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云计算和云存储在安防系统中的应用
2014/11/19 11:01:00      来源:《中国安防》    作者:李贤红

  经过三十多年的技术创新和不断发展,安防行业已形成了门类齐全、技术先进的产业体系。其中视频监控的发展经历了模拟视频监控、数字视频监控、网络视频监控、高清视频监控的演进,产品的功能、形态和视频监控的组成架构等各方面都发生了巨大的变化。

  经过三十多年的技术创新和不断发展,安防行业已形成了门类齐全、技术先进的产业体系。其中视频监控的发展经历了模拟视频监控、数字视频监控、网络视频监控、高清视频监控的演进,产品的功能、形态和视频监控的组成架构等各方面都发生了巨大的变化。安防的高清应用也逐渐呈全面普及、跨界发展之势:从特定场合向更多细分领域扩展,与各细分行业的业务管理深度融合。借助云计算和云存储的原理,安防系统向着集成化、高清化、网络化、智能化的方向发展,大安防时代已现雏形,并逐渐开始流行。
  学校是一个安防需求较为特殊的场所,既要达到安全防护的要求,又要求产品不会伤害到师生人身安全。本着学校安防系统项目方案的设计必须按照技防建设“保障必需、不断完善、实用高效、安全可靠”的原则,本系统把云计算和云存储的原理应用到安防系统中,并结合学校的实际情况,开发出了一套简单实用的“一键式”网络报警系统。在有警情或突发事件的情况发生时,简单地通过一个按键开关,就能把报警信息传递给就近的接警中心和相关负责人,并把事发现场的实时图像及时地上传到接警中心,以便接警中心根据现场的实时情况快速灵活地采取相应措施,从而提高校园的安全性,实现“人防”与“技防”相结合的立体防范体系,提高整个校园的安全防范效率。
  一、云计算、云存储以及在安防系统中的应用
  “云”其实是网络、互联网的一种比喻说法,云计算是由一系列可以动态升级和被虚拟化的资源组成,这些资源被所有云计算的用户共享并且可以方便地通过网络访问,用户无须掌握云计算技术,只需要按照个人或者团体的需要租赁云计算的资源。云计算是分布计算、集群计算、网格计算、公用计算等各种技术发展融合的产物,是技术进步、需求推动、商业模式转变共同推动的结果,其本质上是一种新的提供资源按需租用的服务模式,是一种新型的互联网数据中心业务,其特点是强调服务的交互,最神奇的地方是最终使用资源的客户不需要关心资源的位置和部署方法。从云计算技术角度来分,云计算大致由四部分构成:物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口。而云计算服务层次是根据服务类型即服务集合来划分的,云计算体系结构中的层次是可以分割的,即某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。比如:应用层对应软件即服务(SaaS);平台层对应平台即服务(PaaS);基础设施层对应基础设施即服务(IaaS);虚拟化层对应硬件即服务,它结合PaaS提供硬件服务,包括服务器集群及硬件检测等服务。云计算业务具有以下五个特征:基础资源租用、按需弹性使用、透明资源访问、自助业务部署和开放公众服务。云计算按服务类型可分为如下三类:基础设施云、平台云以及应用云;按服务方式分,可分为公有云、私有云以及混合云。
  云存储的概念与云计算类似,它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统,保证数据的安全性,并节约存储空间。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案,使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。云存储的核心是存储设备与应用软件相结合,通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。从严格意义上讲,云存储不是存储,而是服务。云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,云计算和云存储将带来一场技术革命,安防行业也不例外。
  随着安防系统向高清化、网络化、智能化、集成化的方向发展,不仅产生了海量的数据,而且要求对数据进行分析,实现事前预警、事中预测、事后分析相结合,为公安、城市管理等各行各业提供更为有效的信息支持。云计算和云存储的出现,为安防行业的发展插上了腾飞的翅膀。
  安防云的特点和核心思想是通过弹性化的部署,实现安防应用的整合和统一;通过前端视频采集的即插即用,简化安防系统的实施、维护和管理难度;通过虚拟化的思想,实现云存储和按需分配;通过面向服务的架构,实现瘦客户端。具体来说,用户可以根据自己的实际情况选择前端产品的品种和数量,安装好并接上网络后,便能享受“云”的服务。
  报警控制系统自诞生起就具有云的特质,天然属于云安防应用。闭路电视监控系统在从模拟系统向网络系统过渡的过程中也具有天然云的特征,除了前端不需要纳入云之外,其余部分都可以视为云的一部分。监控云存储的出现,突破了传统存储方式的性能和容量瓶颈,使云存储提供商能够联结网络中大量各种不同类型的存储设备形成异常强大的存储能力,实现性能与容量的线性扩展,让海量数据的应用成为了可能,所有的录像、存储、回放和控制都可以通过云来实现。云计算与云存储加速安防系统向高清化、智能化、网络化方向发展。
  二、基于云计算和云存储的安防集成系统
  本文所述的安防集成系统利用云计算和云存储的原理,无缝地集成了报警控制系统和视频报警系统,具体来说,由报警控制设备、模拟摄像机、数字视频服务器、网络设备、接警中心的接警服务器以及接警主机等组成。系统结构图如图1所示:

  用户可根据自己的实际情况,选择摄像机以及探测器等前端设备的种类和数量,也可以只用报警控制系统或只用视频报警系统。如果只用视频报警系统,则要在数字视频服务上外接一按钮,或将按钮或探测器之类可触发报警的设备接于IP摄像机上,实现一键式报警功能。当然,亦可不用按钮、探测器之类,在数字视频服务器上设置移动侦测等功能来实现视频网络报警(受网络带宽等因素制约,采用一键式的方法效果较好)。对于普通的用户,可以用ADSL方式接入互联网,如果条件允许,亦可采用专线的方式。在接警中心,则采用专线方式接入互联网。
  由于云监控才刚起步,云计算和云存储等还受诸多因素制约,所以当没有警情出现时,视频音频信息还是暂时存储于客户的视频服务器上。当前端出现警情时,如有盗贼入侵或出现紧急情况而按下紧急按钮时,报警控制系统除了给接警中心和相关负责人传送正常的报警信息外,同时会启动数字视频服务器将发生警情的视频、音频信息传输到接警中心,为客户和相关人员赢得到宝贵的时间。具体来说,报警控制信息借助PSTN和GSM/GPRS/3G向接警中心和用户手机发送报警信息,同时启动视频服务器将发生警情的视音频信息通过Internet传送到接警中心,在接警服务器中保存,并在显示终端弹出报警时的视频信息,使报警控制与视频音频报警同步。接警中心可回查报警的视频音频信息,进行视频复核;相关负责人也能通过客户端查阅报警视音频信息。如果需要,亦可在接警中心的接警服务器和客户端上查阅用户的任何时间段的视频记录,也可实时播放用户的视频信息,就像现场操作一样。
  考虑到目前很多单位已安装有模拟监控系统和PSTN报警控制系统,对于这样的用户,主要是对旧系统进行升级改造。前端部分用模拟摄像机加数字视频服务器的方式;PSTN报警控制器则是加无线模块模式,实现有线与无线两种网络互为备份。对于新的用户,监控前端部分用IP高清网络摄像机代替模拟摄像机和数字视频服务器,报警控制部分则用有线与无线甚至网络集成于一体的报警控制主机,探测器和按钮亦可用无线的;或者把防盗探测器、监听等设备集成到摄像机中。对于既有需要升级改造旧系统又有新增功能的用户,可以用模数混合的方式,具体连接方式见参考文献。
  本系统已成功应用于幼儿园、小学、中学等场所,亦适合其他行业与单位。随着家庭安防意识的觉醒、家庭宽带和无线网络的普及以及移动终端产品的成熟,把这种系统用于家庭安防是最合适不过了。由于本系统的简便性和灵活性,也可用于小区、大厦、商铺、企业、银行等场所中,为小微企业和用户保驾护航。
  三、结束语
  随着科技的发展、技术的进步,不仅可以把报警控制系统与监控视频系统集成到云端,还可以把门禁系统等也有机集成到云端进行联动云应用,组成一片功能强大的安防云,为人们提供安全保障。由于云安防处于起步阶段,在发展的过程中难免会遇到各种各样的问题,只能小步走,摸着石头过河,相信在不远的将来,基于“云”的大安防数据时代能化云为雨,真正落地,让人们切身享受到“云”的好处。


编辑:侯雨婷
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