什么叫數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)？
什么叫數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)？
數(shù)字監(jiān)控（DVR） 系統(tǒng)簡介
數(shù)字硬盤錄像機簡稱 DVR （ Digital Video Recorder ） . 隨著數(shù)字化進步的浪潮不斷深入人心， DVR 已經(jīng)成為新世紀(jì)數(shù)字化安防的新寵兒， DVR 應(yīng)用已經(jīng)從最初的金融領(lǐng)域發(fā)展到交通、公安、環(huán)境、智能建筑、廣場、機房、考場等等各種應(yīng)用場所，只要是想利用圖像和聲音進行監(jiān)控的場所就會想到 DVR 系統(tǒng)。 DVR 已經(jīng)成為視頻監(jiān)控領(lǐng)域一個炙手可熱的產(chǎn)品，成為當(dāng)前安防產(chǎn)品中的一個亮點。
從 80 年代國外模擬監(jiān)控產(chǎn)品搶灘中國大陸市場之后， 20 年間，幾乎是國外品牌與產(chǎn)品的一統(tǒng)天下，盡管有一些民族企業(yè)參與這一行業(yè)的競爭，但一直沒有機會形成民族品牌的主流。隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，安防領(lǐng)域全面進行數(shù)字化改造，自 2000 年以來，數(shù)字化安防市場得到了飛速的發(fā)展，國內(nèi)誕生了一批新興的數(shù)字化監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，其中以數(shù)字化安防產(chǎn)品為代表的 DVR 生產(chǎn)企業(yè)迅速崛起，在短短幾年時間里面，將數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到各行各業(yè)，為社會的穩(wěn)定和安定團結(jié)做出了積極的貢獻，同時也使原有的監(jiān)控市場發(fā)生了根本性的變化，模擬監(jiān)控產(chǎn)品逐步退出市場， DVR 作為數(shù)字化安防工程中的主要組成部份被廣泛地應(yīng)用，民族品牌產(chǎn)品逐步占據(jù)市場主要份額。
從行業(yè)的整體上來說，市場需求的是一體化的數(shù)字多媒體監(jiān)控系統(tǒng)，按照用戶的安防要求，結(jié)合自身的人防，形成滿足實際需要的安全防范體系，實現(xiàn)視音頻的監(jiān)視、控制和記錄存儲。 DVR 產(chǎn)品在市場的推廣過程中被部分生產(chǎn)廠家超前地定格為萬能的數(shù)字監(jiān)控核心。但是 DVR 的核心問題只是解決視頻的數(shù)字化壓縮和存儲，對 “ 控 ” 的內(nèi)容相對比較欠缺。在實際應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)中 DVR 更多起到的是取代傳統(tǒng)模擬錄像機的作用，目前的 DVR 技術(shù)水平處于數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的初級階段。
DVR 發(fā)展至今，各廠家針對安防行業(yè)的切實需要以及不同場所特殊應(yīng)用所提出的技術(shù)改進及解決方案可謂百花齊放，從 M-JPEG 、 MPEG-2 到熱門的 MPEG-4 、 H.264 壓縮技術(shù)，從軟壓縮到硬壓縮，視頻路數(shù)的不斷增加（ 4 、 9 、 16 、 32 等），系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能等，令人眼花撩亂。 DVR 產(chǎn)品隨著各種不同的應(yīng)用環(huán)境，開發(fā)出不同系列的產(chǎn)品 . 市面上各種品牌、型號繁多，功能特性各異 DVR ，但總的來說，按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：基于 PC 架構(gòu)的 PC 式 DVR 和脫離 PC 架構(gòu)的嵌入式 DVR 。
PC 式 DVR
這種架構(gòu)的 DVR 以傳統(tǒng)的 PC 機為基本硬件，以 Win98 、 Win2000 、 WinXP （也有少量的使用 Linux ）為基本軟件，配備圖像采集或圖像采集壓縮卡，編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。 PC 機是一種通用的平臺， PC 機的硬件更新?lián)Q代速度快，因而 PC 式 DVR 的產(chǎn)品性能提升較容易，同時軟件修正、升級也比較方便。 PC 式 DVR 還可細(xì)分如下：
⑴ 、工控機 PC DVR
工控機 PC DVR 采用工控機箱，可以抵抗工業(yè)環(huán)境的惡劣和干擾。采用 CPU 工業(yè)集成卡和工業(yè)底板，可以支持較多的視音頻通道數(shù)以及更多的 IDE 硬盤。當(dāng)然其價格也是一般的商用 PC 的兩三倍。它常應(yīng)用于各種重要場合和需要通道數(shù)較多的情況。
⑵ 、商用機 PC DVR
商用機 PC DVR 一般也采用工控機箱，用以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，視音頻路數(shù)較少的也有使用普通商用 PC 機箱的。它采用通用的 PC 主板，及各種板卡來滿足系統(tǒng)的要求。其價格便宜，對環(huán)境的適應(yīng)性好。它常應(yīng)用于各種一般場合，其圖像通道數(shù)一般少于 24 路。
⑶ 、服務(wù)器 PC DVR
服務(wù)器 PC DVR 采用服務(wù)器的機箱和主板等，其系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性也比前兩者有很大的提高。常常具有 UPS 不間斷電源和海量的磁盤存儲陣列，支持硬盤熱拔插功能。它可以長期 24 小時 ×7 天的連續(xù)不間斷運行。它常應(yīng)用于監(jiān)控通道數(shù)量大，監(jiān)控要求非常高的特殊應(yīng)用部門。
PC DVR 產(chǎn)品的問題主要有：
穩(wěn)定性差 DVR 軟件與 PC 硬件、 WINDOWS 操作系統(tǒng)不兼容以及 WINDOWS 操作系統(tǒng)自身的不完善，很容易造成系統(tǒng)死機。
PC DVR 產(chǎn)品操作及維護需要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，而操作系統(tǒng)有時還會 “ 沖掉 ” 一些系統(tǒng)配置及軟件，這就使維護工作難度大。
PC DVR 的數(shù)據(jù)存儲及操作系統(tǒng)均在硬盤中，無論如何加密，均可以從 PC 的底層進入系統(tǒng)，對已記錄的圖像文件進行刪改。如果 PC 的硬盤零道發(fā)生了故障，整個硬盤甚至整個系統(tǒng)均要癱瘓，因此數(shù)據(jù)的可靠性下降。
WINDDOWS 操作系統(tǒng)的抗入侵能力非常差，一旦操作系統(tǒng)遭到破壞（如病毒入侵等），整個的 PC DVR 會受到嚴(yán)重影響，甚至系統(tǒng)崩潰。
PC DVR 的板卡均是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，質(zhì)量可以保證，但在組裝為 DVR 產(chǎn)品時卻很難做到規(guī)范化批量生產(chǎn)，所以整機的質(zhì)量也難以確保。
PC 機各類配件的發(fā)展非常快， 1 ～ 2 年原有產(chǎn)品就會淘汰，這對于只有長期使用才能體現(xiàn)性價比優(yōu)勢的 DVR 產(chǎn)品來說， PC DVR 的維護費用較高，同時 PC 的板卡均不是生產(chǎn) DVR 產(chǎn)品的廠家自已設(shè)計生產(chǎn)的，對其產(chǎn)品長期進行維修的保障可靠度較低。
PC DVR 的優(yōu)點在于：
n 存儲空間較大（容易擴展存儲硬盤），適宜長時間錄像。
n 良好的人機接口和文件管理等，通過鼠標(biāo)、鍵盤只要用過計算機的人都可以很好地進行操作；
n 軟、硬件升級比較容易，產(chǎn)品更新快。
維修成本比較低，一般的故障都可以通過更換部件進行維修，整機不會報廢。
嵌入式 DVR
首先必須了解什么是嵌入式系統(tǒng)。我們可以這樣定義：嵌入式系統(tǒng)一般指非 PC 系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱為計算機的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的微型專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件融于一體，類似于 PC 中 BIOS 的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的應(yīng)用。
嵌入式 DVR 就是基于嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，它采用專用芯片對圖像進行壓縮及解壓回放，嵌入式操作系統(tǒng)主要是完成整機的控制及管理。此類產(chǎn)品沒有 PC DVR 那么多的模塊和多余的軟件功能，在設(shè)計制造時對軟、硬件的穩(wěn)定性進行了針對性的規(guī)劃，因此此類產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，不會有死機的問題產(chǎn)生，而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質(zhì)上都有較大的改善，就功能來說絲毫不比 PC DVR 遜色。
PC DVR 各種功能的實現(xiàn)都依靠各種板卡來完成，比如視音頻壓縮卡、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡等，這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問題，不能用于工業(yè)控制領(lǐng)域，只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。嵌入式 DVR 系統(tǒng)建立在一體化的硬件結(jié)構(gòu)上，整個視音頻的壓縮、顯示、網(wǎng)絡(luò)等功能全部可以通過一塊單板來實現(xiàn)，大大提高了整個系統(tǒng)硬件的可靠性和穩(wěn)定性。
業(yè)內(nèi)對于嵌入 DVR 也存在一些理解上的誤區(qū)，由于當(dāng)前很多公司的嵌入 DVR 方案都是基于 Philips 公司提供的 TriMedia 1300 和 pSOS 操作系統(tǒng)，因此業(yè)內(nèi)就誤認(rèn)為嵌入式處理器就是 TriMedia 1300 ，嵌入式操作系統(tǒng)就是 pSOS ，從而有些文章就把檢測嵌入 DVR 的標(biāo)準(zhǔn)定位為是否采用了 TriMedia 和 pSOS 。其實嵌入式處理器很多，如：摩托羅拉的 68K 、 ColdFire 、 860 、 8260 ，以 ARM 為內(nèi)核的各種 ARM 處理器， IBM 的 PowerPC 系列， TI 的 DSP 處理器，常見的 MCS51 單片機等都屬于嵌入式處理器；嵌入式操作系統(tǒng)也有很多，如： WindRiver 公司的 VxWorks 、 pSOS ， ATI 公司的 Nucleus ，微軟的 WinCE ，開放源碼的嵌入 Linux 等。
嵌入式 DVR 當(dāng)前的現(xiàn)狀是擁有自主開發(fā)能力的公司極少，其技術(shù)門檻和資金門檻都比較高，一般小型公司都無低層嵌入開發(fā)能力，通常只能采用國外一些低檔的方案，受原方案限制，而致靈活性不夠，無法滿足客戶多樣化需求，有的無網(wǎng)絡(luò)功能，有的有網(wǎng)絡(luò)功能但不強。
嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計難度通常都更高，但是它為用戶提供了以下好處：
? 易于使用，無需具有 PC 操作技能；嵌入 DVR 的操作一般通過面板按鍵或遙控器進行操作，只要會使用 DVD/VCD 等家電就會使用嵌入 DVR ，不需要學(xué)會如何移動鼠標(biāo)、雙擊鼠標(biāo)等復(fù)雜的計算機操作。
? 系統(tǒng)穩(wěn)定性高，軟件容錯能力更強，無需專人管理。嵌入式 DVR 采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，視頻監(jiān)視、壓縮、存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ芗械揭粋€體積較小的設(shè)備內(nèi)，系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，所以無需專人管理，適合于無人值守的環(huán)境；
? 軟件固化在 FLASH/EPROM 中，不可修改，可靠性高。 PC DVR 的軟件一般都安裝在硬盤上，系統(tǒng)的異常關(guān)機都可能造成系統(tǒng)文件被破壞或者系統(tǒng)硬盤被損壞，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰，可靠性很差。嵌入 DVR 的軟件固化在 FLASH/EPROM 中，沒有系統(tǒng)文件被破壞及硬盤損壞的可能，可靠性很高。
? 使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，系統(tǒng)開關(guān)機快。 PC DVR 使用的桌面操作系統(tǒng) Windows 、 Linux 等，由于其操作系統(tǒng)的內(nèi)核比較龐大，都需要較長的開關(guān)機時間。嵌入 DVR 采用內(nèi)核可裁剪的嵌入式實時操作系統(tǒng)，其內(nèi)核最小可達到幾十 K 字節(jié)，整個系統(tǒng)內(nèi)核的加載以及設(shè)備的初始化可以在短短幾秒內(nèi)完成，同時無需對系統(tǒng)文件進行保護，關(guān)機可以在 1 ～ 2 秒內(nèi)完成。
? 軟硬件成本低。嵌入 DVR 采用一體化的硬件結(jié)構(gòu)，無需像 PC DVR 那樣要購買顯卡、內(nèi)存等設(shè)備，硬件成本比 PC DVR 低。軟件采用專用的嵌入式操作系統(tǒng)，用戶不需要支付該部分費用（設(shè)備供應(yīng)商將該部分費用列入開發(fā)成本），而 PC DVR 如果采用正版的 Windows 系統(tǒng)這部分費用將在 2000 元以上，如果使用盜版操作系統(tǒng)，使用者可能還要面臨微軟公司的侵犯知識產(chǎn)權(quán)的法律訴訟。
? 機械尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。嵌入 DVR 的硬件采用一體化設(shè)計，不同于 PC DVR 插卡式的結(jié)構(gòu)；整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
