几种数字监控方案的优缺点对比.doc

在安防和环境监控项目中，数字化需求越来越广泛，呈现替代模拟系统的趋势。常见的数字监控方案可分为两大类：一是全数字化的解决方案（网络摄像机或网络视频服务器）；二是数字模拟相结合的方案（硬盘录像机）。这两大类监控方案各有各的优点，下面进行说明。全数字化的方案此方案是一个完全的数字化方案。前端使用网络摄像机，在网络摄像机里完成A/D转换（模数转化），图像压缩和网络上传（网络视频服务器工作原理与其相同）。网络摄像机直接接入以太网（当然也可以通过其他网络设备接入广域网）。监控中心配置多台PC，通过PC来完成视频监控，录像文件的保存（保存在PC机的硬盘里），录像回放。此方案中，视频信号采集后直接转换为数字信号，进行传输、存储，是全数字化的监控方案，所有的监看、查询功能都是通过监控中心的PC机来完成的。其优点是布线简单（只需要网线即可），可以借助原有的网络环境。节约布线成本，符合未来技术发展。但其缺点则有：1.由于以太网受网络带宽所限，所以画面质量得不到保证，画面容易出现马赛克现象。另外，因为网络延时，会造成一些滞后；2.网络摄像机集中多种功能于一体（视频采集，数模转换，视频压缩），所以单从采集的图像质量上讲目前比不上传统的普通摄像机（比如松下或索尼）；3.网络摄像机（网络视频服务器）是广播方式将图像上传到网络上的，容易造成网络阻塞。一旦网络用户过多，影响到网络的正常使用，网络摄像机本身也会在负担过重的情况下出现不稳定现象；4.带宽得不到保证。如果借助原有的网络环境，就会有其他更多视频流占用带宽，带宽不够就会出现丢帧，造成监控画面不连续；5.在以太网上传播的视频都是经过压缩的（一般是采用MPEG-4的压缩方式），这是有损图像质量的，监控画面会有失真现象；6.录像文件是保存在监控中心的PC机硬盘上，稳定性和安全性不高。由于操作系统的原因（WINDOWS操作系统），PC机本身的稳定性也不高，对于视频监控来说不是很适合；7.若前端网络摄像机数量很多时，视频流集中传输至监控中心，所要占用的带宽和图像保存所需的超大存储设备，都是一笔极大的开支。其适用于以图像远传监看为目的的中小企业管理应用，监控强度不高，日常不需要录像保存，是最低的监控级别。目前成本较传统高许多。数字模拟相结合的方案（硬盘录像机）此类方案可以细分为三小类，一是数模结合“软组网”的方案，二是数模结合“集中监控”的方案，三是数模结合“软硬组网”方案。以下用POS-Watch硬盘录像机为例分别说明。数模结合“软组网”的方案硬盘录像机分散位于各不同区域（比如每栋大楼有一个机房，硬盘录像机位于其中，这样较为接近前端的视频源）。普通摄像机采集的视频信号（模拟信号）先进入硬盘录像机，在其中完成A/D转换，视频压缩和网络上传，录像文件保存在硬盘内。所有的硬盘录像机都接入网络，在监控中心配置一台或多台PC，通过PC来完成远程监控，录像在线回放，文件备份，云台镜头控制等功能。这个方案类似于网络摄像机的全数字化方案，差异是前端采用了普通摄像机以及录像保存在前端的硬盘录像机里，监控中心的PC不再进行录像存储。其优点为：1.数字视频未经以太网传输，直接保存在本地硬盘录像机的硬盘上，避免了网络误码、延时对视频质量的影响；2.硬盘录像机采用RTOS操作系统和JFS文件格式，设备本身的稳定性高，不死机，不受病毒侵害，是专用的视频录制设备。不同于普通PC机采用WINDOWS操作系统和FAT32文件格式，稳定性和安全性得不到保障；3.采用TI（德州仪器）的DSP微处理器来完成视频压缩，采用MPEG-4压缩格式，非常适合在网络上传输；4.前端采用普通摄像机（松下或索尼），采集的视频图像效果比网络摄像机好；5.网络用户采用点播的方式访问硬盘录像机，不会因为广播风暴而造成网络阻塞；6.视频录制分配由前端多台硬盘录像机完成，监控中心不再负担图像的记录，免除了中心超大存储设备的开支；7.前端不需要本地监控，可以设为无人值守站，可节省造价；8.中心查看录像文件，可直接在线回放，或先将录像下载到本地硬盘，回放录像的效果很有保证。其缺点为：1.由于以太网的误码率高，所以中心监看的画面质量得不到保证。因为网络延时，会造成一些滞后；2.带宽得不到保证。由于带宽不够，中心监看画面容易丢帧；3.在以太网上传播的视频都是经过压缩的（一般是采用MPEG-4的压缩方式），这是有损压缩，中心监看画面会有失真现象。其适用于对视频录像保存的质量要求较高，而对于监看的质量要求一般的场合，如监控和管理级别较少，以经济性为出发点的电力、公安、银行的专网集中监控项目。数模结合“集中监控”方案此方案中，硬盘录像机位于监控中心，所有的视频信号（模拟信号）通过视频线进入其中（如果距离比较远，可以利用光纤传输）。在其中完成A/D转换，视频压缩和网络上传，录像文件保存在硬盘内。监控画面输出到监控中心的电视墙，在监控中心配置一台PC用作录像回放，录像文件备份，重要画面的保存打印。其优点为：1.监控画面质量好。本方案的监控画面，图像未经压缩直接显示，因此监控画面完全无滞后，无拖尾，失真度低，未经裁减，清晰度高达640×480；2.录像文件保存在本地硬盘录像机的硬盘上，由于采用的是JFS文件格式，不同于WINDOWS操作系统采用的FAT/FAT32文件格式，不受病毒侵害，稳定性和安全性得到很高的保证；3.采用德州仪器的DSP和RTOS操作系统，设备本身的性能稳定，可靠性高，安全性好；4.本方案的实时监控不通过网络，所以不会受网络环境的影响（以太网本身有许多缺陷，比如带宽不足，误码性高，网络延时等）；5.采用普通摄像机（松下或索尼），采集的视频图像效果比网络摄像机好；6.所有主机都位于监控中心，方便管理和维护；7.系统控制通过专用键盘，一个键盘可灵活的操控多台主机，也可级联到其他分控点，主机的视频输出接口丰富，因此对造价要求不同的各种分控和显示输出应用，都有很好的适应性；8.主机具有网络传输的功能，可随时扩展网络分控，不受地点限制。其缺点为前端视频到监控中心采用模拟传输，距离和布点都有所限制，否则会加大造价支出。适用于监控点离监控中心距离较近，监控强度较高的安防监控需求；以保安集中监控管理为主要目的，其他部门分控管理为次要目的，如 智能大厦、酒店、商业广场、博物馆等建筑设施。数模结合“软硬组网”方案此方案中，硬盘录像机分散位于各不同区域，接近前端的视频源。普通摄像机采集的视频信号先进入硬盘录像机，完成A/D转换，录像保存，和本地分控。另外，每台硬盘录像机还原两路视频输出（一路为多画面组合，一路为单画面切换）通过模拟光端机接入监控中心，同时也接入局域网。在监控中心设控制键盘和电视墙，完成对下级各个区域的集中监视、云台镜头控制等。同时配置一台PC，完成录像在线回放，文件备份。网络端用户，通过多台PC来完成远程监控，录像在线回放，文件备份，云台镜头控制等功能。其优点为：1.本地分控和集中监控的画面质量都有很好的保证。无论分控中心还是监控中心，图像未经压缩直接显示，因此监控画面完全无滞后，无拖尾，失真度低，未经裁减，清晰度可达1024×768；2.录像文件保存在本地硬盘录像机的硬盘上，设备本身的性能稳定，可靠性高，安全性好，录像有保证； 3.监控中心可以完成对全部布点的监控，分控中心可完成本区域的监控，分控中心到监控中心仅传两路视频，节省了布线和成本造价；4.控制键盘可以级联，分控中心与监控中心可共享同一物理链路，节省布线成本，还可通过用户名设定和密码管理随时调整分控管理的范围；5.采用普通摄像机（松下或索尼），采集的视频图像效果比网络摄像机好；6.监控中心进行画面监视、云台镜头控制采用模拟方式，画质好，无延时。录像回查采用网络在线方式，免除二次录像的设备支出；7.本地分控中心较为接近前端的监控点，便于紧急事件发生时的快速响应，分解监控中心的日常监控强度；8.对日常监控强度不高又需全局监控的地点，设立网络集控， 对日常监控强度要求不高又需局部分控的地点，设网络分控。更高级的机型有多种画面组合，组合方式、切换次序、间隔时间都可作个性化设置。其缺点为布线复杂,适用于监控布点较为分散，离监控中心距离较远，出入口较多的工厂、学校、监狱、货场、智能小区监控，适应于多级别多用户管理的需求。日常监控强度较高的部分采用模拟方式，监控强度较低的部分采用数字方式。同时兼顾了造价和安防管理的需求。综上所述，以上四种方案各有优势和不足，主要应从保安监控实际要求和管理结构、网络状况考虑，对于安防和环境监控来说，监控和录像画面的质量是首要的，组网结构应随实际而变动。