网络视频监控系统的原理
利用TCP／IP网络作为传输媒介的视频监控系统称为网络视频监控系统。 网络监控系统通过IP网络把原来分散的模拟视频监控组成一个互联互通、具有灵活权限管理的有机的系统，借助IP网络实现多级远程监控，从而使用户可以在任意位置通过网络实现视频监控和视频图像的存储、查看。
网络视频监控系统的主要组成部分包括前端摄像机、网络传输设备、服务器存储设备、监控中心和用户终端等。其中，前端摄像机负责采集监控区域的视频信号，并将其转换成数字信号；网络传输设备通过有线或无线方式将数字信号传输到监控中心或用户终端；服务器存储设备负责接收和存储传输过来的视频数据；监控中心提供远程监控和管理功能，可以对多个监控点进行集中管理；用户终端可以通过网络实时观看和回放录像。
网络视频监控系统主要功能包括远程图像控制、录像、存储、回放、实时语音、图像广播、报警联动、电子地图、云台控制、数据转发、拍照以及图像识别等。目前主流的网络视频监控产品有网络视频服务器、网络摄像机（IP-CAMERA）、网络硬盘录像机(NVR)、IP网络的视频管理服务器、IPSAN网络存储平台、高清网络矩阵、智能网络矩阵、网络键盘、高清网络解码器和网络视频监控管理平台软件。
网络远程视频监控系统如图2-44所示。
图2-44 网络远程视频监控系统
网络视频监控系统优势：
1. 远程实时监控：用户可以通过互联网随时随地实时观看被监控区域的视频画面，提高了监控效果和实时性。
2. 多点同时监控：网络视频监控系统可以同时支持多个监控点的实时监控，实现对大范围区域的全面覆盖。
3. 视频录像存储：系统可以对监控画面进行录像存储，用户可以通过回放功能查看需要的录像片段。
4. 异地备份：网络视频监控系统支持将监控数据异地备份，确保数据的安全性和可靠性。
5. 报警功能：系统可以设置触发条件，当监控区域发生异常情况时，会自动发送报警信息给相关人员，提高了监控效果和安全性。
2. 多点同时监控：网络视频监控系统可以同时支持多个监控点的实时监控，实现对大范围区域的全面覆盖。
3. 视频录像存储：系统可以对监控画面进行录像存储，用户可以通过回放功能查看需要的录像片段。
4. 异地备份：网络视频监控系统支持将监控数据异地备份，确保数据的安全性和可靠性。
5. 报警功能：系统可以设置触发条件，当监控区域发生异常情况时，会自动发送报警信息给相关人员，提高了监控效果和安全性。
网络视频监控组成
网络视频监控系统主要由前端系统、远程传输系统及中心控制系统3部分组成。
1 ．前端系统
前端系统主要由网络摄像机或是模拟摄像机与网络视频服务器的组合构成，配以安装支架和供电电源。
（1）网络摄像机（IP-CAMERA）
1）网络摄像机简介。
网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于Web的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户。而远端用户可在自己的PC上使用标准的网络浏览器，根据网络摄像机带的独立IP地址，对网络摄像机进行访间，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。
从外部结构来看，目前市面上的网络摄像机有一种为内嵌镜头的一体化机种，这种网络摄像机的镜头是固定的，不可换；另外一种则可以根据需要更换标准的C／CS型镜头，只是C型镜头必须与一个CS-C转换器搭配安装。但从内部构成上人哪机理网络摄像机的基本结构大多都是由镜头，滤光器、影像传感器、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所组成。
网络摄像机作为摄像机家族中的新成员，也有着与普通摄像机相同的操作性能，例如，具有自动白平衡、电子快门、自动光圈、自动增益控制和自动背光补偿等功能。另一方面，由于网络摄像机带有的网络功能，因此又可以支持多个用户在同一时间内连接，有的网络摄像机还具有双通道功能，可同时实现模拟输出和网络数字输出。
常见的网络摄像机如图2-45所示。
图2-45常见的网络摄像机
a）带云台网络摄像机b）网络半球摄像机c）网络球形摄像机d）网络枪机
2）网络摄像机的主要技术参数（大华DH-IPC-HFW1235M-A-I1为例）。
网络摄像机的主要技术参数见表2-7。
表2-7网络摄像机的主要技术参数
| 参数名称 | 参数值 | |
| 摄像机 | ||
| 外观 | 枪型 | |
| 传感器类型 | 1/2.8" CMOS | |
| 像素 | 200万 | |
| 数码图像最大分辨率 | 1920x1080 像素 | |
| 扫描方式 | 逐行扫描 | |
| 电子快门 | 1／100000～1／3s（可手动或自动调节） | |
| 最低照度 | 0.01Lux（彩色模式）；0.001Lux（黑白模式）；0Lux（补光灯开启） | |
| 信噪比 | >56dB | |
| 最大补光距离 | 50m（红外） | |
| 补光灯 | 1盏（红外灯） | |
| 镜头 | ||
| 镜头类型 | 定焦 | |
| 镜头接口 | M12 | |
| 镜头焦距 | 3.6mm | |
| 镜头光圈 | F2.0 | |
| 视场角 | 水平84°x垂直45°x对角100° | |
| 镜头 | ||
| 光圈控制 | 固定光圈 | |
| 近摄距 | 0.8m | |
| 视频 | ||
| 视频压缩标准 | H．265；H．264；H．264B；MJPEG（仅辅码流支持） | |
| 智能编码 | H．264：支持；H．265：支持 | |
| 视频帧率 |
50Hz主码流（1920x1080像素25FPS），辅码流（704x576像素25FPS）；60 Hz 码流（1920x1080像素30FPS），辅码流（704x480像素30FPS） |
|
| 视频码率 | H.264:32 Kbit/s~6144 Kbit/s;H.265:12 Kbit/s~6144 Kbit/s | |
| 日夜转换 | ICR 自动切换 | |
| 背光补偿 | 支持 | |
| 强光抑制 | 支持 | |
| 宽动态 | 支持 | |
| 白平衡 | 自动；自然光；路灯；室外；手动；区域自定义 | |
| 增益控制 | 自动；手动 | |
| 降噪 | 3D降噪 | |
| 默认分辨率下默认码流 | 4096 Kbit/s(1080P) | |
| 图像翻转 | 支持 | |
| 走廊模式 | 90°/270°(1080P) | |
| 镜像 | 支持 | |
| 隐私遮挡 | 4块 | |
| 音频 | ||
| 内置MIC | 支持 | |
| 音频压缩标准 | G.711A;G.711Mu;G.726;AAC;PCM | |
| 音频采样率 | 8kHz/16kHz | |
| 报警 | ||
| 报警事件 | 网络断开;IP冲突;非法访问;动态检测;视频遮挡;音频异常侦测安全异常 | |
|
网络 |
||
| 网络接口 | 1个（RJ-45网口，支持10MB／100MB网络数据） | |
| 网络协议 |
IPv4;IPv6;HTTP;TCP;UDP;ARP; RTP;RTSP;SMTP;FTP;DHCP;DNS;NTP; Multicast;DDNS |
|
| 接入标准 |
ONVIF(Profile T;Profile S);CGI;GB/T 28181-2011;乐橙 |
|
| 预览最大用户数 | 6个总带宽：36MB | |
（2）网络视频服务器（DVS）
1）网络视频服务器简介。
网络视频服务器主要功能是，将输入的模拟音、视频信号经数字化和视频MPEG-4压缩算法和音频G．729／ADPCM压缩算法处理后（或其他如MJPEG、MPEG-1压缩算法），通过IP网将低码率的视音频编码数据以IP包的形式传送给多个远端PC或网络视频解码器，实现音视频的远程传送、网络视频监控和存储，从而实现远程实时监控。
从某种角度上说，视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机，或是不带硬盘的DVR，它的结构也大体上与网络摄像机相似，是由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。由于视频服务器将模拟摄像机成功地“转化”为网络摄像机，因此它也是网络监控系统与当前CCTV模拟系统进行整合的最佳途径。
视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同的功能外，在设备的配置上更显灵活。网络摄像机通常受到本身镜头与机身功能的限制，而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接之外，还可以和一些特殊功能的摄像机连接，例如：低照度摄像机、高灵敏度的红外摄像机等。
目前市场上的DS-6704HW网络视频服务器（如图2-46所示）以1路和4路视频输入为主，通常具有在网络上远程控制云台和镜头的功能。另外，有些视频服务器还可以支持音频实时传输和语音对讲功能以及动态侦测和事件报警功能。
图2-46DS-6704HW网络视频服务器
2）网络视频服务器的主要技术参数（大华DH-NVR2104HS-HD／C）。
网络服务器的主要技术参数见表2-8。
表2-8网络服务器的主要技术参数
| 参数名称 | 参数值 |
| 系统参数 | |
| 主处理器 | 工业级嵌入式微控制器 |
| 操作系统 | 嵌入式Linux 操作系统 |
| 操作界面 | Web方式／本地GUI操作 |
| 视频参数 | |
| 网络带宽 | 40 Mbit／s接人、40Mbit／s存储、20Mbit／s转发 |
| 解码能力 | 1路6MP、25FPS或1路5MP、25FPS或2路4MP、25FPS或2路3MP、25FPS或4路1080P、25FPS或8路720P、25FPS |
| 视频参数 | |
| 视频输出 | 1路VGA输出,1路HDMI输出,其中VGA和HDMI同源, 输出最大输出分辨率1080P |
| 接入路数 | 4路 |
| 分辨率 | 6MP/5MP/4MP/3MP/1080P/960P/720P/D1/VGA/CIF |
| 画面分割 | 1、4分割 |
| 三方摄像机接入 | ONVIF、RTSP |
| 压缩标准 | |
| 视频压缩标准 | Smart H.265/H.265/Smart H.264/H.264 |
| 音频压缩标准 | G.711A/G.711U/PCM/G726 |
| 网络 | |
| 网络协议 | HTTP、HTTPS、TCP/IP、IPv4、RTSP、UDP、NTP、DHCP、DNS、P2P |
| 接入标准 | ONVIF(profile S)、CGI、SDK |
| 录像回放 | |
| 多路回放 | 最大支持4路回放 |
| 录像方式 | 录像方式和优先级：手动录像＞报警录像＞动态检测录像＞定时录像 |
| 存储方式 | 本机硬盘、网络等 |
| 备份方式 | 外接USB存储设备 |
| 回放功能 |
1．支持播放／暂停／停止／快进／快退／倒放／逐帧播放 2．支持全屏、备份（剪切／文件）、局部放大、开关音频功能 |
| 报警 | |
| 普通报警 | 支持动检、视频遮挡、视频丢失、PIR报警、IPC外部报警 |
| 异常报警 | 支持前端设备掉线、存储错误、存储空间满、IP冲突、MAC冲突、登陆锁定、网络安全异常 |
知识拓展：
D1、CIF是常用的标准化图像格式中，视频采集设备的标准采集分辨率。
CIF＝352x288像素，D1＝720x576像素
码流：经过视频压缩后每秒产生的数据量。
帧率：每秒现实图像的数量。
分辨率：每幅图像的尺寸（即像素数量）。
设置帧率表示想要的视频实时性，设置分辨率是表示想要看的图像尺寸大小，而码率的设置取决于网络、存储的具体情况。
标清与高清的区别如图2-47所示。
2．远程传输系统
由于网络视频监控是建立在网络的基础上，因此只要网络可以覆盖的地方，信号就能畅通无阻。若是基于广域网的远程视频监控系统，在世界上任何一个地方只要有网络就可以监控。可以看出，远程监控不需要有自己的专用传输线，它需要的是一个良好的网络环境。
图2-47 标清与高清的区别
（1）网络视频监控传输方式
网络视频监控主要的传输方式是通过有线网络、无线IP网络和光纤通信技术等把视频信息以数字化的形式来进行传输。只要是网络可以到达的地方就一定可以实现视频监控和记录，并且这种监控还可以与很多其他类型的系统进行完美的结合。
（2）实现远程视频监控传输的关键技术
在远程网络视频监控系统中，需要采用许多先进的技术，主要有数字视频压缩编码技术、网络传输技术、IP组播技术以及多线程技术。
1）数字视频压缩编码技术。
由于流媒体信息源所产生的数据量非常大，如果直接进行传输或存储，将会对网络带宽和存储空间带来很大的负担。因此，流媒体数据在传输或存储之前，先要进行压缩处理，以便存储和传输，传送到目的地后再解压缩播放出来。在本系统中采用MPEG-4编解码技术。
2）网络传输技术。
视频图像的传输质量直接影响系统的监控质量，数字视频信号虽然已经过压缩，但数据量还是很大，特别是当几路视频信号同时在网络上传输时，大量的数据传输会使得传输网络变得拥挤，这会造成数据的延迟及丢失，因此良好的网络通信通道和通信协议的选择至关重要，IP协议是IP层通用的协议；常用的传输层协议有TCP、UDP、实时传输协议RTP（Real-timeTransportProtocol）和实时传输控制协议RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）等。
3）IP组播技术。
在IP协议下，视频数据的传送采用组播（Multicast）方式，对那些要接收视频流的客户机，传输端通过一次传输就可以将信息同时传送到一组接收者；这样可以有效地减轻网络负担，避免网络资源的浪费；也使发送端编程更简洁。IPv4中的D类地址即是组播地址，最高位为1110，范围是224.0.0.0～239,255.255.255。
4）多线程技术。
为了使编解码和数据的传输能同步进行，应用程序采用多线程结构。进程是应用程序的执行实例，线程是Win32的最小执行单元，一个进程包含一个主线程，可以建立另外的多个线程。线程是系统分配处理器时间的基本单元，并且一个进程中可以有多个线程同时执行代码。Win32API可提供多线程编程，但是开发难度大，MFC对其进行了封装，并且封装：事件、互斥和其他Win32线程同步对象，提供了CwinThread类，使编程更加方便、快捷
3．中心控制系统
中心控制系统是整个远程监控系统的大脑，包含控制子系统、存储子系统以及显示子系统等。
（1）控制子系统
控制子系统主要指的是视频监控系统的管理平台软件和配套设备，如网络矩阵、网络键盘等。
1）管理平台软件。
视频监控系统的管理平台软件是整个视频监控系统的核心。系统内任何的操作、配置和管理都必须在平台上完成，或通过平台注册，由其他设备或软件客户端完成。软件具备S、B／S两种架构，支持报警系统与视频监控系统的联动管理。软件采用模块化设计，可以分服务器安装系统模块，以降低服务器的资源处理压力。
大华DSS7016平台客户端如图2-48所示。
图2-48大华DSS7016平台客户端
2）网络键盘。
系统可采用网络键盘，支持中／英文操作界面和中／英文Web设置界面，接入系统中的交换机，经平台注册后，可以通过网络方式控制智能网络矩阵、嵌入式DVR、NVR、网络高清球机、网络标清球机，客户端软件、网络高清解码器和数字矩阵（虚拟矩阵），可以通过RS-485通信方式的直接控制前端球云台／解码器、控制串口矩阵和控制主流品牌嵌入式DVR。
大华DH-NKB5000网络键盘如图2-49所示。
3）网络音视频解码器。
网络音视频解码器的主要作用是接收流媒体服务器或编码器上的媒体流或网络摄像头信 号并解码，经自适应解码后，将视频和音频输出至SDI、DVI-1、HDMI接口到达显示设备。编码器和解码器是一个相反的过程，由前端信号源输入图像，编码器进行编码，通过网络传输到远端，再通过解码器进行解码，输出图像。
大华DH-NVD0605DH-41-4K网络音视频解码器如图2-50所示。
图2-49大华DH-NKB5000网络键盘图 2-50大华DH-NVD0605DH-41-4K网络音视频解码器
网络音视频解码器的主要参数（大华DH-NVD0605DH-41-4K）见表2-9。
表2-9网络音视频解码器的主要参数
| 参数名称 | 参数值 | |
| 系统参数 | ||
| 主处理器 | 高性能嵌入式处理器 | |
| 操作系统 | 嵌入式 Linux | |
| 功能参数 | ||
| 视频输出路数 | 6路HDMI | |
| 接入标准 | GB／T 28181-2011；ONVIF；General；大华私有；海康私有 | |
| 视频压缩标准 | MPEG2; SVAC; MPEG4; MJPEG;H.264;H.265 | |
| 音频压缩标准 | PCM/G711/AAC | |
| 输出支持分辨率／像素 |
1024x768、1280x720、1280x1024、1920x1080、1920x1200、2048x1152、3840x 2160、4096x2160，默认为1920x1080 |
|
| 码流类型 | 复合流／视频流 | |
| 视频输入 | 2路DVI-I输入口，2路HDMI输入口 | |
| 画面分割 | 单屏支持1／4／6／8／9／16／25／36固定分割 支持MxN自定义分割，MxN＜＝36 | |
| 拼接能力 | 支持最大6块屏的任意拼接显示 | |
| 开窗漫游 | 支持任意开窗、漫游，最大支持36路开窗 | |
| 预案轮巡 | 支持预案保存，预案轮巡，定时预案，支持设置轮巡间隔时间 | |
| 小间距 LED | 支持自定义分辨率输出，支持小间距LED对接 | |
| 底图底色 | 支持电视墙默认底色设置，支持高清底图显示 | |
| 智能功能 | 支持对智能前端人脸、人群密度、智能规则等智能码流进行大屏展现 | |
| 虚拟LED 功能 | 支持在大屏上叠加OSD文字信息，支持位置，字体大小等自定义设置 | |
| 输入支持分辨率／像素 |
3840x2160、1920x1080、1600x1200、1680x1050、1440x900、1400x1050 1366x768、1280x1024、1280x960、1280x800、1280x720、1152x864、1024x 768、800x600 |
|
| 接口 | ||
| 视频输出 6路HDMI | ||
| 参数名称 | 参数值 | |
| 接口 | ||
| 音频输出 | 6路HDMI | |
| 报警输人 | 4路 | |
| 报警输出 | 4路 | |
| 网络接口 | 2个RJ-45 10 MB／100 MB／1000 MB 自适应以太网口 | |
| RS-232接口 | 3个（1个DB9接口，2个RJ-45接口） | |
| USB 接口 | 2个USB接口 | |
| TF卡插槽 | 无 | |
| RS-485接口 | 1个 | |
（2）存储子系统
存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务的系统，是为用户提供录像检索与点播的系统。网络视频监控系统提供前端存储、中心存储和客户端存储3种方式。
前端存储就是将视频录像存储在DVR自带的硬盘中；中心存储是将视频录像存储在中心平台的录像服务器所支持的硬盘阵列中或者是网络存储所支持的磁盘阵列中；客户端存储是将视频录像存储在客户端浏览地监控机器中的磁盘。
一般确定存储地点的原则如下：前端存储，如果用户对存储图像实时性要求较高，同时前端设备的可靠性能够得到保证，采用前端存储；中心存储，如果前端没有存储功能一般采用中心存储，另外中心存储可以作为前端存储的备份；客户端存储，一般作为临时性的视频图像的存储，如抓拍、手动录像。
目前视频监控的存储技术有数字硬盘录像机（DVR）硬盘存储、直接附加存储（DAS）、网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN）等，各有利弊。视频监控系统主要包括本地存储和网络存储两种存储模式，除DVR硬盘存储为本地存储模式外，其余均为网络存储模式。
1）数字硬盘录像机（DVR）硬盘存储。
DVR硬盘存储为本地存储模式，数字硬盘录像机内设置硬盘，DVR根据硬盘地址顺序规划逻辑盘符。图像数据根据盘符顺序，依次写入硬盘。DVR视频数据的存储结构大多使用IDE硬盘和E-IDE硬盘总线完成硬盘控制和扩展功能，对硬盘在振动、散热等方面均有较高要求。具体来说主要存在以下弊端。
- 故障率高：采取硬盘顺序储存的方式，故障较多，而且发生故障就需要更换硬盘，数据丢失不可恢复。
- 数据分散：视频图像管理存在困难，难以实现集中控制。
- 存储量小：无法在线扩容。
但是由于其设备便宜，维护成本低，目前仍较为广泛地应用于视频监控系统中，适合用于数据安全性、实时性要求不高，传输量较小的视频监控系统。
2)DAS。
直接附加存储（DirectAttachedStorage，DAS）架构出现比较早，指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上，是通过硬盘录像机或服务器，直接连接磁盘阵列柜实现存储的模式。DAS示意图如图2-51所示。
图2-51DAS示意图
DAS技术的适用条件为：
- 数台服务器在地理分布上很分散，通过其他方式使它们之间建立联系非常困难。
- 存储系统必须直接连接到应用服务器。
- 存储设备无需与其他服务器共享。
DAS技术主要优点是存储容量扩展的实施简单，投入成本少，见效快。但这种存储技术中存储设备依赖服务器，与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，带宽为10MB／s、20MB／s、40MB／s和80MB／s等。其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统，SCSI通道资源有限会成为系统I／O的瓶颈。具体来说主要存在以下弊端：
①资源无法实现共享，尤其是跨平台文件。
②服务器效能低，而且因数据量存在差异而造成各服务器管理存储空间使用不均衡。
③用户需要不断及时备份数据和存储数据，存在一定困难，容易造成数据丢失。
④为了拓展业务增加服务器或者存储设备，使得数据管理更加复杂，无法实现集中管理。
3)NAS。
网络附加存储（NetworkAttachedStorage，NAS）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心的技术，其服务器与存储之间的通信使用TCP／IP协议，以便于对不同主机和应用服务器进行访问。简单来说，NAS拥有独立嵌入式操作系统，通过网线连接磁盘阵列，不需要依靠任何其他主机设备，可以无需服务器直接上网。NAS示意图如图2-52所示。
图2-52 NAS 示意图
NAS技术适用条件为：
①能够满足那些无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，性能价格比较高。
②不要求特定的客户端支持，即可供Windows、UNIX、Linux和Mac等操作系统访问。
③客户端数目或来自客户端的请求较少。
NAS最主要的应用就是中小企业或部门内部的文件共享，具体来说主要存在以下弊端。
①采用Filei／O方式，客户端或客户请求较多时，服务器承载能力仍显不足。
②进行数据备份时需要占用局域网的带宽，造成I／0响应时间长。
③只能对单个NAS内部设备中的磁盘进行资源整合，进行独立管理。
4)SAN。
存储区域网络（StorageAreaNetwork，SAN）是一种与局域网分离的专用网络，它将几种不通的数据存储设备和相关联的数据服务器都连接起来，是一个连接了一个或者几个服务器的存储子系统网络，具有高带宽和高性能，很好的扩展性，对于数据库环境、数据备份和恢复存在巨大的优势，SAN是独立出一个数据存储网络，网络内部的数据传输率很快。SAN存储示意图如图2-53所示。
图2-53SAN存储示意图
SAN存储技术适用条件为：
①存储量大的工作环境，使用存储的服务器相对比较集中。
②对数据备份、共享与带宽、可扩展性等系统性能要求极高。
③有一定经济承受能力的企业或公司。
但SAN存储技术也存在以下弊端。
①成本较高，需要专用的连接设备如FC交换机、HBA卡（主机通道适配器）等，价格昂贵。
②构成SAN存储区域孤岛。
③操作系统仍停留在服务器端，管理复杂，需要专业技术人员维护。
SAN存储技术根据其传输介质的不同又可以细分为FC-SAN和IP-SAN。所谓FC-SAN即采用光纤传输，其主流产品带宽目前一般提供2～4Gbit／s的传输速率。IP-SAN中所采用通信协议实际上是一个互联协议，通过将SCSI协议封装在IP包中，使得协议能够在LAN／WAN中进行传输，即通过IP网络来实现。
5)iSCSI。
iSCSI存储使用专门的存储区域网成本很高，利用普通的数据网来传输SCSI数据实现和SAN相似的功能，提高系统的灵活性。它将原来用存储区域网来传输的SCSI数据块改为利用普通的TCP／IP网来传输，成本相对SAN来说要低得多。目前该项技术存在的主要问题是：
①通过普通网卡存取iSCSI数据时，解码复杂，增加成本。
②存取速度等受网络运行状况的影响。
6）网络硬盘录像机（NVR）。
网络视频监控系统中心控制具有代表性的设备是网络硬盘录像机（NVR）。NVR最主要的功能是通过网络接收IPC（网络摄像机）设备传输的数字视频码流，并进行存储、管理，从而实现网络化带来的分布式架构优势。与网络摄像机或视频编码器配套使用，实现对通过网络传送过来的数字视频的记录。网络硬盘录像机如图2-54所示，图2-55系统结构图为NVR的典型应用。
图2-54网络硬盘录像机
图2-55NVR典型应用结构示意图
7)IPSAN。
IPSAN基于十分成熟的以太网技术，由于设置配置的技术简单、低成本的特色相当明显，而且普通服务器或PC只需要具备网卡，即可共享和使用大容量的存储空间。由于是基于IP协议的，能容纳所有IP协议网络中的部件，因此，用户可以在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务器和存储设备之间传送数据。同时，因为没有光纤通道对传输距离的限制，IPSAN使用标准的TCP／IP协议，数据即可在以太网上进行传输。大华DH-EVS5016S的IPSAN如图2-56所示。基于IPSAN的网络视频监控系统如图2-57所示。
图2-56大华DH-EVS5016S
图2-57基于IPSAN的网络视频监控系统
IPSAN的主要参数见表2-10（大华DH-EVS5016S）。
表2-10IPSAN的主要参数
| 参数名称 | 参数值 | |
| 功能特性 | ||
| RAID即建即用 | RAID创建后可以直接使用，无须等待 | |
| 集群服务 | 支持N＋M集群功能 | |
| 抽帧存储 | 支持抽帧存储功能，支持时间及抽帧率可设定 | |
| IPSAN功能 | 支持逻辑卷的动态在线扩展 | |
| RAID写同步 | 支持RAID写同步技术，确保数据安全 | |
| RAID重建 | 支持动态调整RAID重建速度，保证系统负载均衡 | |
| 断网续传 | 支持前端断网时间段内SD卡中的录像回传到设备中 | |
| 流媒体协议 | 海康等接入协议；GB／T 28181-2011；ONVIF | |
| 网口特性 | 支持负载均衡、容错等网口绑定模式 | |
| 录像回放 | 支持Web端录像回放；支持录像秒级检索，回放速度可调节 | |
| 一键RAID 功能 | 支持一键快速创建RAID | |
| 视频流模式 | 支持视频流直存 | |
| 前智能接入 |
支持MPEG4、MJPEG、H．264、H．265、SVAC编码格式的前端网络摄像机接人； 支持双目、三目、热成像、守望者系列等前端网络摄像机接入；支持前智能人脸检 测、人体检测、通用行为分析、车辆检测 |
|
| 硬盘参数 | ||
| 硬盘安装 | 独立硬盘支架 | |
| 硬盘处理 | 支持磁盘坏道映射，延长硬盘使用寿命 | |
| 硬盘个数 | 支持16块企业级硬盘 | |
| 数名称 | 参数值 | |
| 硬盘管理 | 非工作盘休眠，利于散热和降低功耗，延长硬盘寿命 | |
| 硬盘兼容性 | 支持SATA盘混插，支持SSD硬盘，支持2.5、3.5英寸硬盘，不支持SAS盘 | |
| 硬盘热插拔 | 支持硬盘热插拔、在线更换 | |
| 硬盘状态检测 | 支持硬盘使用前预检、使用中周期性巡检 | |
| 硬盘使用模式 | SRAID；Hot-Spare（热备）；JBOD；RAID6；RAID5；RAID1；RAIDO；单盘 | |
| 网络 | ||
| 网络协议 | NFS;SMB;RTP;RTCP;SNMP;FTP;iSCSI;NTP;UDP;RTSP;HTTP | |
（3）显示子系统
显示子系统包括监视器和液晶拼接屏。
视频监控显示子系统对监视器显示要求高，具有超高亮度、超高对比度、超耐用性以及超窄边应用，专业液晶监视器即使是在强光照射下也清晰可见（显示子系统关于大屏幕显示部分可参见本书第8章）。
网络视频监控系统与传统视频监控系统的区别
传统的闭路监控系统（包括以DVR为主的区域监控系统）采用视频线缆或者光纤传输模拟视频信号的方式，对距离十分敏感，相比于网络视频监控系统，跨地域长距离传输不够经济便利，一般以局部的区域进行集中监控，远距离的传输一般采用点对点的方式进行组网，整个系统的布线工程大，结构复杂，功耗高，费用高，需要多人值守；整个系统管理的开放型和智能化程度较低。
网络视频监控系统采用灵活的租用方式（主要采用IP宽带网），多个用户可以共用一套中心控制平台，用户投入、使用简便，用户能远程进行浏览与控制，原则上任何可以上网的地方都可以进行浏览与控制。它还引入了许多新的数字化技术成果（如图像识别技术），弥补了传统视频监控系统的不足，提供了增值业务能力，扩展了功能和范围，提高了系统的性能和智能化。
此外，网络视频监控系统中网络摄像机采用了数字信号处理器，更方便进行图像处理，从而实现智能化监控，例如采用图像识别进行越界侦测、场景变更侦测、区域入侵侦测、音频异常侦测、移动侦测、人脸侦测、动态分析及遮挡报警等智能化分析。
视频监控系统的配置设计与实施
当今，视频监控是安防系统不可或缺的组成部分，它有时在小区内与楼宇对讲、周界防范、电子巡更一起构成一个大的防范体系，但在更多的场合是以独立的形式承担技术防范任务，这主要得益于它的实时性和高度的准确性，又兼有可记录且能长时间存储的特点。因此，视频监控防范越来越备受人们的青睐。下面以某小区的视频监控建设为例，分别对项目概况、设计依据、设计原则、系统功能、系统特点、系统原理图、系统构成及方案说明进行介绍。
1．项目概况
某小区面积2万平方米，住有300来户人家，拥有较大的休闲活动草坪，一座可停放100余辆小车的地下停车场。小区有一个主入口，一个副入口，9部电梯，东、西、北合计两千余米的围墙。
2．设计依据
以设计的图样和投标的文件为基础，并依据下述国家有关标准进行工程设计。
- GA／T74-2017《安全防范系统通用图形符号》。
- GB12663-2001《防盗报警控制器通用技术条件》。
- GA308-2019《安全防范系统验收规则》。
- GB50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》。
- GB／T50314-2006《智能建筑设计标准》。
- GB50339-2013《智能建筑工程质量验收规范》。
- GB50348-2018《安全防范工程技术规范》。
3．设计原则
对弱电系统的深化设计及设备配置，必须遵循国家有关标准、规范和规定，做到技术先进、安全可靠、使用方便、实用性强和性价比高。弱电技术系统的设计应具有可扩展性、开发性和灵活性，为系统集成、升级及增容预留空间。
1）先进性与实用性。系统设计强调先进性，且符合当前的技术主流和今后发展趋势，具有一定的超前性，同时注重系统的实用性。
2）安全性。在软件方面，系统对数据的存储和访问，应具有相应的安全措施，以防止数据被破坏、窃取。在硬件方面，设备运行应稳定可靠，故障率低，容错性高，且具有破坏报警的功能。
3）兼容性和扩展性。根据视频监控设备制造厂家众多的特点，系统应具备开放性和兼容性，采用模块化设计，尽可能兼容多个厂家的产品，为日后设备扩展、维护预留空间。各子系统采用结构化和标准化设计，子系统之间留有接口，为子系统扩充、集成提供一个良好的环境。
4．系统功能
系统实现的功能主要有：
- 主、副入口的人、物、车辆24h不间断监控。
- 草坪夜视隐蔽监控。
- 区内主路口夜视监控。
- 电梯轿厢视频监控。
- 实时显示和录像达到24路视频。
- 同时视频回放和录像。
- 报警触发录像。
- 报警输入／输出接口。
- 视频移动探测报警录像。
- 支持多种语言（简体中文、繁体中文和英文）。
- 支持电话线、公网（ADSL和宽带网）和计算机局域网进行交互式在线访问和录像回放。
- 支持云台预置位、巡航扫描等功能。
- 移动报警、探头报警均支持联动选择报警盒输出。
5．系统特点
1）多通道实时性。系统采用实时并行处理技术、实现1～24路的实时压缩处理。每个通道均可独立操作且互不干扰，可对每个通道的高度、对比度、色度和饱和度进行调整。
2）长时间录像存储。每路每小时占用的空间在800～900MB。
3）智能录像管理。每路均可根据独立的时间表在一周内灵活安排录像日程；每天可在24h内任意设置录像时段；系统自动删除过时的录像文件；系统可根据每路的报警设置进行报警录像联动处理。
4）精细查询、回放功能。用户可根据摄像枪编号、时间段和事件等条件准确快速查找到所需要的录像文件，并回放。回放时可随意采用快进、慢放、逐帧、逐秒和重复等方式，图像可以全屏放大。
5）高效成熟的压缩算法。系统采用MPEG4／H．265算法，压缩比高，图像质量好。
6）系统稳定性。系统设计时充分考虑了长时间运行的稳定性问题，在硬件和软件中设有异常检测和系统自逾功能，系统一旦有严重异常故障，会在20s内复位，并在重新启动后记录下最后的运行资料。
6．系统原理图
根据项目要求，某小区视频监控系统配置示意图如图2-58所示。
图2-58某小区视频监控系统配置示意图
7．系统构成及方案说明
视频监控系统由前端、控制、显示录像、存储、传输和电源6大部分组成。
（1）前端部分
前端部分由摄像机、云台镜头和解码器等设备组成。系统以防范为目的，摄像机重点安装在人群主要活动区域，如车库，主要路口和管理死角等场所，同时应利于图像采集，便于事后取证和核查。此外，摄像机及相关设备位置的设置应在满足技术的条件下，尽量与周边建筑物、景观协调一致。根据甲方招标图样要求，项目一期为1～6号楼的周界以及停车场、电梯轿厢的监控。
具体安排如下。
- 停车场进、由口以及周界安装200万像素红外定焦海螺网络摄像机，共9台。
- 停车库内安装200万像素的红外定焦枪型网络摄像机，共6台。
- 电梯内安装彩色半球摄像机，共9台。
- 休闲草坪安装一体化球机，共两台。
（2）控制部分
控制部分设在控制室，根据甲方要求控制室应具备以下的功能：
1）提供系统设备所需的电源，包括前端摄像机在内都统一供电（包括POE供电）。
2）监视和录像，并能显示时间、位置信息。
3）通过NVR和计算机、PAD等对前端设备进行操作控制，输出联动和报警信号。
（3）显示录像和存储部分
在视频显示画面数与前端摄像机进行搭配时，做到配比合理，即合乎人的视觉生理特点，也保证甲方投入的实用性和经济性。各摄像机信号输出经传输系统至主控室后，在进行录像的同时，以多画面的形式在液晶屏上显示，并可将任一图像切换出来单独显示，还可对前端球机进行操作控制。
1）录像存储设备采用NVR录像机和4块4TB的硬盘。
2）配置计算机、PAD各1台，可进行操作控制。
3）采用3x3、55in液晶拼接屏进行显示，配备解码和拼接控制器。
（4）传输部分
传输部分由网络线、光纤、电源线和网络交换机、网桥等组成（根据现场情况配置）。传输网络是系统设备间的高速路，它连接前端设备和控制设备。所有的传输线缆必须符合国家标准和相关规定。网络线采用6类线，电源线为RVV2x1.0，POE供电部分则不用电源线。
（5）电源部分
根据甲方要求，由控制室向前端设备集中供电，这样既保证了监控前端稳定，又便于管理。系统共有26个摄像头，采用1个DC12V／30A的不间断稳压电源。
