雖然全球經(jīng)濟(jì)狀況充滿不確定性,但安防監(jiān)控應(yīng)用市場一直是市場關(guān)注的焦點(diǎn)。自2008年以來,中國安防行業(yè)持續(xù)保持了快速的增長,年增長率達(dá)到20%以上。尤其是在近兩年多數(shù)行業(yè)景氣度下滑背景下,由于與安防發(fā)展關(guān)系密切的平安城市、智能化交通建設(shè)等政策的實施,以及公眾安防意識的增強(qiáng)使中國安防業(yè)在2014仍保持了較好的增長勢頭。不僅二、三線城市的市場需求開始放量增長,金融、軌道交通、機(jī)場、森林防火、廠礦等領(lǐng)域也充滿巨大潛力。
本期策劃我們將分享來自駿龍科技、世健系統(tǒng)兩家具有代表性的優(yōu)秀分銷商在近期推出的安防監(jiān)控技術(shù)解決方案,通過對其應(yīng)用范圍、方案架構(gòu)、元器件供應(yīng)等多方面的了解,不難看出未來安防市場的新動向。
駿龍科技:CMOS傳感、FPGA和內(nèi)存
 駿龍科技有限公司亞太區(qū)首席技術(shù)官黎寶恩 |
在視頻監(jiān)控成像部分,目前共有三家CMOS圖像傳感器主要芯片供應(yīng)商:Aptina,OmniVision,以及SONY。駿龍科技是Aptina安防和車載產(chǎn)品的全球代理商,在中國市場推廣該產(chǎn)品已有7-8年?!拔覀兪亲钤缭趪鴥?nèi)引進(jìn)Aptina的那一批,當(dāng)時市場的主流還是OmniVision和SONY”,駿龍科技有限公司亞太區(qū)首席技術(shù)官黎寶恩回憶道。經(jīng)過長期不懈的發(fā)展,如今的視頻成像市場早已三分天下。
在圖像傳感器方面,Aptina已經(jīng)開發(fā)了Aptina Clarity+等多項獨(dú)特的創(chuàng)新技術(shù),以便在極具挑戰(zhàn)的環(huán)境下提供更高品質(zhì)、更豐富的圖像。而在近期,Aptina正在出貨面向安防和監(jiān)控市場的首款1英寸4K(3840×2160像素)圖像傳感器AR1011HS。AR1011HS是一款將高分辨率成像技術(shù)與大型3.4-μm DR-Pix(動態(tài)響應(yīng)像素)相結(jié)合的1080萬像素的1英寸光學(xué)格式圖像傳感器。DR-Pix能夠進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié),以實現(xiàn)卓越的低光性能。在全分辨率模式下,AR1011HS可錄制60 fps(每秒傳輸幀數(shù))視頻,幾乎是競爭對手傳感器規(guī)格的兩倍。

Aptina首款1英寸4K圖像傳感器AR1011HS
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部署這些高性能4K圖像傳感器將大幅降低監(jiān)控或安防解決方案的總擁有成本。據(jù)悉,Aptina 4K圖像傳感器使解決方案提供商無需使用PTZ(云臺方位/俯仰/變焦)機(jī)械子系統(tǒng),并具備高分辨率ePTZ(電子PTZ)功能,且不會影響畫質(zhì)或?qū)捯晥鼋恰?
除了這些高分辨率圖像傳感器以外,還需要配套一系列用于網(wǎng)絡(luò)和CCTV(閉路電視)攝像機(jī)的安防和監(jiān)控解決方案,包括圖像傳感器、協(xié)處理器、存儲、傳輸和電源管理。黎寶恩介紹,駿龍已經(jīng)能夠結(jié)合旗下Aptina、Altera、Micron、LTC等多條代理產(chǎn)品線,并聯(lián)合TI、Hisilicon和FuHan等供應(yīng)商,推出較為完整的IP監(jiān)控和CCTV應(yīng)用解決方案。

駿龍科技安防視頻監(jiān)控解決方案框圖
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目前,駿龍的安防解決方案已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全國各地,尤其在公共交通和樓宇監(jiān)控方面,占有較大份額?!鞍卜喇a(chǎn)品營業(yè)額連年增長,已經(jīng)成為我們最看好的應(yīng)用市場之一”,黎寶恩表示。
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第2頁:世健系統(tǒng): 云臺控制、無線和PCIe
第3頁:高清監(jiān)控帶來的挑戰(zhàn)與變革
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世健系統(tǒng): 云臺控制、無線和PCIe
鄭舒達(dá)表示,世健系統(tǒng)分別有多款解決方案專注于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端和后端應(yīng)用。在前段云臺控制系統(tǒng)方案中,基于平穩(wěn)、可靠、快速定位的需求,世健公司選擇了德國Trinamic公司的產(chǎn)品。據(jù)了解,該公司提供的電機(jī)控制和驅(qū)動芯片尺寸小,用戶開發(fā)周期短,且能讓鏡頭平滑地移動,滿足了高速攝像頭在拍攝高分辨率圖像時對抖動敏感的需求。
 世健系統(tǒng)(香港)有限公司產(chǎn)品市場部副總監(jiān)鄭舒達(dá) |
另一個安防監(jiān)控的前端應(yīng)用熱點(diǎn)集中在3G模塊部分。隨著視頻監(jiān)控的范圍越來越廣,存在很多無法供電的場合,傳統(tǒng)的電纜傳輸不能滿足實際需求,這個時候就是3G模塊的用武之地。鄭舒達(dá)介紹,目前3G模塊廣泛應(yīng)用于以下三種情況:1,無法鋪設(shè)傳輸線纜的地方,比如草原、沙漠、高山等;2,移動監(jiān)控領(lǐng)域,比如車載,不方便用電纜傳輸數(shù)據(jù);3,比較隱蔽的位置。
從成本角度來講,3G模塊比傳統(tǒng)以太網(wǎng)傳輸較為昂貴,但其靈活的應(yīng)用方式和不斷下降的成本趨勢吸引了越來越多的用戶。因此世健公司選擇了國內(nèi)Simcom公司的3G模塊產(chǎn)品,將其整合到無線視頻監(jiān)控方案中。鄭舒達(dá)認(rèn)為,伴隨4G的商用,4G無線監(jiān)控也將成為必然趨勢。無線監(jiān)控領(lǐng)域的市場份額正快速壯大,成為傳統(tǒng)有線監(jiān)控模式的有力互補(bǔ)和擴(kuò)展。
后端應(yīng)用方面,后端處理設(shè)備(DVR/NVR)由于成本和技術(shù)問題,許多主芯片都不會提供太多PCIe通道。而PCIe由于擁有超快的速率,可以為傳輸高分辨率圖片提供一個非常龐大的數(shù)據(jù)通道,成為高清監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的最佳選擇。因此在這種情況下,世健公司代理了PLX公司的PCIe交換芯片以滿足應(yīng)用需求。

世健系統(tǒng)高清監(jiān)控方案中攝像頭采用德國Trinamic多軸步進(jìn)控制芯片TMC5031
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PLX公司的PCI Express(PCIe)交換芯片和橋芯片包含世界領(lǐng)先的技術(shù),目前PLX占整個PCIe市場份額超過80%以上,是市場領(lǐng)導(dǎo)者。鄭舒達(dá)介紹,目前已經(jīng)有大量客戶將PCIe交換芯片用到他們的DVR/NVR﹑存儲及中央管理系統(tǒng)的方案中,以添加一些特殊功能,從而向市場提供更好性能的產(chǎn)品。
存儲和PCIe是一種自然的結(jié)合,PCIe傳統(tǒng)上一直是存儲生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。鄭舒達(dá)表示,該總線及其后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)一直被大量用于主干存儲系統(tǒng), PCIe之所以能夠迅速被市場接受,是因為其軟件模型允許現(xiàn)有應(yīng)用程序無縫地使用,同時還使得硬件系統(tǒng)性能改善,具有更小的電路板面積。目前,PCIe已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于整個主流存儲產(chǎn)品,包括:總存儲設(shè)備,通信子系統(tǒng)連接到存儲子系統(tǒng),提供中間平面或背板途徑存儲設(shè)備和存儲服務(wù)器,啟用故障轉(zhuǎn)移、冗余和存儲系統(tǒng)的鏡像,等等。
今天的存儲市場正掀起一場革命。隨著處理器的性能不斷提升,令存儲子系統(tǒng)與硬盤存儲(HDD)之間的傳輪延遲,成為瓶頸, 因而擁有快閃記憶體的高性能和持久記憶能力的固態(tài)盤存儲器(SSD)誕生了。雖然現(xiàn)有的硬盤存儲(HDD)具有較大的成本優(yōu)勢, 但基于PCIe的SSD相信將成為高性能存儲市場新寵, 快速成長。
從以上各點(diǎn)來看, 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用對帶寬有很高的要求, 如果在任何一個環(huán)節(jié)中的傳輸帶寬遇到瓶頸, 便會令整個系統(tǒng)延遲及不穩(wěn)定, 這將對監(jiān)控系統(tǒng)造成很大的問題。而PCIe技術(shù)正可以提供一個很大的帶寬通道, 為監(jiān)控市場提供一個很好的解決方案。
由于目前幾乎所有主芯片都提供了相似的基本功能,大部分制造廠商都只能圍繞DVR/ NVR部分進(jìn)行基礎(chǔ)開發(fā),這意味著不同品牌之間的區(qū)別并不太多,最終的結(jié)果只能是價格戰(zhàn)。因此,鄭舒達(dá)建議,制造廠商的著力點(diǎn)應(yīng)集中在兩個方向:1,擁有自己對于產(chǎn)品的獨(dú)特想法,需要投入更多的研發(fā)工作,以創(chuàng)造更多的特殊功能,與其他制造商區(qū)別開來,從而創(chuàng)造新的價值;2,堅持質(zhì)量把關(guān),創(chuàng)造非??煽康漠a(chǎn)品,樹立起值得信賴的品牌。
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高清監(jiān)控帶來的挑戰(zhàn)與變革
世健系統(tǒng)(香港)有限公司產(chǎn)品市場部副總監(jiān)鄭舒達(dá)
在未來兩到三年里,高清仍將是安防行業(yè)最熱門的話題。現(xiàn)在高清監(jiān)控不再單純指前段攝像機(jī)(感光器件CCD、芯片處理技術(shù)),高清監(jiān)控對傳輸設(shè)備、后端存儲設(shè)備、控制設(shè)備、顯示設(shè)備也提出更高技術(shù)上的要求,同時高清視頻監(jiān)控也是智能化的前提和基礎(chǔ)。高清帶來的變革,改變的不僅僅只是前端的攝像機(jī),還有傳輸、儲存、控制等隨之而來的改變。
數(shù)據(jù)的傳輸和存儲是處理器進(jìn)行處理的前提,也是目前安防領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)。CCTV(閉路電視)是攝像機(jī)、DVR、NVR、傳輸、存儲和視頻管理系統(tǒng)的結(jié)合,由于市場對圖像分辨率的需求越來越高(300萬~500萬像素, 甚至4K高清),因此,對于傳輸頻寬的要求也增長了25~60倍。這就給整個系統(tǒng)帶來至少三方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn):傳輸、存儲以及圖片管理。
1,傳輸——IP監(jiān)控數(shù)據(jù)主要通過LAN電纜傳輸,HD-SDI則通過同軸電纜將大量數(shù)據(jù)從攝像端傳輸?shù)胶蠖颂幚碓O(shè)備(NVR或者DVR)。當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入DVR或者NVR時,他們會要求一個非常強(qiáng)大的主控芯片。如今在市場上有很多功能強(qiáng)大的主控芯片可以使用,但在將主處理芯片上面的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到硬盤或進(jìn)行芯片對芯片的數(shù)據(jù)傳輸時,擁有更快內(nèi)部傳輸速度的PCIe解決方案成為首選。不過由于成本和技術(shù)問題,許多主芯片都不會提供太多的PCIe通道, 大大減低了系統(tǒng)的靈活性。
2,存儲——當(dāng)圖像畫面大小增加至原先的25~60倍時,存儲理所當(dāng)然就成為另一個亟待解決的問題。今天的HD-SDI或IP的DVR、NVR面臨的就是記錄時間的問題。雖然硬盤技術(shù)已經(jīng)提高了很多,存儲容量也不斷增加,但為了滿足存儲高質(zhì)量圖像的要求,硬盤的容量還是不能完全滿足大量前端數(shù)據(jù)存儲的需求。這意味著需要使用越來越多的硬盤,才能滿足更長的錄制時間。
3,圖片管理——一個中型以上規(guī)模的CCTV需要一個中央管理系統(tǒng)來管理所有圖片,以提供矩陣切換控制、視頻編碼輸入、視頻解碼輸出、大屏拼接、智能分析、錄像與存儲以及網(wǎng)絡(luò)功能。如果CCTV的規(guī)模變得越來越大的話,這樣的中央管理系統(tǒng)將需要越來越多。
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責(zé)編:Quentin