 视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早的 模拟监控到这些年火热的数字监控再到方兴未艾的 网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在 ip 技术逐 步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系 统发展历史。 从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代 模拟视频监控系统 (cctv) ，到第二代基于“ pc 多 媒体卡”数字视频监控系统 (dvr) ，到第三代完全基 于 ip 网络视频监控系统 (ipvs), 以及介于第二代和第 三代之间的 dvs。 视频监控系统的发展 模拟监控 在 20 世纪 90 年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监 控系统，称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式 传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一 般只能在控制中心查看。本地模拟信号监控系统主要由摄像机、视频矩阵 、监视器、录像机等组成，利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监 视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁 带的长时间录像机；远距离图像传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频 的传输。 摄摄 像像 头头 矩阵控制矩阵控制 键盘键盘 矩阵控制矩阵控制 主机主机 磁带录像磁带录像 机机 监控中心电视墙监控中心电视墙 模拟监控 _ 设备概述 摄像机：摄像机： 云台：云台： 支架：支架： 防护罩：防护罩： 摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以摄像机是获取监视现场图像的前端设备，它以 面阵面阵 ccdccd 图像传感器为核心部件，外加同步信号产生图像传感器为核心部件，外加同步信号产生 电路、视频信号处理电路及电源等。电路、视频信号处理电路及电源等。 云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向 转动的装置。云台内装两个电动机。这两个电动机一 个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动 。 如果摄像机只是固定监控某个位置不需要转 动，那么只用支架就可以满足要求。支架有长短弯直 之分，根据不同要求选择不同型号，主要考虑承重。 防护罩是监控系统中最常用的设备之一，主 要作用是防尘、防破坏。室外防护罩密封性能一定要 好，保证雨水不能进入防护罩内部侵蚀摄像机。 模拟监控 _ 设备概述 矩阵控制主机（包括控制键盘）：矩阵控制主机（包括控制键盘）： 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视 频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果 不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台矩阵控不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台矩阵控 制主机，把摄像机输出信号接到矩阵的输入端，矩阵制主机，把摄像机输出信号接到矩阵的输入端，矩阵 的输出端接监视器，矩阵的输入端分为的输出端接监视器，矩阵的输入端分为 2 2 、 4 4 、 6 6 、 8 8 、 1212 、 1616 路等，输出端分为单路和双路。监视器路等，输出端分为单路和双路。监视器 上的图像由控制键盘负责切换，这样上的图像由控制键盘负责切换，这样 1 1 台监视器上可台监视器上可 以查看到多路监控点图像。以查看到多路监控点图像。 视频分配器：视频分配器： 一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想 一路视频信号对应一台监视器或录像机，若想 一台摄像机的图像送给多个管理者看，需要选择视频一台摄像机的图像送给多个管理者看，需要选择视频 分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出分配器。因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出 设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线 路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频路也不稳定。 视频分配器除了阻抗匹配，还有视频 增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受增益，使视频信号可以同时送给多个输出设备而不受 影响。影响。 模拟监控 _ 技术方案 相关设备配置： 摄像头 视频信号放大器 模拟矩阵 摇杆键盘 磁带式录像机（需要录像） 监视器 vcr vcr vcrvcr vcr 矩阵 矩阵 矩阵矩阵 矩阵 光端机 光端机 模拟监控 光端机 光端机 系统构成：前端摄像机前端摄像机 + + 视频光端机视频矩阵视频光端机视频矩阵 vcrvcr 总结总结 传输部分：的信距离受限，使得控系的传统视频号线传输监统铺 范受限。在分布广的域，需要建立多控设围较区个监 点，无法一度、管理；统调 录象存储：的控系是采用磁像机行像，存系传统监统带录进录储 相大，只有在安防要求相高的地方才能消统当庞当费 如此高的品产。 问题解决：了解模控范小，距离短的，催生了下面的 为决拟监围传输问题 dvr 和 dvs, dvr 整合了面分割，解，程控等，画视频编码网络远监问题并 兼有小型矩的功能。阵dvs 主要用在点多的地方，解了多点位和程视频决远 控。监问题 内容介绍内容介绍内容介绍内容介绍 行业概述行业概述 模拟监控模拟监控 数字监控数字监控 网络监控网络监控 技术对比技术对比 宽视界方案宽视界方案 二、数字化监控系统二、数字化监控系统 字化控系是在算机、算机技的速展下孕育数监统计计网络术飞发 而生的，信化字信行、存。在降低了将视频号转为数号进传输储 成本的同，使得控系能适更多更大的使用境。时监统应环 1 、硬盘录像机、硬盘录像机 dvr 、视频服务器、视频服务器 dvs 作用：前端的各信化字信，在像机行存将个视频号转为数号录内进 ，可活的些面示在像机的示上。另外，像储灵将这画显录显设备录 机具了特性，用可以通分布在广大域的像机备网络户过网络对区录 行，地看到前端像机的面。 进访问随时随监录画 硬盘录像机 录像机 视频矩阵 云镜控制 网络传输 报警控制 dvr 整合功能整合功能 数字监控 在 20 世纪 90 年代中期，基于 windows 的数字监控系统随着视 频编解码器技术的发展而产生。系统在远端安装若干个摄像机及其他告警 探头，通过视频线汇接到监控中心的工控机或硬盘录像机，并且在显示器 上显示监控图像。同时，工控机或硬盘录像机配合交换机及相关软件使局 域网内其他用户监控图像。数字监控系统稳定性较差，可靠性不高；需要 多人值守；软件开放型差；图像传输距离有限等。 摄摄 像像 头头 显显 示示 器器 工控机或硬工控机或硬 盘录像机盘录像机 交交 换换 机机 pc 客户客户 端端 pc 客户客户 端端 pc 客户客户 端端 数字监控 _ 设备概述 工控机：工控机： 工控机即工业控制计算机（工控机即工业控制计算机（ ipcipc ）。通俗的说）。通俗的说 就是专门为工业现场而设计的计算机。监控用工控机就是专门为工业现场而设计的计算机。监控用工控机 配合视频采集卡进行远端监控点图像采集，通过软件配合视频采集卡进行远端监控点图像采集，通过软件 解码方式在显示器上呈现各监控点图像。工控机方式解码方式在显示器上呈现各监控点图像。工控机方式 的监控系统受限于视频采集卡的插槽数及采集卡上视的监控系统受限于视频采集卡的插槽数及采集卡上视 频端子的数量，一般用于小规模本地监控。频端子的数量，一般用于小规模本地监控。 硬盘录像机：硬盘录像机： 硬盘录像机从系统结构上主要分基于硬盘录像机从系统结构上主要分基于 pcpc 插卡的插卡的 硬盘录象机和以硬盘录象机和以 dsp+mpudsp+mpu 为核心的嵌入式硬盘录象机。为核心的嵌入式硬盘录象机。 嵌入式硬盘录像机脱离了嵌入式硬盘录像机脱离了 pcpc 架构，采用的是以架构，采用的是以 dspdsp 为核心的整体结构，视频采集、视频压缩处理、网络为核心的整体结构，视频采集、视频压缩处理、网络 接口等各功能模块均集成在单一的电路板上。嵌入式接口等各功能模块均集成在单一的电路板上。嵌入式 硬盘录像机从某种程度避免了由于硬盘录像机从某种程度避免了由于 windowswindows 操作系统操作系统 带来的不稳定性。硬盘录像机是现有应用较为广泛的带来的不稳定性。硬盘录像机是现有应用较为广泛的 数字监控方式。数字监控方式。 数字监控 _ 技术方案 相关设备配置： 摄像头 视频信号放大器 硬盘录像机 硬盘 监视器 交换机 电脑显示器 分控计算机 光纤光纤 电缆电缆 控制键盘控制键盘 图像检索图像检索 / / 调调 阅阅 监视器监视器 dvrdvr 光端机光端机光端机光端机 第二阶段：数字监控 pcpc 系统构成：前端摄像机前端摄像机 + + 视频光端机视频光端机 dvrdvr 第二阶段：数字监控 dvrdvr 光纤光纤 电缆电缆 控 制 键 盘控 制 键 盘 矩阵矩阵 图像检索图像检索 / / 调调 阅阅 视频分配器视频分配器 系统构成：前端摄像机前端摄像机 + + 视频光端机视频矩阵视频光端机视频矩阵 + +dvrdvr 内容介绍内容介绍内容介绍内容介绍 行业概述行业概述 模拟监控模拟监控 数字监控数字监控 网络监控网络监控 技术对比技术对比 宽视界方案宽视界方案 网络监控 在 21 世纪初，随着宽带网络技术及带宽的大大提高，以及数字 处理技术和视音频编解码效率的改进，视频监控系统正在步入全数字大网 络化的全新阶段。网络化视频监控系统中所有的设备都以 ip 地址来识别 和相互通信，采用通用的 tcp/ip 协议进行图像、语音和数据的传输和切 换。由电信运营商建设的运营级网络视频监控平台不再受地域的限制，真 正做到了“天涯若比邻”；不再受规模的束缚，系统具有强大的无缝扩展 能力；不再受资金的困扰，业务支持多种建设模式。 摄摄 像像 头头 公网地址访问公网地址访问 互联 网 编编 码码 器器 宽视宽视 界平界平 台台 私网地址访问私网地址访问私网地址访问私网地址访问私网地址访问私网地址访问监控中心电视墙监控中心电视墙 网络监控 _ 设备概述 编码器：编码器： 编码器是模数转换设备，主要作用是将模拟视编码器是模数转换设备，主要作用是将模拟视 音频码流转换为标准的音频码流转换为标准的 tcp/iptcp/ip 数据包，传送至互联数据包，传送至互联 网供用户调用。通过业内先进的编解码格式网供用户调用。通过业内先进的编解码格式 mpeg-4/mpeg-4/ h.264h.264 将清晰的图像以较低的码率传输，同时编码器将清晰的图像以较低的码率传输，同时编码器 支持外接告警设备，例如门磁探头、烟感探头、红外支持外接告警设备，例如门磁探头、烟感探头、红外 探头等，保证对现场全方位的掌控。探头等，保证对现场全方位的掌控。 解码器：解码器： 解码器是数模转换设备，主要作用是将标准的解码器是数模转换设备，主要作用是将标准的 t t cp/ipcp/ip 数据包转换为模拟的视音频码流，在监视器上数据包转换为模拟的视音频码流，在监视器上 直接显示图像。解码器支持直接显示图像。解码器支持 c c 端子或端子或 vgavga 端子输出，端子输出， 支持通过透明串口连接摇杆键盘直接控制摄像机，支支持通过透明串口连接摇杆键盘直接控制摄像机，支 持持 1 1 路或多路显示等功能。路或多路显示等功能。 网络监控 _ 设备概述 录像服务器：录像服务器： 录像服务器主要实现监控点在中心平台的网络录像服务器主要实现监控点在中心平台的网络 录像存储功能、录像检索功能、录像回放功能、录像录像存储功能、录像检索功能、录像回放功能、录像 下载功能等。下载功能等。 磁盘阵列：磁盘阵列： 磁盘阵列是由许多台磁盘机或光盘机按一定的磁盘阵列是由许多台磁盘机或光盘机按一定的 规则，如分条规则，如分条 (striping)(striping) 、分块、分块 (declustering)(declustering) 、 交叉存取交叉存取 (interleaving)(interleaving) 等组成一个快速，超大容等组成一个快速，超大容 量的外存储器子系统。它在阵列控制器的控制和管理量的外存储器子系统。它在阵列控制器的控制和管理 下，实现快速，并行或交叉存取，并有较强的容错能下，实现快速，并行或交叉存取，并有较强的容错能 力。在物理设备上可能是几个或者几十个盘组成，但力。在物理设备上可能是几个或者几十个盘组成，但 在用户看来只是一个盘，其容量高达几百至几千吉，在用户看来只是一个盘，其容量高达几百至几千吉， 大量用于多媒体业务中。大量用于多媒体业务中。 网络监控 _ 技术方案 ：网络监控 流媒体服务器群 dvs 电视墙显示服务器 pc 客户端显示专业存储控制服务器 电视墙 系统构成：系统构成：摄像机 + 光端机 + 视频矩阵 +dvr/dvs+ 流媒体服务器 dvr 矩阵 视频分配器 dvr 矩阵 视频分配器 远程传输及上墙工程远程传输及上墙工程 远程监控远程监控 网络监控 _ 技术方案 相关设备配置： 认证服务器 网管服务器 用户登陆服务器 数据库服务器 中心管理服务器 存储服务器 分发服务器 磁盘阵列 交换机 防火墙 平台侧设备 监视器 解码器 交换机 主控计算机 分控计算机 监控中心侧设备 编码器 硬盘（需要前端存储） 摄像头 客户端计算机 节点侧设备 内容介绍内容介绍内容介绍内容介绍 行业概述行业概述 模拟监控模拟监控 数字监控数字监控 网络监控网络监控 技术对比技术对比 宽视界方案宽视界方案 技术对比 系统稳定性： 模拟监控系统技术含量不 高、系统功能少但相对成 熟、工作稳定、不易死 机。 模拟监控数字监控网络监控 数字监控基于计算机技术发 展和视频压缩技术出现而产 生。由于操作系统本身的缺 陷带来了数字监控系统一定 程度上的不稳定性，随着工 控机的出现及嵌入式系统的 发展，数字监控系统在稳定 性上有所改善。 网络监控系统大量使用高 性能服务器保障了整个系 统的稳定运行，再结合服 务器双备、 ups 不间断电 源、稳定的传输网络等， 真正实现了 7*24 小时稳定 运行。 技术对比 系统安全性： 模拟监控数字监控网络监控 数字监控系统使用软件方式 调看图像，需要进行用户认 证。无法较好防范因操作系 统漏洞造成的网络攻击、在 网络上传输的媒体数据包没 有加密措施（易被截取或替 换）。 网络监控系统采用高性能 硬件防火墙或网闸，保障 监控平台不受非法入侵、 恶意攻击、病毒感染等。 前端设备对媒体数据做 aes128 位加密，保障数 据在传输过程中的安全。 用户登陆经过多次认证， 同时可限制或允许特定登 陆 ip 。 模拟监控系统大多采用模 拟方式传输，最简单的是 将图像基带信息直接送入 视频传输电缆进行传送至 监控室矩阵，传输电缆易 受环境及人为破坏。操作 界面无认证功能，任何人 都可以使用。 技术对比 系统容量： 模拟监控适合小型化本地 监控，设备一般可达到 1664 路能力，监控点增 加时需再配中心设备（矩 阵）。 模拟监控数字监控网络监控 数字监控适合中小型规模、 有一定网络需求的小范围监 控，设备一般可支持 64 路 接 入，同时设备之间可以进行 少量级联来扩大监控规模， 一般最大可以达到一两百 路。 网络监控适合大规模、有 远程访问需求的大型监控 系统。前端设备一般采用 单路输入，平台设备接入 前端能力可达到数千路 （甚至上万）。支持按照 行政区域划分的多级级 联，方便管理。 技术对比 接入方式： 模拟监控系统基本不涉及 网络，前端监控点与中心 控制室通过模拟视频线直 接连接，方式单一。 模拟监控数字监控网络监控 数字监控一般局限于小型化 局域网内使用，局域网内副 控主机接受广播码流浏览图 像。 网络监控具有强大的线路 适应能力。前端监控点可 通过 lan 、 wan 、 e1 、光 纤、 adsl 等多种线路方 式接入平台，客户端登陆 支持公网 ip 登陆 （ adsl ）、私网 ip 登陆 （ nat 转换、 socket5 穿 越）。 技术对比 存储方式： 一般采用直接对模拟视频 信号进行录像的方式，