一、数字硬盘录像机在视频监控系统中的应用
　　 在一个视频监控系统中，监视区域内场景的图像监视、控制、报警响应和图像存储是构成视频监控系统的基本功能，数字视频技术应用到视频监控系统中是起始于解决视频监控系统中大量视频录像资料的保存和检索。其代表产品为数字视频录像机（DVR），随着技术的发展和功能的延伸，现在的硬盘录像机已经不只是单纯的图像存储功能，已经可以实现图像控制、报警处理、远程传输等功能，依靠自身就可以构成一个完整的小型视频安防监控系统（VSCS）。
　　 硬盘录像机的分类
　　 根据硬盘录像机的结构，分为PC式硬盘录像机和嵌入式硬盘录像机。
　　 PC式硬盘录像机：早期的硬盘录像机就是在PC机的基础上发展而成，初期的硬盘录像机是在视频采集卡的基础上，采用软件实现压缩和存储，占用系统资源很大，随着视频压缩标准的出台和专用的芯片发展，PC式数字硬盘录像机结构发展为图像压缩卡+商用计算机的结构。
　　 PC式硬盘录像机特点：由于PC式硬盘录像机的结构是在PC机的基础上安装图像压缩卡和相应的控制软件构成，所以具有配置灵活等特点，此外还具备以下特点：
　　 功能强大：集录像机、画面分割器、视频切换器、控制器、远程传输系统的全部功能于一体，可连接报警探头、警号，实现报警联动功能，还可进行图像移动侦测、可通过解码器控制云台和镜头、可通过网络传输图像和控制信号等。
　　 应用方便：PC式硬盘录像机应用平台是基于windows操作系统，控制软件都是在此基础上运行，用户可根据自己的实际情况开发应用软件。
　　 扩容方便：由于PC机采用插卡式结构，用户可以根据实际情况选择压缩卡数量确定硬盘录像机的容量；
　　 PC式硬盘录像机的缺点：由于PC式硬盘录像机的操作系统是基于Windows的系统，其应用软件也是在此系统上运行，操作系统的漏洞和计算机病毒的攻击构成系统的不稳定因素。因此，PC式硬盘录像机在系统的稳定性和可靠性方面有一定的安全隐患。
　　 嵌入式硬盘录像机：
　　 嵌入式硬盘录像机一般指非PC系统，将内部的操作系统和应用程序写入到FLASH、DISK ON CHIP或单片机等存储器芯片上，面向某种特定应用的视频监控设备。嵌入式监控设备就是这么一个专用的存储设备，可移动载体例如硬盘只负责存储图像文件。这样所带来的好处是显而易见的，上电速度快无需等待、防篡改能力强、超强稳定、去掉了不必要的系统冗余，使得系统更专业、更实用、更稳定、更可靠。嵌入式数字硬盘录像机采用一体化的设计，集成视频采集、视频压缩、视频存储、云台镜头控制和远程传输等功能于一体，保证了系统的稳定性和可靠性。
　　 嵌入式硬盘录像机的特点：系统功能完善,能满足多种应用场合的需要；具有报警输入输出接口，可以实现报警联动；控制键盘和主机为一体，可以通过主机前面板键盘,红外遥控器，对主机进行操作和控制；硬盘管理功能,支持对硬盘的格式化和分区功能；保密性强，具有系统密码保护,系统锁定、口令检验、用户授权等多种安全保障功能。
　　 嵌入式硬盘录像机的缺点：1、 嵌入式硬盘录像机的缺点主要表现在以下几个方面：系统容量有限：一般嵌入式硬盘录像机容量为16路以下，再大了会受到硬盘容量、电源等因素影响到系统的稳定性；2、应用的灵活性差，应用软件不能运行；3、扩容性差，一个系统中采用嵌入式硬盘录像机后，若需要扩容必须增加或更换硬盘录像机。
　　 硬盘录像机应用结构
　　 基本结构：由一台数字硬盘录像机即可构成一套小型视频安防监控系统。
　　
　　 附图一
　　 功能简述：
　　 1、图像显示：前端监控点的视频图像是通过视频电缆引入硬盘录像机，PC式硬盘录像机经过图像处理后在计算机显示器上实现多画面显示；在一些场合需要输出TV信号时，可以采用专用的解码卡输出TV信号；
　　 2、图像控制：PC式硬盘录像机对前端摄像机的控制是通过控制总线实现的；
　　 3、报警触发和联动：在PC式硬盘录像机的系统中，报警信号的触发可以采用两种方式实现，一种采用专用的报警接口卡，将报警探头的触发信号直接引入硬盘录像机，实现报警信号触发，同时具有报警联动输出，触发外部报警设备；一种是在前端通过报警适配器触发，报警信号首先触发报警适配器，然后通过控制总线引入PC式硬盘录像机；
　　 4、系统管理： 管理权限、系统设置、录像控制、电子地图等功能在系统管理软件上实现；
　　 5、远端控制：远端得计算机客户端通过局域网或广域网可以实现对视频安防监控系统的授权访问，同时客户端还可以实现远端录像。
　　
　　 附图二
　　 附图二为嵌入式硬盘录像机构成的视频安防监控系统，对照附图一，系统有以下不同：
　　 1、显示方式：PC式硬盘录像机输出为VGA方式，采用计算机显示器显示，嵌入式硬盘录像机输出为TV方式，采用监视器显示；
　　 2、控制总线接口：PC式硬盘录像机采用计算机RS232接口，应用到视频安防监控系统中需要采用接口转换器转换为RS485接口，嵌入式硬盘录像机自带RS485控制总线接口；
　　 3、报警接口：PC式硬盘录像机需要配置报警接口卡，实现报警输入触发和报警输出联动，嵌入式硬盘录像机自带报警输入和输出接口，同时还可以通过控制总线输入报警信息。

　　 二、硬盘录像机与矩阵的配套使用
　　 在较大型的视频安防监控系统中，矩阵的应用是不可替代的设备，在系统控制、系统设置和图像切换到电视墙上显示等方面有着不可替代的优势，在此系统上应用硬盘录像机有两种应用方法。一种是做为图像存储设备，只需要在矩阵的输入端或输出端通过视频分配器接入硬盘录像机即可。另一种用法就是作为图像存储和控制设备来用，附图三为一种硬盘录像机与矩阵应用的结构图，此时的硬盘录像机具备了以下功能：
　　 1、报警触发录像功能：硬盘录像机的音视频输入端接在矩阵的音视频输出端，发生报警后，矩阵自动切换到设定的输出端口显示在电视墙上，同时也输出到硬盘录像机的输入端，此时，硬盘录像机记录的图像为报警触发的图像；
　　 2、控制功能：硬盘录像机的RS232接口连接到矩阵的多媒体接口，实现对矩阵的多媒体计算机控制功能，通过对矩阵的控制和设置，达到对视频安防监控系统的设置和对前端摄像机的控制；
　　 3、服务器功能：通过硬盘录像机的网络接口实现系统的联网，网内的客户端可以登录硬盘录像机，经过授权后访问和控制矩阵，实现对前端摄像机的控制。
　　
　　 附图三
　　 三、网络视频服务器
　　 视频服务器简介
　　 在视频监控系统中，利用网络平台进行视频传输得到了广泛应用，这主要还是由于运行平台网络发展迅速和普及。远程图像的传输和控制的实现方式目前有两种，一种是以数字硬盘录像机为核心构成的视频监控系统，视频图像通过同轴电缆传输到硬盘录像机的视频输入端口，由硬盘录像机实现视频数字化，远程客户端通过控制软件实现了远端的监控图像传输和控制，由于监视点到硬盘录像机输入接口端还是采用模拟传输方式，传输距离受到了限制，适合于监视点相对集中的视频监控系统。另一种方式，就是采用网络视频服务器。网络视频服务器通常设置在监视点附近，自带嵌入式系统和RJ45接口，摄像机输出的视频信号直接在监视点附近数字化，远端客户端通过控制软件实现远程的控制。视频监控由模拟走向数字，而与视频监控数字化相伴随的必然是网络化。而在目前的视频监控市场上，硬盘记录与网络传输两项功能却是分离的，DVR强调的是记录，DVS强调的是网络；DVR侧重的是现场监看和事后复核，DVS强调的是远程实时监看和网络存储。但随着网络环境的日益改善，DVS的需求必然会日益增强。从技术上讲，DVR和DVS可以完美结合，只要对一个视频源进行两次编码，即可实现记录与网传功能的同时实现。与数字硬盘录像机相同，网络视频服务器目前常采用的标准压缩格式也是两种，H.264和MPGE-4。

　　 网络视频服务器的运行环境和适用范围
　　 网络视频服务器是利用现代数字视频处理技术而发展起来的先进设备，在具备以下几个方面的条件和场合时建议采用网络视频服务器构建数字化的视频监控系统：
　　 1、已经具有网络平台的场合，网络视频服务器的运行基础是在网络平台上传输视频信号，具有局域网或互联网是采用网络视频服务器构建数字视频监控系统是很方便的，因此，对于一些楼宇，办公场所等已经具有局域网的场所，可以采用网络视频服务器搭建视频监控系统。
　　 2、不允许布线施工的场合，在城市治安视频监控系统建设中受城市交通和城市规划的限制，不允许进行大规模的布线和施工，而在城市信息系统中，利用电信的ADSL或VPN网络就可以方便的构建传输网络；
　　 3、远距离的监控，对于远距离的分散监控点，采用网络视频服务器是最合适的，利用监视点附近的ADSL或VPN线路将监视点接入互联网，在互联网覆盖的范围内进行监控。
　　 4、临时性监控，如建筑工地，重要的安装工地。通过架设无限局域网络或其他网络，实现远距离的现场监控；
　　 5、现场直播服务，现场直播服务是用在重大时事，竞技运动，卫星等实况转播服务，这类服务的特点是服务时间和服务次数集中；
　　 6、幼儿园展示育儿质量，父母随时随地远程监控孩子的活动；
　　 7、远程示范教学，优质教师在教室内进行示范教学，其他相关的教师、专家可以在校内、校外外地甚至国外实时观摩，省去了舟车劳顿，也扩大了优秀教师乃至学校的影响力，促进教学工作的发展进步；
　　 8、旅游景点及其它商业宣传利用预先设置的通信通道（也可以利用ADSL或无线GPRS）作为网络视频的传输通道，把网络视频服务器和摄像机设置在图像景点附近，来实现远程图像传输。通过任何方式连接Internet后，打开浏览器，输入旅游景点网址上的景点实时在线观看连接，就可以访问一个或多个远程视频。
　　 网络视频服务器的功能
　　 网络视频服务器是一种嵌入式的视频处理、控制及传输设备。其核心是运行实时操作系统的RISC嵌入式计算机和高性能视频DSP。输入视频经数字化压缩处理后交给嵌入式计算机，网络上的用户可以直接用浏览器或其他专用支持软件观察远程摄像机的图像，超级用户还可以通过网络对该视频服务器设置、操作控制云台、镜头等。网络视频服务器应具备以下功能：
　　 1、图像处理：目前常用压缩标准为H.264和MPEG-4；
　　 2、输出码率可调：可以根据监控要求和网络条件调整码率，达到合理使用网络资源；
　　 3、报警输入接口：具有报警输入接口，可连接报警探头；
　　 4、报警输出接口：具有报警输出接口，可以联动触发输出；
　　 5、网络接口：RJ45 10M/100M自适应以太网口，可直接进入网络；
　　 6、具有RS232接口：可以实现功能扩展；
　　 7、具有“透明”的RS485接口：实现对摄像机和云台的控制；
　　 8、具有稳定可靠的客户端管理软件，实现远程管理、远程录像、远程控制、远程报警相应、远程升级等功能；
　　 在对系统可靠性要求较高的场合，采用自带硬盘的网络视频服务器是保证图像资料不丢失的一种方式，这种网络视频服务器具备双码流功能，即以高码率图像写入硬盘，以低码率图像送入网络。
　　 网络视频服务器的发展方向
　　 网络视频服务器器是基于网络技术发展而成的全数字化图像处理设备，近年来得到了迅速发展，适应网络传输的要求和扩大产品应用功能必然成为产品开发的重要因素，在功能扩展方面，视频服务器的应用主要是嵌入到其他设备中，如嵌入到摄像机中，构成网络摄像机、嵌入到图像识别系统中，构成具有图像识别功能的视频服务器等。
　　 四、网络视频服务器在监控系统的几种应用
　　 网络视频服务器依靠网络平台实现视频图像传输、控制信号传递在图像视频监控系统中得到了广泛的应用。本文就网络视频服务器的特点给出了几种场合下的应用方案，供监控行业专业人员参考。
　　 （一）小型局域网闭路监控方案
　　 以计算机为显示和控制设备，适合100个监视点以下的小型视频安防监控系统（VSCS），通常应用于已经具备网络条件的办公楼、宾馆、看守所等小型闭路监控场合。
　　 主要特点：
　　 ■ 施工简便，充分利用现有的局域网，快速组建视频监控系统；
　　 ■ 局域网内计算机安装相应的管理软件就可以对监视点实施监控和管理；
　　 ■ 管理软件具有录像功能，可对监视点实现定时或报警触发录像；
　　 ■ 管理软件具有控制权限，管理者可以设置客户端的控制权限
　　 ■ 通过管理者授权，外网可以进入内网调看指定的图像； ；

　　 附图4：视频服务器在小型局域网中应用方案
　　 设备说明：
　　 1、视频服务器，监视点控制设备，实现：
　　 1.1、编码功能，将模拟音视频信号按照标准进行数字编码；
　　 1.2、控制转换功能，视频服务器接收控制端发出的控制编码，将其转换为相应摄像机控制设备的通讯协议，控制摄像机云台、镜头动作；
　　 1.3、报警接口功能，将报警探头发出的触发信号通过局域网发送到控制端，根据系统设置联动相应报警；
　　 1.4、报警联动功能，配置有报警输出接口，可根据设置联动输出控制，可以联动灯光、警号等外部设备；
　　 1.5、存储功能，视频服务器配置USB接口，可外接存储设备；
　　 2、图像采集设备：图像采集设备主要是指摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩等设备，实现：
　　 2.1、图像采集；
　　 2.2、图像变倍、调焦、光圈调节；
　　 2.3、摄像机方位控制。
　　 图像采集设备的配置取决于监视点的要求，对于定点监视图像可以不配置云台和三可变镜头，相应的解码器也就不必选用了。现在很多场合采用球形摄像机来实现图像采集的（如图5），其内部集成了摄像机、三可变镜头、解码器、云台等设备。
　　
　　 图5：球型摄像机
　　 3、报警探头：实现报警触发联动。根据布防的场合选择不同的报警探头，最常用的有双检探头、主动红外探头等。无论什么形式的探头，其触发输出基本相同，即输出为一个开关量。需要注意的是，视频服务器的报警输入接口的形式，标准接口是具有防破坏功能的，这时需要引进一个“窗口电压”。
　　 4、交换机：局域网的必备设备。
　　 5、控制客户端：设置在控制点，是利用计算机作为现实和控制设备，计算机可以通过IE浏览器和安装专门的控制软件实现对监视点的控制和监视。对于专门的控制点必须要安装控制软件，对监视网内的监视点进行控制和管理，可以实现：
　　 实时视频显示：可实时显示监控网络内1-16路的实时视频图像，可以实现单画面，4画面，6画面，8画面，9画面，16画面分割显示，支持轮巡显示。
　　 云台控制：在权限许可范围内，通过对前端云台和镜头的控制，改变摄像机的方位，俯仰角度和焦距等。
　　 本地录像：可以根据设定的录像时间自动录像或是接收视频服务器的报警信号作报警录像。
　　 实时视频图像抓拍：实时图像抓拍是用来实时拍摄图像的辅助功能，它将动态的图像中的单帧图像以BMP的图像格式保存下来，可以对正在监视或正在回放的图像抓拍。
　　 视频服务器图像D1 JPEG抓拍：视频服务器JPEG D1格式抓拍是指视频服务器的前端直接抓拍，它抓拍的格式为D1格式，清晰度不受网络传输的影响。
　　 音频监听及对讲：客户端与前端设备之间可以进行双向语音传输。客户端可以监听前端设备的音频，同时客户端可将音频发送到前端设备，与前端设备实现对讲。
　　 报警处理：客户端接收到前端设备发送的报警信号后，客户端将根据设置启动录像，以及根据设置显示电子地图和显示实时图像。
　　 电子地图显示：电子地图中包含了监控场景名称和该场景中的前端设备，点击电子地图上分布的前端视频设备图标，即显示该设备的实时图像。
　　 本地回放：可以检索回放本地录像中的设备任意时间的视频文件。
　　 远程回放：已经检索回放下载前端视频设备中的录像文件，或是检索回放下载其他的录像文件。
　　 （二）利用运营商提供ADSL为传输平台的远程视频监控系统
　　 在跨越城际实现远程监控，是常规模拟监控方案无法实现的。而采用数字视频服务器利用运营商提供的数字传输平台却很容易实现异地监控。
　　 ADSL是目前宽带上网的最常用的方式之一，它是一种能够在现有的双绞线，及普通电话线上根据当地线路状况提供2-8Mbit/s下行速率和64-640Kbit/s的上行速率的上网传输方式。这种下行速率远大于上行速率的非对称结构特别适合在Internet高速冲浪，宽带视频点播，远程局域网络等应用需求。ADSL技术最大的成功之处就是不需要对原有线路进行重新改造，也不需要增加昂贵的终端设备，它充分利用了现有电话线路，在用户端只需加装一个ADSL MODEM设备即可，降低了成本，减少了用户上网费用。同时它的传输距离较远，ADSL传输距离可达3-5公里。采用ADSL作为传输平台适合于传输距离远、监控点分散的场合，适用于，商店、仓库、无人值守的边远中继站等。图6为采用ADSL构成视频监控系统的结构图。
　　
　　 附图6：ADSL构成视频监控系统的结构图
　　 设备说明：参看图6可以发现，其结构与“小型局域网闭路监控方案”的结构基本相同，只是增加了“宽带路由器”和ADSL接入设备。在局域网中，每个端口的IP地址是可以设定的，但是在ADSL网络中，要是定IP就会花费一笔不小的开支，在数字视频监控系统中解决的方法是对某个监视点申请一个域名，通过网站进行动态域名解析，找到相应的监视点。在大部分宽带路由器产品中，都有DDNS功能，即动态域名解析，利用宽带路由器实现动态域名解析速度快而且稳定。
　　 （三）大型数字视频监控系统的应用
　　 在大于200个监视点的大型视频监控系统中，如城市治安监控、区域性监控、旅游景区等场合。监控点比较多，对传输网络的带宽会产生一定的影响，特别是在多个控制点对一个监控点进行访问的场合，会影响到图像质量。为了避免这一现象的发生，最大限度地利用网络资源，可以在控制端配置一台服务器作为转发主机，将监视点的图像发送到转发服务器上，控制点对监控点的访问转换为对转发服务器的访问，从而克服了多个控制点对一个监视点访问时产生的网络“堵塞”现象。
　　
　　 附图7：转发方式实现大型视频监控系统
　　 （四）在矩阵联网系统的配套使用
　　 在一些应用场合，模拟视频监控系统有着自身的优点，特别是小范围的视频监控系统中，模拟系统受到的限制主要是传输距离和施工条件，对于小于200m的传输范围。在一些特定的应用场合，需要分级控制，系统联网。如城市治安综合控制系统，需要对各个视频监控系统进行远程联网，在总控室实现对分视频监控系统的图像进行调用，切换和控制。采用视频服务器和解码器皆可以实现矩阵联网的要求。
　　
　　 附图8：矩阵联网的实现