合肥三訊科技有限公司? 14年安防監(jiān)控智能化項目經(jīng)驗

? ? ? ?近年來，隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像信號的數(shù)字化和處理變得比較普遍，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進行動態(tài)監(jiān)測和現(xiàn)場監(jiān)控都已成為現(xiàn)實，而且具有相當(dāng)高的靈敏度和可靠性。視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應(yīng)用于金融系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、公安系統(tǒng)、教育系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。正是在這樣的背景下，作為一名弱電從業(yè)者掌握一些相關(guān)知識還是有必要的。

　　一.網(wǎng)絡(luò)攝像頭如何選擇

　　IPC(即網(wǎng)絡(luò)攝像機)可以與路由器、交換機、NVR(網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機)等設(shè)備組建成為監(jiān)控系統(tǒng)。不同的應(yīng)用場景對IPC的要求可能不同，以下將給出IPC在實際應(yīng)用中可能帶來差異化體驗的規(guī)格參數(shù)，請結(jié)合實際需求進行選擇。

　　1、IPC類型

　　按品牌分類，IPC品牌有很多，海康威視，大華，中維世紀(jì)，宇視等等。

　　按外形PC主要分為三種：球機筒型和半球型。其中筒型比較常見，室內(nèi)外通用;半球型一般用于室內(nèi)，體積較小，可以壁掛或吸頂式安裝。

　　筒型又稱槍機

　　半球型

　　2、供電方式

　　IPC都支持DC直流電源供電，部分IPC支持標(biāo)準(zhǔn)PoE供電，連接PoE交換機或PoE網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機即可供電，施工和維護更加簡單方便。

　　非PoE供電：每個攝像頭需要電線、網(wǎng)線、PVC套管、插座、安防電源……安裝復(fù)雜，維護不易。

　　PoE供電：一個攝像頭一條網(wǎng)線，數(shù)據(jù)、電力同時傳輸，簡單方便。

　　3、鏡頭焦距

　　IPC鏡頭焦距有2.8mm/4mm/6mm/8mm/12mm等多種，每個產(chǎn)品系列均可以選擇鏡頭焦距，可以滿足室內(nèi)外各種環(huán)境的拍攝需求。一般來說，焦距越大，視場角越小，而監(jiān)控距離越遠。

　　放到實際使用場景中，2.8mm焦距適用于電梯、樓梯等較為狹小的環(huán)境，4mm適用于會議室、商店稍大一些的場景等，而停車場、工廠車間、庭院等更開闊的地方則可以選用6mm以上的鏡頭;具體選擇可以根據(jù)需要而定。

　　不同場所的鏡頭選擇

　　4、分辨率

　　對于監(jiān)控攝像機來說，清晰度很關(guān)鍵。眾所周知，攝像機的分辨率越大、傳感器像素越高，拍出來的圖像就越清晰。

　　IPC的傳感器像素規(guī)格有好幾種，常見的有100萬、130萬、200萬和300萬，對應(yīng)的分辨率如下表：

　　像素與分辨率對照表

　　那么，是不是分辨率越高就越好呢?

　　確實，分辨率、像素較高的攝像機，拍出來的效果也會較好，但是，它所占用的帶寬和內(nèi)存空間也會更大，同樣大小的硬盤所能錄下的時間也就越短。

　　以6TB硬盤為例，4路H264 100萬的攝像頭能錄像72天，但是如果換成4路H264 200萬的只能錄像36天。更高像素的錄像天數(shù)更少。

　　所以，選擇攝像頭的分辨率時，在追求清晰度的時候也要考慮存儲問題，挑選自己適用的即可。當(dāng)然，結(jié)合定時錄像和移動偵測錄像，硬盤存儲的實際有價值監(jiān)控錄像的時間會更長。硬盤容量和監(jiān)控時間的計算方法請參考硬盤選擇。

　　5、夜視距離

　　要想夜晚監(jiān)控也到位，就得用夜視效果好的IPC。夜視距離主要由紅外燈數(shù)量決定。單燈的夜視距離為30米，雙燈的夜視距離為50米。還有四燈的六燈的等等

　　普通攝像頭夜視效果

　　不過現(xiàn)在好多品牌的IPC都出了星光級，白天和夜晚都是全彩。

　　夜晚全彩

　　6、編碼標(biāo)準(zhǔn)

　　IPC和NVR支持的編碼標(biāo)準(zhǔn)有兩種：H.264和H.265，后者為新一代編碼標(biāo)準(zhǔn)，可以在不損失圖像質(zhì)量的同時，將視頻大小壓縮至前者的一半，就是我們所說的存儲減半。在帶寬相同的情況下，H.265可以傳輸更加高清的視頻。

　　兩者對比

　　二.硬盤的選擇(含NVR的選擇)

　　1.硬盤分類

　　硬盤按接口分，有IDE、SCSI、SATA三種。我們經(jīng)常使用的是SATA

　　SATA接口

　　按容量現(xiàn)在常用的有1TB,2TB,3TB,4TB,6TB,8TB的等等

　　品牌有西數(shù)，希捷，東芝，三星等等

　　按使用方式，還可以分為，普通硬盤，企業(yè)級，服務(wù)器級，還有監(jiān)控專用硬盤。針對監(jiān)控的環(huán)境特殊性，監(jiān)控專用硬盤具有，轉(zhuǎn)速低，緩存大的特點，比普通硬盤更耐用。

　　2.監(jiān)控存儲計算方法

　　安防監(jiān)控視頻存儲中，一個很重要的問題就是硬盤能錄多久的監(jiān)控視頻?要保留30天的監(jiān)控需要多大的硬盤容量?一天能錄制多大的視頻?在解釋這些問題之前，我們先了解以下信息：

　　IPC碼率

　　攝像機的碼率即監(jiān)控視頻流的帶寬，分為主碼流和子碼流，主碼流用來存儲，子碼流一般用來預(yù)覽。在不同分辨率/幀率以及畫面效果時碼率大小有所差異，默認(rèn)情況下1080P的攝像頭主碼率為4M，720P的主碼率為2M。

　　硬盤容量

　　即硬盤的存儲空間大小，1T=1024G，1G=1024M，一般監(jiān)控硬件的存儲容量超過1T。需要注意的是，硬盤實際可用于存儲視頻的容量為總?cè)萘康?0%，即容量系數(shù)為0.9。

　　監(jiān)控路數(shù)

　　需要錄像的監(jiān)控攝像機數(shù)量，如6個攝像機需要保存錄像，則為6路。

　　計算方法：

　　單日錄像大小=主碼流(M)÷8×3600(秒)×24(小時)×通道數(shù)÷1024

　　錄像天數(shù)=硬盤容量(G)×1024×系數(shù)×8÷3600(秒)÷24(時)÷主碼流(M)÷通道數(shù)

　　如：1個1080P攝像頭，4M主碼流的一天視頻大小：4÷8×3600×24×1=43200M≈42GB

　　以下，我們按照上述計算方法，我們列出常見網(wǎng)絡(luò)情況下硬盤使用情況：

　　對照表

　　2TB=2048GB，實際存儲大小≈2048×0.9=1843GB

　　說明：實際工程環(huán)境中，可能是多種類型的攝像機組合使用，計算方法類似。

　　PS:H265存儲減半

　　3.錄像機NVR的選擇

　　確定好攝像頭和硬盤的選擇，接下來就該選擇錄像機NVR了，

　　a.錄像機NVR的分類

　　按品牌分，有海康，大華，中維等等

　　按可接攝像頭的數(shù)量，可分為4路，8路，16路，25路，32路 ，64路等等

　　按可裝硬盤的數(shù)量，分為單盤位，雙盤位，四盤位，八盤位等等

　　按錄像格式，分為H264和H265，H265向下兼容H264。

　　錄像機NVR

　　b.如何選擇NVR

　　首先確定攝像頭的品牌，像素多少，是H264還是H265。確定使用數(shù)量

　　根據(jù)客戶錄像天數(shù)要求確定硬盤使用數(shù)量，

　　根據(jù)攝像頭和硬盤的數(shù)量選擇相應(yīng)的錄像機

　　PS：要注意NVR單個盤位支持硬盤的大小，以免出現(xiàn)硬盤容量過大，該盤位不支持的情況

　　攝像頭如果要是H265格式的，NVR也得選擇H265格式的。否則存儲不會減半

　　選擇NVR的時候，還要看支持高清和全高清的路數(shù)，以免后期NVR出現(xiàn)資源不足的情況

　　還有同品牌的IPC最好選擇同品牌的NVR，這樣兼任性更好

　　三.監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)如何選擇交換機

　　1、交換機重要參數(shù)

　　背板帶寬

　　背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬。一臺交換機的背板帶寬越高，處理數(shù)據(jù)的能力就越強。

　　背板帶寬計算方法：端口數(shù)*端口速度*2=背板帶寬，以華為S1724G為例，該款交換機有24個千兆口。背板帶寬=24*1000*2/1000=48Gbps。

　　背板帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬，那么交換設(shè)備在背板帶寬上是線速的，也稱無阻塞。

　　轉(zhuǎn)發(fā)性能(各端口包轉(zhuǎn)發(fā)率之和)

　　包轉(zhuǎn)發(fā)率，也稱端口吞吐量，是指路由器在某端口進行的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，單位通常使用pps(包每秒)來衡量。一般來講，低端的路由器包轉(zhuǎn)發(fā)率只有幾K到幾十Kpps，而高端路由器則能達到幾十Mpps(百萬包每秒)甚至上百Mpps。

　　包轉(zhuǎn)發(fā)率的計算方法：滿配置千兆端口數(shù)×1.488Mpps+滿配置百兆端口數(shù)×0.1488Mpps=包轉(zhuǎn)發(fā)率

　　以華為S2700-26TP-SI為例，該交換機有24個百兆口，兩個千兆上聯(lián)口。包轉(zhuǎn)發(fā)率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。

　　整機轉(zhuǎn)發(fā)率≤標(biāo)稱包轉(zhuǎn)發(fā)率，那么交換設(shè)備在整機轉(zhuǎn)發(fā)上是線速的，也稱無阻塞。

　　二、交換機選型建議

　　對于一套大中型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)其交換機配置一般由接入層、匯聚層、核心層三部分組成。

　　接入交換機

　　接入層：

　　可選擇8路或16路普通百兆交換機，建議接入交換機上攝像機數(shù)量控制在6-10臺。

　　我們常用的交換機的實際帶寬是理論值的50%-70%，所以一個百兆口的實際帶寬在50M-70M。4M*12=48M，因此建議一臺百兆接入交換機最大接入12臺720P網(wǎng)絡(luò)攝像機。同時考慮目前網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控采用動態(tài)編碼方式，攝像機碼流峰值可能會超過4M帶寬，同時考慮帶寬冗余設(shè)計，因此一臺百兆接入交換機控制在8臺以內(nèi)時最好的，超過8臺建議采用千兆口。

　　匯聚交換機

　　匯聚層：

　　性能比接入交換機要求要高，可選擇帶千上傳口的二層交換機。該交換機百兆口與接交換機相連，千兆口與監(jiān)控中心核心交換機連匯聚交換機上攝像機數(shù)量應(yīng)控制在30臺左右。

　　以720P網(wǎng)絡(luò)攝像機4M碼流計算，前端每臺接入層交換機上有6臺720P網(wǎng)絡(luò)攝像機，該匯聚交換機下聯(lián)5臺接入層交換機。該匯聚層交換機下總帶寬為4M*6*5=120M，因此匯聚交換機與核心交換機級聯(lián)口應(yīng)選千兆口。

　　核心交換機

　　核心層：

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　　核心交換機是整個數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的核心，下聯(lián)匯聚交換機，上聯(lián)視頻監(jiān)控平臺，存儲服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備，建議選擇三層全千兆核心交換機，攝像機數(shù)量超過150臺考慮三層萬兆核心交換機。