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视频监控中新技术NVR都有哪些?

文章出处:未知责任编辑:陈松人气:-发表时间:2018-05-23 09:17 字体大小:【
引言
  视频监控中NVR作为网络视频监控中录像的存储设备,在其诞生之后便得到了快速的发展,一方面是由于市场的需求,另一方面是由于新技术的推动,技术的创新解决了网络存储的一些技术障碍,同时使得视频监控中NVR更加适合于视频监控的应用。
  一、关于视频监控中NVR的定义及说明
  视频监控中NVR全称(Network Video Recorder),中文名称是网络硬盘录像机,它是一种以因特网协议为基础的网络监控储存设备。有个别厂家会将这个定义弄混淆,所以这里尤其需要明确的是我们把只接入网络摄像机(IPC)的录像机叫网络录像机,而不是把具备网口的录像机都称为网络硬盘录像机。
  嵌入式视频监控中NVR指的是采用嵌入式软件和嵌入式硬件的视频监控中NVR。嵌入式软件指的是采用可裁剪的嵌入式操作系统或无操作系统的软件,嵌入式硬件是指采用嵌入式CPU和嵌入式芯片组的硬件。需要指出的是,X86架构仍然有嵌入式CPU,Intel和AMD都设计并生产具备极低功耗的Embedded CPU,优点是功耗低、稳定性好且供货周期长(不同于商用CPU只有18个月的生命周期,其生命周期一般超过5年),但价格昂贵。
  通常业内我们称嵌入式RISC 视频监控中NVR为嵌入式视频监控中NVR,业内多不区分嵌入式X86 视频监控中NVR和X86 视频监控中NVR统称为X86 视频监控中NVR,本文会严格采用RISC视频监控中NVR和嵌入式X86 视频监控中NVR这个定义。
  二、视频监控中NVR的发展阶段
  (一)视频监控中NVR的诞生
  视频监控中NVR在诞生之初采用X86架构,之所以采用X86架构,是因为视频监控中NVR作为新生事物也必须遵守其他新形态产品同样的规律--走简单的道路,尽量降低投入,尽量避免各环节的风险,而X86的如下特点正好满足了视频监控中NVR的需求:
  1.X86具有良好的软件二次开发的特点,各种驱动都比较完整,开发速度非常快。反观RISC产品,其驱动一般都需要自己开发,需要较长的时间,且必须有一个资深的软件开发团队。
  2.X86的硬件产业生态链比较完整,分工比较清晰,有一大批优秀的X86主板厂家,比如台湾的研华、深圳的研祥、华北工控、上海的华北科技等。这些厂家做的硬件有非常好的稳定性,作为一般的视频监控中NVR厂家,采用这样的硬件可避免硬件上的投入和风险,其速度甚至比国内领先的DVR厂家设计RISC 视频监控中NVR更快。
  基于上述情况,第一批视频监控中NVR其实并不是国内最大的视频监控厂家最先推向市场的。
  (二)RISC 视频监控中NVR的兴起
  视频监控中NVR诞生之后,业内逐渐了解到视频监控中NVR这种产品形态并开始思考,视频监控中NVR快速地从PC式向RISC转变。2009年,大华、海康快速地推出了RISC 视频监控中NVR,其代表产品有大华的16路网络硬盘录像机DH-视频监控中NVR1604DS-S,可接入16路网络前端设备。
  RISC 视频监控中NVR之所以会快速地替代PC式视频监控中NVR是由于其具有如下特点:
  1.稳定性高
  RISC产品具备非常低的功耗,低功耗让主板发热非常少,热量和稳定性(寿命)成反比,所以功耗对产品稳定性至关重要。
  2.RISC产品成本很低
  X86架构的主板、CPU和芯片组一般需要上百美金,甚至几百美金,而RISC CPU一般只有几十美金,成本差异很大。对于视频监控中NVR大厂而言,其设计DVR的技术基础非常扎实,自主设计RISC主板难度不大,所以第一批RISC 视频监控中NVR是由大华和海康最先推向市场的。
  (三)RISC 视频监控中NVR与嵌入式X86 视频监控中NVR齐头并进
  影响视频监控中NVR选择的两个因素是:
  1.接入路数
  视频监控中NVR属于网络部署,其与DVR不同的是对前端没有地理位置的限制,因此不会存在DVR遇到的在一定范围内只会部署有限数量的前端问题,这种需求使得视频监控中NVR需要更大盘位和更多接入能力的产品。而RISC架构视频监控中NVR在多路数接入方面确实存在性能的不足,基于此种原因,嵌入式X86 视频监控中NVR有很大的市场空间。
  2.成本因素
  RISC 视频监控中NVR成本更低,很多项目首选成本因素,对于接入能力不足可以用多台小盘位产品解决。故RISC架构视频监控中NVR会受到很多客户的青睐。
  基于以上两个因素,RISC 视频监控中NVR和嵌入式X86都会有相应的市场需求,由此我们看到2012年RISC 视频监控中NVR与嵌入式X86 视频监控中NVR齐头并进,都得到了快速发展,其中市场上嵌入式X86 视频监控中NVR最具代表性的是大华的DH-视频监控中NVR6000。
  三、视频监控中NVR新技术的发展
  视频监控中NVR发展的历程和技术的进步是密切相关的,其中表现显著的是在第二和第三阶段,主要的技术有如下几种,每种技术都从不同的方面推动视频监控中NVR的成熟和应用的普及:
  (一)主芯片技术
  芯片技术推动了视频监控中NVR的快速发展,性能更强的芯片推动视频监控中NVR的快速应用。无论是大华的第一代视频监控中NVR还是海康的第一代视频监控中NVR,其接入性能都比较差,以大华为例:
  2009年第一代N5平台视频监控中NVR,DS-S只能接入8路720P。
  2011年的推出STN6平台的视频监控中NVRDH-视频监控中NVR38系列,接入性能和解码性能都翻倍,迅速提升到16路720P接入。
  2012年又推出TI公司Netra平台的视频监控中NVR,接入带宽从N6平台的不到50Mbps提高到160Mbps,接入路数也达到32路1080P的能力。
  2013年下半年又推出STN7平台的视频监控中NVR,接入路数又翻倍达到了64路高清,同时接入带宽提升到256Mbps,借助于优秀的芯片平台,开发出行业最具竞争力的RISC架构视频监控中NVR。
  (二)接入技术
  自2008年底后推出ONVIF协议后,各家都先后跟进,截止目前,基本所有IPC厂家都支持ONVIF,后端厂家也基本都能支持ONVIF,使得前后端兼容性问题得到有效解决。
  ONVIF作为一个新标准,目前来看是前后端接入最合适的技术,目前已经发展到V2.2版本,很快又会发布ONVIFV2.3版本。标准能否得到贯彻执行主要依赖以下几个方面:
  1.标准的完善性
  目前ONVIF还存在一定的缺陷,有些功能还不能实现,有些功能还在不断细化,从框架变成内容。
  2.对标准重视程度
  虽然由于招标或者项目强制要求等因素,使得各厂家都必须支持ONVIF,但是各家对ONVIF态度重视程度不同。
  3.各公司开发的协议与ONVIF本身存在差异
  各家开发实力不同,开发出的协议与ONVIF本身协议的差异或多或少,导致项目中经常出现两家设备可以对接,实现的功能不全或长时间连续运行会有问题。所以在项目之初,还需要双方进行对接测试。为解决这些问题,一些厂家(如浙江大华)会采用多个层次解决这个问题,大华与第三方IPC厂家对接会采用4种方式:首先ONVIF协议,大华会与国内外主要IPC厂家,包括AXIS、SAMSUNG、Sony、Panasonic、景阳、亚安等厂家在产品推出前即进行长时间稳定性测试;其次,第三方IPC厂家的私有协议,AXIS、SAMSUNG、Sony、Panasonic等厂家的私有协议在2010年就集成到大华的基础软件版本上了,也就是说大华出厂的视频监控中NVR都支持这些厂家的协议;再次RTSP接入,为了可以接入一些没有ONVIF协议的IPC或不规范协议的IPC,大华支持RTSP接入,只要IPC支持RTSP视频流,即可接入视频监控中NVR,无需任何协议,当然这样接入只支持视频,不支持语音对讲和控制信号等内容的传输。
  总之,接入技术不断完善推动了视频监控中NVR的发展,同时接入技术的应用也需要各厂家共同努力。
  (三)直存和直取技术
  视频监控中NVR直接获取IPC的音、视频数据直接存储到本机上,实现直存的功能,这种直存有别于Iscsi直存,是属于视频行业特有方式,数据搬运采用视频包的形式,存储文件一般比较大,不容易产生碎片,比Iscsi具有更高的效率,也有利于视频数据的管理。
  视频监控中NVR方案不仅可以实现IP-SAN直存,而且可以实现直取,客户端直接走视频监控中NVR获得数据流,而不需要走转发服务器获得视频,这个主要得益于视频监控中NVR强大的转发性能,可以保证转发具备接入相同的带宽,如图1所示。
 
  图1 视频监控中NVR视频直存和直取示意图
  视频直存和直取技术使得视频监控中NVR方案优于传统的IP-SAN方案,主要体现在两点:
  1.用视频监控中NVR的方案无需转发服务器,系统更加简单,成本更具优势。
  2.视频监控中NVR存储方案中,视频不需要依赖平台的调度,也不必通过流媒体服务器转发,而是直接传给视频监控中NVR,节省了视频流在设备间的转换,减轻了系统负载,尤其是减轻平台的压力。平台作为系统的中心,负载最重的部分,在视频系统中平台的压力比较大,容易产生故障,甚至崩溃,视频直存和直取技术降低了平台的压力,从而平衡了系统的负载。
  (四)即插即用和PoE技术
  在RISC 视频监控中NVR的发展过程中,即插即用技术起了很大的作用,即插即用使得应用更加方便。即插即用分以下两种:
  一种是网络即插即用,视频监控中NVR接入到网络中自动配置交换机的端口,将视频监控中NVR需要的端口自动打开,无需客户进行配置。
  另外一种是对IPC的即插即用,即插即用结合PoE供电技术,代表产品是DH-视频监控中NVR2108-P。IPC可直接插到视频监控中NVR上自带的交换机口上,视频监控中NVR自动对IPC进行IP的分配,端口的配置、码流的配置等设置客户无需任何操作,即可获取IPC的视频并进行预览。
  (五)低码流技术
  IPC开始普遍采用H.264 high profile技术,并对视频进行技术处理后,在保证清晰度的情况下,码流大约会降低50%,业内多家厂家内年会陆续推出安霸平台,这个平台的推出使得高清的码流只有传统码流的1/4。也就是说720P为1Mbps,1080P为2Mbps,那高清的码流只有传统D1码流的1/2,大大节省了硬盘的存储空间和成本。
  四、视频监控中NVR未来技术发展方向
  (一)嵌入式RISC平台性能的快速提升
  以后视频监控中NVR的发展是嵌入式RISC架构的占主流,还是X86架构的占主导地位,目前确实会有争论,主要原因是前面提到的性能和成本的平衡。以ARM为代表的RISC性能突飞猛进的发展,诞生四核、甚至八核的CPU,主频很快会达到2GHz以上,其性能逐渐接近X86CPU,加上RISC架构主芯片往往会含有硬解码核,具备极强的解码性能。笔者认为RISC 视频监控中NVR的表现更值得关注,对于大项目中,近期X86方案的性能具备绝对的优势,更具竞争优势,1~2年后两者会趋近于平衡,随后RISC架构的视频监控中NVR应该会更具优势。而对于小项目和更加广阔的民用市场,RISC架构的视频监控中NVR的优势是X86的视频监控中NVR无法比拟的。
  (二)智能化
  安防设备的作用一是对事故预警,减少事故的发生,二是事后的查看。目前事后的查看遇到的一大问题是查找录像太慢,智能化应用可以通过视频的异常报警,对录像进行分类、浓缩、快速搜索和关联,有效减少事件的发生,加快录像的查找。
  (三)产品性能的提升向方案优化的方案发展
  产品最终会应用到系统中,目前视频监控厂家都越来越重视方案,后期视频监控中NVR厂家会将更多的精力用在方案上,因此后期视频监控中NVR技术的创新更多地会在方案层面上,如n+1技术。
  在一个系统中,通常是由多台视频监控中NVR设备组成的视频监控解决方案。n台视频监控中NVR承载正常的视频监控功能,接入前端的IPC视频流,部署m台视频监控中NVR设备作为正常工作的视频监控中NVR的备份,由一台备用视频监控中NVR设备承担n+m策略管理服务器,自动检测和同步视频监控中NVR设备状态,一旦正常工作的某台视频监控中NVR设备出现故障等宕机现象,策略管理服务器通过算法运算选举优先级高的备用视频监控中NVR替换故障视频监控中NVR,通过视频监控中NVR策略管理服务器的快速切换机制同步配置和录像数据,完成备份视频监控中NVR设备的切换,从而实现整个监控系统的无缝切换和不间断工作。
  当故障视频监控中NVR恢复正常工作,替换的备用视频监控中NVR回传录像,从而保证整个录像的完整性。
  五、结语
  视频监控中NVR从诞生至今,受到全球各个厂家的高度重视,短短五年即发生这么大的变化,经历了几个发展阶段,逐渐找到了自己的发展道路,产生了许多新技术,同时也存在很多问题和不确定因素。市场的快速发展必然会促进新技术的诞生,新技术的诞生反过来又推动市场的快速前进,从产品的创新到方案的创新上,未来的发展必将更加困难,同时维度也更加多样化,会带来更大的市场效应。

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