海康網絡高清監控方案(存儲版)

　　

【正文】 、重量、體積和性價比上，都有非常大的優勢。2） 性價比高嵌入式NVR采用分布式存儲的模式，圖像資源都分布存儲在前端，匯聚網絡投資成本低，同時數據可靠性得到有效保證。7） 適應性高NVR存儲部署方式較為靈活，即可采用分布式存儲，又可進行集中存儲部署，可以適應不同場景的應用需求。 流媒體直寫技術概述流媒體是指以流的方式在網絡中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式，常見的流媒體協議有RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA等標準流媒體協議或私有SDK流媒體協議。 流媒體直寫技術優勢 低成本l 省去視頻存儲服務器（PCNVR）、流媒體轉發服務器（只支持海康流媒體）；l 支持低價的監控級硬盤作單盤模式或組建RAID；l 支持視頻抽幀存儲，可節省存儲空間 高性能l 支持高達350路2M碼流并發寫入l 視頻流無需打包成文件，可即時回放查看、快速定位，檢索效率高l 采用專用數據管理結構，無文件系統，規避長期循環覆蓋寫產生的文件碎片而引起的系統性能下降的問題l 對外提供大容量錄像卷 高穩定l 規避斷網斷電情況下，出現文件不可讀或丟失的問題l 由于省去了存儲服務器，簡化了系統架構，降低了系統單點故障 高可靠l 設備級保護，支持N+1備機冗余，當在線設備故障時，備機自動接管其業務l 斷網補錄（ANR），當前端設備與CVR設備之間的網絡中斷時，錄像可自動保存在前端，待網絡恢復后再回傳到CVR設備l 數據備份，可支持前端設備錄像備份，錄像數據本地備份和異地備份l 錄像丟失檢測報警，支持實時數據的丟幀報警（取流失敗持續15秒報警）和歷史數據丟失報警（每小時定時檢測） 架構開放前端IPC/DVR/DVS/NVR等編碼設備以RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA等標準流媒體協議或SDK私有流媒體協議，直接通過網絡寫入存儲設備 關鍵技術和重點功能 流數據管理結構視頻流直寫存儲采用流數據結構進行底層數據管理，實現基于裸空間的預分配策略，規避文件系統損壞引起的文件不可讀或丟失的問題，同時避免因文件碎片累積造成的覆蓋寫入性能衰減，保證性能穩定。其工作原理如下：指定一臺存儲設備作為監控主機，對網域內其他存儲設備（工作主機）啟動監控功能，當發現被監控的工作主機出現異常成為故障主機時，此臺監控主機主動接管故障主機的工作，可以實現取流，存儲，下載，回放等功能，同時繼續監控故障主機，當發現故障主機恢復正常成為工作主機時，則停止所有的接管工作，并將接管期間的錄像數據回遷到工作主機中。l 存儲間異地備份：是指將存儲A機器上的錄像數據備份到B機器的存檔卷中，防止A機器因為異常或錄像卷循環覆蓋而造成重要錄像數據的丟失，可實現跨局域網備份，無需平臺干預。該模式適用于視頻數據存儲系統和業務數據存儲系統。1024。 30天需要的容量∑(GB)＝30天＝1266GB以20個高清130萬通道為例：20個通道的容量∑(TB)＝126620247。2） 可插入各類信號輸入板，可將電腦信號輸入并切換上墻；除此之外，也可接入模擬、數字（HDSDI）或光信號的信源接入。 解碼上墻1）支持實時視頻解碼上墻，用戶可以用鼠標直接拖拽樹形資源上的監控點到解碼窗口中，立刻進行該監控點實時視頻的解碼上墻處理；2）支持歷史錄像回放視頻解碼上墻，用戶可查詢前端設備或中心存儲錄像，并將播放的錄像視頻直接拖拽到解碼窗口中，立刻進行該監控點當前回放視頻的解碼上墻功能；3）支持動態解碼上墻云臺控制功能，在監控點實時視頻進行解碼上墻時，用戶對解碼窗口進行選中后，點擊云臺控制操作盤進行云臺控制操作；4）支持多畫面分割，解碼窗口支持多畫面分割，能夠支持16等多種分割模式 拼控管理1）支持大屏拼接功能，系統支持模數混合矩陣接入，能夠實現模數混合矩陣解碼板大屏拼控功能，通過鼠標框選的方式，快速的將多個獨立的解碼窗口拼接成一個大屏，適用于高清畫面等需要重點監控的視頻；2）支持開窗漫游功能，大屏拼接后用戶可以選擇最多打開三個漫游窗體，漫游窗體圖像可以疊加和自由調節位置和大小，滿足更多用戶個性化圖像解碼上墻的需要。半透明顯示示意圖 圖像拉伸可將一個信號在整個屏幕墻上隨意縮放。分割顯示示意圖 圖像疊加漫游可以將任意一個或者多個信號疊加到其他信號之上顯示，并且可以隨意移動，進行漫游。 視頻綜合平臺主要功能 多種輸入/輸出1）支持網絡編碼視頻輸入、VGA信號輸入，數字矩陣交換和網絡IP矩陣交換輸出。視頻綜合平臺集所有控制解碼設備于一體，參考ATCA ( Advanced Telemunications Computing Architecture 高級電信計算架構 ) 標準設計，支持模擬及數字視頻的矩陣切換、視頻圖像行為分析、視音頻編解碼、集中存儲管理、網絡實時預覽、視頻拼接上墻等功能，是一款集圖像處理、網絡功能、日志管理、用戶和權限管理、設備維護于一體的電信級視頻綜合處理交換平臺，解碼拼控子系統采用視頻綜合各平臺，性能強大，集成度高。8 3600秒24小時 （1天）247。 存儲容量計算單個通道24小時存儲1天的計算公式∑(GB)＝碼流大小（Mbps）247。 SAN組網 組網架構該組網模式下，海康威視存儲系統通過標準的iSCSI協議（FCP協議）或NAS功能對外提供存儲服務。l 雙重備份：帶存儲功能的前端設備實現本地錄像存儲，可同時吐流存入存儲設備，實現數據前端和存儲雙重備份；l 存儲本地備份：存儲設備從前端設備取流后，將流數據寫到錄像卷的同時，自動將流數據備份到存檔卷，不占用外部數據帶寬，也無需平臺干預。 N+1模式系統運行時間較長時，難免不出現設備級故障。 實時流轉發流程視頻流直寫存儲系統內部嵌入了一個流媒體服務器（VTDU），從前端設備獲取碼流數據，轉發給遠程實時監控客戶端。在實際情況下，存儲的時間不能大于這個值。6） 數據安全性高通過磁盤預分配技術、文件保護技術、硬盤SMART預警技術和硬盤休眠技術等多種安全技術手段，確保存儲數據高安全性。具備N+1熱備功能，通過設置備份主機的方式，保證系統中任意一臺NVR網絡中斷、工作異常的時候，錄像數據可靠、完整。l 遠程操作：設備支持遠程獲取和配置參數、配置錄像/抓圖計劃、遠程PTZ控制、遠程JPEG抓圖；支持遠程格式化硬盤、升級程序、重啟、關機等系統維護操作；支持獲取設備運行狀態、系統日志及報警狀態等信息。l 錄像/抓圖類型：設備支持手動錄像/抓圖、定時錄像/抓圖、移動偵測錄像/抓圖、報警錄像/抓圖、動測和報警錄像/抓圖、動測或報警錄像/抓圖、假日錄像/抓圖等多種錄像/抓圖方式，每天可設定8個錄像時間段，不同時間段的錄像觸發模式可獨立設置，抓圖時間間隔可選。同時，設備還支持硬盤SMART預警技術，實時監控硬盤狀態，在硬盤徹底損壞前提醒用戶對壞盤中的錄像文件進行備份。設備支持分組切換、手動切換或自動輪巡預覽，自動輪巡周期可設置。當任意一臺工作主機網絡中斷或工作異常時，熱備主機自動接管工作主機的網絡視頻，開啟錄像任務；當工作主機恢復正常后，熱備主機放棄接管，并將異常期間的錄像數據自動回傳到工作主機中，保證錄像完整、可靠。 NVR存儲設計 存儲結構設計本方案存儲系統采用NVR模式，其中IPC不與平臺直接對接，而是先接入NVR，再通過NVR接入平臺。4）功能性方面環網保護技術、IP路由支持、組播、MPLS、虛擬化、QOS、配置與維護、安全與管理、增值業務能力等結合實際需求進行綜合考慮 5）擴展性方面盒式交換機低于框式交換機，擴展能力有限，具體可查看相關設備的官網數據。網絡安全性設計主要有結構安全、訪問控制、安全審計、邊界完整性檢查、入侵防范和網絡設備防護這幾方面的內容。2） 網絡設備可靠性網絡設備的可靠性主要通過關鍵部件冗余備份、設備冗余備份、傳輸告警抑制和快速鏈路故障檢測來進行保障。其中最常用的動態路由是OSPF (Open Shortest Path First開放式最短路徑優先）協議。除非網絡管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。在具體VLAN規劃中，應合理規劃每一個VLAN中實際用戶數量。2） 簡單性：地址分配應簡單易于管理，降低網絡擴展的復雜性，簡化路由表項。監控中心部署接入交換機，通過萬兆/千兆光纖鏈路接入到傳輸網絡中。 傳輸網絡設計 網絡結構設計監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶。3) 監控網絡需要按照模塊化、結構化的原則設計，便于今后擴充和升級。9) 圖像調節方式n 圖像邊緣銳利將各攝像機的鏡頭對好焦，使圖像畫面邊緣銳利。如下圖：n 盡量避免紋理稀少，模糊，對比度低，呈現出“白霧狀”特點的場景。實際選型中，根據不同的場景及需求選擇相應的攝像機。 前端選型說明在樓道、走廊等固定室內監控場景推薦采用海康威視低照度、寬動態的網絡槍機或者半球；在重要房間、庫房等監控場景推薦采用紅外半球或紅外筒機；在大廳等室內大范圍監控場景推薦選用高清半球；在光線不足或強光環境下推薦選用帶有寬動態、超低照度等功能的紅外攝像機，來保障監控圖像質量。 前端選型說明路面固定點推薦選擇海康威視網絡高清槍型攝像機進行監控，滿足在覆蓋范圍內看清過往行人、車輛的行為特征和體貌特征；攝像機要達到IP66的防護等級，避免在雨天等環境下因為雨水或灰塵的進入；在晚上光線不足的環境下推薦采用超低照度功能或紅外功能的網絡高清槍機，保障夜晚等光線不足環境下的監控圖像質量。2%；穩態頻率偏移不大于177。216。端接箱內部安裝架的設計充分考慮設備的安裝位置，同時具有防雨、防塵、防高溫、防盜等功能。 智能控制1） 智能Smart IR智能smart IR示意圖u 新一代Smart IR技術可自動檢測畫面亮度，通過內部算法自適應調節紅外燈亮度以及畫面亮度，從而達到抑制近處物體過曝同時保證背景區域亮度的效果。3） SVC（可伸縮視頻編碼技術）SVC示意圖u SVC使得網絡攝像機編碼后的視頻流具有伸縮能力，配合后端支持SVC的NVR，可實現對任意時間段錄像抽幀壓縮，壓縮后可將錄像時間延長3倍；u 海康720pIPC低碼率+ROI綜合運用可節省3/4的存儲空間，一塊2T硬盤，可存儲4路720pIPC錄像47天。3D數字降噪通過對比相鄰的幾幀圖像，將不重疊的信息（即噪波）自動濾出，從而顯示出比較純凈細膩的畫面。海康威視全系列紅外半球采用PC加硬半球罩，具備防刮花功能，有效防止紅外半球反光現象。監控網絡攝像機前端部署結構如下圖所示：監控前端部署結構示意圖 IPC結構特點海康威視網絡攝像機產品形態各不相同，每種產品形態采用科學、合理的結構進行設計，從結構上保證產品質量和監控圖像質量。監控中心部分：監控中心采用NVR將高清視頻圖像進行存儲，解決數據落地問題；配置視頻綜合平臺，完成視頻的解碼解碼、拼接；監控中心部署LCD大屏用來將視頻進行上墻顯示等。本方案主要實現以下目標：建成統一的中心管理平臺：通過管理平臺實現全網統一的視頻資源管理，對前端攝像機、編碼器、解碼器、控制器等設備進行統一管理，實現遠程參數配置與遠程控制等；通過管理平臺實現全網統一的用戶和權限管理，滿足系統多用戶的監控、管理需求，真正做到“坐陣于中心，掌控千里之外”。對舊系統的整合程度不高：新建視頻監控系統與原有系統之間難以融合，原有監控資源利用率低，造成資源浪費。 現狀分析隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的飛速發展，視頻監控技術也有長足的發展，從最早模擬監控到數字監控再到現在方興未艾的網絡視頻監控，發生了翻天覆地的變化。系統組網性不強：模擬監控系統的組網和應用受地域限制的影響較大，管理性和資源共享性較差；另外系統的擴展性和靈活性較差，不利于遠距離傳輸。可靠性：系統硬件采用電信級的服務器及專業設備，對關鍵設備采取冗余備份措施，軟件采用模塊化、分層隔離的設計思想，確保整個系統長期穩定運行。 設計思路本方案的總體設計思路如下：1) 前端設備均采用高清IPC，從而實現高清視頻采集，同時為滿足前端多種應用場景的不同需求，推薦不同類型、不同功能的IPC；2) 采用NVR存儲模式對實時視頻進行分布式存儲，實現存儲系統的高可靠、高性價比；3) 部署模塊化、集成化的視頻綜合平臺，結合高清顯示大屏實現視頻圖像、電子地圖、電腦信號的上墻顯示、拼接控制等功能；同時視頻綜合平臺還配置服務器板卡，為部署平臺軟件提供必要環境，實現軟硬件一體化；4) 建立統一的視頻信息管理應用平臺，實現對系統的統一管理；同時引入視頻質量診斷技術，保障系統穩定運行；5) 充分考慮原有系統利舊，實現新老系統的無縫對接，降低成本，減少資源浪費。 用戶價值體現該系統是以用戶需求為出發點、用戶價值為落腳點，并結合海康威視產品亮點進行組合設計，該系統的設計可帶來以下幾點用戶價值，總結為“一項維護、兩個便利、三類降低、四種效果”，具體如下：1) 有效的系統維護：該方案采用視頻質量診斷技術，自動對前端監控點的視頻圖像是否完好、設備是否在線等進行實時、不間斷的檢測與報警，及時發現前端系統運行發生的問題，并及時告警通知，避免因有效保障系統高質量運行；2) 系統部署的便利：該方案實現了軟件與硬件部署的一體化、視頻解碼與上墻顯示的一體化及網絡、模擬、數字視頻信號可集中處理的一體化，方便安裝調試，減少了部署時間；3) 系統擴容的便利：采用的是標準化的設備，可接入第三方平臺軟件；而且平臺開放性高，可兼容其他廠家的攝像機、存儲等設備；視頻綜合平臺采用模塊化設計，設計時留有一定的冗余，方便系統后期的升級與擴容；4) 存儲成本的降低：該方案設計采用碼流低的攝像機，最大可減少3/4的存儲占用空間，降低了存儲成本；5) 網絡成本的降低：該方案通過采用低碼流的網絡高清智能攝像機，同等圖像質量下，720p碼率只需1~2M，1080p碼率只需3~4M，從而降低了網絡開銷，降低了網絡成本；6) 系統功耗