分布式視頻監(jiān)控管理平臺(tái)VSP介紹
南京芯研通自動(dòng)化技術(shù)有限公司
2013年11月
1.VSP 介紹1
2.VSP系統(tǒng)架構(gòu)2
2.1平臺(tái)中的數(shù)據(jù)流向說明3
3.VSP平臺(tái)各組件介紹3
3.1管理服務(wù)器3
3.2NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)3
3.3解碼矩陣4
3.4控制客戶端軟件5
4.VSP2.0平臺(tái)參數(shù)描述5
5.具體應(yīng)用6
5.1小型監(jiān)控項(xiàng)目6
5.2中型監(jiān)控項(xiàng)目6
5.3大型監(jiān)控項(xiàng)目7
6.方案優(yōu)勢(shì)7
6.1跟DVR相比的優(yōu)勢(shì)7
6.2跟IPSAN+服務(wù)器方案相比的優(yōu)勢(shì)7
1. VSP 介紹
南京芯研通自動(dòng)化技術(shù)有限公司利用自身多年在監(jiān)控行業(yè)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多年自主研發(fā)，推出了分布式視頻監(jiān)控存儲(chǔ)管理平臺(tái)VSP（Video Surveillance Platform）。該平臺(tái)主要由管理服務(wù)器、NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)、解碼矩陣以及控制客戶端組成。
VSP平臺(tái)涵蓋了視頻監(jiān)控系統(tǒng)后端大部分軟硬件相關(guān)的產(chǎn)品（除了交換機(jī)、顯示器、線纜、不間斷電源等通用產(chǎn)品），包括視頻調(diào)閱，錄像管理，解碼上墻，用戶權(quán)限管理等監(jiān)控平臺(tái)相關(guān)內(nèi)容。因此，用戶在做好前端設(shè)備以及后端通用產(chǎn)品選型后，可以從VSP獲得一攬子后端解決方案。
VSP平臺(tái)具有下列特點(diǎn)：
1） 高穩(wěn)定性。基于成熟穩(wěn)定、經(jīng)過業(yè)界多年檢驗(yàn)并獲得大量好評(píng)的VspStone系統(tǒng)平臺(tái)軟件。
2） 高可靠性。可采用雙機(jī)熱備保護(hù)管理服務(wù)器的可靠性，NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)中采用冗余陣列算法，從而保證即使陣列中有硬盤損壞數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。各設(shè)備中的風(fēng)扇、電源等均采用熱插拔冗余部件。
3） 分布式。 NVR存儲(chǔ)和解碼矩陣均采用分布式架構(gòu)，當(dāng)前端路數(shù)或者電視墻需要擴(kuò)容的時(shí)候，只要在平臺(tái)中添加存儲(chǔ)或者解碼矩陣即可，無需對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造。
4） 高性能。不管是NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)還是解碼矩陣，均經(jīng)過具有多年經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)的多方面優(yōu)化，性能**。同時(shí)分布式的架構(gòu)設(shè)計(jì)也使得負(fù)載均衡得以實(shí)現(xiàn)，因此整個(gè)平臺(tái)中不存在性能瓶頸。
5） 易用性。NVR存儲(chǔ)和解碼矩陣即插即用，控制客戶端軟件界面友好，并可對(duì)設(shè)備統(tǒng)一配置和管理。平臺(tái)可以統(tǒng)一接受各設(shè)備的報(bào)警信息，并可以通過短信、Email、聲光報(bào)警等方式及時(shí)通知管理員。
6） 開放性。 VSP平臺(tái)采用開放架構(gòu)，可以集成對(duì)多個(gè)前端設(shè)備廠家的產(chǎn)品的支持。目前已經(jīng)可以支持海康、大華、朗馳、景陽、AXIS等主流廠商前端產(chǎn)品，同時(shí)還支持ONVIF標(biāo)準(zhǔn)的前端設(shè)備。對(duì)于未支持接入的前端產(chǎn)品，可以由用戶提供SDK，通過短時(shí)間的開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)支持。
7） 私密性。VSP的用戶管理可以跟UKey進(jìn)行綁定，并且可以指定視頻源進(jìn)行加密錄像。對(duì)于綁定了UKey的用戶，必須插入U(xiǎn)key并且輸入密碼之后才可以查看相應(yīng)權(quán)限的視頻源視頻個(gè)錄像。加密之后的錄像文件即使被拷貝，也無法播放。
8） 易集成。平臺(tái)可以提供軟件開發(fā)包接口，供其他監(jiān)控平臺(tái)調(diào)用并集成。VSP開發(fā)包軟件接口簡(jiǎn)潔方便，其他平臺(tái)廠商通過較短時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)接入。
2. VSP系統(tǒng)架構(gòu)
從系統(tǒng)架構(gòu)圖中可以看到，VSP涵蓋了視頻監(jiān)控項(xiàng)目后端的存儲(chǔ)、上墻、管理等部分（如圖中綠色部分）。
上圖中的管理服務(wù)器是整個(gè)平臺(tái)的大腦，主要負(fù)責(zé)配置信息的保存，并且在配置信息改變的時(shí)候通知對(duì)應(yīng)的設(shè)備。管理服務(wù)器的運(yùn)行要求極低，對(duì)性能幾乎沒有要求，可以采用穩(wěn)定可靠的低功耗設(shè)備。當(dāng)項(xiàng)目規(guī)模較小的時(shí)候，管理服務(wù)器可以和NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)集成在一起，當(dāng)項(xiàng)目規(guī)模較大的時(shí)候，管理服務(wù)器可以通過雙機(jī)熱備保證可靠性。
NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)根據(jù)管理服務(wù)器中的錄像計(jì)劃，從設(shè)定的前端設(shè)備（DVR/IPC/DVS）獲取碼流直接進(jìn)行保存，并同時(shí)提供碼流轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。
解碼服務(wù)器可以從NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)或者前端設(shè)備獲取碼流，進(jìn)行解碼，并且控制在電視墻上指定位置的顯示。
控制客戶端主要用于配置平臺(tái)中各個(gè)設(shè)備，同時(shí)也可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的瀏覽和查詢。
2.1 平臺(tái)中的數(shù)據(jù)流向說明
當(dāng)錄像的時(shí)候，碼流數(shù)據(jù)從前端發(fā)往NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)。如圖中紅色虛線所示。
當(dāng)解碼的時(shí)候，如果是錄像數(shù)據(jù)，解碼服務(wù)器從NVR存儲(chǔ)獲取碼流，如果是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置不同，解碼服務(wù)器可以從前端設(shè)備也可以從NVR轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)獲取碼流。如圖中黃色虛線所示。
當(dāng)控制程序（客戶端）查看實(shí)時(shí)視頻時(shí)，客戶端可以直接從前端設(shè)備或者NVR轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)獲取碼流，如果是查看錄像，則客戶端從NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)獲取碼流。如圖中紫色虛線所示。
3. VSP平臺(tái)各組件介紹
3.1 管理服務(wù)器
管理服務(wù)器主要用于對(duì)整個(gè)平臺(tái)中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，存儲(chǔ)系統(tǒng)以及解碼矩陣在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)自動(dòng)注冊(cè)到管理服務(wù)器，通過客戶端可以在平臺(tái)上添加刪除各種前端設(shè)備、存儲(chǔ)系統(tǒng)和解碼矩陣，當(dāng)配置信息發(fā)生變化的時(shí)候，管理服務(wù)器會(huì)通知相應(yīng)的設(shè)備和服務(wù)。
管理服務(wù)器中的配置可以進(jìn)行導(dǎo)入和導(dǎo)出，管理服務(wù)器甚至還可以用雙機(jī)方式來保證可靠性。
管理服務(wù)可以運(yùn)行在非常低端的設(shè)備上，比如基于ATOM芯片的服務(wù)器，甚至還可以集成在某一臺(tái)運(yùn)行的NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)中。
3.2 NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)
NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)基于成熟穩(wěn)定的VspStone網(wǎng)路存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件，采用分布式架構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)管理、錄像管理，并且集成了碼流轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：
1） 采用分布式架構(gòu)，可以做到負(fù)載均衡并且削減用戶成本。每臺(tái)NVR設(shè)備僅需要負(fù)責(zé)指定的前端設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和調(diào)閱，因此客觀上起到了負(fù)載均衡的作用。如果采用服務(wù)器掛接IPSAN方式，那么在前端設(shè)備成千上萬的時(shí)候，服務(wù)器會(huì)成為系統(tǒng)瓶頸，需要增加多臺(tái)服務(wù)器，從而增加了用戶的成本。
2） 存儲(chǔ)服務(wù)器按需購買，上線之后自動(dòng)注冊(cè)，即插即用。當(dāng)前端設(shè)備逐步增多的時(shí)候，只要增加NVR設(shè)備，簡(jiǎn)單設(shè)置后NVR設(shè)備即可自動(dòng)注冊(cè)到管理服務(wù)器從而接受統(tǒng)一管理。因此用戶的部署會(huì)非常方便。
3） 除了視頻監(jiān)控設(shè)備管理部分之外，存儲(chǔ)管理功能非常強(qiáng)大。可以提供陣列管理、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、詳細(xì)的日志記錄以及多種報(bào)警方式（蜂鳴器、郵件、短信等）等只有在**存儲(chǔ)設(shè)備才具備的專業(yè)的功能。目前市面上具備這些專業(yè)功能的NVR產(chǎn)品****。
4） 支持標(biāo)準(zhǔn)ONVIF協(xié)議前端設(shè)備。ONVIF作為國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)被越來越多的前端設(shè)備所支持。VSP支持ONVIF協(xié)議，因此對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備均可無縫支持。基本上可以做到即插即用。
5） 支持實(shí)時(shí)碼流轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于租用運(yùn)營商帶寬的項(xiàng)目來說，線路租用費(fèi)用是運(yùn)營成本的重要組成部分。通過在NVR上的碼流轉(zhuǎn)發(fā)，不僅可以解決前端嵌入式設(shè)備的處理能力不夠的問題（無法同時(shí)接入很多客戶端進(jìn)行訪問），同時(shí)還可以大大降低對(duì)線路帶寬的要求。
3.3 解碼矩陣
解碼矩陣同樣采用分布式架構(gòu)，矩陣啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)自動(dòng)注冊(cè)到管理服務(wù)器供用戶進(jìn)行任務(wù)布置，當(dāng)用戶通過管理服務(wù)器設(shè)置了每臺(tái)解碼矩陣的解碼任務(wù)之后，解碼矩陣會(huì)根據(jù)任務(wù)中的視頻源信息從NVR存儲(chǔ)或者前端設(shè)備獲取實(shí)時(shí)或者錄像碼流，播放到指定屏幕的指定位置。
解碼矩陣盡量采用硬件解壓，從而降低矩陣主機(jī)CPU利用率。支持平臺(tái)所支持的各種前端設(shè)備碼流的解碼。
即使采用軟解壓，一臺(tái)配置了I5 CPU的解碼矩陣也可以實(shí)現(xiàn)16路1080P/32路720P/64路D1的解碼（實(shí)際解碼能力跟碼流壓縮算法也有關(guān)系，一般來說，大廠商的前端設(shè)備壓縮的碼流在解碼的時(shí)候耗費(fèi)的計(jì)算相對(duì)較小，能夠解碼的碼流數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增加）。
大部分情況下，前端攝像頭的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于電視墻中的電視機(jī)數(shù)量，因此解碼矩陣支持輪巡方式播放視頻，可以按照用戶指定的時(shí)間間隔，在屏幕上的指定位置輪流播放指定的視頻源。
解碼矩陣支持多種顯示接口（HDMI、DVI、VGA），單臺(tái)設(shè)備可以支持多達(dá)4臺(tái)顯示設(shè)備（電視機(jī)、顯示器）。
解碼矩陣支持碼流自動(dòng)選擇，當(dāng)播放窗口較小的時(shí)候，采用子碼流播放，從而降低網(wǎng)絡(luò)流量，當(dāng)用戶放大該路圖像的時(shí)候，自動(dòng)選擇主碼流進(jìn)行播放，從而獲得更好的畫質(zhì)。
3.4 控制客戶端軟件
控制客戶端軟件主要用于對(duì)平臺(tái)設(shè)備進(jìn)行配置，可以按照廠家或者協(xié)議進(jìn)行前端設(shè)備搜索、批量添加前端設(shè)備，設(shè)置存儲(chǔ)錄像計(jì)劃以及解碼服務(wù)器的解碼任務(wù)，調(diào)閱和下載歷史視頻記錄，瀏覽前端實(shí)時(shí)視頻并且可以進(jìn)行云臺(tái)控制。
控制客戶端軟件可以在瀏覽器中（視頻瀏覽需要IE內(nèi)核）直接運(yùn)行，也可以采用專用的Windows客戶端軟件。
4. VSP2.0平臺(tái)參數(shù)描述
| NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù) |
| 網(wǎng)絡(luò)支持 | 支持固定IP/DHCP； 支持多塊網(wǎng)卡綁定為負(fù)載平衡和主備模式，支持MTU巨幀； 支持NFS/CIFS/HTTP/FTP訪問協(xié)議； 多網(wǎng)段之間橋接功能，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)預(yù)覽和調(diào)閱 |
| 存儲(chǔ)功能 | 支持磁盤陣列、卷組管理、邏輯卷管理；支持JBOD，RAID0，1，10，5，6 |
| 日志支持 | 系統(tǒng)日志，報(bào)警信息支持Email通知 |
| 系統(tǒng)監(jiān)測(cè) | 實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)、磁盤或陣列的狀態(tài)和使用情況、硬盤溫度等 |
| 視頻源 設(shè)備管理 | 支持海康、大華、朗馳、天視通、佳信捷、景陽的Linux SDK支持的系列硬盤錄像機(jī)、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備；
支持遵循ONVIF 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)； 采用開放結(jié)構(gòu)，其他廠商的設(shè)備支持也可通過統(tǒng)一接口添加； 所有前端設(shè)備的配置數(shù)據(jù)通過管理服務(wù)器統(tǒng)一管理，多NVR環(huán)境中可任意指定一臺(tái)NVR做為管理服務(wù)器； 配置數(shù)據(jù)可導(dǎo)入導(dǎo)出； |
| 視頻流轉(zhuǎn)發(fā) | 支持視頻流轉(zhuǎn)發(fā)功能（使用原廠格式不做轉(zhuǎn)碼處理） |
| 用戶管理 | 用戶賬戶數(shù)據(jù)通過管理服務(wù)器統(tǒng)一管理，分管理員、操作員兩種權(quán)限； |
| 錄像計(jì)劃 | 支持定時(shí)錄像、事件觸發(fā)錄像； |
| 實(shí)時(shí)錄像 | 支持監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并能把故障信息轉(zhuǎn)發(fā)到客戶端； 監(jiān)控設(shè)備掉線恢復(fù)后，可自動(dòng)從前端設(shè)備上下載掉線期間的錄像； 可以對(duì)指定前端的指定通道的錄像進(jìn)行加密，加密之后的文件即使被拷貝也無法播放 |
| 實(shí)時(shí)瀏覽 | 通過Web頁面可以瀏覽前端設(shè)備實(shí)時(shí)視頻 對(duì)加密通道的圖像必須授權(quán)才能產(chǎn)看 |
| 錄像調(diào)閱 | 通過Web頁面可以查詢和調(diào)閱歷史視頻 對(duì)加密通道的圖像必須授權(quán)才能產(chǎn)看 |
| 管理方式 | 支持Web頁面管理(基于SSL的**連接)； 支持Windows客戶端軟件管理； 提供SDK二次開發(fā)接口； |
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| 控制客戶端軟件參數(shù) |
| 操作系統(tǒng) | Windows系列操作系統(tǒng) |
| 存儲(chǔ)管理 | 存儲(chǔ)參數(shù)設(shè)置、刪除策略設(shè)置、存儲(chǔ)狀態(tài)監(jiān)控；可同時(shí)管理多臺(tái)NVR； |
| 設(shè)備管理 | 增加、刪除、修改設(shè)備信息（設(shè)備名稱、IP地址、端口號(hào)、用戶名、密碼、通道數(shù)等），通道名稱可自定義；設(shè)備參數(shù)設(shè)置；視頻通道預(yù)覽 |
| 用戶管理 | 增加、刪除、修改用戶，設(shè)置權(quán)限，用戶可以與USB key綁定。 |
| 電子地圖 | 用戶自定義地圖（圖片格式） 設(shè)備拖放到地圖指定位置 地圖窗口和視頻窗口可以分屏顯示 雙擊地圖上攝像機(jī)可以打開對(duì)應(yīng)視頻 報(bào)警時(shí)地圖上對(duì)應(yīng)攝像機(jī)閃爍 |
| 錄像檢索、調(diào)閱 | 可根據(jù)時(shí)間段、視頻源進(jìn)行檢索；可遠(yuǎn)程播放選定的錄像； 支持同時(shí)播放多個(gè)通道的錄像；支持同時(shí)播放同一通道的不同錄像； 可下載選定的錄像；可同時(shí)下載多個(gè)錄像； 可以對(duì)指定前端的指定通道的錄像進(jìn)行加密 對(duì)加密通道的圖像必須授權(quán)才能產(chǎn)看 |
| 錄像計(jì)劃 | 增加、修改、刪除錄像計(jì)劃和下載計(jì)劃； |
| 實(shí)時(shí)瀏覽 | 根據(jù)設(shè)定從前端或者NVR拉取實(shí)時(shí)視頻流進(jìn)行顯示 支持直接拖放顯示 對(duì)加密通道的錄像必須授權(quán)才能查看 |
| 日志 | 用戶操作日志查看、下載； |
| 解碼矩陣軟件參數(shù) |
| 操作系統(tǒng) | Windows系列操作系統(tǒng) |
| 視頻流輸入方式 | 千兆網(wǎng)絡(luò) |
| 圖像顯示接口 | 支持HDMI、DVI、VGA，每臺(tái)矩陣可以支持多顯示器 |
| 遠(yuǎn)程控制 | 多臺(tái)解碼矩陣可以經(jīng)由統(tǒng)一的管理服務(wù)器進(jìn)行調(diào)度，調(diào)度任務(wù)在控制客戶端上設(shè)置，支持輪巡，以及多種布局方式 |
| 解碼方式 | 自動(dòng)選擇軟解和硬解方式，盡量利用顯卡GPU進(jìn)行解碼 |
| 碼流選擇 | 多畫面時(shí)自動(dòng)選擇子碼流進(jìn)行解碼顯示，放大時(shí)采用主碼流解碼 |
5. 具體應(yīng)用
5.1 小型監(jiān)控項(xiàng)目
如果采用模擬前端，一般用戶會(huì)直接采用DVR，這種方案的成本較低，但是無法提供數(shù)據(jù)冗余保護(hù)。
如果采用數(shù)字前端，一些用戶會(huì)在一臺(tái)服務(wù)器或者PC機(jī)上安裝前端廠商提供的免費(fèi)管理軟件，數(shù)據(jù)直接保存在安裝管理軟件的這臺(tái)機(jī)器的硬盤上。
如果需要數(shù)據(jù)冗余保護(hù)以及專業(yè)的存儲(chǔ)管理和視頻監(jiān)控管理，則可以使用基于VSP的NVR產(chǎn)品，此時(shí)管理服務(wù)器以及解碼矩陣都可以集成在NVR存儲(chǔ)系統(tǒng)中。
5.2 中型監(jiān)控項(xiàng)目
中型監(jiān)控項(xiàng)目一般都需要中心集中存儲(chǔ)以及解碼上墻功能，這時(shí)候可以使用VSP平臺(tái)。用戶可以按需購買設(shè)備，在前端設(shè)備增加之后，繼續(xù)購買的NVR設(shè)備以及解碼矩陣，可以非常方便的部署并且融入到統(tǒng)一集中管理。
5.3 大型監(jiān)控項(xiàng)目
大型項(xiàng)目一般需要比較專業(yè)的視頻監(jiān)控平臺(tái)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)平臺(tái)、上墻控制以及多級(jí)管理等功能。目前版本的VSP并不具備報(bào)警聯(lián)動(dòng)以及多級(jí)管理等，此時(shí)可以向客戶提供VSP平臺(tái)的SDK，由集成商或者平臺(tái)廠商將NVR集成到大平臺(tái)中。
6. 方案優(yōu)勢(shì)
6.1 跟DVR相比的優(yōu)勢(shì)
一般價(jià)格低廉的DVR都無法實(shí)現(xiàn)冗余陣列保護(hù)，并且無法進(jìn)行集中存儲(chǔ)，其集中管理也需要借助平臺(tái)軟件來實(shí)現(xiàn)。
基于VSP2.0的NVR則實(shí)現(xiàn)了多種冗余陣列保護(hù)，并且具備專業(yè)的存儲(chǔ)管理界面，也可以非常方便的部署實(shí)現(xiàn)中心集中存儲(chǔ)。
隨著前端設(shè)備的數(shù)字化，DVR的市場(chǎng)正在逐步被NVR蠶食。因此新上的項(xiàng)目或者老的項(xiàng)目改造，采用NVR方案的會(huì)越來越多。
6.2 跟IPSAN+服務(wù)器方案相比的優(yōu)勢(shì)
服務(wù)器+IPSAN的方案需要用戶額外支出服務(wù)器成本，并且在前端設(shè)備非常多的情況下，服務(wù)器會(huì)成為性能瓶頸。
相比而言，VSP平臺(tái)中的NVR集成了中間服務(wù)器功能，因此大大降低了用戶的成本，同時(shí)由于NVR直接管理前端設(shè)備，可以做到負(fù)載均衡，因此系統(tǒng)也不存在性能瓶頸。