視頻監(jiān)控存儲解決方案.doc

1、。視頻監(jiān)控存儲解決方案1. 第一章 視頻監(jiān)控行業(yè)存儲發(fā)展多媒體處理技術和影像壓縮芯片技術的快速發(fā)展，引發(fā)一場席卷全球的技術革命。以數字技術為主導的產品， 以其獨一無二的優(yōu)勢，在許多領域逐漸地取代以模擬技術為主導的產品。 由于數字技術產品相對價格低，再加上穩(wěn)定的性能和廣泛的應用范圍，迅速的占領市場，成為數字化革命的領導者。近年來引起關注的數字影像錄像系統(tǒng)(DVR;Digital Video Recorder) 即為數字技術產品之一，且其已逐漸地在金融機構、居民住宅、公用設施、無人看守的工業(yè)場所，以及道路交通監(jiān)控等領域，得到非常廣泛的應用。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，包含攝影機、錄像機、磁帶等幾部分，其運作方

2、式是將攝影機拍攝到的影像信息，存儲至錄像帶上。 而 DVR系統(tǒng)主要由攝影機和影像擷取系統(tǒng)、語音傳遞系統(tǒng)、語音接收機及檢測控制系統(tǒng)等組成，其運作方式，則是將拍攝到的影像信息高倍壓縮成數字信息，存儲到大容量的磁盤陣列中（Disk Array ）以實現視頻數據的集中存儲及快速的查詢及播放。近年來科學技術飛速發(fā)展，社會已進入數字化、信息化時代。利用高新技術預防、制止、打擊犯罪（即技防），在三大防范手段（物防、技防、人防）中，技防逐漸占據了越來越重要的主導地位。因此，我們采用了國際上最新的基于IP 網絡的數字安防產品，本著功能齊全、 應用新穎、 投資合理的宗旨設計本方案。 在設計中充分體現出可持續(xù)發(fā)展的

3、理念，利用數字網絡技術及圖像顯示技術。2. 第二章 視頻監(jiān)控存儲特點視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點多， 攝像頭數量多， 監(jiān)控時間長， 采集數據的時間往往長達幾天或幾十天。 因此應用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的存儲設備在數據讀寫方式上具有與其它類型系統(tǒng)不同的特點，不同點主要表現在以下幾個方面：1）編碼器或采集服務器以流方式寫入數據，實時存儲監(jiān)控點的實時圖像和畫面，存儲的文件類型為流媒體文件，因此檢索服務器也會以流方式來讀取已存儲的視頻文件。2）數據讀寫操作的持續(xù)時間長。由于攝像頭一般都是7*24小時工作的，即使采集后視頻數據采用分段保存，寫入操作的持續(xù)也有可能長達2-6 個小時，后期回放時也需要相同的時間。

4、為了保證視頻采集過程中和回放過程不會發(fā)生丟幀現象，存儲系統(tǒng)系統(tǒng)中有必須要有足夠的帶寬。3）除了數據讀寫時間長外， 由于視頻采集過程中， 視頻文件格式一般都不會發(fā)生變化，且碼率保持恒定，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)的讀寫操作還具有碼率恒定，也就是帶寬恒定的特點。1。4）視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲的讀寫方式與數據庫系統(tǒng)存儲和文件服務器存儲采用的小數據塊讀寫或文件傳輸讀寫方式與有著根本的區(qū)別， 因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能采用數據庫系統(tǒng)等常用的存儲設備。5）視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有攝像頭數量多，視頻圖像存儲時間長，存儲容量大都特點，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲必須支持大容量， 且容量具有高擴展性， 滿足長時間大容量視頻圖像存儲的需求。近年來

5、存儲技術高速發(fā)展，存儲設備價格不斷下降，專業(yè)存儲系統(tǒng)具備了在視頻監(jiān)控行業(yè)廣泛應用的基礎。但是在視頻監(jiān)控行業(yè)，是否需要應用SAN 和 NAS來解決視頻存儲資源的共享問題， 以及行業(yè)用戶是否具備足夠的資金和技術來應用這些技術，存在許多需要考慮的問題。寬帶的普及， 帶寬成本的急劇下降， 為網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大規(guī)模應用提供了堅實的網絡基礎攝像機數量急劇增加，海量的錄像資料要求存儲和共享。僅應用 DVR存儲方式存在數據安全缺陷，容量小擴展性差，無法集中統(tǒng)一管理等缺點，無法滿足用戶要求近年來存儲技術高速發(fā)展， 存儲設備價格不斷下降， 專業(yè)存儲系統(tǒng)具備了在視頻監(jiān)控行業(yè)廣泛應用的基礎專業(yè)存儲系統(tǒng)完全滿足網絡視

6、頻監(jiān)控大容量、安全可靠、易管理的存儲需求。并可根據用戶網絡視頻監(jiān)控規(guī)模及管理需求的特點定制出DAS/NAS/SAN等不同特點的存儲應用模式3. 第三章 需求分析視頻監(jiān)控對存儲需求還具有以下幾個特點：1. 對存儲的容量需求彈性比較大，存儲容量的多少隨著畫面質量的提高、畫面尺寸的增大、視頻線路的增加都會成倍的增加容量需求。2. 對存儲的性能要求不高，但是需要能夠滿足長時間的連續(xù)數據讀寫，數據流量大但訪問請求數量低。3.數據保存周期短，一般的監(jiān)控場所數據保存一定時間（如 1 個月）以后便可以刪除。要為視頻監(jiān)控方案選擇合適的存儲設備，首先就要估算存儲容量需求。那么根據現在主流的壓縮方式來計算如下：。2

7、。錄像保存天數與硬盤的容量（每天 24 小時連續(xù)錄像； 硬盤容量單位為GB；下列數值為硬盤實際使用容量）4 路8 路12 路16 路20 路24 路1天19.238.457.676.896115.23天57.6115.2172.8230.4288345.61星期134.4268.8403.2537.6672806.4半個月288576864115214401728一個月57611521728230428803456從這個表我們基本可以估算出一個視頻監(jiān)控項目中所需存儲設備的類型。目前監(jiān)控行業(yè)多采用 DVR內嵌的硬盤進行視頻的存儲， 雖然這種做法在很長一段時期內都發(fā)揮了重要的作用， 廉價和安裝方便

8、是其最大的特點， 但隨著監(jiān)控行業(yè)的不斷發(fā)展， 這種傳統(tǒng)數據存儲方式的種種缺點也明顯暴露出來：1、 DVR內的硬盤性能低下，成為整個系統(tǒng)讀寫查詢視頻圖像的瓶頸；2、沒有完善的組件和磁盤容錯機制，無法確保數據的安全性；3、 DVR的硬盤容量有限，很難滿足多路大容量監(jiān)控系統(tǒng)的要求；4、無法實現存儲集中管理和共享，增加了管理成本和難度，浪費磁盤空間和人力現在，上海世博主會館需要視頻監(jiān)視的區(qū)域包括周邊各主要交通干線、庭院各通道及水面、辦公區(qū)域各通道、設備管理間內、新聞工作室及發(fā)布廳、各接待廳和會議室、電梯間、樓梯間、觀眾大廳、包間通道、主席臺、記者席等。針對上述情況，我們采用磁盤存儲產品與 DVR相結合

9、的方式， 為視頻監(jiān)控用戶帶來了高性價比的解決方案， 使用戶實現數據集中式存儲，將幫助監(jiān)控行業(yè)用戶徹底解決這些問題。4. 第四章 視頻監(jiān)控集中存儲解決方案4.1一方案介紹通過以上的分析， 根據監(jiān)控系統(tǒng)存儲的特性和用戶存儲容量的不同需求， 我們建議用戶采用高性價比 SATA磁盤存儲系統(tǒng)與 DVR相結合的方式實現數據的分級存儲和集中管理的方式，如下圖所示：。3。如圖所示， 整個監(jiān)控系統(tǒng)包括三個組成部分： 前臺錄像監(jiān)控系統(tǒng)、 后臺存儲系統(tǒng)和后臺實時監(jiān)控及查詢系統(tǒng)。1前臺錄像監(jiān)控系統(tǒng)本系統(tǒng)共有200 個以上的前端監(jiān)控點，監(jiān)控點包括高速球機（或：云臺+云臺解碼器 +攝像機） 及報警設備組成。 攝像機 DV

10、R連接， 由 DVR將模擬的視頻信號經模數轉換后壓縮為MPEG4的 IP 數據包，通過網絡將音視頻數據、報警數據和控制數據傳輸到后臺集中存儲系統(tǒng)中。前端報警設備（紅外、煙霧、玻璃破碎、振動等各種報警傳感器）可直接與網絡視頻服務器連接（每臺設備可連接三個報警傳感器），報警設備的連接可根據要求布置。安裝在室外的設備必須選擇適合室外環(huán)境的產品，包括云臺解碼器和云臺等。2后臺存儲系統(tǒng)如上圖所示， 后臺存儲系統(tǒng)主要分為兩級， 一級為 DVR組成的前端短期存儲， 另一級為后端存儲管理服務器與磁盤陣列組成的長期集中存儲。這樣我們就實現了監(jiān)控數據的分級存儲， 前端 DVR將監(jiān)控點的模擬視頻信號轉換成數字數據并

11、進行壓縮， 但由于 DVR容量有限， 我們只在其上保存幾天的視頻數據。 更長時間的數據我們可以通過 DVR有選擇的通過 IP 網絡傳輸到網絡中的存儲管理服務器中，再保存于容量更大，可靠性更高的SATABeast 磁盤陣列中，以供隨時查詢回放。4。3后臺實時監(jiān)控及查詢系統(tǒng)其主要由后臺的實時監(jiān)控服務器或IP 矩陣系統(tǒng)和大屏幕等顯示設備組成。這樣用戶就可以實時查看各監(jiān)控點的情況及報警， 同時還可通過視頻查詢軟件對集中存儲于 SATABeast 磁盤陣列及 DVR中的視頻數據進行查詢及回放。4.2二方案優(yōu)勢通過采用磁盤陣列及 DVR結合為用戶構建后臺集中存儲系統(tǒng)， 為整個監(jiān)控架構提供海量存儲，實現視頻

12、監(jiān)控數據的集中存儲和管理此方案的主要優(yōu)勢如下：高性價比磁盤陣列，內部采用SATA硬盤，適合視頻監(jiān)控行業(yè)大容量存儲的特性并節(jié)省了用戶投資，外部每個控制器擁有兩個4Gb FC和兩個 iSCSI 接口，最多可配置兩個控制器，四個FC接口同時工作，速度最高可達8000MB/s 以上，可很好的滿足前端多臺DVR大量視頻文件長期存儲的性能要求同時由于其同時具有FC 和 iSCSI 接口，可滿足用戶在復雜環(huán)境下的多種存儲連接需求高可靠性磁盤陣列電源，風扇，控制器均采用冗余設計，并支持熱插拔，實現組件的高可靠性，使視頻數據得到最佳保護SATAbeast 的磁盤可熱插拔，并支持RAID0,1,4,5,6,10， 50 多種方式， 并可支持專用熱備盤和熱備盤池通過以上設計使用戶在實現高性能的同時實現磁盤的冗余集中管理，共享存儲空間方案中為用戶實現了分級存儲，在前端DVR上保存最近幾天的視頻數據，然后通過IP網絡有選擇的將需要長期保存的視頻數據集中存儲于存儲服務器連接的SATABeast 磁盤陣列中， 這樣用戶實現了對存儲資源進行集中