合肥三讯科技有限公司  14年安防监控智能化项目经验

       近年来，随着数字图像处理技术和数字电路技术的飞速发展，图像信号的数字化和处理变得比较普遍，利用数字图像处理技术进行动态监测和现场监控都已成为现实，而且具有相当高的灵敏度和可靠性。视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于金融系统、交通系统、公安系统、教育系统和医疗系统等众多领域。正是在这样的背景下，作为一名弱电从业者掌握一些相关知识还是有必要的。

　　一.网络摄像头如何选择

　　IPC(即网络摄像机)可以与路由器、交换机、NVR(网络硬盘录像机)等设备组建成为监控系统。不同的应用场景对IPC的要求可能不同，以下将给出IPC在实际应用中可能带来差异化体验的规格参数，请结合实际需求进行选择。

　　1、IPC类型

　　按品牌分类，IPC品牌有很多，海康威视，大华，中维世纪，宇视等等。

　　按外形PC主要分为三种：球机筒型和半球型。其中筒型比较常见，室内外通用;半球型一般用于室内，体积较小，可以壁挂或吸顶式安装。

　　筒型又称枪机

　　半球型

　　2、供电方式

　　IPC都支持DC直流电源供电，部分IPC支持标准PoE供电，连接PoE交换机或PoE网络硬盘录像机即可供电，施工和维护更加简单方便。

　　非PoE供电：每个摄像头需要电线、网线、PVC套管、插座、安防电源……安装复杂，维护不易。

　　PoE供电：一个摄像头一条网线，数据、电力同时传输，简单方便。

　　3、镜头焦距

　　IPC镜头焦距有2.8mm/4mm/6mm/8mm/12mm等多种，每个产品系列均可以选择镜头焦距，可以满足室内外各种环境的拍摄需求。一般来说，焦距越大，视场角越小，而监控距离越远。

　　放到实际使用场景中，2.8mm焦距适用于电梯、楼梯等较为狭小的环境，4mm适用于会议室、商店稍大一些的场景等，而停车场、工厂车间、庭院等更开阔的地方则可以选用6mm以上的镜头;具体选择可以根据需要而定。

　　不同场所的镜头选择

　　4、分辨率

　　对于监控摄像机来说，清晰度很关键。众所周知，摄像机的分辨率越大、传感器像素越高，拍出来的图像就越清晰。

　　IPC的传感器像素规格有好几种，常见的有100万、130万、200万和300万，对应的分辨率如下表：

　　像素与分辨率对照表

　　那么，是不是分辨率越高就越好呢?

　　确实，分辨率、像素较高的摄像机，拍出来的效果也会较好，但是，它所占用的带宽和内存空间也会更大，同样大小的硬盘所能录下的时间也就越短。

　　以6TB硬盘为例，4路H264 100万的摄像头能录像72天，但是如果换成4路H264 200万的只能录像36天。更高像素的录像天数更少。

　　所以，选择摄像头的分辨率时，在追求清晰度的时候也要考虑存储问题，挑选自己适用的即可。当然，结合定时录像和移动侦测录像，硬盘存储的实际有价值监控录像的时间会更长。硬盘容量和监控时间的计算方法请参考硬盘选择。

　　5、夜视距离

　　要想夜晚监控也到位，就得用夜视效果好的IPC。夜视距离主要由红外灯数量决定。单灯的夜视距离为30米，双灯的夜视距离为50米。还有四灯的六灯的等等

　　普通摄像头夜视效果

　　不过现在好多品牌的IPC都出了星光级，白天和夜晚都是全彩。

　　夜晚全彩

　　6、编码标准

　　IPC和NVR支持的编码标准有两种：H.264和H.265，后者为新一代编码标准，可以在不损失图像质量的同时，将视频大小压缩至前者的一半，就是我们所说的存储减半。在带宽相同的情况下，H.265可以传输更加高清的视频。

　　两者对比

　　二.硬盘的选择(含NVR的选择)

　　1.硬盘分类

　　硬盘按接口分，有IDE、SCSI、SATA三种。我们经常使用的是SATA

　　SATA接口

　　按容量现在常用的有1TB,2TB,3TB,4TB,6TB,8TB的等等

　　品牌有西数，希捷，东芝，三星等等

　　按使用方式，还可以分为，普通硬盘，企业级，服务器级，还有监控专用硬盘。针对监控的环境特殊性，监控专用硬盘具有，转速低，缓存大的特点，比普通硬盘更耐用。

　　2.监控存储计算方法

　　安防监控视频存储中，一个很重要的问题就是硬盘能录多久的监控视频?要保留30天的监控需要多大的硬盘容量?一天能录制多大的视频?在解释这些问题之前，我们先了解以下信息：

　　IPC码率

　　摄像机的码率即监控视频流的带宽，分为主码流和子码流，主码流用来存储，子码流一般用来预览。在不同分辨率/帧率以及画面效果时码率大小有所差异，默认情况下1080P的摄像头主码率为4M，720P的主码率为2M。

　　硬盘容量

　　即硬盘的存储空间大小，1T=1024G，1G=1024M，一般监控硬件的存储容量超过1T。需要注意的是，硬盘实际可用于存储视频的容量为总容量的90%，即容量系数为0.9。

　　监控路数

　　需要录像的监控摄像机数量，如6个摄像机需要保存录像，则为6路。

　　计算方法：

　　单日录像大小=主码流(M)÷8×3600(秒)×24(小时)×通道数÷1024

　　录像天数=硬盘容量(G)×1024×系数×8÷3600(秒)÷24(时)÷主码流(M)÷通道数

　　如：1个1080P摄像头，4M主码流的一天视频大小：4÷8×3600×24×1=43200M≈42GB

　　以下，我们按照上述计算方法，我们列出常见网络情况下硬盘使用情况：

　　对照表

　　2TB=2048GB，实际存储大小≈2048×0.9=1843GB

　　说明：实际工程环境中，可能是多种类型的摄像机组合使用，计算方法类似。

　　PS:H265存储减半

　　3.录像机NVR的选择

　　确定好摄像头和硬盘的选择，接下来就该选择录像机NVR了，

　　a.录像机NVR的分类

　　按品牌分，有海康，大华，中维等等

　　按可接摄像头的数量，可分为4路，8路，16路，25路，32路 ，64路等等

　　按可装硬盘的数量，分为单盘位，双盘位，四盘位，八盘位等等

　　按录像格式，分为H264和H265，H265向下兼容H264。

　　录像机NVR

　　b.如何选择NVR

　　首先确定摄像头的品牌，像素多少，是H264还是H265。确定使用数量

　　根据客户录像天数要求确定硬盘使用数量，

　　根据摄像头和硬盘的数量选择相应的录像机

　　PS：要注意NVR单个盘位支持硬盘的大小，以免出现硬盘容量过大，该盘位不支持的情况

　　摄像头如果要是H265格式的，NVR也得选择H265格式的。否则存储不会减半

　　选择NVR的时候，还要看支持高清和全高清的路数，以免后期NVR出现资源不足的情况

　　还有同品牌的IPC最好选择同品牌的NVR，这样兼任性更好

　　三.监控网络如何选择交换机

　　1、交换机重要参数

　　背板带宽

　　背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽。一台交换机的背板带宽越高，处理数据的能力就越强。

　　背板带宽计算方法：端口数*端口速度*2=背板带宽，以华为S1724G为例，该款交换机有24个千兆口。背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps。

　　背板带宽≤标称背板带宽，那么交换设备在背板带宽上是线速的，也称无阻塞。

　　转发性能(各端口包转发率之和)

　　包转发率，也称端口吞吐量，是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps(包每秒)来衡量。一般来讲，低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps，而高端路由器则能达到几十Mpps(百万包每秒)甚至上百Mpps。

　　包转发率的计算方法：满配置千兆端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数×0.1488Mpps=包转发率

　　以华为S2700-26TP-SI为例，该交换机有24个百兆口，两个千兆上联口。包转发率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。

　　整机转发率≤标称包转发率，那么交换设备在整机转发上是线速的，也称无阻塞。

　　二、交换机选型建议

　　对于一套大中型网络监控系统其交换机配置一般由接入层、汇聚层、核心层三部分组成。

　　接入交换机

　　接入层：

　　可选择8路或16路普通百兆交换机，建议接入交换机上摄像机数量控制在6-10台。

　　我们常用的交换机的实际带宽是理论值的50%-70%，所以一个百兆口的实际带宽在50M-70M。4M*12=48M，因此建议一台百兆接入交换机最大接入12台720P网络摄像机。同时考虑目前网络监控采用动态编码方式，摄像机码流峰值可能会超过4M带宽，同时考虑带宽冗余设计，因此一台百兆接入交换机控制在8台以内时最好的，超过8台建议采用千兆口。

　　汇聚交换机

　　汇聚层：

　　性能比接入交换机要求要高，可选择带千上传口的二层交换机。该交换机百兆口与接交换机相连，千兆口与监控中心核心交换机连汇聚交换机上摄像机数量应控制在30台左右。

　　以720P网络摄像机4M码流计算，前端每台接入层交换机上有6台720P网络摄像机，该汇聚交换机下联5台接入层交换机。该汇聚层交换机下总带宽为4M*6*5=120M，因此汇聚交换机与核心交换机级联口应选千兆口。

　　核心交换机

　　核心层：

 

　　核心交换机是整个数字监控系统的核心，下联汇聚交换机，上联视频监控平台，存储服务器，数字矩阵等设备，建议选择三层全千兆核心交换机，摄像机数量超过150台考虑三层万兆核心交换机。