視頻監(jiān)控存儲解決方案

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(shù)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(shù)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(shù)字化革命的領導者。近年來引起關注的數(shù)字影像錄像系統(tǒng) （DVR;Digital Video Recorder） 即為數(shù)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

2、幾部 分，其運作方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(shù)字信息，存儲到大容量的磁盤陣列中（Disk Array ）以實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)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(shù)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(jù)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(shù)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

3、體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的理念， 利用數(shù)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(shù)量多， 監(jiān)控時間長， 采集數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)在以下幾個方面：1）編碼器或采集服務器以流方式寫入數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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

4、，后期回放時也需要相 同的時間。 為了保證視頻采集過程中和回放過程不會發(fā)生丟幀現(xiàn)象，存儲系統(tǒng)系統(tǒng)中有必須要有足夠的帶寬。3）除了數(shù)據(jù)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。4）視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲的讀寫方式與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲和文件服務器存儲采用的小數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)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

5、長時間大容量視頻圖像 存儲的需求。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。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(shù)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(shù)據(jù)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

6、行 業(yè)廣泛應用的基礎專業(yè)存儲系統(tǒng)完全滿足網絡視頻監(jiān)控大容量、安全可靠、易管理的存儲需求。并可根據(jù)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(shù)據(jù)讀寫，數(shù)據(jù)流量大但 訪問請求數(shù)量低。3. 數(shù)據(jù)保存周期短， 一般的監(jiān)控場所數(shù)據(jù)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

7、估算存儲容量需求。 那么根據(jù)現(xiàn)在主流的 壓縮方式來計算如下：* MPEG斗壓縮為式：劉UMB片卜時斶匚H.M斗壓縮方式；15UMB廣卜時般 f天=2斗小時j星期=1笳小時t 1個月=720小時 1路！ 1個lilU空錢路錄像保存天數(shù)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(shù)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57611521728230

8、428803456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 DVF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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的安全性；3、DVR勺硬盤容量有限，很難滿足多路大容量監(jiān)控系統(tǒng)的要求；4、無法實現(xiàn)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(xiàn)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

9、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(xiàn)數(shù)據(jù)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(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)的分級存儲和集中管理的方 式，如下圖所示：Nex$an<監(jiān)控辦案KatftN 倉址占 a&g

10、t;n( SATA Bea st前占錄像雌系統(tǒng)肓!j岸祐累杭心呂實時監(jiān)總亜査海累統(tǒng)前臺錄像監(jiān)控系統(tǒng)、后臺存儲系統(tǒng)和后臺如圖所示，整個監(jiān)控系統(tǒng)包括三個組成部分: 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DVR連接，由DVR將模擬的視頻信號經模數(shù)轉換后壓縮為 MPEG4勺IP數(shù)據(jù)包，通過網絡將音視頻數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_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(jù)要求

11、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(xiàn)了監(jiān)控數(shù)據(jù)的分級存儲，前端DVR將監(jiān)控點的模擬視頻信號轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)并進行壓縮，但由于DVR容量有限，我們只在其上保存幾天的視頻數(shù)據(jù)。更長時間的數(shù)據(jù)我們可以通過DVR有選擇的通過IP網絡傳輸?shù)骄W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。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

12、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(shù)據(jù)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吉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(xiàn)視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)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(xiàn)組件的高可靠性， 使視頻數(shù)據(jù)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(xiàn)高性能的同時實現(xiàn)磁 盤的冗余集中管理，共享存儲空間方案中為用戶實現(xiàn)了分級存儲，在前端DVR上保存最近幾天的視頻數(shù)據(jù)，然后通過IP網絡有選擇的將需要長期保存