《安防行业技术动态与发展》第16期.docx
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《安防行业技术动态与发展》第16期
《安防行业技术动态与发展》（第16期）
来源：
中国安防行业网
目录
1、电力领域DLP大屏幕拼接控制系统解决方案1
2、浅谈安防高清监控系统的七大组成部分3
3、探索DLP大屏幕拼接系统的构成及工作原理4
4、浅析存储空间大小与传输带宽的计算方法6
5、走向完全虚拟化存储虚拟化的实现技术9
6、巧妙处理视频会议系统中的几种常见问题11
7、分布式存储在视频监控中两种应用方案13
8、浅析挑选高清会议摄像机的五大关键因素16
9、存储领域不败将军：
存储型DVS能否翻身18
10、寻求智能化发展硬盘存储技术四大要点20
内容
1、电力领域DLP大屏幕拼接控制系统解决方案
近年来，随着电力系统的迅猛发展，需要完善、先进和实用的电网调度自动化系统来保证。
来满足日益高度智能化的实时数据采集、处理、监视与控制的自动化系统需要。
电网调度自动化系统通常包含大屏幕综合显示系统，该系统承担着主控系统、监控系统的计算机、网络、视频信号的集中显示，应用于不同规模的电力调度系统的控制中。
系统充分利用数字拼接墙的超高分辨率、超高对比度的显示特点，结合GIS和GPS系统强大的空间管理能力，精确显示系统采集的多种电力设备运作状况与实时信息，还将提供对设备位置、电网地理分布、信息统计、查询、图形管理等功能的直观显示。
可以分区或整屏显示SCADA/EMS系统、变电运行管理系统、电力物资管理系统、DTS系统、调度生产管理（DMIS）系统、电量计费系统、GIS和GPS应用等相关信息。
对电力系统的运行状态进行分析，帮助调度员了解和掌握电力系统的运行状态，保证电网运行的安全性，为调度的决策提供了现代化、直观快速的显示手段。
鉴于电力调度系统对于高可靠性的特殊要求，投影机的专业制造厂商趋向于将具有高分辨率和高可靠性的技术应用于能进行每天连续工作的投影机制造当中。
为了使投影机更加适合于背投多屏拼接应用，厂家往往为该类投影机赋予特殊的功能：
a.色温调整功能。
即投影机能对图像的色温进行连续调整，甚至可对红、绿、蓝三色的单一色光进行调整。
该特点在单屏显示时，可用来保证投影图像和监视器完全一致;在多台投影机拼接显示时，可保证屏与屏之间色彩的精确一致。
b.灯泡功率变换功能。
即投影机的灯泡功率是可以调整的。
一般有3种模式：
自动亮度调整模式，最大亮度模式和经济亮度模式。
用户可根据需要自行选定。
自动亮度调整模式最为重要，处于此种模式时，投影机内的传感器将自动检测投影机的输出亮度，并通过闭环控制系统调整灯泡的功率，从而保证在灯泡的整个使用寿命期间，投影机都能保持恒定的亮度输出。
这不仅延长了灯泡的使用寿命，降低了运行费用，而且在多屏拼接应用中能够保证屏与屏间的亮度始终均匀一致。
c.光源特性不断在改进，其光谱的稳定性使图像色彩不随使用时间的延长而变化。
d.长寿命灯源设计，降低运行成本。
除了提高投影机灯的亮度，灯源寿命最长已超过6000小时。
e.为了保证投影机整机具有很高的可靠性，厂家在投影机的设计上就保证各个部件的高可靠性。
目前，先进的投影机的平均无故障率时间（MTBF）已超过40000小时。
在设计制造专用于多屏拼接显示的投影机上，大多数的生产厂家都比较推崇背投一体化设计，这样既可节省空间，又安装方便。
127cm（50英寸）左右的背投一体化DLP投影机的深度仅约67cm，非常适用于空间十分紧张的使用场所。
为了尽可能提高整个投影屏幕墙上画面的一致性，减小割裂感，目前最先进的是采用无缝拼接技术，即投影墙上的每一块屏幕都没有边框，从正面看，相邻屏幕紧靠在一起，间隙小于1mm。
但是，采用无缝拼接技术往往对环境温度和相对湿度有比较严格的要求，以保证屏幕不会有较大的变形。
对于屏幕的选择，目前主要还是选择高增益广角屏幕，这种屏幕的中心增益一般可达3倍~5倍，水平视角可达到180°，清晰度和色彩还原性好，适合显示高分辨率的计算机图形和视频信号。
由于高增益广角屏幕的增益随着视角的改变而变化，这将导致从屏幕墙的侧面看时，图像的亮度会随着每块屏幕而起伏，导致亮度不均匀，影响了整体效果。
但在投影机不够明亮时，采用这类屏幕已是最佳选择。
随着投影机亮度的不断提高，屏幕的亮度增益对整体效果的影响将越来越微不足道，而从任何角度观看整个屏幕墙都是一幅亮度均匀的画面的期望越来越强烈，因此，在将来采用极高亮度的投影机，并采用无亮度增益，从任何角度看亮度都一致的高清晰度漫射幕成为一种趋势。
大屏幕拼接控制系统是整个大屏幕拼接系统的大脑，由其直接控制投影显示墙上的显示内容和显示方式。
鉴于电力调度系统对于高可靠性的特殊要求，在选择大屏幕处理器的时候一定要选择支持实时RGB信号输入的大屏幕处理设备。
所有应用窗口都由网络传输到拼接显示控制系统，经由拼接显示系统处理后，以多屏拼接的方式显示在屏幕墙上。
整个拼接显示墙提供了一个巨大的信息显示面，如果每块屏幕的分辨率为1280×1024，则一个2×6的拼接显示墙提供了7680×2048的分辨率，是一个1280×1024的计算机显示器所显示的信息量的12倍。
所有的应用窗口都可以在屏幕墙上任意移动和缩放，因此，可以在显示整个电网结构图形的同时，将某一局部电网图进行放大，还可以将某个变电站的实时视频监控图像、某个地区的电子地图、甚至天气情况都同时显示在屏幕墙上，对于整个电网的任何局部地方的修改，都可以及时地反映在屏幕墙上。
而且，随着电力调度系统智能化的不断提高，大屏幕投影拼接显示系统与计算机网络系统紧密联系的优势将更加突出地显示出来，随着整套系统的技术更趋完善，成本逐步降低，大屏幕投影拼接显示系统最终将取代传统模拟屏。
2、浅谈安防高清监控系统的七大组成部分
高清监控系统就目前发展看，应用普及越来越广，科技含量越来越高。
但系统组成一直没得到明确的划分，这使工程商和用户之间谈到安防监控系统时沟通很不方便。
对于安防监控系统，根据系统各部分功能的不同，我们将整个安防监控系统划分为七层——表现层、控制层、处理层、传输层、执行层、支撑层、采集层。
当然，由于设备集成化越来越高，对于部分系统而言，某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中。
一.表现层
表现城是我们最直观感受到的，它展现了整个安防监控系统的品质。
如监控电视墙、监视器、高音报警喇叭、报警自动驳接电话等等都属于这一层。
二.控制层
控制层是整个安防监控系统的核心，它是系统科技水平的最明确体现。
通常我们的控制方式有两种——模拟控制和数字控制。
模拟控制是早期的控制方式，其控制台通常由控制器或者模拟控制矩阵构成，适用于小型局部安防监控系统，这种控制方式成本较低，故障率较小。
但对于中大型安防监控系统而言，这种方式就显得操作复杂且无任何价格优势了，这时我们更为明智的选择应该是数字控制。
数字控制是将工控计算机作为监控系统的控制核心，它将复杂的模拟控制操作变为简单的鼠标点击操作，将巨大的模拟控制器堆迭缩小为一个工控计算机，将复杂而数量庞大的控制电缆变为一根串行电话线。
它将中远程监控变为事实、为Internet远程监控提供可能。
但数字控制也不是那么十全十美，控制主机的价格十分昂贵、模块浪费的情况、系统可能出现全线崩溃的危机、控制较为滞后等等问题仍然存在。
三.处理层
处理层或许该称为音视频处理层，它将有传输层送过来的音视频信号加以分配、放大、分割等等处理，有机的将表现层与控制层加以连接。
音视频分配器、音视频放大器、视频分割器、音视频切换器等等设备都属于这一层。
四.传输层
传输层相当于安防监控系统的血脉。
在小型安防监控系统中，我们最常见的传输层设备是视频线、音频线，对于中远程监控系统而言，我们常使用的是射频线、微波，对于远程监控而言，我们通常使用Internet这一廉价载体。
值得一提的是，新出现的传输层介质——网线/光纤。
大多数人在数字安防监控上存在一个误区，他们认为控制层使用的数字控制的安防监控系统就是数字安防监控系统了，其实不然。
纯数字安防监控系统的传输介质一定是网线或光纤。
信号从采集层出来时，就已经调制成数字信号了，数字信号在目前已趋成熟的网络上跑，理论上是无衰减的，这就保证远程监控图像的无损失显示，这是模拟传输无法比拟的。
当然，高性能的回报也需要高成本的投入，这是纯数字安防监控系统无法普及最重要的原因之一。
五.执行层
执行层是我们控制指令的命令对象，在某些时候，它和我们后面所说的支撑诚、采集层不太好截然分开，我们认为受控对象即为执行层设备。
比如：
云台、镜头、解码器、球等等。
六.支撑层
顾名思义，支撑层是用于后端设备的支撑，保护和支撑采集层、执行层设备。
它包括支架、防护罩等等辅助设备。
七.采集层
采集层是整个安防监控系统品质好坏的关键因素，也是系统成本开销最大的地方。
它包括镜头、摄像机、报警传感器等等。
3、探索DLP大屏幕拼接系统的构成及工作原理
大屏幕拼接显示系统作为现代化的视讯工具，已经被广泛地应用到了各个领域，如大型邮电通信系统、公安指挥监控、交通管理指挥、各种生产调度、电力部门等领域。
大屏幕显示拼接墙能够集中显示来自RGB、Video和计算机网络等多种不同信号源的信号，以满足用户大面积显示各种共享信息和综合信息的需求。
总之，需要全景浏览、统一指挥的部门，就应该选择大屏幕拼接显示系统。
大屏幕投影墙技术中采用的DLP数字光处理技术，同时将此技术与计算机系统、自动化监控与指挥系统、网络系统、信息管理系统、远程视频会议系统等有机的集成为一个高度自动化、高性能的视频会议及信息监控系统。
虽然在现在的日常生活中大屏幕已很普遍，但是，对于很多人来说，大屏幕拼接技术还很陌生，DLP到底有何魅力能使得它逐渐被人们所接受？
本文将以清华紫光的DLP大屏幕拼接系统为例，带您走进DLP的世界，让我们一起揭开它那“神秘的面纱”。
1系统工作原理
1.1DMD技术
数字微反射镜器件（DMDTM）是DLP的基础，DLP投影机的其它元素包括一个光源、一个颜色滤波系统、一个冷却系统、照明及投影光学元件。
DMD可被简单描述成为一个半导体光开关。
成千上万个微小的方形镜片被建造在静态随机存取内存上方的铰链结构上而组成DMD。
每个镜片可以通断一个像素的光。
铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜。
+12度为“开”，-12度为“关”，当镜片不工作时，它们处于0度“停泊”状态。
每一面微小精密的镜面就像是一个个人工的“组字牌”，只是这些微镜会根据相应的控制信号，以一定的频率高速翻转，从而借助于视觉的暂留现象，将来自于光源的光，在人的视觉系统中反映为层次色彩十分丰富的图形像素。
1.2单片DLP系统
在一个单DMD投影系统中，用一个分色轮来产生全彩色投影图像。
分色轮是由一个红、绿、蓝滤波系统组成，它以60Hz的频率转动，每秒提供180色场。
在这种结构中，DLP工作在顺序颜色模式。
输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚焦在分色轮上，通过分色轮的光线然后成像在DMD的表面。
当分色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。
分色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。
人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。
通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。
因为DMD有一个小于20微秒的开关速度，一个8比特/颜色的灰度等级（256灰度）可以用单DMD系统实现。
这给予出每一原色256灰度，或者说能够产生256的3次方种颜色组合。
2系统构成
清华紫光大屏幕整套系统总体架构由60寸的数字投影单元和图像拼接控制器及控制软件组成。
物理上，整套组合显示屏由模块化、标准化、一体化的精密铝合金投影箱体迭加组成。
每个封闭式投影箱体内均包括DLP投影机和黑色多层复合光学玻璃屏幕，投影机芯和屏幕以一次反射背投方式显示图像。
2.1投影机芯
投影机芯作为投影墙显示系统的核心显示单元，配置了0.7英寸的DMD-DDR芯片，能针对全天候数字显示应用。
2.2黑色多层复合光学玻璃屏幕
作为观看者的直接介质，最终影像成像的生成层，复合玻璃屏幕能够为投影显示的专业应用领域提供明亮、高对比度、高分辨率的图像。
2.3图形拼接处理器
在大屏幕投影系统中，图形拼接控制器作为信号处理的核心，在很大程度上决定了整个系统的显示效果、显示质量、操作的灵活性和系统的可靠性。
清华紫光电子自主研发的图形拼接控制器，可接入多路RGB信号（计算机）和多路实时的视频图像及网络计算机图像。
所有不同类型信号均可混合显示，以开窗口或硬拼接方式任意位置、缩放、拖动、拼接、整屏显示，网络、RGB信号可与视频信号迭加显示，而不受物理屏的限制，达到完全动态实时。
大屏幕拼接市场是一个非常具有技术色彩的产业，大屏幕投影系统具有良好的图形图像显示功能，操作简便易懂，而且有图像显示色彩鲜艳、画面清晰、锐利，设备运行稳定、免维护等特点，上述优势使基于DLP技术的投影机现在已成为大屏幕投影系统的主流机型，DLP大屏幕必将在各行各业获得更广泛的应用。
4、浅析存储空间大小与传输带宽的计算方法
在视频监控系统中，对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。
下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。
比特率是指每秒传送的比特（bit）数。
单位为bps（BitPerSecond），比特率越高，传送的数据越大。
比特率表示经过编码（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。
比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。
码流（DataRate）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。
同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高。
上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。
上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率，比如用FTP上传文件到网上去，影响上传速度的就是“上行速率”。
下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。
下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率，比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑，影响下传速度的就是“下行速率”。
不同的格式的比特率和码流的大小定义表：
传输带宽计算：
比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小;
注：
监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽（监控点将视频信息上传到监控中心）;监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽（将监控点的视频信息下载到监控中心）;例：
电信2Mbps的ADSL宽带，理论上其上行带宽是512kbps=64kb/s，其下行带宽是2Mbps=256kb/s
例：
监控分布在5个不同的地方，各地方的摄像机的路数：
n=10（20路）1个监控中心，远程监看及存储视频信息，存储时间为30天。
不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下：
地方监控点：
CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：
512Kbps（视频格式的比特率）×10（摄像机的路数）≈5120Kbps=5Mbps（上行带宽）
即：
采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps;
D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：
1.5Mbps（视频格式的比特率）×10（摄像机的路数）=15Mbps（上行带宽）
即：
采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps;
720P（100万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：
2Mbps（视频格式的比特率）×10（摄像机的路数）=20Mbps（上行带宽）
即：
采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为20Mbps;
1080P（200万像素）的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：
4Mbps（视频格式的比特率）×10（摄像机的路数）=40Mbps（上行带宽）
即：
采用1080P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为40Mbps;
STRONG>监控中心：
CIF视频格式的所需带宽：
512Kbps（视频格式的比特率）×50（监控点的摄像机的总路数之和）=25600Kbps=25Mbps（下行带宽）
即：
采用CIF视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少25Mbps
D1视频格式的所需带宽：
1.5Mbps（视频格式的比特率）×50（监控点的摄像机的总路数之和）=75Mbps（下行带宽）
即：
采用D1视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少75Mbps
720P（100万像素）的视频格式的所需带宽：
2Mbps（视频格式的比特率）×50（监控点的摄像机的总路数之和）=100Mbps（下行带宽）
即：
采用720P的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少100Mbps
1080P（200万像素）的视频格式的所需带宽：
4Mbps（视频格式的比特率）×50（监控点的摄像机的总路数之和）=200Mbps（下行带宽）
即：
采用1080P的视频格式监控中心所需的网络下行带宽至少200Mbps
存储空间计算：
码流大小（单位：
kb/s;即：
比特率÷8）×3600（单位：
秒;1小时的秒数）×24（单位：
小时;一天的时间长）×30（保存的天数）×50（监控点要保存摄像机录像的总数）÷0.9（磁盘格式化的损失10%空间）=所需存储空间的大小（注：
存储单位换算1TB=1024GB;1GB=1024MB;1MB=1024KB）
50路存储30天的CIF视频格式录像信息的存储空间所需大小为：
64×3600×24×30×50÷0.9=8789.1GB≈9TB
50路存储30天的D1视频格式录像信息的存储空间所需大小为：
192×3600×24×30×50÷0.9=26367.2GB≈26TB
50路存储30天的720P（100万像素）视频格式录像信息的存储空间所需大小为：
256×3600×24×30×50÷0.9=35156.3GB≈35TB
50路存储30天的1080P（200万像素）视频格式录像信息的存储空间所需大小为：
512×3600×24×30×50÷0.9=70312.5GB≈69TB
5、走向完全虚拟化存储虚拟化的实现技术
在过去的2010中，有关虚拟化和云的概念成为一项热点。
而走向完全的虚拟化以提供云服务远非简单之举，
对IT而言，涉及用户体验、已有架构、转化方式等诸多问题。
本篇仅对存储虚拟化各项必备的技术，在客户最为关注的虚拟化、性能和可靠性方面作一归纳。
存储虚拟化针对存储硬件资源，是对整个IT基础架构进行虚拟化必不可少的一部分。
存储虚拟化主要用以实现以下基本目标：
-屏蔽已有系统环境及其复杂度
-满足原有的不同的存储访问需求
-整合原独立存储的存储资源
-增加提升可靠性和可用性的各项功能
存储虚拟化首先要解决的就是连接并统一管理不同的存储设备。
现在国内客户一般都有不止一台存储设备，往往是单SAN环境下就挂了许多家不同厂商的阵列，一会儿这台设备要扩容；一会儿那台设备要续保，占用管理员很大的时间。
而且现在存储厂商在首次销售存储设备时都采用低价策略，当IT部门在需要扩容时，往往会发现原来这些“企业级磁盘”却真不便宜。
因此存储虚拟化首先要解决的就是将原来不同的磁盘阵列柔成一团，放在一起用。
要增加容量时，可以选择扩容原有的不同的阵列。
甚至新加一套存储设备，其容量都可以被原有不同存储上的应用所访问。
于是存储虚拟化将各磁盘阵列其RAID初始化后的所有存储空间全部分配给存储虚拟化网关即可，以后的管理维护已经和具体是哪家厂商的什么型号和什么类型存储已经无关，只需要从存储虚拟化网关里就可以进行统一规划管理和分配使用。
这样做额外的一个好处就是使得IT部门无需面对各不同的存储管理界面。
一般而言，每台阵列都配有相应的基础管理软件，实现监控、预警等一些基本功能，但麻烦的是每家厂商的管理界面都不相同，要熟悉不同的设备管理界面着实花费不少功夫。
通过存储虚拟化的统一管理，一个单一的图形管理界面即可完成所有规划，降低使用的复杂程度。
存储虚拟化建设的另一个核心目标是如何有效整合和管理不同的存储设备的逻辑单元，也就是分级池化的概念。
如果说将不同的磁盘阵列虚拟成一个大存储是池化的概念，那分级池化就是指根据性能的不同、应用的不同、组群的不同，为上层应用提供不同的存储池。
在创建好虚拟存储池的基础上，针对每种提前规划好的应用，分别从对应的虚拟存储池中分割其所需大小的特定逻辑空间给到前台应用。
一个分级存储池的使用空间容量应当可以来自不同厂商存储的逻辑单元，可以来自同一厂商不同存储类型的逻辑单元，也可以来自同一存储不同类型的逻辑单元。
多服务端口和协议支持是必须的，好在目前主流的虚拟存储解决方案都可以支持目前市场上存储主流接口类型和存储通讯协议，如2Gb/4Gb/8Gb的协议、1Gb/10Gb的iSCSI协议、Infinband的协议、以及NFS和CIFS协议、Infinband端口类型，且端口数量可以根据用户的实际动态调整。
在设计存储虚拟化时，不仅要考虑当前生产应用，同时也需要考虑过去和未来存储设备报废，数据迁移所带来的巨大风险问题。
例如，如何将历史存储设备上的数据迁移到现在存储设备上，或者将来将现有过时存储设备上的数据迁移到将来新存储设备上，这是一个很头痛的事情，几十TB或者上百TB数据的迁移是一个费时费力，风险巨大工程。
现在一般的做法都需要实现在在线的环境下，将数据从一台存储设备上整个迁移到另一台存储设备上，也可以支持从一台存储设备上部分数据迁移到另一台存储设备上，也支持一台存储设备内部数据迁移，存储设备之间迁移可以支持异构存储和通过不同存储通讯协议之间切换，并且可以实现在数据迁移完成后，将迁移后的存储设备作为主存储设备，整个数据切换过程对于上层是透明的。
此外，一些存储虚拟化方案本身还可实现自动精简功能。
目前的主流磁盘阵列都已经具备这一功能，但对于较为陈旧的设备。
通过部署方案可以更高合理利用有限的存储资源。
最终实现，提前规划，按需分配，主机层以后无需再次进行数据空间的重新分配和数据迁移。
由于存储虚拟化解决方案将整合原有的大量磁盘阵列，性能便是一个不得不考虑到的问题。
这里所谈到的性能是整个存储虚拟化网络的性能，而非单个硬盘或独立的磁盘阵列的性能。
首先原有的所有存储访问都将通过虚拟化网关来访问虚拟网络，其通讯路径和虚拟网管节点就必须确保通讯性能。
实现主机层面的路径冗余和负载均衡是最基本的要求，即要起到链路冗余的作用，同时也要达到多链路的负载均衡的功效。
并且要可以支持当前主流的各类操作系统，为用户的生产环境起到高可靠性和高性能保护，防止一条光纤物理通讯连路中断所带来整个应用层面停机的恶劣影响。
就虚拟化网管而言，
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