1.引言
隨著網絡技術的發展和信息化建設的深入,視頻監控產業開始進入網絡化時代,市場對存儲產品網絡化功能要求逐漸提升，同時視頻監控技術的不斷更新換代也對存儲方案提出了更高的要求。
以“NVR+IP Camera+監控平臺”為核心的解決方案越來越多地被客戶所接受，一方面由于目前的主要應用是突出高清的內容，例如720P已能做到只占用2Mbps碼流的帶寬，不比D1的碼流大多少，對于存儲沒有太大的壓力，但清晰度提高了很多，能夠看清一些更為細部的特征，這些對于案件偵破等都有很好的幫助。另一方面相比于集中存儲，分布式存儲數據都存儲在單臺的NVR上，避免了一旦存儲服務器出問題，整個數據可能全部丟失的情況，且只有中心需要查看預覽和回放數據時，才需要連接NVR，對網絡帶寬和交換機交換能力的要求相對較低，整個項目的成本也較低。從長期的發展趨勢來看，NVR分布式存儲比ＩＰＳＡＮ集中存儲更有優勢。
NVR的發展和前端設備、后端監控平臺都有很大關系。對于前端設備，要求NVR能夠兼容接入更多廠家的IP Camera; ONVIF標準的誕生和廣泛應用為解決IP Camera和NVR互聯互通提供了很好的解決方案。
對于監控平臺，又要求NVR具有很好的接入性能;且NVR屬于網絡部署，對前端點位沒有地理位置的限制，因此不會存在DVR遇到的在一定范圍內只會部署有限數量的前端問題，這種需求使得NVR需要更大盤位和更強接入能力的產品。
2.概述
NVR的發展大致經歷了三個階段：
第一個階段：最初的NVR是以PCBased來開發的(基于電腦主板開發)，產生的主要原因是IPC誕生的比較早，而專業的NVR卻遲遲沒有面市。于是有些廠家就采用了PC機或工控機作為硬件，通過開發軟件實現IPC的接入，也有一些廠家采用解碼卡的方式。這種形式的NVR多見于2009年之前的產品，2009年之后隨著專業NVR興起，非專業NVR越來越少。
第二個階段：嵌入式NVR：主要特點是采用的是嵌入式硬件和軟件，因此穩定性非常好，功耗也很低。 缺點是接入能力相對較弱。
第三個階段：最近幾年出現了針對社區和平安城市級的智能一體化大容量NVR，其主要采用的是以高端服務器硬件結構為基礎，以傳統的NVR軟件操作界面為前提，結合以往的磁盤陣列中的數據保護和維護技術為內涵的具有強大數據處理功能的大型NVR系統設備。最主要的特點是可以大路數存儲壓縮處理高清視頻流，一般可以接入幾十甚至上百路前端，并有著極強的數字視頻流的轉發、檢索、備份、維護和保護功能及智能化功能。
相比于傳統嵌入式NVR，智能一體化大容量NVR在接入能力、擴容方式以及數據安全保護級別等方面都有很大的提升，是綜合運用多項最新存儲技術、智能技術的產物，憑借其強大的功能以及獨特的設計理念，非常適合用來組建簡單靈活、穩定性高的高清視頻存儲系統。
3.智能一體化大容量NVR應用方案亮點
1.強大的接入能力
NVR的接入能力一方面包括對前端不同品牌攝像機的兼容性，另一方面也包括攝像機的接入路數。
假設有一個前端兩百個點位的中小型項目，傳統NVR的解決方案由于接入性能的限制，需要配置多臺NVR，成本較高且部署不方便，對于系統的穩定性也有一定影響。
圖1 傳統的NVR存儲解決方案示意圖
而智能一體化大容量NVR不僅擁有強大的接入能力，而且集成了IPSAN的存儲能力，服務器的轉發能力和解碼器的解碼能力于一身，單臺即可完成一個中小型高清監控方案的部署，也可與DVR或NVR組成大型穩定的純硬件平臺解決方案。在品牌兼容性方面，通過ONVIF、28181以及SDK等方式，可與業界主流廠商的IPC產品實現穩定對接。獨特的模塊化插拔結構便于排查和定位問題，大大減少了后續的維護成本。
以大華的新一代NVR旗艦產品NVR724-256為例：它支持256路通道，不僅能實現720P和1080P等不限分辨率的碼流接入，而且支持500W、800W等像素高清IPC接入。高達768Mbps的接入碼流，實時并發的512Mbps同步轉發性能。適用大部分需要視頻集中監控的業務應用場景，滿足海量高清時代的部署和應用要求。
圖2 以智能一體化大容量NVR為核心的多業務融合方案示意圖
2. 多層數據保護方案
存儲數據的穩定對于安防視頻監控系統是最重要的。“平安城市”、“銀行大聯網”等項目的視頻數據已經達到PB級，面對這些越來越龐大的系統數據的傳輸與存儲，傳統的NVR已經無法勝任，特別是在大規模部署時，經常會因為服務中斷而導致系統數據丟失。因此系統設計時應盡量減少故障點，并能保證在單點或多點故障的情況下，系統能夠持續運行，在線恢復正常。
相比于傳統NVR采用的N+1備份，智能一體化大容量NVR由于性能的提升，可以支持安全級別更高的數據保護機制，并融入了云管理概念，避免了N臺設備主用，一臺備用，應付不了N臺主用設備里多臺同時宕機的缺點。
目前許多智能一體化大容量NVR已可支持由多臺NVR設備組成的N+M多節點集群和互備機制：
N臺NVR承載正常的視頻監控功能，接入前端的IPC視頻流，部署M臺NVR設備作為正常工作的NVR的備份。
圖3 N+M冗余熱備原理圖
如上圖所示，由一臺備用NVR設備承擔N+M策略管理服務器，自動檢測和同步NVR設備狀態，當某臺NVR設備出現故障后，策略管理服務器通過算法運算選舉優先級高的備用NVR替換故障NVR，通過NVR策略管理服務器的快速切換機制同步配置和錄像數據，完成備份設備的無縫切換，從而實現整個監控系統的不間斷工作。
當故障NVR恢復正常工作，接入到原來的系統中后，替換的備用NVR恢復備用狀態，同時回傳錄像，從而保證整個錄像的完整性。
基于N+M的存儲方案可實現多層數據保護，確保整個視頻監控過程的數據不丟失，避免因設備故障而導致的視頻監控中斷，實現24小時不間斷運行。
圖4 多層數據保護方案示意圖
首先可在前端IPC配置SD卡，實現斷點續傳。當前端與NVR網絡連接中斷時，視頻數據先緩存到本地的SD卡上，網絡恢復正常后續傳到NVR上。
后端配置智能一體化大容量NVR通過多碼流、存儲備份、N+M等機制保證系統的穩定運行及錄像的連續性。
另外，NVR的關鍵視頻數據根據事件、通道、時間等備份至軟硬件管理平臺或指向IPSAN，使操作和監控更加人性化。
3.支持智能分析和智能檢測
智能一體化NVR借助于智能技術可以實現穿越警戒區、物品保護、人群聚集和斗毆等行為的分析和實時報警，減輕用戶人工壓力和人員投入。通過視頻分析，在出現異常現象后，第一時間上傳少量關鍵數據到監控指揮中心，并結合報警聯動，大大提高響應速度。
圖5 視頻智能檢測分析示意圖
部分智能一體化NVR已支持智能檢測業務，通過處理分析安裝于高速道路和隧道內的攝像機采集的視頻圖像，在圖像的覆蓋范圍內，能夠自動檢測各種交通事件、事故，包括車輛事故，車輛停駛、交通擁堵、車輛慢行、車輛遺棄物，煙氣和火災檢測等，為道路的交通安全管理和運行提供了極大的幫助。
智能一體化大容量NVR應用案例：杭州聞堰物流中心監控項目
杭州聞堰物流中心建筑面積逾1.8萬㎡,物流中心監控項目主要實現對庫房情況和貨物進出的實時監控，了解物流倉儲運作情況，提高倉儲效率，同時還可以遠程監控物流倉儲過程。
整個項目主要對包括倉庫、內外部主要通道及大樓周邊監控等138個點位進行實時監控，同時各樓層及庫區的前端煙感報警器、三鑒探測器等報警設備通過設定不同的觸發條件，自動聯動攝像機、監視器，對報警事件進行記錄。
中心由一臺NVR 724-256即可實現對前端點位的接入，通過NVR 724-256以及大華軟硬件一體化平臺DSS7016自帶的盤位配備硬盤，不需另配IPSAN即可實現數據存儲。方案針對物流倉儲監控的系統要求，做到了配置合理，留有擴展余地，技術先進且性價比較高，同時保證了系統的高可靠性。
圖6 聞堰物流中心監控項目架構圖
結語：
未來的網絡視頻存儲將不再僅僅是錄像數據及與其相關的錄像索引信息的存儲，對于用戶來講，關心的重點已不再是使用多少臺設備，而是系統能為用戶提供哪些服務，例如是否支持智能化應用以便從海量數據中快速查找出真正需要的內容，是否支持在線擴容、是否支持數據備份和數據容災能力等。隨著“平安城市”建設到“智慧城市”建設的過渡，需要有采用集群技術和數據冗余技術高端NVR來搭建的海量數據存儲系統，并要求NVR能夠與智能技術融合讓應用和管理更加高效。智能一體化大容量NVR順應了這一發展趨勢，必將引領高清網絡存儲進入新的發展境界。
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