监控的过、现在和将来,监控发展历史.ppt

1、监控的过去、现在和将来 王 电话： 邮箱：,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,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

2、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,视频监控模拟矩阵,定义：将视频图像从任意一个输入 通道切换到任意一个输出通道的设 备。 矩阵的容量表

3、示：M*N。表示可以 同时支持M路图像输入和N路图像 输出。 特点： 视频输入、输出信号都是模拟信号 系统稳定，架构成熟 切换控制实时性好 本地图像清晰 视频矩阵主流厂家之间的云台控制 协议都是私有协议，互不兼容 视频信号经矩阵转发会产生衰减,视音频存储系统的常见设备,VCR （ Video Cassette Recorder，视频磁带录像机） DVR （ Digital Video Recorder，数字硬盘录像机） NVR （ Network Video Recorder，网络视频录像机）,VCR,DVR,NVR,视音频存储设备VCR,VCR（Video Cassette Recorder

4、，视频磁带录像机） 分辨率 录像回放清晰度220线，近似CIF（352*288） 录像时间长度 SP模式: 4.5小时； LP模式: 9小时； 长延时录像机: 48/ 96小时； 容量小，只能存储一路图像 维护工作量大,视音频存储设备DVR,DVR（Digital Video Recorder，数字硬盘录像机）,PC DVR,嵌入式DVR,视音频存储设备NVR, 可以实现视频采集和视频存储的分离 可在网络中任意位置接入 设备可靠性和性能更高 设备和存储容量可扩展性更好 设备的管理更方便 目前主流的有两种类型 IP SAN NAS 支持多种数据可靠性技术，数据安全性更高 RAID技术 磁盘热插拔

5、,NVR（Network Video Recorder，网络视频录像机）,IP SAN类型,NAS类型,视频显示系统常见设备,CRT类型 Cathode Ray Tube，阴极射线管,LCD类型 Liquid Cristal Display，液晶显示器,DLP类型 Digital Light Processor，数字光处理器,PDP类型 Plasma Display Panel，等离子显示器, 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

6、 第四章 监控系统的工程技术,目录,视频监控系统常见接口, CVBS接口 - Composite Video Baseband Signal，复合视频信号接口 VGA接口 - Video Graphics Array，视频图形阵列, DVI接口 - Digital Visual Interface，数字视频接口 HDMI接口-High Definition Multimedia，高清多媒体接口 RS-485接口 RS-422接口 光纤接口：,视频监控系统常见接口,ST 卡接式圆形光纤接头,SC 方型光纤接头,LC 小方型光纤接,LC 圆形，带螺纹光纤接头,视频监控系统常见接口,RS-485接口

7、,特点 抗共模干扰（即噪声干扰）能力强 最大传输距离可达4000英尺（1219米） 允许连接多达32/256个收发器 半双工 数据最高传输速率为10Mbps 应用场合 云镜控制等, 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,视频监控系统常见线缆,光纤分单模光纤和多模光纤 单模光纤 只传送一种模式的光 单模光纤外观为黄色 玻璃芯径一般为810m 工作波长为1310nm/1550nm 光线只沿光纤的内芯进

8、行传输 传输频带很宽，传输距离远 多模光纤 可传多个模式的光 外观为橘红色 玻璃芯径一般为50/62.5m 工作波长为850nm/1300nm 光线会沿着光纤的边缘壁不断反射 传输频带比较窄，传输距离短, 基带同轴电缆的阻抗为50欧姆，通常用来传输数字信号，速率最高可达10Mbps。粗缆的传输距离为500m, 细缆为180m； 宽带同轴电缆的阻抗为75欧姆，通常用来传输有线电视模拟信号。 其带宽可达750MHz以上； 视频监控系统中的视频线采用宽带同轴电缆。,同轴电缆,基带,宽带,粗缆（RG11） 细缆（RG58）,SYV-75-3 SYV-75-5 SYV-75-7 ,视频监控系统常见线缆,

9、 多芯屏蔽线 云台控制线 音频线, 双绞线（网线） EIA/TIA 568A线序：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕 EIA/TIA 568B线序：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕,视频监控系统常见线缆, 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,多媒体相关技术基础,逐行扫描与隔行扫描 逐行扫描相对于隔行扫描是一种先进的扫描方式，它是指显示屏显示图像进行扫描时，从屏幕左上角的第一行开始逐行进

10、行，整个图像扫描一次完成。因此图像显示画面闪烁小，显示效果好。 隔行扫描就是每一帧被分割为两场，每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行，通常是先扫描奇数行得到第一场，然后扫描偶数行得到第二场。,隔行扫描(左图是奇数场，右图是偶数场),逐行扫描,多媒体相关技术基础, PAL（Phase Alternating Line，逐行倒像） 色度信号调制为逐行倒像正交平衡调幅制 对相位失真不敏感，图像彩色误差较小 兼容彩色、黑白电视 规格 - 每秒25帧; - 电视扫描线为625线; - 奇场在前，偶场在后; NTSC（National Television System Committee，国

11、家电视系统委员会） NTSC为正交平衡调幅制 色度信号调制包括了平衡调制和正交调制两种 兼容彩色、黑白电视 相位容易失真、色彩不太稳定 规格 - 每秒30帧; - 电视扫描线为525线; - 偶场在前，奇场在后;,视频制式,图像分辨率,多媒体相关技术基础,分辨率：指画面的清析度，即图像由多少象素构成； 分辨率通常以“X*Y”形式表现， 其中“X”表示屏幕上水平方向的像 素数， “Y”表示垂直方向的像素 数； 图像分辨率越大，越能表现丰富的细节，图像也就越清晰； 高清分辨率没有制式的区别，长宽比为16:9。,码率,多媒体相关技术基础, 码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是

12、kbps。针对多媒体系统，码率指的是媒体流传输时单位时间传送的数据位数。 在多媒体系统中，存在两种码率模式：CBR和VBR。, CBR（Constants Bit Rate，恒定比特率）：表示视频或音频媒体流的比特率在单位时间内（通常为1S）不发生变化； VBR（Variable Bit Rate，可变比特率）：与CBR 相对，比特率是变化的； CBR适合于流式媒体的实时传送场合，VBR适合于把媒体内容保存成文件进行本地播放的场合。 CBR影响系数：是指CBR(恒定码流）正误差给存储容量带来的影响系数, 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

13、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,存储相关技术基础,RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）： 将多个独立的物理硬盘按照不同的方式组合起来，形成一个虚拟的硬盘 组成RAID阵列的不同方式称为RAID级别 不同的RAID级别 不同的存储性能 不同的数据可靠性 不同的存储成本 常用RAID级别,存储相关技术基础,RAID 0（Striped Disk Array without Fault Tolerance， 无容错条带硬

14、盘阵列）； 数据以条带形式均匀分布在各个硬盘中,存储相关技术基础,RAID 1（Mirror 或Mirroring，镜像）； 数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘。,RAID 5（striping with parity，带奇偶校验的条带）； RAID 5采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上。,存储相关技术基础,存储相关技术基础,SAN（Storage Area Network， 存储局域网） 将存储系统、服务器和客户端都通过网络相互连接 以网络为中心 优点： 设备整合 数据集中，易管理 高扩展性和高可用性 适用于存储量大的块级应用 缺点： 相比NAS成本较高 安装和升级

15、比NAS复杂 多客户端共享资源需额外软件,存储相关技术基础,NAS（Network Attached Storage，网络附属存储） NAS存储服务器挂接在企业内部网中，应用主机通过IP网络访问NAS 以数据为中心的存储形态 通过NFS或CIFS对外提供文件级 访问服务； 优点： 不占用应用服务器资源 广泛支持操作系统及应用 扩展较容易 即插即用，安装简单方便 缺点： 相比SAN架构，存取速度慢 不适合存储量大的块级应用 数据备份及恢复占用网络带宽,媒体流存储所需存储容量计算,全网视频所需存储容量为各单路视频所需存储容量之和 单路媒体流所需存储容量公式 存储容量（单位为GB） =码率（单位为M

16、bps）*3600*存储计划时长（单位为小时）*CBR系数/（8*1024） 存储计划时长（单位为小时）=录像保留期内的录像总时长 CBR系数为1.1 例子：一路视频的码率为2Mbps，该视频每天存储时间为8:00-12:00,13:30-18:30,录像保留期为15天，求所需存储容量？ 录像保留期内的录像总时长=9*15=135小时 存储容量=2*3600*135*1.1/（8*1024）=130.52（GB）,存储设备有效存储容量计算,存储设备有效容量计算公式 存储容量（单位为GB）=有效磁盘数*单磁盘有效容量（单位为GB） 有效磁盘数,单磁盘有效容量,例子：一台IP SAN阵列，磁盘满配

17、（16块），采用RAID 5等级，规划热备盘一块，磁盘类型为750G，求IP SAN阵列的有效容量？ 有效磁盘数=14 单磁盘有效容量=698（GB） IP SAN阵列的有效容量=14*698/1024=9.543（TB）, 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,视频监控发展大趋势：模拟监控 数字监控 网络监控 IP智能监控,视频监控技术的发展历史,模拟监控典型组网（小规模）,模拟监控典型组网（中

18、大规模）,数字监控典型组网,模数结合监控典型组网（中大规模）,网络监控典型组网, 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 系统发展 推动力,系统规模和范围,用户本质业务需求,智能应用,技术发展和融合,视频资源共享,视频监控系统的发展推动力,监控系统的本质业务需求,业务需求随技术和应用的发展而逐步发展，内容和涉及面在不断更新和扩大；当前，用户的业务需求集中在五个方面：看、控、存、管、用,监控

19、视频,用,管,存,看,控,实时图像流畅、清晰,实时图像切换控制灵活、延时低；告警和联动反应迅速；,实时图像存储可靠； 查询快捷方便； 回放清晰,配置和运行操作方便，维护自动化程度高,方便地叠加各种上层的增值应用、开发成本低,技术的发展和融合, 三大产业技术彼此互补且逐渐趋于统一和相互融合； “联网”逐渐成为视频监控的核心业务需求； 一个融合了通讯、安防、IT技术和业务的新IT正在逐渐成形,安防自动化,IC通讯,IT,通讯和IT、安防三套独立系统,安防自动化,1998,2003,2005,2009,ICT IT及通讯,ICT及安防自动化,NGN架构的出现、VoIP成熟、IM出现,NGN架构的部署

20、、VoIP普及、统一通讯发展、互联网和通讯网物理融合,数模结合监控普及、IP监控出现,联网监控成为普遍需求、监控业务形态多样化，IC、IT、SA相互交叉和渗透,规模和覆盖范围扩大, 规模：以城市治安监控为例，摄像机数量从几百路发展到目前成千上万个摄像头 覆盖范围：从原来的局域/区域发展到城域、城际甚至全国范围,视频资源共享, 域：一个有独立的管理策略，能够完整实现“监控存管用”的视频监控系统，可以称为一个视频监控域 不同视频监控域之间要连网并共享图像,交通管理系统,公安系统,水力、航运等其他 视频监控应用系统,发展与解决之道,IP监控需要视频编解码、存储、网络和信 令等多个领域的技术积累和技术

21、创新！,监控的规模和范围越来越大，原有的服务器架构无法满足要求,系统规模,挑 战,发展与解决之道,无法充分满足专业客户对监控清晰度及实时性的要求,监 控,对于海量数据的可靠存储及高效管理，原有VCR/DVR无法满足要求,存,异构平台无法实现统一网管和准确 故障定位，管理智能化水平低,管,封闭的体系架构下，开发智能应用 成本高,用,分层分模块的通信网络架构,采用各项国际标准,高清编码技术和IP组播技术,基于IP SAN/NAS架构的NVR,基于IP的全网统一网管,智能接口架构,原有的系统控制、存储甚至编码均 采用私有协议，互通成本高,资源共享,开放、标准、智能的IP视频监控是面临挑战的唯一发展与

22、解决之道！,技术：智能分析与创新应用产品,傍上网络，创意无限, 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,工程规范的组成,监控工程规范有别于一般的实施阶段的操作守则。监控系统中的工程规范主要包含：系统规划、安装规范、配置规范三个部分。, IP地址规划 实意性 根据业务规划设备网段 根据区域将网段细分 组播IP集成设备IP和通道编号 延续性 功能相同的设备IP需要连续 业务相同的网段需要连续 需要预留部

23、分网段保证未来系统的扩展性 唯一性 网段网关、掩码需要唯一 设备单播、组播IP需要唯一, 其他规划 实意性 服务器、编/解码器、摄像机名称等能够标识设备所在地理位置 服务器、编/解码器ID与名称要有明确的对应关系 延续性 通道OSD继承摄像机名称 根据不同情况选择不同的转发或存储设备 唯一性 设备名称唯一 设备ID唯一,系 统 规 划,设备室外安装的 环境要求,设备硬件安装 的方法和规范,线缆的使用和连 接方法,设备的接地、防 雷、供电等要求,一,二,三,四,安装规范,安装规范主要是规定了 硬件从开箱到安装到位， 这一过程中标准的操作 流程。其中最为关键的 是：自然环境、安装方 法、接地防雷、

24、线缆使 用四个方面。,工程实施, 室内外弱电工程 管线工程：包括桥架、管路、室外立杆安装，视频、网络线缆、光纤和电源线缆敷设 监控室环境检查等 设备机柜、监控操作台、电视墙机架、室外防水箱的安装 外围设备的安装 摄像机（包括支架）、云台（包括支架）、监视器（或电视机）、光端机、告警设备（报警器和喇叭等）、拾音器等的安装 编码器（EC/ECR）、解码器（DC）的安装 核心监控设备安装 视频管理服务器、数据管理服务器、流媒体服务器、视频管理客户端、控制键盘、打印机等的安装 存储设备安装 IP SAN、VX500等的安装,室外安装, 室外机箱要求 IP6.5防护等级要求 机箱三防设计（防湿热，防霉菌

25、，防盐雾腐蚀） 工作环境温度为065 空间要求 机箱内部空间要合理 机箱需要提供固定位置 箱内安装要求 避免强弱电之间的相互干扰和雷电泄放的影响, 线缆要求 采用阻抗为75ohm的视频电缆传输视频信号 屏蔽网线编织层密度与传输距离和质量成正比 BNC接头阻抗必须为75ohm 常见问题 图像出现重影，文字抖动 图像对比度小，暗淡，清晰度低、细节丢失，色调失真 视频源信号不稳定,视频线缆, 云台控制线缆 线缆要求 符合RS-485工业总线标准 一般场合可采用普通的双绞线，要求较高的环境可采用屏蔽同轴电缆 最长传输距离（9600bps） 1200米，推荐900米 传输过程中最多可以加八个中继，可带3

26、2个从设备，推荐不超16个 组网要求 一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形、星型或开岔 采用双绞线串接时总线与节点之间产度尽量短 注意总线特性阻抗的连续性,云台控制线缆,云台控制线实例,电源&接地, 电源要求 推荐选用稳压源 三线电接入（即L、N和PE线） 室外使用时，220V市电接入必须加装防雷器 接地要求 施工方必须提供接地线和接地排 接地线采用铜鼻子压接，再接到接地排上 接地电阻小于5ohm，最大不能超过10ohm 箱内所有设备的接地线都压接在接地排上, 防雷器的选型 信号口防雷 电源口防雷 防雷器安装常见错误 IN/OUT接反 接地线虚假或者接地 接地线过长,防雷,故障分类,图像停顿、 图像马赛克、图像拖影等,云台完全不可控制、 云台部分不可控制等,EC、DC、IPCamera,平台故障,图像,云台,终端,平台,制定存储计划失败、查询录像失败、 回放录像失败、未按计划存储等UI故障,存储,数据抓包,报文类型及端口 SIP协议 - 实况、语音、云台控制、手动存储、透