安防平台技术发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

1、独立性

随着实际工程的要求，安防系统要集成的不仅只是监控、报警、门禁、停车场子系统等，还有一些管理系统如楼宇自控、消防报警、信息发布、消费系统、信息系统等。目前入侵报警、视频监控等主要的系统都在相应的国家标准和行业标准中规定了系统工作的独立性，要求在保证平台整体性的同时，子系统在可以独立运行工作，在一个子系统发生问题时不会影响到其它的系统，以保证每个子系统的可靠性。对于安防平台这是基本的要求，也是评定工程的基本标准。

2、软硬件接口

随着安防行业的发展，安防系统平台应用于各个领域，产品也种类繁多、功能强大，但是要对于客户的特殊的需求和工程的不同特点，要把它们集成到一个平台上就要考虑软硬件接口的连接问题。在组建智能化安防系统时必须采用国际上通用的总线和接口。

近十几年由于现场总线的国际标准不能建立，现场总线发展的种类越来越多，约有40余种，主要有FF、ProfiBus、WorldFIP、ControlNet/DeviveNet、CAN等。新IEC61158发布八种总线共存于一个标准，也就是多种总线共存的格局已在国际和国内成为定式。我国的完全等同于IEC61158现阶段的总线标准，主要起推荐技术、指导开发、方便使用的作用。在安防监控系统中的通讯接口主要是对视频、音频的输入输出来说的。通讯接口一般有以下几种：RS-232、RS-485、通用网络接口，可支持PSTN、ISDN以及LAN各种联网环境、具有USB2.0超高速数据接口，连接计算机对重要图像资料进行备份、可选配具有逐行扫描VGA的输出接口等。

基于多标准共存的现状，解决办法大致有两个：第一是将常见的安防产品如门禁、报警、DVR等产品抽象成统一的模型，将主流的产品的规范转换成同一的接口集成在一起，使其易于集成、兼容并且能够保持产品的特性；第二是在安防系统集成平台本身的定义上，可以在行业主管部门的主导下，召集代表厂商制定统一规范，这样可能不利于集成平台开发的多样化、个性化。

此外，软件、硬件也必须采用开放式模块化结构，使得整个智能化安防系统互换性和互操作性好，系统的的标准化程度高，以方便与诸多类别的虚拟仪器相关部件兼容，并且方便修改、更新和升级换代。安防平台提供给我们的是平台的开发模式，它更倾向于软件的管理平台的定位，软件是集成平台的关键。软件的设计必须达到如下要求：1、设计要达到高质量、高可靠性；2、设计应具有高效率；3、应保持不同平台和不同操作系统之间的可移植性，不同测试接口之间最大兼容性、互换性和不同测试系统之间的通用性。

3、系统联动

在以往的许多建筑中，楼宇安防系统的各子系统，以及子系统和楼宇自控系统中其它子系统，如火灾报警及消防系统等均分散独立运行，无法形成一个有效和协调的整体，当发生某一事件时，需分各子系统之间进行联动和处理时显得无能为力，甚至造成无法弥补的损失。因此在大楼安防工程设计时，应考虑在所有摄像机的监视范围内报警探测器与闭路监视系统的联动，实现对探测报警器触发报警的复核，这将会快速有效地确定警情。各防区报警探测器与闭路监视摄像机相对应，并与照明控制回路联动，给摄像机提供必要的照明条件，亦即在夜间人员离开大楼后，报警探测器处于设防状态，当有人非法闯入时，立即将报警信号送至防盗控制主机，该控制主机信号送至视频监控系统，同时相应的灯光打开，摄像机动作，对报警进行复核，并在监控中心同时进行跟踪录像；门禁系统应考虑到与视频监控系统的联动，对进入室内的人员进行图像核对，以确认入室人员是否持卡本人，入室人数是否仅只一人等：门禁系统在火警时，自动开启设置门禁系统的门，便于人们疏散等等。

安防系统集成平台应该是基于软件式的联动，而传统的基于硬件的系统联动方式，功能简单、机械，受限于物理接线，难以应对灵活多变的环境，也无法称之为平台。因此个性化、高效率的联动程序十分重要。市场上有很多软件产品可以完成子系统之间的联动，标准主要是OASIS（开放结构的安防集成标准）。OASIS网络标准是一个公开的开放性结构系统，可通过计算机工业标准内部处理通讯法（IPC）将安防工程的子系统集成在一起，IPC方法主要为 TPC/IP和OLE2，该网络标准要求子系统管理器通讯以协调事件联接、共享的数据库管理、操作与处理方法等，该标准使子系统之间的通讯和集成不限于一个操作系统内，就像在网络上。

需要提出的是，在硬件的选择上，安防平台虽然能很好地包容各种非IP产品，但更倾向于IP化的产品如IPCamera、IPDVR、IPServer等，监控的网络化已经成为安防行业的不可逆转的大方向，网络集成的广度和伸展性远远优于常规的集成方式，因此具备网络接口的安防产品越来越受到开发商的欢迎。

个性化目标探测是数字化安防的基础，出入口控制系统是构成集成平台的技术基础，区域安防预决策信息系统是安防集成平台的关键。

目标探测——>传输——>处理——>监视——>控制，一直是技防系统主要的技术应用模式，无论是报警、监控、出入口控制系统，个性化目标探测始终是技防系统追求的目标之一。出入口控制系统率先全面实现个性化目标探测，它推动着数字化安防技术的发展。

而“数字化安防”的技术核心，是对管理与监控对象（目标）的数字化，相对于传统安防而言，是主动管理与被动报警的关系，是智能监控与人工监视的关系，是全面安防与部分安防的关系。开放式的安防系统集成平台，则是数字化安防技术发展的必然结果。

目前，系统集成是在安防工程项目中经常遇到的问题，不单是安防子系统之间集成，还要和其它管理系统（如：消防报警、楼宇自控、信息发布、电梯控制、消费系统、日常管理等）集成。虽然许多视频监控设备厂家已将报警功能集成其中，门禁产品也大多具有报警接口，但仍然满足不了设备集成商应付最终用户千差万别、极富个性化的应用需求。在实际应用中，要么降低或修订使用标准，要么降低技术指标，临时拼凑、搭配。这为今后的使用、维护、系统升级带来诸多隐患和不便。

另一方面，安防系统的各子系统应能独立运行，当一个子系统发生问题时，不应影响其它系统，确保可靠性。决不允许各子系统过分依赖或粘连过多。最好的方式是根据应用需要，快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息，通过集成联动平台的方式组合起来，最大限度地利用整体资源，做到优势组合，满足应用的需要。

构成平台的技术基础是数字化、网络化、标准化，而数字化安防集成平台应具备的要素包括：应保证各应用子系统工作的独立性；应具有连接各种设备的软硬件接口；能根据需要快速实现个性化联动编程；能适应大系统多机并行处理与热备份需要；能收集各安防信息合理组织形成预决策结果；易于实现各子系统。

因此，开放式的安防系统集成平台的实际意义是一个平台，其承载典型的安防技术组件，可以是各种形形色色的安防应用的开发基础或框架，系统开发者可以更专注于满足客户的需求而把这些通用的底层的技术交由集成平台去实现，系统集成平台本身遵循开放式的原则，可以被不断完善和发展。

但目前要构建一个开放式的安防系统平台，还面临这样的难题：行业的厂商并没有遵循统一的标准，开放式安防系统集成平台的基础非常薄弱。另外，开放式安防系统本身也存在标准化的问题。

然而，目前安防业迫切需要这样一种平台式的工具来构建复杂的应用系统。可以从两个层面来解决这些问题：在技术层面上，可以对常见的安防产品进行抽象，将各种门禁、报警、DVR等产品抽象成统一的模型，并为根据每个厂家的具体规范进行转译，使他们可以按照统一的接口集成在一起，并且还能保持一定的个性。其次在安防系统集成平台本身的定义上，可以在行业主管部门的主导下，召集代表厂商制定统一规范。

另外，安防集成平台带给我们的是平台的开发模式，通过集成大量的硬件产品和软件技术，它更倾向于软件的管理平台的定位，软件是集成平台的关键。海康威视在2005年提出了安防网络中间件的概念，其设计目标是为大范围的安防系统集成提供统一的平台开发模式，可以集成各种典型的安防产品并符合开放的原则，因此，可以初步认为，安防网络中间件是安防集成平台的一种表现形式。

中间件技术已在大量系统级软件中得到采用，它将硬件和软件进行抽象，使上层软件不必太多关注底层的硬件和复杂的网络协议，并以组件的形式提供，系统开发者可以根据实际情况对这些组件进行裁减或添加，维护组件之间通讯的是标准协议，中间件的模块可以单独升级或优化，新型的硬件也可以通过适配层或驱动层集成至安防系统。

在硬件的选择上，开放式安防集成平台更倾向于IP化的产品，但也能很好地包容各种非IP产品，网络化监控已经成为安防行业的不可扭转的发展方向，网络集成的广度和伸展性大大优于常规的集成方式，因此，具备网络接口的安防产品更容易得到青睐。

安防集成平台通过集成大量的硬件产品和软件技术，更倾向于软件的管理平台的定位，软件是集成平台的关键。

EAI技术是构建开放式安防集成平台的捷径

开放式的安防系统集成平台应该是基于软件式的；传统的基于硬件的系统联动方式，其功能简单、固定，受限于物理接线，难以应对灵活多变的环境，也无法称之为平台。

从现实状况看，门禁控制、防范报警和视频监控系统之间具有相当大的差异性和封闭性，而且对于用户来说，往往出于技术、商务等多方面因素的考虑，在系统建设时选择了不同厂商的产品。这样，构建一个开放式的安防系统集成平台就显得尤为重要了。

目前常见的构建安防系统集成平台的方式，大致分为以下三类：

第一，各类子系统厂商为了配合自己的产品而开发，这类产品并不能真正算作是开放式的平台；

第二，第三方厂商针对主流的安防产品开发，采用了紧耦合模式，所有的业务逻辑都在集成平台上实现，直接在设备层面上集成各个子系统。但第三方厂商对于设备的理解和掌握程度相对于设备生产商要打一个折扣，适应设备升级换代也会有一个滞后的过程。同时这类平台缺乏子系统独立性，系统兼容能力不够高；

第三，同样由第三方厂商开发，但是采用了松耦合模式，非跨子系统的业务逻辑都在各个子系统内实现，只有跨子系统的业务逻辑才在集成平台上实现，是在各个独立的子系统基础之上进行集成。这类平台既能够充分发挥各子系统的优势，也能体现集成系统的强大。尤其是对于想要把已经建成的各子系统集成起来的用户，这种方式往往就是最佳选择。

对于开放式的安防系统集成平台构建，个人认为应该是基于软件的。传统的基于硬件的系统联动方式，其功能简单、固定，受限于物理接线，难以应对灵活多变的环境，也无法称之为平台。作为一个开放式的安防系统集成平台，至少应具备以下五个特点：

集成性：各子系统的业务功能融合起来产生新的跨子系统功能；

开放性：这个平台要能很好地兼容不同的异构子系统，不同的厂商、不同的技术、不同的产品都要能纳入到这个平台上来运行；

独立性：每一个子系统对于安防都起到很重要的作用，因此即使某个子系统或者集成平台发生故障的时候，也不能影响其它子系统自身的正常运转；

一致性：集成平台和各子系统在管理信息上必须保持高度一致，比如用户管理、权限管理、设备配置等，否则一定会出现混乱；

可扩展性：用户所处的环境和安防需求千差万别，而且可能经常改变，尤其是对融合后的跨子系统功能来说更是如此，因此在提供基础功能的同时，提供强大的二次开发能力是必不可少的。进一步而言，用户并不是编程专家，所以集成平台的二次开发能力应该体现在直观易用、功能强大的图形化定制工具。

此外，要想实现安防系统集成，门禁控制、防范报警和视频监控等子系统必须满足数字化、网络化、开放接口这三个条件。

值得一提的是，IT技术已经成为推动安防系统发展的最强大力量，在IT领域内也面临安防系统同样的问题，虽然建立了很多应用系统，但是它们之间相互独立，即便都联网了，也还是一个个系统级的信息孤岛，应运而生的EAI应用集成技术正是为了解决这一难题。对于安防系统而言，直接采用EAI的框架、方法论和实现技术是构建开放式安防集成平台的捷径。

安防系统集成平台的功能是信号和控制命令的上传下达

开放式的安防系统集成平台的功能就是，在后端集中监控报警中心与前端各应用系统及设备之间，进行各种信号、协议、命令的翻译和转换。

原有的安防系统大多是针对一个单位或者一栋建筑物来设计建设的，属于相对封闭式的系统。不要说与外界其他系统互通，就是同一个单位的视频监控、报警和门禁对讲也大多是分别建设，彼此没有实现互联互通，这给后期系统的运行维护、管理控制以及扩展都带来了很多的不便。

随着社会对安防需求的日益增强，安防系统也越来越向网络化、集成化和规模化方向发展。特别是最近各地的平安城市建设项目启动以后，如何构建一个大范围联网的城市治安视频监控及报警系统，如何规划新建系统中各设备的结构标准、接口标准以及质量标准，如何充分利用社会上已建的视频监控、报警以及门禁对讲系统，实现新老系统的互联互通，成为一个非常紧迫的问题。

因此，如何构建一个开发式的安防系统集成平台，在该平台上实现不同厂家设备、不同应用系统的互联互通，最终实现统一管理、统一调度将是当前安防系统建设中的一个热门话题。

开放式集成平台的功能，就是在后端集中监控报警中心与前端各应用系统及设备之间，进行各种信号、协议、命令的翻译和转换，实际上相当于一个接入网关的作用，进行各种信号和控制命令的上传下达。前端的设备可以分为视频监控、防盗报警以及门禁对讲等，上传的信号包括现场的视频和音频信号（模拟或者编码后的数字信号）、视音频录像文件、各种报警信号等。下传的控制指令包括对摄像头和PTZ设备的控制、对矩阵的控制、对门禁（开关）的控制等。具体实现方式可以分解为对视音频信号的处理、对录像文件的处理、对报警信号的处理以及对各种控制命令的处理。

目前，对视音频信号的处理有两种方式：第一种方式是直接对前端模拟视音频信号进行标准化编码，这时只需要在前端添加一个标准化的网络视频编码器就可实现，优点是实现难度小，但缺点是所有改造都在前端完成，改造工作量大；第二种方法是在监控中心设置一个流媒体服务器，可以对前端传来的非标准数字视音频信号解码后再重新进行标准化编码，优点是所有改造都在中心完成，流程简单，缺点是该流媒体服务器必须能够对前端不同的视音频编码信号进行解码，解码工作复杂，实现难度大。

对录像文件的处理与对实时信号的处理方式类似，但难度更大。也可以采用两种方式，一种是直接对前端设备进行控制，模拟前端设备的回放控制命令来远程回放前端设备的录像文件。另一种是将前端录像文件传到监控中心后进行统一格式转换，转换成统一的录像文件后进行回放。

对报警信号的处理相对简单，因为一般报警信号都是开关量，不存在重新编解码问题。对控制信号的处理可以采取在前端添加一个PTZ设备控制器的方式，该控制器能识别前端绝大多数设备的PTZ控制协议， 因而能将后端监控中心的控制命令根据实际控制设备的类别进行协议转换。

综上所述，建立一个开放式的安防系统集成平台方法很多，采用纯软件或使用软硬结合的方法都可行，具体采用什么方法可以根据实际应用情况综合评估。

国内软件开发商已具备集成安防系统的软件开发能力

构建一个开放性的安防集成系统平台，需具备的技术条件：具备实力的公司或组织制定出FrameWork（架构）；软/硬设备的厂商提供符合架构规范的Plug-in（插件）。

集成安防系统，简而言之是通过软设备的概念，将监控、门禁、防盗、对讲等所有涉及到安防的硬设备整合成一个系统，进行协调掌控。从设备抽象的角度看，安防系统所要集成的设备，有以下几个子类：前端开关量采集和控制设备、数据设备、数据服务“软设备”、音视频设备、音视频服务“软设备”、图像分析和理解“软”设备、网络传输“软”设备、多媒体数据库、管理服务“软设备”。

对每一类的设备定义统一的属性和方法的接口，对于集成开发商来说，无须关心硬设备或者软设备的技术细节，也无须根据不同的厂商来修改软件源代码，就能够做到开放平台所需要的“即插即用”和“设备无关”。

但目前要形成一个开放性安防集成系统，仍存在障碍因素，例如缺乏一个技术联盟制定规范；缺乏对软件产品的适度保护，部分用户习惯使用免费软件和购买盗版板卡，这打击了软件和硬件开发厂商的积极性；市场和产业链的不规范，导致具备实力的厂商缺乏开发开放性的安防集成系统平台的积极性，对于软设备开发厂商来说，这样的开放平台缺乏明晰的市场盈利模式。

要构建一个开放性的安防集成系统平台，需要具备以下技术条件：具备实力的公司或组织制定出FrameWork（架构）；软/硬设备的厂商提供符合架构规范的Plug-in（插件）。以音视频设备举例，板卡设备厂商可以提供一个视频源插件支持预览和压缩等功能、一个标准的解码插件；集成商或者图像分析软件开发商可以对解码获得的数据或者视频源插件提供的原始数据进行分析和理解，提供符合规范的输出结果；视频服务器和嵌入式DVR厂商应提供开放式的平台，使得集成商可以在视频服务器或者嵌入式DVR上开发支持集成系统的各种服务。理想情况下，用户可以在这样的开放平台下，根据自己的需要，自主连接需要的设备，通过鼠标地拖动，就可以构建一个符合需求的安防系统，之所以说是理想的情况，原因在于目前有很多障碍。

从另一个角度来讲，安防系统是一个并不复杂的系统。目前国内有几家较大的系统集成开发商都具备安防系统集成平台的开发能力。以国内一家大的系统集成开发商的SRP软件为例，SRP软件集图像监控、防盗报警、一卡通管理、巡更管理、周界防范、楼宇设备监控、电子地图等功能于一身，并可为系统集成商提供监控界面设计和资源配置服务，且具备以下主要技术特点：

例如，界面组态功能，根据用户的需求定制个性化电子地图界面；通过策略组态定制各种子系统之间的相关性；实现各子系统资源共享，各相关子系统联动响应；动态下挂各子系统，并下载其数据，保持数据的一致性；接收、处理和显示各子系统实时采集数据、报警和视频等信息；网络化智能系统集成模式可以使信息和资源共享，控制相对分散独立，硬件配置灵活，软件组态方便的并行处理，分布式计算机系统的结构模式；通过TCP/IP网络进行系统的远程控制与管理；采用完全组态的模式进行系统工程的设计，利于信息共享、节省投资、缩短工程搭建周期；系统的集成开发环境，通过PLUG In的机制扩展系统功能，以满足各种类型用户个性化解决方案。

由此可见，国内软件开发商已经具备开放式的集成安防系统的软件开发能力。

第二节 产品工艺特点或流程

1、系统结构分类

安防系统结构可以分为两类：多层平台结构和分布式平台结构。这两种结构各有优缺点，下面就两种结构进行比较：

2、多层式平台结构

多层式结构在前几年得到广泛的应用，其层次分明，信息统一管理、统一存储，便于本级负责、综合协调、统一指挥。下面以城市公共安全监控系统为例进行介绍：

城市公共安全监控系统结构图

系统总体由监控网点、传输通道和监控中心三个部分组成，其中监控中心又分为市局三级监控中心、分局二级监控中心和派出所一级监控中心。

此系统是一个典型的多级系统，特征是一个塔形结构，对于城市，塔尖是市公安局指挥中心，市公安局指挥中心不仅负责对各公安分局进行管理，而且对交管中心，内保安全等也要纳入统一管理，甚至要害单位等重要单位的安全管理都可以纳入统一的市局中心进行集中调度管理；分局及其他重要单位组成塔的中间层，基础层是派出所监控中心，各级监控中心是垂直管理。

派出所在城市中的地理位置具有分散的特点，这样，它就可以采集城市各个网点的信息，将信息再逐级往上传送，达到各级监控中心共享信息、统一调度的目的。这样构成一套具有高可靠性、高安全性、高容错性架构及合理性价比的城市联动及应急系统平台。但这样将所有信息集中存储后再调用，很多无用的信息利用率很低，同时可能会占用大量的资源；并且信息必需逐级调用，占用的时间相对较多，如果上级结构出现故障时无法完成资源的调用；图像在逐层的调用过程中图像质量可能会受到影响。

3、分布式平台结构

近几年来分布式平台结构被开发出来，应用领域也不断扩大。分布式系统是将所有子系统集成在一层的平台上，这套系统主要用于智能建筑内部安防管理，防火、空调控制、视频监控全都集成在一层上。前端控制（节点）设备是分布式的核心，它既是区域内前端设备的控制和管理设备，又是构成LAN或INTRANET的节点设备。这个网络上的任一节点都可以得到系统的全部信息，也可以对其他节点（区域内）的前端设备进行功连接控制。

分布式安防平台的结构图

这套系统的一个特色是与视频监控系统联网。传统模拟条件下，对于图像与控制、数据双网也可以构成分布式系统，但这种方式比之多层式系统并没有优势而言。而目前以数字视频和网络技术为基础构成的分布式系统平台能直接调用视频资料，更能显示出效率（节省资源）、灵活、易扩展、充分资源共享及高图像质量方面的优势。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

针对平台的目前的发展现状和对发展趋势的理解，安防平台在未来的发展方向是：

1、由分层式平台逐渐向分布式平台转化，简化系统结构，易于系统功能扩展。

2、制订开放系统互联的标准，开放标准统一接口、统一认证确保安全。各种的产品统一于一个标准或者可以通过“中间件”转译为同一个标准，方便平台对其兼容和集成，为开放的、数字化平台提供更加有利的发展环境。

3、个性化目标探测是现在的热点也是未来的趋势，主要是对目标的设计化、管理与监控对象（目标）的数字化。很多业内权威人士断言，随着RFID技术、生物特征识别技术推动着个性化目标探测不断进步与发展。

4、结构模块化和传输多样化，从单一的专用控制网络协议向通用的TCP/IP协议迈进，通过网络对平台进行控制，以丰富个性化的客户应用需要。

5、安防预决策系统是安防平台的关键，未来期待更加人性化的、智能化的、多元化的安防决策系统为我们的国家安防组织分忧解难，降低人员的伤亡、财产的损失和事故的发生率。

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