網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用〔二〕

內(nèi)容

一、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕靖拍?/p>

二、幾種存儲(chǔ)設(shè)備的概念與區(qū)別

三、ONVIF協(xié)議

四、流媒體

五、云計(jì)算及云存儲(chǔ)

六、POE供電技術(shù)

一、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕靖拍?/p>

1、基本單位

網(wǎng)絡(luò)帶寬單位是：位/每秒〔即：bit/s),

內(nèi)存等帶寬單位卻是：字節(jié)/每秒〔即byte/s)。兩者換算：1byte=8bit。

通常所講寬帶的1M是

1Mbps=1Mb(字節(jié))/8=1024Kb/8=128KB/S

(Mbps(兆比特每秒),b即Bit(位).)

也就是講所謂每秒1兆〔1Mbps〕的網(wǎng)絡(luò)流量換算成本地電腦上的文件大小單位后實(shí)際上只要每秒128KB罷了。

2、各個(gè)速度單位之間的關(guān)系

1Byte(字節(jié))=8bits(位)

1Kb=1024bits(位)

1KB=1024bytes(字節(jié))

1Mb=1024Kb

1MB=1024KB

B和b分別代表Bytes和bits，兩者的定義是不同的,否則差距可是8倍.

真正的速度單位應(yīng)為MB/s

1MB/s=8Mbps

3、平常所講的帶寬概念

1、正確的計(jì)算ADSL網(wǎng)絡(luò)“理論最大〞的下載速度，應(yīng)該使用這個(gè)公式：理論最大下載速度=[1024X帶寬數(shù)]/8〔若缺乏1M，比方512K就直接/8〕。例如常見(jiàn)的1M帶寬最大的下載速度也就是每秒128k罷了。所以不要誤以為2M帶寬下載速度就是2M。

2、假如是1MADSL上網(wǎng)，那么理論上下載的速度最高只能到達(dá)128K字節(jié)/秒。我們平常所講的帶寬是多少多少，它的單位其實(shí)是“比特/秒"，而我們所講的下載速度多少多少，它的單位是“字節(jié)/秒〞。在計(jì)算機(jī)里，1字節(jié)=8比特，1K字節(jié)=1024字節(jié)，所以，1M的網(wǎng)絡(luò)帶寬的下載速度最多就是1024×1024/8=131072字節(jié)/秒，也就是131072/1024=128K字節(jié)/秒。這樣你就能夠根據(jù)你本人的網(wǎng)絡(luò)帶寬算出你下載的理論上的最大速度，當(dāng)然實(shí)際的速度肯定會(huì)比這個(gè)值低一些，由于系統(tǒng)和其他程序還要用一些。

4、碼流

1〕碼流〔DataRate〕是指視頻文件在單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼率，是視頻編碼中畫(huà)面質(zhì)量控制中最重要的部分。同樣分辨率下，視頻文件的碼流越大，壓縮比就越小，畫(huà)面質(zhì)量就越好。

數(shù)字信道傳送數(shù)字信號(hào)的速率稱為數(shù)據(jù)傳輸速率或比特率.

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例如：以500Kbps來(lái)編碼音視頻。

其中1KB/秒=1024*8bps，

b就是比特位〔bit〕

s就是秒〔second〕

p就是每〔per〕

所以，以500kbps來(lái)編碼表示經(jīng)過(guò)編碼后的音視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用500K的比特來(lái)表示。

主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動(dòng)一次后同時(shí)產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流能夠?yàn)椴煌木幋a協(xié)議。次碼流不能單獨(dú)存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質(zhì)量高。例如，在應(yīng)用中，主碼流一般用于本地存儲(chǔ)，次碼流用于網(wǎng)傳。

2〕多碼流

多碼流技術(shù)是通過(guò)在編碼經(jīng)過(guò)中同時(shí)產(chǎn)生多種不同碼流及分辨率的流媒體數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)帶寬條件為之自動(dòng)分配相對(duì)最佳解碼畫(huà)質(zhì)的解決方案。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)直播應(yīng)用中，由于位于不同網(wǎng)絡(luò)位置的訪問(wèn)者所在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在差異，而僅以某種固定碼流分辨率進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播流媒體傳送往往會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)速較高的用戶看到的畫(huà)質(zhì)仍不夠明晰，網(wǎng)速較低的用戶解碼時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使得畫(huà)面不夠流暢，為解決二者的矛盾使訪問(wèn)者閱讀到盡可能看到兼顧明晰和流暢的直播內(nèi)容，采用多碼流技術(shù)成為了一個(gè)最簡(jiǎn)單最有效的辦法。

一天錄像計(jì)算公式：

碼流/8*3600秒*24小時(shí)*1臺(tái)=一天占用的空間/0.9=一天實(shí)際占用的空間

3〕計(jì)算硬盤(pán)容量的公式

例題：一臺(tái)NVR要接入12路130萬(wàn)像素高清攝像機(jī)，24小時(shí)錄像，保存時(shí)間1個(gè)月，需要2T的硬盤(pán)多少塊？碼流按3M/秒計(jì)。

1路/天的所需空間3/8*3600*24=32400M

總共所需空間32400*12*30=11664000M

所需2T硬盤(pán)數(shù)量11664000/1024/1024/2/0.9=12.36

需要2T硬盤(pán)13塊。

假如是CVR錄像，又需要幾塊？

假如是200萬(wàn)的攝像機(jī)，又需要幾塊？

4〕主次碼流

主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動(dòng)一次后同時(shí)產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流能夠?yàn)椴煌木幋a協(xié)議。次碼流不能單獨(dú)存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質(zhì)量高。例如，在應(yīng)用中，主碼流一般用于本地存儲(chǔ)，次碼流用于網(wǎng)傳

5〕分辨率

普通模擬攝像機(jī)1CIF352*2884CIF〔D1〕704*576

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

標(biāo)清：704*576

130萬(wàn)高清：130W的分辨率理論上應(yīng)該是1280X960，但是市場(chǎng)上很多廠家把720P講成是130W的，其實(shí)只要1280X720，也就是通常的720P.200萬(wàn)高清：分辨率為1920*1080，也就是通常的1080P.

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300萬(wàn)高清：分辨率為2048X1536

720P是720線逐行掃描的意思，是普通高清，1080P是1080線逐行掃描，是全高清

二、幾種存儲(chǔ)設(shè)備的概念與區(qū)別

1、DVR

DVR是數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)(DigitalVideoRecorder)的簡(jiǎn)稱，屬于模擬監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)磁帶錄像機(jī)的換代產(chǎn)品。它是一套進(jìn)行圖像存儲(chǔ)處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有對(duì)圖像/語(yǔ)音進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間錄像、錄音、遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機(jī)、畫(huà)面分割器、云臺(tái)鏡頭控制、報(bào)警控制、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)任宸N功能于一身，用一臺(tái)設(shè)備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設(shè)備的功能。DVR的誕生，標(biāo)志著整個(gè)安防行業(yè)進(jìn)入了數(shù)字革命時(shí)代。它是半數(shù)字半模擬的錄像機(jī)，之所以講是半模擬就是由于它的輸入信號(hào)和主要輸出信號(hào)都是模擬的，半數(shù)字是指存儲(chǔ)方式和網(wǎng)絡(luò)輸出方式都是數(shù)字的；

2、NVR

NVR是(NetworkVideoRecorder即網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī))的縮寫(xiě)。NVR最主要的功能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收IPC〔網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)〕設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流，并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來(lái)的分布式架構(gòu)優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)單來(lái)講，通過(guò)NVR，能夠同時(shí)觀看、閱讀、回放、管理、存儲(chǔ)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。擺脫了電腦硬件的牽絆，再也不用面臨安裝軟件的繁瑣。假如所有攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，那么必由之路就是有一個(gè)集中管理核心出現(xiàn)。

3、CVR(CentralVideoRecorder)中心級(jí)視頻網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備

1)CVR由標(biāo)準(zhǔn)的IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，結(jié)合視頻監(jiān)控應(yīng)用發(fā)展而來(lái)。IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，原來(lái)是標(biāo)準(zhǔn)的IT設(shè)備沒(méi)有視頻監(jiān)控功能，需要掛接在服務(wù)器(服務(wù)器安裝視頻監(jiān)控軟件)后面使用。隨著技術(shù)的發(fā)展、監(jiān)控與IT的融合，業(yè)界通過(guò)去掉中間的服務(wù)器直接把各種安防視頻監(jiān)控軟件模塊安裝到IPSAN/NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備上逐步構(gòu)成了不同功能的CVR。2)通過(guò)安裝不同的安防視頻監(jiān)控軟件CVR能夠?qū)崿F(xiàn)：視頻流直寫(xiě)〔又稱流媒體直寫(xiě)，可支持RTSP/ONVIF/PSIA/

SIP〔GB/T28181〕等流協(xié)議〕、iSCSI數(shù)據(jù)塊直寫(xiě)〔又稱IPSAN直寫(xiě)〕、標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)服務(wù)器+IPSAN形式、標(biāo)準(zhǔn)NAS協(xié)議〔NFS、CIFS〕等多種形式，還能夠增配管理服務(wù)器組成網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控云存儲(chǔ)系統(tǒng)。

3〕CVR是TCP/IP上的視頻流改寫(xiě)成流數(shù)據(jù)構(gòu)造直接寫(xiě)到磁盤(pán)里，所以磁盤(pán)里存的不是文件，沒(méi)有碎片。

IPSAN也是存儲(chǔ)設(shè)備，但它用的是TCP/IP上的iSCSI封裝數(shù)據(jù)塊，寫(xiě)磁盤(pán)的時(shí)候把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議扒掉存里面的數(shù)據(jù)塊。所以叫做“塊存〞。

另外，IPSAN不僅能夠用在安防監(jiān)控，IPSAN在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域做存儲(chǔ)的應(yīng)用也特別廣泛，而CVR是安防監(jiān)控專用的視頻存儲(chǔ)設(shè)備。

4、NVR與CVR的比擬

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

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三、ONVIF協(xié)議

ONVIF：原意為開(kāi)放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇，即OpenNetworkVideoInterfaceForum，是安訊士、博世、索尼等三家公司在2020年共同成立的一個(gè)國(guó)際性開(kāi)放型網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口的開(kāi)發(fā)論壇，后來(lái)由這個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)論壇共同制定的開(kāi)放性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，就用該論壇的大寫(xiě)字母命名，即ONVIF網(wǎng)絡(luò)視頻標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，習(xí)慣簡(jiǎn)稱為：ONVIF協(xié)議。

ONVIF致力于通過(guò)全球性的開(kāi)放接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)視頻在安防市場(chǎng)的應(yīng)用，這一接口標(biāo)準(zhǔn)將確保不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品具有互通性。

SDK〔SoftwareDevelopmentKit,即軟件開(kāi)發(fā)工具包〕一般是一些被軟件工程師用于為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)工具的集合。

四、流媒體

1、概念

所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式。流媒體又叫流式媒體，它是指廠商用一個(gè)視頻傳送服務(wù)器把節(jié)目當(dāng)成數(shù)據(jù)包發(fā)出，傳送到網(wǎng)絡(luò)上。用戶通過(guò)解壓設(shè)備對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓后，節(jié)目就會(huì)像發(fā)送前那樣顯示出來(lái)。

定義

流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將視頻和音頻等多媒體文件經(jīng)過(guò)特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像非流式播放那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢后才能看到當(dāng)中的內(nèi)容，而是只需要經(jīng)過(guò)幾秒鐘或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)即可在用戶計(jì)算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器對(duì)壓縮的視頻或音頻等流式媒體文件進(jìn)行播放，剩余的部分將繼續(xù)進(jìn)行下載，直至播放完畢。這個(gè)經(jīng)過(guò)的一系列相關(guān)的包稱為“流〞。流媒體實(shí)際指的是一種新的媒體傳送方式，而非一種新的媒體。流媒體技術(shù)全面應(yīng)用后，人們?cè)诰W(wǎng)上聊天可直接語(yǔ)音輸入；假如想相互看見(jiàn)對(duì)方的容貌、表情，只要雙方各有一個(gè)攝像頭就能夠了；在網(wǎng)上看到感興趣的商品，點(diǎn)擊以后，講解員和商品的影像就會(huì)跳出來(lái)；更有真實(shí)感的影像新聞也會(huì)出現(xiàn)。

2、流媒體服務(wù)器在監(jiān)控平臺(tái)上的功能需求

流媒體服務(wù)器需要提供視頻轉(zhuǎn)發(fā)、用戶認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證，在此基礎(chǔ)上提供優(yōu)化負(fù)載平衡的功

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的基本知識(shí)及IP高清攝像機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

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能，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，提高整個(gè)視頻分發(fā)部分的可靠性。

(一)視頻轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜平衡

流媒體服務(wù)器需支持監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)外的視頻轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)有多個(gè)局域網(wǎng)客戶端、外網(wǎng)多個(gè)客戶需要訪問(wèn)同一遠(yuǎn)程畫(huà)面時(shí)，可通過(guò)流媒體服務(wù)器從前端DVR中抽取視頻進(jìn)行多路轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)而在廣域網(wǎng)上只占用一個(gè)通道的資源。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)能夠有效地減輕廣域網(wǎng)的帶寬壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，不影響視頻預(yù)覽實(shí)際效果。系統(tǒng)通過(guò)流媒體服務(wù)器來(lái)分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載提供百人數(shù)量級(jí)的用戶同時(shí)直接對(duì)前端監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)，提高了系統(tǒng)的整體可靠性，使整體網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載較為平衡，不會(huì)在局部產(chǎn)生傳輸瓶頸。

(二)安全認(rèn)證

流媒體服務(wù)器因涉及到對(duì)外網(wǎng)的視頻專訪，尤其在政府和公安等涉及部分重點(diǎn)機(jī)密區(qū)域的監(jiān)控上，需要從用戶、權(quán)限等多個(gè)方面進(jìn)行安全認(rèn)證：

1〕對(duì)外

網(wǎng)訪問(wèn)用戶進(jìn)行認(rèn)證，只接受流媒體服務(wù)器受權(quán)的用戶訪問(wèn)；

2〕可根據(jù)時(shí)間段

對(duì)受權(quán)用戶訪問(wèn)前端主機(jī)進(jìn)行限制，拒絕非受權(quán)時(shí)間訪問(wèn)；

3〕通過(guò)訪問(wèn)通道限

制，實(shí)現(xiàn)部分通道的開(kāi)放。通太多重訪問(wèn)限制能有效保證監(jiān)控中心視頻數(shù)據(jù)的安全性，到達(dá)不合權(quán)限、非法時(shí)間的、不在控制列表中的用戶無(wú)法訪問(wèn)前端主機(jī)。此外，流媒體服務(wù)器需根據(jù)訪問(wèn)用戶的重要性給予不同的級(jí)別，實(shí)現(xiàn)高級(jí)用戶占據(jù)優(yōu)勢(shì)帶寬，實(shí)現(xiàn)優(yōu)先訪問(wèn)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境情況能對(duì)流媒體服務(wù)器出口總帶寬、前端網(wǎng)絡(luò)上傳視頻帶寬、前端主機(jī)上傳通道的路數(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行限制。

3、流媒體服務(wù)器在高清監(jiān)控中的應(yīng)用

監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)朝著全數(shù)字、全高清IP攝像機(jī)的存儲(chǔ)，流媒體服務(wù)器開(kāi)場(chǎng)擔(dān)當(dāng)高清視頻的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)的責(zé)任，逐步轉(zhuǎn)化為視頻服務(wù)器，并隨著視頻容量的加大，逐步和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(SAN)協(xié)作發(fā)揮存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)作用，以更好的知足視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的需求。

4、流媒體原理圖

5、流媒體構(gòu)造分布圖

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五、云計(jì)算及云存儲(chǔ)

1、云計(jì)算定義〔長(zhǎng)定義與短定義〕

1〕長(zhǎng)定義：“云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型。它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。〞

2〕短定義：“云計(jì)算是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)按需提供可動(dòng)態(tài)伸縮的廉價(jià)計(jì)算服務(wù)。〞

2、云計(jì)算原理

云計(jì)算(CloudComputing)是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展，或者講是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。

云計(jì)算的基本原理是，通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)類似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

這是一種革命性的舉措，打個(gè)比方，這就好比是從古老的單臺(tái)發(fā)電機(jī)形式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的形式。它意味著計(jì)算能力可以以作為一種商品進(jìn)行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費(fèi)用低廉。最大的不同在于，它是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

云計(jì)算的藍(lán)圖已經(jīng)呼之欲出：在將來(lái)，只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)