大华智能一体化大容量NVR助推高清网络存储发展

中国投影网投影资讯　　2014-8-15 13:50:37　编辑：晨阳　[ 大中小 ]

1.引言
    随着网络技术的发展和信息化建设的深入,视频监控产业开始进入网络化时代,市场对存储产品网络化功能要求逐渐提升，同时视频监控技术的不断更新换代也对存储方案提出了更高的要求。
    以“NVR+IP Camera+监控平台”为核心的解决方案越来越多地被客户所接受，一方面由于目前的主要应用是突出高清的内容，例如720P已能做到只占用2Mbps码流的带宽，不比D1的码流大多少，对于存储没有太大的压力，但清晰度提高了很多，能够看清一些更为细部的特征，这些对于案件侦破等都有很好的帮助。另一方面相比于集中存储，分布式存储数据都存储在单台的NVR上，避免了一旦存储服务器出问题，整个数据可能全部丢失的情况，且只有中心需要查看预览和回放数据时，才需要连接NVR，对网络带宽和交换机交换能力的要求相对较低，整个项目的成本也较低。从长期的发展趋势来看，NVR分布式存储比ＩＰＳＡＮ集中存储更有优势。
    NVR的发展和前端设备、后端监控平台都有很大关系。对于前端设备，要求NVR能够兼容接入更多厂家的IP Camera; ONVIF标准的诞生和广泛应用为解决IP Camera和NVR互联互通提供了很好的解决方案。
    对于监控平台，又要求NVR具有很好的接入性能;且NVR属于网络部署，对前端点位没有地理位置的限制，因此不会存在DVR遇到的在一定范围内只会部署有限数量的前端问题，这种需求使得NVR需要更大盘位和更强接入能力的产品。

2.概述
    NVR的发展大致经历了三个阶段：
    第一个阶段：最初的NVR是以PCBased来开发的(基于电脑主板开发)，产生的主要原因是IPC诞生的比较早，而专业的NVR却迟迟没有面市。于是有些厂家就采用了PC机或工控机作为硬件，通过开发软件实现IPC的接入，也有一些厂家采用解码卡的方式。这种形式的NVR多见于2009年之前的产品，2009年之后随着专业NVR兴起，非专业NVR越来越少。
    第二个阶段：嵌入式NVR：主要特点是采用的是嵌入式硬件和软件，因此稳定性非常好，功耗也很低。缺点是接入能力相对较弱。
    第三个阶段：最近几年出现了针对社区和平安城市级的智能一体化大容量NVR，其主要采用的是以高端服务器硬件结构为基础，以传统的NVR软件操作界面为前提，结合以往的磁盘阵列中的数据保护和维护技术为内涵的具有强大数据处理功能的大型NVR系统设备。最主要的特点是可以大路数存储压缩处理高清视频流，一般可以接入几十甚至上百路前端，并有着极强的数字视频流的转发、检索、备份、维护和保护功能及智能化功能。
　　相比于传统嵌入式NVR，智能一体化大容量NVR在接入能力、扩容方式以及数据安全保护级别等方面都有很大的提升，是综合运用多项最新存储技术、智能技术的产物，凭借其强大的功能以及独特的设计理念，非常适合用来组建简单灵活、稳定性高的高清视频存储系统。
    3.智能一体化大容量NVR应用方案亮点
    1.强大的接入能力
    NVR的接入能力一方面包括对前端不同品牌摄像机的兼容性，另一方面也包括摄像机的接入路数。
假设有一个前端两百个点位的中小型项目，传统NVR的解决方案由于接入性能的限制，需要配置多台NVR，成本较高且部署不方便，对于系统的稳定性也有一定影响。

图1 传统的NVR存储解决方案示意图

而智能一体化大容量NVR不仅拥有强大的接入能力，而且集成了IPSAN的存储能力，服务器的转发能力和解码器的解码能力于一身，单台即可完成一个中小型高清监控方案的部署，也可与DVR或NVR组成大型稳定的纯硬件平台解决方案。在品牌兼容性方面，通过ONVIF、28181以及SDK等方式，可与业界主流厂商的IPC产品实现稳定对接。独特的模块化插拔结构便于排查和定位问题，大大减少了后续的维护成本。

以大华的新一代NVR旗舰产品NVR724-256为例：它支持256路通道，不仅能实现720P和1080P等不限分辨率的码流接入，而且支持500W、800W等像素高清IPC接入。高达768Mbps的接入码流，实时并发的512Mbps同步转发性能。适用大部分需要视频集中监控的业务应用场景，满足海量高清时代的部署和应用要求。

图2 以智能一体化大容量NVR为核心的多业务融合方案示意图

2. 多层数据保护方案
    存储数据的稳定对于安防视频监控系统是最重要的。“平安城市”、“银行大联网”等项目的视频数据已经达到PB级，面对这些越来越庞大的系统数据的传输与存储，传统的NVR已经无法胜任，特别是在大规模部署时，经常会因为服务中断而导致系统数据丢失。因此系统设计时应尽量减少故障点，并能保证在单点或多点故障的情况下，系统能够持续运行，在线恢复正常。
    相比于传统NVR采用的N+1备份，智能一体化大容量NVR由于性能的提升，可以支持安全级别更高的数据保护机制，并融入了云管理概念，避免了N台设备主用，一台备用，应付不了N台主用设备里多台同时宕机的缺点。
    目前许多智能一体化大容量NVR已可支持由多台NVR设备组成的N+M多节点集群和互备机制：
    N台NVR承载正常的视频监控功能，接入前端的IPC视频流，部署M台NVR设备作为正常工作的NVR的备份。

图3　N+M冗余热备原理图

如上图所示，由一台备用NVR设备承担N+M策略管理服务器，自动检测和同步NVR设备状态，当某台NVR设备出现故障后，策略管理服务器通过算法运算选举优先级高的备用NVR替换故障NVR，通过NVR策略管理服务器的快速切换机制同步配置和录像数据，完成备份设备的无缝切换，从而实现整个监控系统的不间断工作。
当故障NVR恢复正常工作，接入到原来的系统中后，替换的备用NVR恢复备用状态，同时回传录像，从而保证整个录像的完整性。
基于N+M的存储方案可实现多层数据保护，确保整个视频监控过程的数据不丢失，避免因设备故障而导致的视频监控中断，实现24小时不间断运行。

图4 多层数据保护方案示意图

首先可在前端IPC配置SD卡，实现断点续传。当前端与NVR网络连接中断时，视频数据先缓存到本地的SD卡上，网络恢复正常后续传到NVR上。
    后端配置智能一体化大容量NVR通过多码流、存储备份、N+M等机制保证系统的稳定运行及录像的连续性。
    另外，NVR的关键视频数据根据事件、通道、时间等备份至软硬件管理平台或指向IPSAN，使操作和监控更加人性化。
    3.支持智能分析和智能检测
    智能一体化NVR借助于智能技术可以实现穿越警戒区、物品保护、人群聚集和斗殴等行为的分析和实时报警，减轻用户人工压力和人员投入。通过视频分析，在出现异常现象后，第一时间上传少量关键数据到监控指挥中心，并结合报警联动，大大提高响应速度。

图5 视频智能检测分析示意图

部分智能一体化NVR已支持智能检测业务，通过处理分析安装于高速道路和隧道内的摄像机采集的视频图像，在图像的覆盖范围内，能够自动检测各种交通事件、事故，包括车辆事故，车辆停驶、交通拥堵、车辆慢行、车辆遗弃物，烟气和火灾检测等，为道路的交通安全管理和运行提供了极大的帮助。

智能一体化大容量NVR应用案例：杭州闻堰物流中心监控项目
杭州闻堰物流中心建筑面积逾1.8万㎡,物流中心监控项目主要实现对库房情况和货物进出的实时监控，了解物流仓储运作情况，提高仓储效率，同时还可以远程监控物流仓储过程。
整个项目主要对包括仓库、内外部主要通道及大楼周边监控等138个点位进行实时监控，同时各楼层及库区的前端烟感报警器、三鉴探测器等报警设备通过设定不同的触发条件，自动联动摄像机、监视器，对报警事件进行记录。
中心由一台NVR 724-256即可实现对前端点位的接入，通过NVR 724-256以及大华软硬件一体化平台DSS7016自带的盘位配备硬盘，不需另配IPSAN即可实现数据存储。方案针对物流仓储监控的系统要求，做到了配置合理，留有扩展余地，技术先进且性价比较高，同时保证了系统的高可靠性。

图6 闻堰物流中心监控项目架构图

结语：
未来的网络视频存储将不再仅仅是录像数据及与其相关的录像索引信息的存储，对于用户来讲，关心的重点已不再是使用多少台设备，而是系统能为用户提供哪些服务，例如是否支持智能化应用以便从海量数据中快速查找出真正需要的内容，是否支持在线扩容、是否支持数据备份和数据容灾能力等。随着“平安城市”建设到“智慧城市”建设的过渡，需要有采用集群技术和数据冗余技术高端NVR来搭建的海量数据存储系统，并要求NVR能够与智能技术融合让应用和管理更加高效。智能一体化大容量NVR顺应了这一发展趋势，必将引领高清网络存储进入新的发展境界。