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硬盘录像机协议与技术汇总
2014-11-14 14:28 麦粒互联
     硬盘录像机协议与技术汇总
    目前,DVR的技术发展方向有三个,即智能化、集成化、网络化。本文为大家解析当前的DVR硬盘录像机技术应用。


  硬盘录像机协议汇总


  目前,市场上主流的DVR厂商都开始对硬盘录像机作出诸多改进,比如包括对TCP/IP协议族的支持和动态地址支持等,同时,其设备还支持UPnP网络穿透、远程管理和远程访问等,本文将主要就支持DVR网络化的相关技术进行解析。


  TCP/IP协议


  业内主流的DVR厂商都在产品资料中称支持完整的TCP/IP协议,不过对于传统的安防工程商来说,他们可能并不了解到底TCP/IP协议代表什么。


  事实上,TCP/IP是TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写,中文译名为传输控制协议/网际协议,又叫网络通讯协议,这个协议是是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议,传输控制协议(TCP)和网际协议(IP),但TCP/IP实际上是一组协议,它包括上百个各种功能的协议,如:远程登录、文件传输和电子邮件等,而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族,而不单单是TCP和IP,是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议,这些协议一起称为TCP/IP协议。


  由此可见,一台具备完善网络功能的DVR不单单是指具备TCP和IP两种协议,而且需要具备完整的TCP/IP协议族,这样才能称之为网络硬盘录像机。DVR常见的TCP/IP协议族中的典型应用有很多,下面列举两种比较常见的两种:


  NTP(NetworkTimeProtocol)是用来使计算机时间同步化的一种协议。视频监控信息是公安机关追查犯罪分子的重要信息源,那么时间上的准确性要求非常高。目前DVR支持的网络校时功能便是由NTP协议来实现的。


  SMTP(SimpleMailTransferProtocol)简单邮件传输协议是一种提供可靠且有效电子邮件传输的协议。具备SMTP协议的DVR便可通过网络将报警信息通过Email发送到客户的邮箱中。


  PPPoE


  PPPoE是point-to-pointprotocoloverethernet的简称,可以使以太网的主机通过一个简单的桥接设备连到一个远端的接入集中器上,目前流行的宽带接入方式ADSL就使用了PPPoE协议。


  但是采用了动态IP接入方式的ADSL,会遇到这样一个问题,每次用户通过ADSL拨号连接Internet时,ISP通常会分配给用户一个公共IP地址,这时候Internet上的其他用户就可以通过这个IP地址访问该计算机。但是,因为这个IP地址是动态的,也就是说一旦断线,下次再连接Internet的时候,ISP将会分配另一个不同的公共IP地址。这样就导致了用户通过Internet访问DVR时每次都要现场人员查看分配的IP地址是什么,再去访问,这么复杂的访问方式谁愿意去使用呢?所以DDNS技术便成了DVR必备的网络技术之一。


  DDNS


  DDNS(DynamicDomainNameServer)是动态域名服务的缩写,DDNS是将用户的动态IP地址映射到一个固定的域名解析服务上,用户每次连接网络的时候,客户端程序就会通过信息传递把该主机的动态IP地址传送给位于服务商主机上的服务器程序,服务项目器程序负责提供DNS服务并实现动态域名解析。


  采用DDNS技术的DVR,通过PPPoE拨号连接后,自动拨号连入Internet,并通过DHCP方式获取动态公网IP地址。将从域名服务提供商(如花生壳、3322.org)处获取的域名、用户名、密码输入监控设备,外网用户可通过该域名访问监控设备。


  UPnP


  UPnP即UniversalPlugandPlay(通用即插即用),从字面上很容易理解这个使得监控产品走向民用市场的技术。以往的视频监控系统专业性很强,在Internet网络进行远程访问时,可以通过端口映射、域名解析等技术,在路由器上进行设置后即可使得监控系统可以在外网进行访问。但是面对监控产品民用化的时代,在小区内对路由器进行设置是不现实的(因为一个小区里面的路由普通用户是无法接触的),而且普通用户也并非每个人都会设置。那么UPnP技术便很好地解决了这个问题,它的网络地址转换和NAT穿越技术帮助用户实现了只需输入监控设备的地址便可以直接远程浏览监控画面。目前市场上主流的IPC厂商都已支持该技术,但DVR厂商采用此技术的还比较少,小路数的DVR产品未来还是需要UPnP技术来提高产品竞争力。


  硬盘录像机技术汇总


  1、嵌入式软件/硬件技术


  嵌入式DVR的核心器件与PC类似,都是采用高性能的中央处理器CPU,兼容标准不同,功能各异,今后随着芯片技术的进一步发展,MIPS+DSP或者是ARM+DSP技术会更加适合嵌入式DVR。


  操作系统:目前市面上的嵌入式DVR采用的操作系统主要分为三类:第一类为厂家自己开发的简单RTOS;第二类为商业化的专用嵌入式操作系统,如VXWORKS/WinCE;第三类为源代码开放的LINUX操作系统。RTOS最简单高效,但其扩展性比较差,复杂功能实现比较困难;第二类操作系统有很好的系统特性,但其扩展性不是很好,许多功能扩展依赖第三方,且许可费用也比较高;第三类LINUX操作系统采用开放性的架构与模块化设计,可针对应用量身定做,去除与监控无关的多余功能,而且,LINUX支持多人、多工工作,只需要很少的硬件支持,这样的系统,效率更高,出错的机率更低。其可靠性经过验证,可以用在关键任务和场合的多应用操作系统,因特网使用的WEB服务器,都是24小时连续运行,其中绝大多数都是使用LINUX操作系统。他也是专门针对网络的应用推出的系统,所以它支持的网络协议很多,在相关软件的支持下,可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务。而且其内核代码完全公开,可以任意开发、更改。这样的特点使得全世界已超过千万人使用Linux,更由于许多厂商投入开发核心程序、发展相关软体以及硬件周边驱动程序,使Linux功能和完整性日益壮大。因此采用LINUX的操作系统也是大势所趋。


  2、硬盘管理技术


  嵌入式DVR硬盘管理系统分为两类,一是与PC机相同的FAT格式管理系统,第二种是嵌入式DVR生产厂家自行开发的,适合存储媒体数据流的硬盘管理系统。前者的优势在于无需投入研发成本,可以利用现成的PC技术。但此系统无法管理大数据包,只能进行分包,将一段完整的录像,分为若干个小的文件包,因此容易产生包与包之间丢帧现象;同时硬盘磁头需要频繁地读写数据与文件索引,磁头频繁跳动,对于每天十几到二十四小时连续读写硬盘的DVR系统,极容易造成硬盘故障;而如果硬盘录满后,需要删除整段文件,但新录制的文件与老的文件大小不同,由此会在硬盘上产生大量碎片空间,影响硬盘的使用和系统效率;另外,FAT文件系统用做录像机录像资料管理还存在两个风险,一是文件分配表如果损坏,则录像资料大多会丢失,二是系统突然断电或遭到人为破坏,当前的录像数据不能够保存。


  而第二种方式就可以从根本上修正上述的问题。因而从嵌入式DVR硬盘操作系统的发展方向看,长时间稳定录像采用第二种方式可以大幅度提高硬盘录像机的可靠性。但专用的文件系统需要专业公司具备相当的开发硬盘文件系统的能力与经验,目前国内只有少数几个厂家拥有该项技术。如浙江大华生产的所有嵌入式DVR都采用自行研发的文件管理系统,更采用硬盘休眠技术,延长了硬盘的使用寿命。今后如果要在嵌入式DVR立足,也必定要将专用文件管理纳入到研发的日程当中。


  3、算法技术


  在算法上,MPEG-IV的成熟应用及H264的应用扩大必将成为趋势。MPEG-IV产品的开发商越来越多,使得它成熟度愈来愈高。而H264因其更切合网络传输的要求成为主流。


  今后,为了使嵌入式DVR具有更广泛的适用性,各种算法的统一将是未来发展的趋势,但这种统一不是以国内哪个企业的标准为标准,需要广泛的政府职能部门与DVR产业链上的各类企业的广泛参与。


  4、网络技术


  新一代的嵌入式DVR已经具备与PC机相同的网络特性,今后的网络技术发展将使嵌入式DVR可以满足不同网络环境下图像传输要求。嵌入式DVR的网络技术正朝两个方向发展:一是专网技术条件下开发满足保安监控需求的高品质的网络录像机,其技术要求实时、清晰、可靠、组网灵活、分散存储、多级管理,其最终发展目标是取代模拟光缆条件下的图像传输市场;第二个网络技术是公网条件下的网络传输解决方案,由于公网网络传输条件差,因此为了最大限度保证在公网图像传输的QoS,需要采用多种新的网络和图像压缩传输技术,如流媒体技术等。


  综上所述,随着网络技术、识别技术、微电子技术、编解码技术、操作系统技术等的发展将使得嵌入式DVR向着智能化、集成化、无线化、高清晰化、个性化、互动化发展,今后更加开拓自动跟踪、特定目标跟踪、特定目标识别、摄取、处理等功能。


  而民用高清晰录像系统的发展将会影响嵌入式DVR的技术发展方向。由于民用高清晰录像市场巨大,前景广阔,国内外大的公司都在此投入人力物力,以期待取得突破性进展,如果在不久的将来,高清晰度影系统广泛普及,其技术及标准也会为视频监控系统所使用,变成数字监控系统的事实标准。DVR生产企业正密切关注高民用清晰视频发展,并不断探索将其技术应用到保安监控领域的可能性


 
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