1、视频监控管理平台知多少？视频监控 26 DVR7 DVS3 PC5 窗体顶端摘要：本文通过对视频监控管理平台统一媒体平台中间件的技术原理、特点及应用分析，希望能给工程商及终端用户一些参考。面对在监控领域越来越多的监控前端产品，工程商和终端用户选择怎样的视频监控管理平台才能将大量的摄像机及视频的录像进行更好的管理。本文通过对视频监控管理平台统一媒体平台中间件的技术原理、特点及应用分析，希望能给工程商及终端用户一些参考。当前国内国外都存在不同程度的安防产品同质化现象，其中比较明显的就是不少厂商都把研发和生产的重点聚焦在摄像机产品上。不可否认，安防视频监控的摄像机出货量大、应用广泛，就像人类的眼睛一
2、样是获得视频信息的最直接来源。然而，随着越来越多的摄像机应用起来以后，用什么样的设备才能把大量的摄像机及视频的录像管理起来呢？答案是，视频监控的管理平台产品。如果说摄像机是安防监控系统的眼睛，那么管理平台产品则像是安防系统的中枢神经和大脑，能否将平台这个“大脑”管理好，直接决定了安防系统的整体架构水平。市场及产品现状视频监控的平台产品经历了几个典型的技术阶段。第一阶段，以模拟视频切换矩阵为代表产品的模拟监控技术，通过矩阵实现多个模拟摄像机的连接管理，然后向电视墙输出。这一时期的平台功能相对简单，业务较少，强调模拟视频的切换控制，且不具备平台意义上的系统管理功能，属于平台产品的机械阶段。第二阶段
3、，数字模拟相结合的监控技术，典型的小容量产品是 DVR 产品。一台DVR 可实现十几路或几十路模拟视频的接入，同时可以输出几路到电视墙，或者通过网络进行远程传输。DVR 的优势是非常简单方便，其缺陷是容量较小，通常只有 16 路或 32 路，不适合中大容量的组网，对于平台来说功能尚少。DVR 的互联互通、硬盘的可靠性等方面是一些从根本上难以解决的缺陷。第三阶段，数字监控平台，比较有代表性的产品是开发一些基于 PC Server 的管理软件，既可以管理视频服务器（DVS）又可以接入一些主流的 DVR，容量可以达到几十路到几千路。这种数字的管理平台把原来模拟的监控视频信号转成 IP 化的数字信号，
4、实际上利用了互联网等成熟的 IT 技术把监控的网络和应用丰富化，从而实现了真正意义上的平台管理。以上是一些常见的平台产品，都曾作为主流的产品在不同的技术发展时期不同项目应用中发挥了巨大的作用。不过不同的产品也存在着不同的应用限制：模拟矩阵：仅能接入模拟系统，不适合大规模组网的需要，处于市场淘汰阶段：DVR 小系统：单系统仅管理 32 路以下的监控录像，属于有限的小平台管理；基于 PC 服务器的监控平台：性能弱，稳定性差，难于满足视频监控高可靠的应用需要。且单个 PC 管理容量很少，多个 PC 的堆叠会造成组网困难，设备占用体积庞大，维护不方便。此外，不同开发商的 PC 平台的产品接口差异大，很
5、难形成互连互通。由此可见，监控平台正经历着由模拟到数字的过程，虽然在这个过程中，难免会出现一些设计上的瓶颈或是技术上的壁垒，但大势所趋，数字化平台终将取代模拟设备。统一媒体平台的技术原理视频监控的管理平台，可以简单地定义为是对设备的管理和视频的切换。而从更深的层面分析，平台产品事实上是视频监控系统业务和应用的核心。安防监控平台所面临的并不是这个行业独有的问题，其它一些行业，比如通讯行业早就已经历了这种技术的变革过程。目前通讯领域的管理平台技术已经很好的解决了多种不同设备接入、多种业务应用、高可靠、高稳定、弹性扩容等各种各样的问题。试看当前的通讯网络，可以实现将全球数十亿的电话、手机、视频会议等
6、连接起来，提供从语音、视频、文字、数据等多种多样复杂的应用。而且可靠性也非常高，其运营级的可靠性是仅次于航天级可靠性的技术标准。中星电子的 SMF平台中间件产品，将通讯行业的成熟技术引领到安防领域。首先，从产品的定位看：所谓中间件，就是联系设备和用户业务的中间产品，简单地说中间件就是半成品，这种半成品可根据业务的需要来进行定制开发，以满足多种行业、多种业务应用变化的需要。由于安防行业应用复杂、业务种类多，需要多个厂商、集成商的合作，所以定位于中间件，正是想把多种复杂应用的共同技术特性抽象出来，形成一个稳定可靠的基础平台。在稳定的基础平台上再增加业务模块，将变得非常灵活。当前 SMF 的功能涵盖
7、了视频的传输、管理、业务和定制开发的接口。通过对监控共性业务的高度抽象，这个平台中间件产品完美地解决了平台大容量的可靠性与安防业务的复杂性等问题。其次，从产品的组成来看：SMF 平台中间件产品主要由管理平台模块、视频流转发模块、录像存储模块、数字视频接入模块、模拟视频接入模块、模拟视频采集设备、数字视频采集设备、监控视音频输出应用设备、数据传输网络组成（参见图 2） 。管理平台模块：主要实现监控管理平台的设备管理、用户管理等功能，由基于 X86 的硬件板卡和基于 ARM 的嵌入式硬件平台实现。整个监控管理平台中，所有要接入的模拟视频和数字视频设备要向管理平台模块进行注册、建立连接、接受控制及返
8、回控制结果等。管理平台模块根据硬件的性能可进行多级的级联或者负荷分担，以满足高可靠性的要求和大容量的要求。视频流转发模块：负责进行视频监控系统的视音频数据流的网络报文单组播转换和复制分发，主要完成网络单播数据报文的一路数据复制分发为多路数据，单播数据报文转换成组播报文或者组播报文转换成单播报文。视频流转发模块根据业务的容量可采用硬件网络处理芯片如 Intel2400 和 FPGA 结合驱动软件共同实现。录像存储模块：负责将视频监控的视音频数据进行存储，主要完成数据报文对于存储设备如磁盘阵列、大容量硬盘等设备的写入。录像存储模块采用的协议支持网络存储协议NAS、直接存储协议 DAS、专业存储网络
9、 SAN 等不同方式。数字视频接入模块：负责实现对采集来的压缩编码后的数字视频信号进行接入，采用8 个以上的千兆以太网接口并可选采用光纤数据接口，实现前端设备的接入和用户设备的接入。模拟视频接入模块：对传输过来的模拟视频进行信号接入、数字编码压缩等处理。既可以视频编码服务器 DVS 实现远端模拟摄像机的接入，也可以直接高密度多端口的插卡式视频编码压缩板来实现模拟信号的接入。包交换背板总线：负责将管理平台模块、流转发模块、录像存储模块、数字视频接入模块等多个模块之间的数据交互通道，背板支持 24G 到 48G 左右的线速交换能力，可为每个槽位的单板提供数 G 带宽的数据交换能力。产品特点SMF
10、产品在国内主流大型视频监控系统技术标准的基础上，结合视频监控平台技术的业务发展趋势，研发出硬件化大容量多业务视频监控管理平台，其特点及优势体现在如下几个方面：高可靠采用高可靠硬件化实现，业务单板和电源均支持负载分担、主备备份、热插拨等可靠性设计，所选器件及整体设计符合运营级高可靠的运行需求。超强的通风和散热设计，适用于满负载、长时间的稳定运行。整体架构设计先进、可靠性高，能够满足视频监控核心平台的稳定运行要求；模块化整机采用机架式设计，4U 机框便于安装存放。背板采用运营级高带宽包交换总线技术，业务插板采用模块化插槽式设计。所有业务插板的数量可根据平台的容量灵活配置，最低 3 块业务板就可实现
11、视频监控平台的管理功能，最高可满配置 8 块业务板，可根据系统的容量灵活改变业务插板的数量和类型，以实现系统容量的动态扩容；大容量产品管理容量大，背板可支持 24G 以上的全线速数据包交换，满配置时可支持 3000 路设备的同时在线管理能力。业务插板每块可支持 300 路以上的 D1 高清视频编码流或者 600 路 CIF 标清视频编码流并发转发处理能力，产品满配置时可支持最高 1500路高清视频编码流或者 3000 路标清视频编码流的并发处理能力，当系统容量超过设备最大容量时，还可通过级联多台设备实现多级多域的分布式管理，能够满足系统容量从小到大弹性扩容的业务发展需求；多功能视频监控管理平台
12、的架构设计先进，可支持视频监控、报警联动、视频直播、视频会议、多方语音通讯、即时消息沟通等多种文字、音视频的基础业务功能，同时还预留视频智能分析功能扩展接口，能够满足当前视频监控系统主流应用以及未来扩展的多种视频相关应用需求；标准化融合了通讯及多媒体领域多项先进技术，遵循国内外主流技术标准规范的系统架构、通信信令及视频媒体流规范要求。在架构设计上参考遵循了公安部城市报警和监控系统联网技术标准 GA/T 669-2006、中国电信“全球眼”企业标准、中国网通“宽视界”企业标准、教育部“电子考场”技术标准、浙江图像信息技术标准、北京图像信息共享地方标准等技术规范要求；在信令方面严格遵循标准 IET
13、F RFC3261（SIP） 、IETF RFC 2327（SDP） 、IETF RFC 1889/1890（RTP/RTCP ）网络信令协议的要求；在视频媒体流方面支持标准的 MPEG-2、MPEG-4、H.264 、MJPEG 等多种主流视频压缩标准；可定制采用开放式架构设计，提供平台二次开发接口和客户端 SDK 开发协议，利用标准化信令及标准的视频媒体流接口，提供从前端设备管理、用户和权限管理、连接建立及拆除管理、录像资源管理、多级设备互通、开发调试接口等丰富业务功能的二次开发接口，可用于兼容其它厂商前端设备、提供定制化客户端界面、开发各种视频相关应用等定制开发；易兼容符合国内外主流视频
14、监控技术接口标准，可支持与多种平台产品的对接，也可支持国内多款主流模拟或数字的视频采集前端摄像机、视频编码服务器 DVS、视频录像机DVR 的兼容接入。对于非标准或特定应用的视频采集前端，也可利用二次开发接口和视频兼容接入网关进行兼容接入。产品应用视频监控管理平台定位于中大型视频监控系统的硬件基础平台或中间件产品，提供完善的二次开发和增值业务整合接口。整机采用运营级高可靠硬件设计，支持业务单板、电源模块的冗余备份和负载均衡，业务单板支持带电热插拨，符合运营级的高可靠性设计要求。机框采用标准 4U 机架式设计易于安装，具有 8 个业务板槽位，可根据系统规模灵活配置业务板的数量和类型，具有较强的扩
15、展能力。平台系统硬件可支持 3000 路视频终端的并发视频管理能力，能够满足大容量高可靠视频监控系统的负载要求。支持视频监控、流媒体转发、视频会议、视频直播、语音对讲及广播等丰富的业务功能，支持完全标准的 SIP 信令及 MJPEG、MPEG-2、MPEG-4、H.264 等多种视频压缩标准，具有完全开放的平台二次开发接口，能够满足多种复杂的视频监控业务定制化需求，适用于公安、金融、交通、军队、矿藏、能源、教育、医疗、企业、场馆等多种行业的运营级、行业级、商业级视频监控的管理平台应用需求。典型的组网模式如图 3。未来管理平台的发展趋势随着安防市场容量越来越大，安防的业务应用越来越复杂。由于当前
16、的主流平台产品均存在不同程度难以实现的技术限制，市场对监控的管理平台提出了越来越多的业务需求。如：平台产品能否既接入模拟的摄像机来保护设备投资，又接入数字的网络摄像机来引入新技术的优势？能否用硬件技术实现高可靠的平台？随着监控应用的增多，视频的业务越来越丰富，能否将视频监控、视频会议、视频教学、视频直播、语音文字通信等多种业务功能整合到同一个平台？安防行业如何满足平安城市、交通监控、金融监控、企业园区、数字校园等等众多的业务需求？是单独开发一个独立的系统，还是开发一个灵活多变的系统，还是有更好的解决办法？下一代的监控系统平台，将是一种基于客户需求的差异化产品，针对不同的系统规模定制相应的构架，而不是单纯追求多功能的某一种产品。本文所阐述的统一媒体平台中间件，正是向着这个目标的发展过程中出现的一种产品形态，定位于中间件，将多种不同应用的技术特性抽象出来，形成的稳定可靠的基础平台。在这个基础上，可以增加相应的业务模块，以达到基于需求的差异化平台设计。未来的监控系统，取决于更加先进的科技含量，同样也取决于更加合理的系统设计构架。
