分布式視頻監(jiān)控管理平臺VSP介紹
南京芯研通自動化技術有限公司
2013年11月
1.VSP 介紹1
2.VSP系統(tǒng)架構2
2.1平臺中的數(shù)據(jù)流向說明3
3.VSP平臺各組件介紹3
3.1管理服務器3
3.2NVR存儲系統(tǒng)3
3.3解碼矩陣4
3.4控制客戶端軟件5
4.VSP2.0平臺參數(shù)描述5
5.具體應用6
5.1小型監(jiān)控項目6
5.2中型監(jiān)控項目6
5.3大型監(jiān)控項目7
6.方案優(yōu)勢7
6.1跟DVR相比的優(yōu)勢7
6.2跟IPSAN+服務器方案相比的優(yōu)勢7
1. VSP 介紹
南京芯研通自動化技術有限公司利用自身多年在監(jiān)控行業(yè)的項目經(jīng)驗，經(jīng)過多年自主研發(fā)，推出了分布式視頻監(jiān)控存儲管理平臺VSP（Video Surveillance Platform）。該平臺主要由管理服務器、NVR存儲系統(tǒng)、解碼矩陣以及控制客戶端組成。
VSP平臺涵蓋了視頻監(jiān)控系統(tǒng)后端大部分軟硬件相關的產(chǎn)品（除了交換機、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，用戶權限管理等監(jiān)控平臺相關內(nèi)容。因此，用戶在做好前端設備以及后端通用產(chǎn)品選型后，可以從VSP獲得一攬子后端解決方案。
VSP平臺具有下列特點：
1） 高穩(wěn)定性。基于成熟穩(wěn)定、經(jīng)過業(yè)界多年檢驗并獲得大量好評的VspStone系統(tǒng)平臺軟件。
2） 高可靠性。可采用雙機熱備保護管理服務器的可靠性，NVR存儲系統(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)也不會丟失。各設備中的風扇、電源等均采用熱插拔冗余部件。
3） 分布式。 NVR存儲和解碼矩陣均采用分布式架構，當前端路數(shù)或者電視墻需要擴容的時候，只要在平臺中添加存儲或者解碼矩陣即可，無需對原系統(tǒng)進行改造。
4） 高性能。不管是NVR存儲系統(tǒng)還是解碼矩陣，均經(jīng)過具有多年經(jīng)驗的研發(fā)團隊的多方面優(yōu)化，性能**。同時分布式的架構設計也使得負載均衡得以實現(xiàn)，因此整個平臺中不存在性能瓶頸。
5） 易用性。NVR存儲和解碼矩陣即插即用，控制客戶端軟件界面友好，并可對設備統(tǒng)一配置和管理。平臺可以統(tǒng)一接受各設備的報警信息，并可以通過短信、Email、聲光報警等方式及時通知管理員。
6） 開放性。 VSP平臺采用開放架構，可以集成對多個前端設備廠家的產(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，同時還支持ONVIF標準的前端設備。對于未支持接入的前端產(chǎn)品，可以由用戶提供SDK，通過短時間的開發(fā)，從而實現(xiàn)支持。
7） 私密性。VSP的用戶管理可以跟UKey進行綁定，并且可以指定視頻源進行加密錄像。對于綁定了UKey的用戶，必須插入Ukey并且輸入密碼之后才可以查看相應權限的視頻源視頻個錄像。加密之后的錄像文件即使被拷貝，也無法播放。
8） 易集成。平臺可以提供軟件開發(fā)包接口，供其他監(jiān)控平臺調(diào)用并集成。VSP開發(fā)包軟件接口簡潔方便，其他平臺廠商通過較短時間即可實現(xiàn)接入。
2. VSP系統(tǒng)架構
從系統(tǒng)架構圖中可以看到，VSP涵蓋了視頻監(jiān)控項目后端的存儲、上墻、管理等部分（如圖中綠色部分）。
上圖中的管理服務器是整個平臺的大腦，主要負責配置信息的保存，并且在配置信息改變的時候通知對應的設備。管理服務器的運行要求極低，對性能幾乎沒有要求，可以采用穩(wěn)定可靠的低功耗設備。當項目規(guī)模較小的時候，管理服務器可以和NVR存儲系統(tǒng)集成在一起，當項目規(guī)模較大的時候，管理服務器可以通過雙機熱備保證可靠性。
NVR存儲系統(tǒng)根據(jù)管理服務器中的錄像計劃，從設定的前端設備（DVR/IPC/DVS）獲取碼流直接進行保存，并同時提供碼流轉發(fā)服務。
解碼服務器可以從NVR存儲系統(tǒng)或者前端設備獲取碼流，進行解碼，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中各個設備，同時也可以進行簡單的瀏覽和查詢。
2.1 平臺中的數(shù)據(jù)流向說明
當錄像的時候，碼流數(shù)據(jù)從前端發(fā)往NVR存儲系統(tǒng)。如圖中紅色虛線所示。
當解碼的時候，如果是錄像數(shù)據(jù)，解碼服務器從NVR存儲獲取碼流，如果是實時數(shù)據(jù)，根據(jù)設置不同，解碼服務器可以從前端設備也可以從NVR轉發(fā)服務獲取碼流。如圖中黃色虛線所示。
當控制程序（客戶端）查看實時視頻時，客戶端可以直接從前端設備或者NVR轉發(fā)服務獲取碼流，如果是查看錄像，則客戶端從NVR存儲系統(tǒng)獲取碼流。如圖中紫色虛線所示。
3. VSP平臺各組件介紹
3.1 管理服務器
管理服務器主要用于對整個平臺中的各個設備進行統(tǒng)一管理，存儲系統(tǒng)以及解碼矩陣在啟動的時候會自動注冊到管理服務器，通過客戶端可以在平臺上添加刪除各種前端設備、存儲系統(tǒng)和解碼矩陣，當配置信息發(fā)生變化的時候，管理服務器會通知相應的設備和服務。
管理服務器中的配置可以進行導入和導出，管理服務器甚至還可以用雙機方式來保證可靠性。
管理服務可以運行在非常低端的設備上，比如基于ATOM芯片的服務器，甚至還可以集成在某一臺運行的NVR存儲系統(tǒng)中。
3.2 NVR存儲系統(tǒng)
NVR存儲系統(tǒng)基于成熟穩(wěn)定的VspStone網(wǎng)路存儲系統(tǒng)軟件，采用分布式架構，主要實現(xiàn)網(wǎng)絡存儲管理、錄像管理，并且集成了碼流轉發(fā)服務。NVR存儲系統(tǒng)主要有以下特點：
1） 采用分布式架構，可以做到負載均衡并且削減用戶成本。每臺NVR設備僅需要負責指定的前端設備的數(shù)據(jù)存儲和調(diào)閱，因此客觀上起到了負載均衡的作用。如果采用服務器掛接IPSAN方式，那么在前端設備成千上萬的時候，服務器會成為系統(tǒng)瓶頸，需要增加多臺服務器，從而增加了用戶的成本。
2） 存儲服務器按需購買，上線之后自動注冊，即插即用。當前端設備逐步增多的時候，只要增加NVR設備，簡單設置后NVR設備即可自動注冊到管理服務器從而接受統(tǒng)一管理。因此用戶的部署會非常方便。
3） 除了視頻監(jiān)控設備管理部分之外，存儲管理功能非常強大。可以提供陣列管理、用戶管理、網(wǎng)絡管理、系統(tǒng)監(jiān)控、詳細的日志記錄以及多種報警方式（蜂鳴器、郵件、短信等）等只有在**存儲設備才具備的專業(yè)的功能。目前市面上具備這些專業(yè)功能的NVR產(chǎn)品****。
4） 支持標準ONVIF協(xié)議前端設備。ONVIF作為國際通用的標準，目前已經(jīng)被越來越多的前端設備所支持。VSP支持ONVIF協(xié)議，因此對這些標準設備均可無縫支持。基本上可以做到即插即用。
5） 支持實時碼流轉發(fā)。對于租用運營商帶寬的項目來說，線路租用費用是運營成本的重要組成部分。通過在NVR上的碼流轉發(fā)，不僅可以解決前端嵌入式設備的處理能力不夠的問題（無法同時接入很多客戶端進行訪問），同時還可以大大降低對線路帶寬的要求。
3.3 解碼矩陣
解碼矩陣同樣采用分布式架構，矩陣啟動的時候會自動注冊到管理服務器供用戶進行任務布置，當用戶通過管理服務器設置了每臺解碼矩陣的解碼任務之后，解碼矩陣會根據(jù)任務中的視頻源信息從NVR存儲或者前端設備獲取實時或者錄像碼流，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CPU利用率。支持平臺所支持的各種前端設備碼流的解碼。
即使采用軟解壓，一臺配置了I5 CPU的解碼矩陣也可以實現(xiàn)16路1080P/32路720P/64路D1的解碼（實際解碼能力跟碼流壓縮算法也有關系，一般來說，大廠商的前端設備壓縮的碼流在解碼的時候耗費的計算相對較小，能夠解碼的碼流數(shù)量也會相應增加）。
大部分情況下，前端攝像頭的數(shù)量要遠遠多于電視墻中的電視機數(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），單臺設備可以支持多達4臺顯示設備（電視機、顯示器）。
解碼矩陣支持碼流自動選擇，當播放窗口較小的時候，采用子碼流播放，從而降低網(wǎng)絡流量，當用戶放大該路圖像的時候，自動選擇主碼流進行播放，從而獲得更好的畫質。
3.4 控制客戶端軟件
控制客戶端軟件主要用于對平臺設備進行配置，可以按照廠家或者協(xié)議進行前端設備搜索、批量添加前端設備，設置存儲錄像計劃以及解碼服務器的解碼任務，調(diào)閱和下載歷史視頻記錄，瀏覽前端實時視頻并且可以進行云臺控制。
控制客戶端軟件可以在瀏覽器中（視頻瀏覽需要IE內(nèi)核）直接運行，也可以采用專用的Windows客戶端軟件。
4. VSP2.0平臺參數(shù)描述
| NVR存儲系統(tǒng)參數(shù) |
| 網(wǎng)絡支持 | 支持固定IP/DHCP； 支持多塊網(wǎng)卡綁定為負載平衡和主備模式，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，實現(xiàn)跨網(wǎng)預覽和調(diào)閱 |
| 存儲功能 | 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，報警信息支持Email通知 |
| 系統(tǒng)監(jiān)測 | 實時監(jiān)控服務器運行狀態(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、視頻服務器、網(wǎng)絡攝像機等設備；
支持遵循ONVIF 標準協(xié)議的網(wǎng)絡攝像機； 采用開放結構，其他廠商的設備支持也可通過統(tǒng)一接口添加； 所有前端設備的配置數(shù)據(jù)通過管理服務器統(tǒng)一管理，多NVR環(huán)境中可任意指定一臺NVR做為管理服務器； 配置數(shù)據(jù)可導入導出； |
| 視頻流轉發(fā) | 支持視頻流轉發(fā)功能（使用原廠格式不做轉碼處理） |
| 用戶管理 | 用戶賬戶數(shù)據(jù)通過管理服務器統(tǒng)一管理，分管理員、操作員兩種權限； |
| 錄像計劃 | 支持定時錄像、事件觸發(fā)錄像； |
| 實時錄像 | 支持監(jiān)控設備狀態(tài)監(jiān)測，并能把故障信息轉發(fā)到客戶端； 監(jiān)控設備掉線恢復后，可自動從前端設備上下載掉線期間的錄像； 可以對指定前端的指定通道的錄像進行加密，加密之后的文件即使被拷貝也無法播放 |
| 實時瀏覽 | 通過Web頁面可以瀏覽前端設備實時視頻 對加密通道的圖像必須授權才能產(chǎn)看 |
| 錄像調(diào)閱 | 通過Web頁面可以查詢和調(diào)閱歷史視頻 對加密通道的圖像必須授權才能產(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； |
| | |
| 控制客戶端軟件參數(shù) |
| 操作系統(tǒng) | Windows系列操作系統(tǒng) |
| 存儲管理 | 存儲參數(shù)設置、刪除策略設置、存儲狀態(tài)監(jiān)控；可同時管理多臺NVR； |
| 設備管理 | 增加、刪除、修改設備信息（設備名稱、IP地址、端口號、用戶名、密碼、通道數(shù)等），通道名稱可自定義；設備參數(shù)設置；視頻通道預覽 |
| 用戶管理 | 增加、刪除、修改用戶，設置權限，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 雙擊地圖上攝像機可以打開對應視頻 報警時地圖上對應攝像機閃爍 |
| 錄像檢索、調(diào)閱 | 可根據(jù)時間段、視頻源進行檢索；可遠程播放選定的錄像； 支持同時播放多個通道的錄像；支持同時播放同一通道的不同錄像； 可下載選定的錄像；可同時下載多個錄像； 可以對指定前端的指定通道的錄像進行加密 對加密通道的圖像必須授權才能產(chǎn)看 |
| 錄像計劃 | 增加、修改、刪除錄像計劃和下載計劃； |
| 實時瀏覽 | 根據(jù)設定從前端或者NVR拉取實時視頻流進行顯示 支持直接拖放顯示 對加密通道的錄像必須授權才能查看 |
| 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 |
| 圖像顯示接口 | 支持HDMI、DVI、VGA，每臺矩陣可以支持多顯示器 |
| 遠程控制 | 多臺解碼矩陣可以經(jīng)由統(tǒng)一的管理服務器進行調(diào)度，調(diào)度任務在控制客戶端上設置，支持輪巡，以及多種布局方式 |
| 解碼方式 | 自動選擇軟解和硬解方式，盡量利用顯卡GPU進行解碼 |
| 碼流選擇 | 多畫面時自動選擇子碼流進行解碼顯示，放大時采用主碼流解碼 |
5. 具體應用
5.1 小型監(jiān)控項目
如果采用模擬前端，一般用戶會直接采用DVR，這種方案的成本較低，但是無法提供數(shù)據(jù)冗余保護。
如果采用數(shù)字前端，一些用戶會在一臺服務器或者PC機上安裝前端廠商提供的免費管理軟件，數(shù)據(jù)直接保存在安裝管理軟件的這臺機器的硬盤上。
如果需要數(shù)據(jù)冗余保護以及專業(yè)的存儲管理和視頻監(jiān)控管理，則可以使用基于VSP的NVR產(chǎn)品，此時管理服務器以及解碼矩陣都可以集成在NVR存儲系統(tǒng)中。
5.2 中型監(jiān)控項目
中型監(jiān)控項目一般都需要中心集中存儲以及解碼上墻功能，這時候可以使用VSP平臺。用戶可以按需購買設備，在前端設備增加之后，繼續(xù)購買的NVR設備以及解碼矩陣，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)控項目
大型項目一般需要比較專業(yè)的視頻監(jiān)控平臺、報警聯(lián)動平臺、上墻控制以及多級管理等功能。目前版本的VSP并不具備報警聯(lián)動以及多級管理等，此時可以向客戶提供VSP平臺的SDK，由集成商或者平臺廠商將NVR集成到大平臺中。
6. 方案優(yōu)勢
6.1 跟DVR相比的優(yōu)勢
一般價格低廉的DVR都無法實現(xiàn)冗余陣列保護，并且無法進行集中存儲，其集中管理也需要借助平臺軟件來實現(xiàn)。
基于VSP2.0的NVR則實現(xiàn)了多種冗余陣列保護，并且具備專業(yè)的存儲管理界面，也可以非常方便的部署實現(xiàn)中心集中存儲。
隨著前端設備的數(shù)字化，DVR的市場正在逐步被NVR蠶食。因此新上的項目或者老的項目改造，采用NVR方案的會越來越多。
6.2 跟IPSAN+服務器方案相比的優(yōu)勢
服務器+IPSAN的方案需要用戶額外支出服務器成本，并且在前端設備非常多的情況下，服務器會成為性能瓶頸。
相比而言，VSP平臺中的NVR集成了中間服務器功能，因此大大降低了用戶的成本，同時由于NVR直接管理前端設備，可以做到負載均衡，因此系統(tǒng)也不存在性能瓶頸。