smartsleep:安防的大趋势

编者按：本文作者系一国际知名安防集成商内部的专业方案设计人员，根据其在安防系统方案设计工作过程中接触到的客户、供应商、项目积累下来的经验与判断，特写了此文，并期望与业内人士共同探讨。

文/ 张新房                                   

一、什么是安全防范系统

狭义的安全防范系统就是入侵报警系统（Intruder Alarm System），由前端探测器、传输线路（有线或无线）、报警主机（含配套设备）和接警中心四个部分组成。广义的安全防范系统包括闭路监控电视系统（CCTV System）、门禁系统（Access Control System）和入侵报警系统（Intruder Alarm System），这是国际上主流的应用。在国内来讲还要包括防盗门、保险柜、金属探测系统、安检系统等系统。本文探讨的是广义的安全防范系统。安全防范系统是技防和人防结合的系统，利用先进的技防系统弥补人防本身的缺陷，用科学技术手段提高人们生活和工作环境安全度。除了技防系统还必须有严格训练和培训的高素质安保人员，只有通过人防和技防的结合防范才能提供一个真正的安防系统。

二、安防系统和智能化系统、弱电系统的区别

智能化系统（Intelligent System）是指利用视频、音频、显示、电子、控制、网络、计算机等科学技术，采用各种现代化的产品、设备或软件，减少人们日常生活的手工操作、给人们的生活带来便利性和舒适性的系统，智能化和安防系统属于两个独立的系统，互相不包含。弱电系统相对强电系统而言，是指工作在交流36V以下、直流24V以下的系统，当然有时候弱电系统离不开强电，很多中心端的设备工作在交流220V电压上。可以近似的认为弱电系统是智能化系统和安防系统之和，但也不完全是。而在国内的实际应用中，我们还是经常将这三个系统等同起来。

三、闭路监控电视系统技术发展趋势

闭路监控电视系统未来5～10年的技术可能发展趋势包括：网络化监控、视频分析、大容量存储、红外低照度成像技术、百万像素、全景监控、家庭远程监控和统一的网络摄像机编解码技术。

1、网络化监控

网络化监控就是相对模拟监控系统而言，也可以称之为数字化监控，大家现在已经比较了解了，一个纯粹的网络化监控系统应该由网络摄像机（支持PoE供电）、局域网（或互联网）、网络硬盘路录像机、视频管理软件、大容量存储设备、服务器、数字化大屏幕和虚拟矩阵控制主机组成。在现阶段，已经有部分监控项目建设为网络化监控系统，但是大部分监控系统还是模拟系统或者数字模拟混合系统，在未来的几年里，必将逐渐过渡到网络监控系统，这是一种趋势。

2、视频分析

传统的监控系统采用人工的监视和回放，起到的作用主要是事后防范，毕竟人的眼睛能够同时处理的图像信息太少，监视器和摄像机太多，一般情况下出现了问题，由保安人员按照事件发生的时间一个一个的调阅录像资料，发现相关的图像资料后再进行处理，起不到事先预警和及时处理的作用。故视频分析软件系统就是这种实现预警的系统。

视频分析系统的实现方法有多种：软件、硬件和摄像机集成等多种方法。基于软件实现视频分析的方法可以应用到传统的监控系统中去，所有的视频信号提交给视频分析服务器进行视频分析，这样的做法会造成视频分析服务器的压力很大，但是构建起来比较容易，而且造价较低；基于硬件实现视频分析的方法主要是在摄像机的旁边安装硬件视频分析服务器，一般可以分析一路或者四路视频信号，建设这样的系统比较简单，后台控制管理软件的压力较小，只需要少量的处理视频信息即可，但是投资比较大；基于摄像机集成的方法是指将视频分析系统直接集成到摄像机里面去，和传统的监控系统组网一样，区别是后端的控制管理系统直接可以获取到经过视频分析和处理的图像。

视频分析系统的主要实现原理是采用专业的DSP芯片进行图像分析，通常会将一副很大的图像（而这幅图像会被处理掉不会用于视频分析，通常这个背景的图像是固定的、不变的）分割成非常小的图像块，通过判断图像块的变化来分析图像，可以实现各种应用。

通常情况下，视频分析的主要应用包括：人流统计、虚拟周界、车辆识别、非法滞留、物体追踪、高级视频移动侦测、人物面部识别、人群控制、注意力控制、交通流量控制、突然入侵检测、移动物体检测、运动路径检测和指向接近检测等等。基于这些应用，就可以实现事先预警处理，一般发生警情，监视器会立即显示相关提示并有声音报警，非常的实用。而这些是传统的监控系统无法实现的，节省了大量的人力物力，提高了监控的效率，故这也是一种趋势。

3、大容量存储

随着监控系统规模的不断扩大，摄像机的数量越来越多，出现了上百个、上千个甚至上万个摄像机，模拟摄像机的分辨率也从380线升级到540线甚至更多，网络摄像机的分辨率从100万象数发展到300万像素，硬盘录像机的分辨率从CIF升级到D1分辨率，录像的时间也从以前的7天升级到90天甚至更多，而这些所有的因素都需要大容量存储设备。

在模拟监控或者混合监控系统中一般采用硬盘录像机进行录像，嵌入式的硬盘录像机可以支持8块1000GB的大容量硬盘，PC式的硬盘录像机能够支持2～8块500GB的硬盘，均不能完全满足高清晰长时间录像的要求，尤其是采用16路硬盘录像机的时候；数字监控系统一般多采用计算机式服务器进行录像，一般也支持2～8块最大1000GB的大容量硬盘，也不能够满足高清晰长时间录像的要求，故一定需要借助第三方的存储设备。

常见的存储方式包括DAS、NAS和SAN三种方式录像。目前应用最广的还是DAS系统和SAN系统，关于几种存储方式，属于IT范畴，本文不予讨论。如果监控系统需要高清晰的录像超过一定的天数就一定需要大容量的存储，故这也是一种发展趋势。

4、红外低照度成像技术

在光线照度有保障的区域，比如24小时开照明灯的办公室、工厂可以实现24小时不间断的监控和录像，但如果是户外环境或者低照度环境一般只能够做到12个小时的监控和录像，这样的监控系统的效率可以被认为是50%，而且很多警情就出现在这些没能够实现监控和录像的时间段，怎么有效的解决这个问题呢？两种方法：采用低照度的摄像机和采用带红外灯的摄像机。

采用低照度的摄像机可以满足一些环境有照明但是照度比较低的环境，但总是存在一些低于最低照度的情况下无法实现清晰的监控和录像，而红外灯的解决方案可有效的解决这个问题。但是红外灯也存在缺陷，红外灯需要较大功率的电源、发热比较多、红外照明的距离有一定的限制，故现有的监控系统还是没办法实现7×24小时的不间断、清晰监控和录像，解决这个技术难题也是未来监控系统的发展趋势，摄像机的照度可以越来越低、红外灯的效率和质量会越来越高。

5、百万像素

采用传统的模拟摄像机一般能够达到的分辨率最高到540线（或者再高一些），如果换算成像素值，大约在50万像素左右，所以不论硬盘录像机本身的参数有多高，能够实现的监控效果大约就是50万像素，而且目前硬盘录像机录像和现实的最高效果是D1，分辨率为704×576，计算成像素约为40万像素，而数码相机的像素动则5、6百万像素，甚至千万像素，故监控系统在像素方面的发展余地很大，要实现高清监控，一定需要百万像素级的摄像机。

目前市面上的百万像素摄像机多采用DPS技术，属于网络摄像机类型，采用新型的成像元器件，可以做到100万、200万和300万像素，可以做到高清晰监控，故采用百万像素摄像机是一种新的技术趋势。百万像素的摄像机同样存在一些问题，比如摄像机的照度还不是很低、需要更大的带宽传输图像信号（50Mbps甚至更多）、需要更大的存储设备（录像所需的硬盘空间是D1分辨率的好几倍），而这些问题也是目前阻挠百万像素摄像机发展的因素，随着局域网络带宽的不断扩大、存储设备的容量不断提高和硬盘的单位体积的价格下降，百万像素的摄像机必将成为新的技术潮流。

6、全景监控

在一只摄像机采用一个摄像头的情况下，监控到的图像是有一定视角范围限制的，广角摄像机能够达到的最大监控视角约为130度，尚无法实现180度的监控更不用说实现360度的监控。在有些情况下，需要摄像机能够监控到连续范围内环境的情况（比如工厂的生产线、大型的停车场、边防站），这种应用就需要全景监控，需要采用全景摄像机，全景摄像机有多种实现方法，其中一种方法是采用鱼眼镜头，另外一种方法就是一只摄像机内置2~3只摄像头实现全景监控。

笔者估计，未来的监控发展趋势是一只摄像机内置多只摄像头的方法实现全景监控，生成一个完整的画面，采用16:9的宽屏显示器可以实现2路摄像机监控，如果采用大屏拼接系统，则能够实现更大范围内的全景监控。

7、家庭远程监控

监控系统从工业及商业级应用扩大到民用是一个自然的过渡，随着人们生活质量的不断提高和宽带技术的发展也使得家庭远程监控从技术上得以实现。在世界范围内，应用最广的家庭系统就是家庭报警系统，而报警系统是一种静态的、基于信号的系统，是无法看到视频信号的，而将监控系统和报警系统进行组合和集成，为家庭业主提供一整套的安防系统，大大的提高了“家”的安全性，一旦发生警情，接警中心可以通过视频信号判断警情的类型，是否误报等等，提高了处理的效率，业主也可以随时随地的通过网络或者手机进行远程监控，能够实现多种的应用。家庭远程监控为家庭安防系统带来深远的影响，必将成为家庭安防系统不可或缺的一部分。

8、统一的网络摄像机编解码技术

“一流的企业制定标准”是大家所熟知的一条道理，在模拟监控系统中，不管是那个生产厂家生产的摄像机，它的视频信号接口一定是标准的BNC接口，也就是说，构建一个监控系统，你可以选择任意品牌、任意厂家的任何一款摄像机，都可以通过标准的接口和线缆将图像传送至后端的监控中心，而后端的监控中心通过标准的BNC接口可将图像信号还原，但是这种统一的视频传输标准并不适用于网络摄像机。

网络摄像机均是采用标准的RJ-45接口连接网络、视频的压缩标准也是标准的MPEG-4、M-JPEG或者H.264，看上去都很标准，应该和模拟摄像机一样可以通用才对，但实际上，网络摄像机传输信号的方式和传统的模拟摄像机有点不一样，传统的模拟摄像机的视频信号、控制信号和电源供应是独立的3根传输线缆，而网络摄像机将视频信号、控制信号和电源供应集成到一根网线上进行传输，势必要对视频信号和控制信号进行编解码，而正是这种编解码技术每个厂家是不一样的，造成了网络摄像机的不通用，也就是说前端网络摄像机的型号可以不一致、但品牌一定要一致，后端的解码软件或者硬盘录像机必须使用同一家供应商的产品或者供应商指定的产品。尽管有的网络监控系统可以采用2-3家的产品进行集成，但毕竟是几个有效品牌的集成和组合。

如果未来网络摄像机可以发展成模拟摄像机的方式，具有统一的编解码技术、统一的技术标准，可以任意混用的话，这将会为网络监控系统的构建提供很大便利和通用性（不至于客户第一次选用了一家公司的产品，以后再建系统或者扩容还必须使用同一品牌的产品）。我想这是一种趋势，但不容易实现。

四、入侵报警系统技术发展趋势

入侵报警系统由来已久，发展的时间长，技术成熟，故出现新的技术、新的趋势不会像闭路监控电视系统那么多，故笔者认为未来几年的发展趋势包括：报警控制主机集成可视对讲系统、门禁系统和家庭智能终端，防盗报警系统和闭路监控电视系统、门禁系统实现联动，报警控制键盘出现大屏幕操作面板。

1、报警控制主机的集成功能

市面上的报警控制主机大多数集成了门禁系统和音视频系统，可视对讲的室内分机集成了防盗报警系统，家庭智能终端本身就是一台报警控制主机而且控制功能还强大（尤其是家电控制）。但是采用报警控制主机集成的门禁系统和音视频系统功能远不如专业门禁系统和监控系统强大，而可视对讲系统和家庭智能终端的报警功能远不如报警控制主机那么稳定、可靠和功能强大。那么由专业的报警控制主机集成专业的可视对讲系统或家庭智能终端系统将会是一种技术发展的趋势。

2、入侵报警系统的联动功能

入侵报警系统和闭路监控电视系统、门禁系统的联动其实算不上是一种技术发展趋势，因为在实际工程中已经大范围的应用了，相对而言国外的厂家防盗报警系统、闭路监控电视系统和门禁系统的集成度很高，而国内的厂家同时生产或运营三种系统产品很少，故对国内厂家来讲这是一个比较好的发展机会，也是一种技术发展的趋势。

在实际应用中，报警系统和门禁系统、监控系统的集成大部分情况下不是通过报警控制主机或者接口模块实现集成和联动的，而是直接将报警探测器接入到门禁系统和监控系统，不是真正意义的集成和联动。而真正意义的集成和联动是指有这么一个统一的平台，可以通过一台计算机（安装有软件系统）或者设备同时管理报警系统、监控系统和门禁系统，一旦报警探测器发生报警，可自动联动摄像机和门禁系统，进行图像的监控、记录和门禁的开关动作，这将是一种新的技术发展趋势。

3、大屏幕面板的控制键盘

现有应用比较多的键盘是LED键盘和LCD键盘类型的，操作比较复杂、命令繁多，而且不直观，尤其是LED键盘。智能化系统发展的最终目的就是减少人的手工操作、傻瓜化，随着计算机技术、控制技术、现实技术的发展，这种要求将变为可能，而大屏幕操作键盘或者是触摸屏的操作键盘就是这样的产品，也是防盗报警系统发展的一种技术趋势，这样的产品已经出现，而且越来越成熟。

五、门禁系统技术发展趋势

门禁系统属于比较成熟的系统，在国外的应用比较多也比较成熟，而在国内的应用经常和考勤系统、电子巡更系统、停车场管理系统和消费系统通称为一卡通系统，笔者认为门禁系统的未来发展趋势包括网络化、联网化、RFID应用普及化、集成和联动和生物识别技术。

1、网络化

网络化主要指门禁系统传输线路网络化，主要包括门禁控制器到门禁服务器的传输线路和门禁服务器到中央管理服务器的传输线路。

《安防经理》在2008年总第23期编首语中提到“安防正式跨入IT的门槛”，其中论述到安防和IT的融合，笔者的观点与之不谋而合，包括在闭路监控系统中网络化趋势都是和IT紧密相关的。有的人说，网络控制器、网络门禁很多年前都有了，怎么能算得上一个趋势呢？是的，网络型门禁系统出现很久了，但真正能够做到全国化、全球化稳定联网就比较困难了，所以说这也是一个趋势。

2、联网化

国内常见的门禁系统大部分都是基于本地联网的，很少有企业基于全国、乃至全球联网。随着我国国力的增强和企业发展的全球化趋势，国内出现了很多全国性、全球性的公司，而要将企业的所有的总部、分公司、办事处、合作公司的门禁统一管理进行联网就是未来门禁系统的一个技术发展趋势。在这种联网型门禁系统中，要求企业的各个组成机构要建立内部的VPN网络，这也是目前阻碍门禁系统联网发展的一个障碍。

3、RFID应用

目前市面上的主流门禁系统都采用的是射频识别技术（Radio Frequency Identification），即采用的是射频卡，包括了低频段射频标签卡（其工作频率范围为30kHz～300kHz，典型工作频率125KHz，ID卡常见的工作频率）和中高频段射频标签卡（工作频率一般为3MHz～30MHz，典型工作频率为13.56MHz，这是Mifare卡常见的工作频率），而超高频与微波频段的射频标签卡（其典型工作频率为433.92MHz，862~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。微波射频标签可分为有源标签与无源标签两类）目前尚未在门禁系统中大面积应用。

我们知道ID卡和Mifare卡典型的工作距离是10cm，而超高频卡的工作距离可以达到10米的距离。超远的距离是实现资产管理、远距离车辆管理、人员远距离识别的先决条件，而RFID正好就是这样的技术，所以说RFID的应用也是门禁系统发展的一个技术趋势。

4、集成和联动

通常情况下，门禁系统的控制器都能接入一定数量的报警探测器并能输出一定数量的报警信号，但属于比较初级的集成。真正的集成是门禁系统集成闭路监控电视系统和入侵报警系统，通过软件接口（比如ODBC和API）的实现是比较好的集成方式，集成之后能够实现联动就是门禁系统的发展趋势。在国内比较常见的集成和联动方式是通过IBMS系统进行，国内产品中门禁系统可以把监控、报警系统集成的厂家很少，而国外的产品集成度要高一些，所以说集成和联动是国产门禁系统发展的一个技术趋势。

5、生物识别技术

可以应用于门禁系统的生物识别技术包括指纹、掌型、视网膜、虹膜和脸型，指纹仪（指纹读卡器）是门禁系统中最长见的生物识别产品，而把掌型、视网膜、虹膜和脸型技术应用于门禁系统将是一个长期的技术发展趋势。

六、企业发展趋势

《安防经理》执行主编杨勇在2008年总第23期“安防联盟的可能性思考”一文中探讨了安防企业上市、联盟的一些问题，我觉得这在一定程度上反映了安防企业的发展趋势：“做大做强”。作为个人还不敢妄断安防企业的发展趋势，仅提供一些看法供大家参考。

1、国外安防企业发展趋势

细心的安防读者会发现在世界500强企业中有很多从事安防业务的大公司，根据笔者的初步统计大约有16家（可能不准确），这些公司是GE、SIEMENS、SAMSUNG ELECTRONICS、HITACHI、MATSUSHITA ELECTRIC INDL、SONY、LG、TOSHIBA、ROBERT BOSCH、TYCO International、ROYAL PHILIPS、MITSUBISHI ELECTRIC、HONEYWELL INTERNATIONAL、SHARP、SANYO ELECTRIC和SCHNEIDER ELECTRIC等，可见安防市场可不是一块“小蛋糕”。同样大家再看“全球安防产业50强排行榜”也会发现很多重量级的大公司，这就说明安防市场被很多公司看好并介入了。

根据以上资料的分析，世界500强的“安防企业”多通过收购一些产品、技术较好的企业来扩展自己的业务范围，有的500强企业甚至收购同类型不同国家的好几家企业以便在全球范围内展开竞争并为客户提供服务。通常一家技术很好的安防企业倾向于被收购、而大企业也愿意通过收购活动来补充自己的产品线，所以说收购和被收购就是安防企业在国际范围内的一种发展趋势。笔者认为一个企业要在国际市场上生存并能够长期的发展，必须具有自己制胜的核心武器，也就是核心技术的掌握，没有技术含量支持的公司最终不能做大做强，正是这些核心技术的不断升级换代和新技术的出现才造就了繁荣的安防市场。

2、国内安防企业发展趋势

目前有三家国内安防企业在境内或境外上市，上市公司参与安防行业的企业也不少，但普遍规模偏小，所以对国内安防企业来说，如何学习国外安防企业的成功经验，赶上并超过国际一流安防企业，是国内很多安防企业家的梦想，也是笔者认为的一种发展趋势。

对国内安防企业来讲，如何打造一个成功的企业品牌，建立自己的核心竞争优势，是至关重要的。我们也欣喜地看到，国内的安防企业出现了很多中国名牌产品，并开拓了国际市场，赢得了人们的赞誉，所以说，打造企业品牌、建立核心技术优势是国内安防企业发展的一个趋势。

国内的安防企业大多专注于一个或者两个系统，很少有企业同时从事闭路监控电视系统、门禁系统和报警系统的，以三个上市安防公司为例，核心业务还是闭路监控电视系统的产品。那么监控企业收购门禁企业、报警企业，或者门禁企业收购监控企业、报警企业，或者报警企业收购监控企业、门禁企业就是一种大的发展趋势。

总之，市场期待整合、兼并、联盟，能够提供一体化集成解决方案的国内安防企业是我们期待看到的。