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聚焦“云”热潮下智能云视频监控的发展  

2013-10-03 22:13:36|  分类: 产业观察 |  标签: |举报 |字号 订阅

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文/张新房

“我挥一挥衣袖,不带走一片云彩。”是诗人徐志摩流传很广的诗句。而时下安防行业最热的词莫过于“云计算”、“云监控”和“大数据”,那么我们到底能不能挥一挥衣袖,不带走一片云彩。

1 什么是云?

说到云笔者第一时间想到就是这个图标(图1),相信所有的IT集成商和安防工程商在绘制网络系统架构图的时候,经常用这个云形的图标表示很复杂的网络,这个云本意是省略表示的意思,把很多复杂的设备和网络放在这个云中,不用再仔细去标识。

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图1 网络图标“云”

这个图标英文叫Cloud,慢慢的大家就用云来表述非常复杂的后台网络,这个云里可能包含的设备包括交换机、服务器、工作站、网线、光缆、显示器、电力设备、路由器、存储设备以及各种各样的网络设备。

比如笔者在《图说建筑智能化系统》中在绘制家庭远程监控系统的系统图时,就用这个图标表示PSTN网络,而具体的PSTN网络设备就不用标识出来,如图2所示。

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图2 家庭远程监控系统

言归正传,我们来看看标准云计算的定义:

  • Wiki定义:云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。
  • 美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。

2 云计算的服务模式

美国国家标准和技术研究院的云计算定义中明确了三种服务模式:

  • 软件即服务(SaaS):消费者使用应用程序,但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。是一种服务观念的基础,软件服务供应商,以租赁的概念提供客户服务,而非购买,比较常见的模式是提供一组账号密码。例如: Microsoft CRM与Salesforce.com 
  • 平台即服务(PaaS):消费者使用主机操作应用程序。消费者掌控运作应用程序的环境(也拥有主机部分掌控权),但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。平台通常是应用程序基础架构。例如: Google App Engine。 
  • 基础架构即服务(IaaS):消费者使用“基础计算资源”,如处理能力、存储空间、网络组件或中间件。消费者能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件(如防火墙、负载平衡器等),但并不掌控云基础架构。例如: Amazon AWS、Rackspace。

3 云计算的部署模型

美国国家标准和技术研究院的云计算定义中也涉及了关于云计算的部署模型:

公用云(Public Cloud):简而言之,公用云服务可通过网络及第三方服务供应者,开放给客户使用,“公用”一词并不一定代表“免费”,但也可能代表免费或相当廉价,公用云并不表示用户数据可供任何人查看,公用云供应者通常会对用户实施使用访问控制机制,公用云作为解决方案,既有弹性,又具备成本效益。

  • 私有云(Private Cloud):私有云具备许多公用云环境的优点,例如弹性、适合提供服务,两者差别在于私有云服务中,数据与程序皆在组织内管理,且与公用云服务不同,不会受到网络带宽、安全疑虑、法规限制影响;此外,私有云服务让供应者及用户更能掌控云基础架构、改善安全与弹性,因为用户与网络都受到特殊限制。
  • 社区云(Community Cloud):社区云由众多利益相仿的组织掌控及使用,例如特定安全要求、共同宗旨等。社区成员共同使用云数据及应用程序。
  • 混合云(Hybrid Cloud):混合云结合公用云及私有云,这个模式中,用户通常将非企业关键信息外包,并在公用云上处理,但同时掌控企业关键服务及数据。

4 视频监控发展的四个阶段

视频监控系统的发展经历了四个阶段:模拟监控、模拟数字混合监控、网络监控和云监控。

4.1 模拟监控阶段

在模拟监控系统中采用磁带录像机进行录像,如图3所示,由此可见这种系统不适用于云计算。

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图3 模拟监控系统
4.2模拟数字混合监控
在模拟数字混合监控系统中,采用硬盘录像机代替磁带录像机,实现了录像部分数字化,向云存储迈进了一步,存在了云存储的可能性。如图4所示:

 

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图4模拟数字混合监控系统
4.3 网络监控
在网络监控系统中,所有设备都数字化、网络化。摄像机是网络摄像机,直接接入交换机,录像设备是网络硬盘录像机,可以接收数字信号,如图5所示。在网络监控系统中存储集中在监控中心,实现了一种小型的云服务,但还不算真正的云计算。
 
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图5 网络监控系统图

4.4 云监控

在四阶段的监控中,用户只需要考虑买一个网络摄像机,连上网线简单的配置之后就可以使用了,后段的录像和存储就交给云计算了,如图2所示。但以笔者的经验,目前的云监控主要局限在民用市场,比如家庭监控、店铺监控等。对于专业级的企业市场而言,企业更倾向于自己建设封闭独立的网络监控系统,向云计算的过渡还需要一定的时间。

5 监控系统的四大功能

以笔者经验,监控系统的核心功能有四个:监视、录像、回放和控制,而这四个功能则具有天然和云计算结合的特征,云计算可以实现远程的监视、录像、回放和控制。

6 监控系统的云计算应用模式

云监控的服务模式是软件即服务(SaaS)类型,所有的平台、应用软件都是事先建设好的。云监控的部署模型则比较灵活,根据需要可以采用公有云模式、私有云模式或者混合云模式,对于一些提供公共服务的监控系统可以采用公用云,比如道路监控;对于企业应用来讲则采用私有云的模式;对于一些民用市场采用混合云的模式,可以采用加密授权的方式访问监控系统。

7 云计算对视频监控应用有什么影响

云计算是一种技术,在监控系统从模拟到网络过渡的过程中,很适合采用云计算。而监控系统是整个安防系统最适宜发展云计算的子系统之一,监控的核心就是录像和回放,而录像保存在那里正好是云存储的强项之一,而对存储好的录像通过网络回放也是非常适合云计算技术的。
以前受制于网络建设和带宽的影响,大面积构建云监控一直受限于网络带宽和硬件成本。而现在的ADSL动辄4M以上的带宽甚至100M光纤入户解决了带宽的问题,即使手机的带宽也从3G的5M到4G LTE技术的100M,4G的上传速度理论值也高达20M,使得带宽已经不是影响云监控发展的主要因素了。而硬盘价格和存储设备的价格也在逐年下降,使得网络集中存储也不是问题了。

在这样的环境影响下,云计算对建筑智能化系统来讲,影响首当其冲的就是监控系统,从业内来讲,会有很多公司在第一时间开发基于云计算的云监控,比如说海康威视新推出的视频7服务。

8 云计算在视频监控中的具体应用情况

尽管云计算非常适合云监控系统的发展,但以目前的实际应用情况来看,企业级市场还是依旧倾向于采用最新的网络监控系统或者模拟系统,而不是一下子迈进云监控,毕竟构建一个本地云服务比构建一个远程的云服务更现实、更实际,比如说一个企业总部大厦的摄像机数量高达3000只以后如果通过云计算进行云存储,对于企业专用带宽来讲经济性不划算,但不排除将来大面积云监控视线的可能性。

对于那些本来就采用网络的远程监控系统来讲,那么自然过渡到云计算,那就是再自然不过的事情了。比如变电站的远程监控系统、平安城市的网络监控系统,这样的远程监控系统本身也需要通过网络来实现监视、录像和回放的功能,那么采用云计算技术过渡到云监控,升级成本也最低。

而对于分散型的民用市场,是目前阶段最适宜发展云监控的应用市场,比如中国移动推出的大眼睛、中国电信推出的全球眼、海康威视推出的视频7等服务就是针对民用市场,属于比较成熟的云监控应用。这样的云服务非常适用于分散的、没有办法设置监控中心的小型监控系统,用户自己即使设立一个本地录像系统,但一旦被破坏一样起不到安防的作用。比如一个小偷进入一个商铺,行窃之后只要破坏掉硬盘录像机,那么监控系统就会完全失效,但如果是通过云监控实现远程录像,则可以避免这种情况。

9 应用中面临哪些具体问题

从技术层面来讲云监控已经具备雏形和条件,只等待大面积的推广和应用。但在实际应用中,还是有以下两个因素影响云监控的发展:
带宽:即使每路网络摄像机需要2M的传输带宽,加入需要同时传输1000路视频信号,则需要2G的传输带宽,即使再好的企业内网,恐怕也很难满足这样的远程传输带宽需要。但是如果通过局域网建设这样的宽带网络,则不是没有可能,所以云计算暂时在本地网络发展是适宜的;
存储:网络监控的最大好处就是高清、纯数字化,而1080P的高清画面那时需要足够的带宽和存储容量的,即使按照2M码流计算,1路摄像机录像1小时需要的硬盘空间是900M(如公式1所示),如果按照4M码流计算,则需要1.8G。那么对于1000只摄像机的大型系统而言,构建一个录像3个月的存储系统,其体积之庞大是可以想象的,而且网络存储成本的构建也是极高的,所以说存储也是构建云监控的因素之一。

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公式1 硬盘录像容量计算(2M码流)

10 未来的发展趋势及前景

虽然云监控面临着带宽和存储的限制,但永远阻挡不了云计算技术在云监控系统中的应用。笔者预测云监控将会有先在民用市场大力发展,在民用市场逐渐普及和大面积应用之后,大量的厂家会积累足够的技术去往企业市场发展。而企业市场会在小范围的得到推广,会先从较小规模的系统向大规模的市场迈进,如果只是重要的、简单的几只摄像机的远程接入,这个成本还是可以考虑的。

前文述及的云监控发展的两大障碍:带宽和存储。其中从存储角度来讲,不管是本地存储还是云存储,硬盘的容量并没有减少,所以未来的云监控会采用本地录像、云存储两种方式共存的方式得以发展,比如正常录像资料保存在本地的存储设备中,而报警等重要录像才需要上传到云存储中心;而对于带宽来讲,目前主流的视频服务网站(比如优酷)能够提供并发用户几百万以上的同时访问,那么对于几千只摄像机同时访问视频存储中心来讲应该也不会成为大的问题。

所以笔者看好云计算,看好云计算在云监控中的应用。今天,我挥一挥衣袖,影像留在云彩中。

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