小区监控系统是安防智能化 小区监控防盗措施的一个重要组成部分,它可以实时地掌握小区的各种治安及交通情况,供值班人员分析、判断,正确调度保安力量,及时处理各种突发事件。安防监控系统不仅可以提高小区的管理水平,还可以预防和减少小区犯罪的发生。
由于数字化视频监控克服了模拟闭路电视监控的局限性,具有可以通过计算机网络传输、传输距离长、信号不易受干扰、具有高图像品质和稳定性、数字化存储、查询方便等优点而逐步取代原来的模拟闭路电视监控系统。数字硬盘录像(Digital Video Recorder,简称DVR)就是当前广泛使用的数字化视频监控方案。
小区监控系统当前的关键技术:监控数据存储(因为监控点,监控数据庞大,所以成为小区监控系统的技术瓶颈)。
小区监控系统数据存储解决方案
监控常常是多点且长时间进行,所以需要大容量存储设备。以每天进行10h监控的硬盘录像为例,如果按照MPEG1格式计算,每帧图像为2.4K,每路每小时录像存储量为2。4×25×60×60 1000=216M,每路每月录像存储量为64。8G;另外还需存储一些音频信息,照此计算,要存储一路摄像,则一个月的图像需要一个80G硬盘。以8路DVR为例,如果要求保存一个月的图像,则需要8个80G的硬盘。因此,智能化小区的安防监控系统,迫切需要一个存储时间长、安全性和扩展性强并且廉价易用的数据存储解决方案。
为了满足DVR对大容量存储的要求,一般选用6U甚至8U的机箱,然后加IDE阵列卡,这样就可以将6-8块硬盘全部放在一个主机里。从存储的角度看,这种方式属于DAS,是传统的存储模式,磁盘通过主机的总线与主机相连。
在这种结构的服务器中,通过将磁盘阵列、磁带机、磁带库和光盘塔等存储产品通过IDE或SCSI总线连接至某一特定的主机,存储设备只能被该主机直接访问和控制,其它主机需要访问存储设备中的数据时,必须经过该服务器的存储和转发,从而形成一个以服务器为中心的存储结构。客户端的数据请求必须经过服务器的存储和转发,且在数据从存储设备通过网络传输的过程中还存在从总线协议到网络协议的转换,服务器的负荷较重,效率低下,实时性差,服务器中存储IO、网络IO以及CPU和内存容易成为系统瓶颈。
一些监控工程商常用解决方案的不足
通过增加主机硬盘来扩大存储容量的方式还存在下列不足。
由于硬盘过多,工程不得不将IDE数据线加长,有的甚至达到80cm,而IDE数据线的标准长度为45cm。由于数据线太长,经常出现掉盘的现象。
工控机箱风扇不是专门为硬盘散热而设计的,再加上硬盘挨得太紧,导致硬盘散热困难,大大缩短硬盘的使用寿命。
硬盘都放在一个主机内,任何一块硬盘出现故障进行维护时,都必须停机并打开机箱。如果在此时发生意外事件,将带来十分严重的后果。
当用户需要增加存储时间,如要保存两个月的数据时,只能采取再增加一台主机的方式来扩充容量,这种方法必然增加投资,且给管理带来不便。
可见,随着监控系统的不断扩大,这种DAS方式的存储解决方案已不能满足DVR系统中对存储设备的高吞吐率、高可靠性、易管理和可扩展性的需求。
网络存储是近年来发展起来的一种存储新技术,并处在不断发展阶段,它利用传统的存储设备和网络设备实现网络存储功能,构造出能够直接被网络访问的网络存储设备
在这种新型存储结构中,存储系统不再通过IO总线附属于某个特定的服务器或客户机,而是通过网络接口与网络相连,由用户通过网络访问。与DAS相比,附网存储系统具有非常好的可扩展性。由于数据不再通过服务器内存转发,数据直接在客户机和存储设备之间传送,服务器仅起控制和管理的作用,因而具有更快的响应速度。
附网存储(Network Attached Storage,简称NAS)是网络存储的一种技术,它将存储方案从以服务器为中心转换为以数据为中心,从而克服了以服务器为中心存储解决方案的不足。NAS设备采用的是专用操作系统,与通用操作系统相比,它去掉了一些与文件服务无关的功能,而将主要功能集中在文件管理与操作。NAS的软件系统可划分为五个重要的模块,分别是操作系统模块、卷管理器模块、文件系统模块、网络文件共享模块和WEB管理模块。
优化后的操作系统使内核更好地支持对存储器的读写,更充分地利用诸如内存、CPU、总线周期和网络带宽等硬件资源,具有较大的数据吞吐量。卷管理使NAS支持各种RAID(廉价冗余磁盘阵列)结构,如RAID0,1,5以及它们的组合。文件系统使NAS更专注于文件的处理,具有很高的文件处理能力。网络文件共享使NAS可以应用在任何网络环境中,主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上以SMB(服务器信息快)、NFS(网络文件系统)和CIFS(公共网络文件系统)等格式存取文件。WEB管理模块使NAS设置操作可以通过WEB浏览器进行。NAS的上述软件系统结构使NAS具有下列优点。
为访问和共享大量文件系统数据的企业环境提供了一个高效、性能价格比优异的解决方案。数据的整合减少了管理需求和开销,而集中化的网络文件服务器和存储环境——包括硬件和软件则确保了可靠的数据访问和数据的高可靠性。
具有完整的跨平台的文件共享功能,支持异构网络环境下的文件共享,支持UNIX,Windows NT和Linux等操作系统。
扩容容易,存储容量的扩充不需要停顿网络,提供基于WEB界面的管理。
支持多种RAID结构,包括RAID0,1,5和RAID5+Hotspare,能为保存在其中的数据提供安全性。同时由于NAS上不运行应用程序,保存在NAS上的录像结果文件不会由于计算机病毒的原因导致被破坏或丢失。
基于NAS的DVR存储解决方案
使用NAS后,监控主机中只需要一块硬盘,用于安装操作系统和必要的监控软件,而所有的录像结果文件通过网络存放在NAS中,北京某小区基于NAS的DVR存储解决方案。该小区的监控点有64路,通过各带16路监控器的四台监控主机实现,四台监控主机通过局域网互联。
方案中使用了两台容量各为640G的NAS,两台监控主机共用一台NAS。在两台NAS上分别建立文件夹v1,v2,v3和v4,并根据需要赋予一定的访问控制权限。在四个监控主机上选择上述四个文件夹中的一个映射成本地硬盘,用于存放本机的监控录像。远程用户可以通过网络直接调用存放在NAS上的录像文件。该方案特点如下。
满足了安防和监控对大容量存储设备的需要,方案中单台NAS的存储容量为640G。
录像的结果以文件的形式存放在NAS中,便于快速查找和回放。
可以通过网络远程存储。
存储容量可实现在线扩容,当需要更大容量的存储空间时,可以直接往交换机上接入新NAS并做适当的配置即可,不需停顿网络服务。
NAS中的文件夹作为主控机的一个本地盘,使用和管理方便。该方案具有较大的灵活性和可扩展性,它可以通过广域网进行远程监控或对监控的结果进行远程存储和访问。
在监控领域,数字化和网络化是一种趋势,该存储解决方案除用在小区外,还可广泛应用在电信、电力、交通、银行、水利、智能大厦、电信局无人值守机房、电力无人值守变电站、水文站及银行营业厅等场所的安防监控存储解决方案。
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