浅析SAN存储五大优势功能集成的重要性.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流浅析SAN存储五大优势功能集成的重要性.精品文档.安防行业技术动态与发展(第25期)资料整理:中国安防行业网目录1、PC硬盘与DVR专用硬盘含义12、PC硬盘与DVR专用硬盘具体差别23、低照度摄像机技术应用领域分析44、防爆监控监控摄像机的工作原理分析55、分析红外摄像机前景与故障解决66、分析数字化视频监控的实现途径97、光纤与同轴电缆 谁才是视频监控大赢家108、镜头的环境应用129、镜头的重要技术1410、浅析SAN存储五大优势功能集成的重要性16内容1、PC硬盘与DVR专用硬盘含义 普通PC硬盘普通PC硬盘的设计是为了满足PC应用不
2、断发展的趋势-较可靠的系统数据存储、多样性的应用支持以及较快的存储响应时间,设计为8X5小时连续工作时间。较可靠的系统数据存储是指在一个硬盘(包括阵列)系统下,硬盘系统可以保障多种系统数据的可靠安全存储。多样性的应用支持指硬盘可以支持多种应用环境:PC桌面应用、多媒体应用和游戏等。DVR专用硬盘DVR专用硬盘的设计是为了满足数字硬盘录像机对系统数据和数字图像信息的存储要求,可以达到7x24小时的工作时间。DVR专用硬盘对系统数据的可靠支持是极其稳定的。这与数字硬盘录像机的系统特点有关,PC式数字硬盘录像机的系统相当单一(不可能出现多系统并存的情况),系统内支持的应用是为数字硬盘录像机特别定制的
3、(也不存在多种应用并存的情况);而嵌入式数字硬盘录像机一般没有所谓系统的概念,其系统都是内置的,和硬盘无关。DVR专用硬盘极好地满足数字硬盘录像机以文件方式进行数字图像的存入及回放,并针对数字硬盘录像机录入和回放的特点对硬盘进行了优化设计以充分保障对流媒体的支持。企业硬盘与DVR专用硬盘不可替代:有人会问企业级硬盘和DVR系列硬盘都是采用7x24小时的工作时间设计,是否用企业级硬盘代替DVR硬盘更加保险可靠?答案是不可以!首先我们要了解:DVR硬盘的特点是专门为视频和数据定制的不同读写模式,不但确保了视频的流畅可靠和数据的高度完整性,还能有效提升录象的时间或者质量。而企业硬盘适用于磁盘阵列、R
4、AID保护、数据快照(Snapshot)、NAS,或是各种需要大容量的储存设备中。虽然两者都针对长时间运行进行了优化,但是企业级针对RAID更特别优化,寻道较监控级硬盘快,因此两种硬盘不可替代使用,从根本上所设计的需求就是不相同,就好比用专业显卡去替代家用显卡一样,虽然都具备视频的输出,但是功能和性能却相差很多。2、PC硬盘与DVR专用硬盘具体差别 硬盘的寿命普通硬盘在上电启动的时候会全速启动,瞬间电流可能达到2安,甚至更高。而监控硬盘启动的时候会缓慢加速,启动电流会控制在2安以下。因为监控系统中通常会安装多个硬盘,这样在启动的瞬间会产生很大的启动电流,如果是普通硬盘的话,电源会难以承受,甚至
5、烧毁。另外,监控系统对硬盘的传输速度要求一般不高,但是会频繁的小数据量的读写。所以需要在磁头读写机构上针对监控系统的读写特点做结构优化设计,以延长磁头寿命。监控硬盘的理论平均无故障运行时间比普通硬盘要长的多,稳定性、可靠性要更高。连续工作时间差别普通PC硬盘的设计以85为基础。85指的是普通PC硬盘每天工作8个小时,每周工作5天(硬盘工作是指硬盘处于读写状态。需要特别注意的是硬盘加电后有两个状态:工作状态和等待状态,其中工作状态是硬盘进行读写工作,等待状态是硬盘没有进行读写工作但处于待命状态。)DVR专用硬盘是按247的企业级环境要求进行设计开发的。247就是每天工作24个小时,每周工作7天(
6、就是连续不断的进行工作)。所以普通PC硬盘并不适合长时间连续读写,如果要求普通PC硬盘长时间连续读写就会极大的损伤硬盘,使硬盘出现异常声音、读写错误、工作中止等多种问题并由此导致硬盘最终损坏。数字硬盘录像机是常年不间断运行的,因此要求硬盘必须可以长时间连续工作,能满足这个要求的就是DVR专用硬盘。启动差别所有的3.5寸硬盘都包含电机系统,因此硬盘加电启动的时候与电机加电启动的情况相类似:就是在加电的初始时间会出现较大的启动电流以完成硬盘启动。如果加电启动的时候硬盘外部供电系统不能保障足够的电流支持,则硬盘会启动失败,导致硬盘不可用。并且如果多次出现这种情况,容易造成硬盘的损坏。由于硬盘电机的供
7、电是由外部电源系统直流12V满足的,因此在评价硬盘启动电流的时候都以直流12V的电流为标准。普通PC硬盘启动电流一般在2.8A3.2A之间。DVR专用硬盘的启动电流最高为2.0A。数字硬盘录像机经常采用多硬盘进行数据存储,以安装8片硬盘为例:普通PC硬盘启动电流2.88=22.4A,最低的功耗为22.4A12V=268.8W。DVR专用硬盘启动电流2.0A8=16A,最高的功耗为16A12V=192W。可以看出,在相同硬盘数量的情况下DVR专用硬盘对外部电源系统的要求更低(在同样输出功率的外部电源支持下,可以安装的DVR专用硬盘的数量会更多)。注:在上例的情况中,如果外部电源系统供电只能保障2
8、50W,则采用普通PC硬盘的时候会出现某些硬盘可以识别,某些硬盘不可以识别,并且没有规律性。运行功耗及散热差别这里运行功耗是指硬盘在正常读写状态时的功耗。普通PC硬盘的运行功耗一般为14.5瓦左右,DVR专用硬盘的运行功耗一般为8瓦左右。可以看出,DVR专用硬盘运行功耗仅相当于普通PC硬盘功耗55%,低的运行功耗不仅对电源系统有重要意义,而且对数字硬盘录像机系统的散热也有重要的意义(运行功耗中大概75%会转变为热能)。在数字硬盘录像机中,如果安装8片硬盘,那普通PC硬盘的运行总功耗为14.5W8=116W,DVR专用硬盘的运行总功耗为8W8=64W。如果采用普通PC硬盘,可以想像在数字硬盘录像
9、机这么小的空间内有这么高的发热源,对系统的散热要求是很高的,为了保障硬盘有一个合理的环境温度(060),必须对硬盘系统进行有效的散热。而采用DVR专用硬盘,发热情况就好得多-降低了系统散热要求使系统对环境的适应性更强。传输差别DVR专用硬盘除了采用传统PC硬盘的传输模式,还引入了一个更新的传输模式-不间断传输模式,该传输模式最大为65MB/S。通过引入不间断传输模式,使硬盘对流媒体的支持更加可靠,充分保障数字硬盘录像机在录入的同时进行回放的流畅性和稳定性。这是其它硬盘所不具备的特性。价格差别相比普通PC硬盘,DVR硬盘在价格上与其相差无几,只是在特殊技术上的支持有所不同,前者更注重性能后者则注
10、重稳定读写。只有企业级硬盘才相对贵一些,毕竟要求更加苛刻一些。3、低照度摄像机技术应用领域分析近年来,伴随CCD和DSP技术的日趋进步,低照度摄像机虽然日趋成熟稳定,并在不少领域中使用,但行业专家认为低照度摄像机并非是市场主流,只有在一些特定的情况下被应用,如添加光源成本较高或不便于安装光源的情况下,低照度摄像机才能发挥作用。低照度摄像机技术摄像机中最为核心的部件为图像传感器CCD,即电荷藕合器件,而低照度摄像机的最低照度其实是CCD对环境光线的敏感程度,是正常成像所需最暗光线。而照度的单位是勒克斯(Lux),数值越小,需要的光线越少,摄像机越灵敏。目前市场应用最多两种CCD是日本索尼的Sup
11、erHADCCD和Ex-viewHADCCD。这两者结构中,在CCD的每个像素上都定位有OCL镜头,该镜头是使光线集中的拍摄感光区域,令感度提高。而ExviewHAD在此基础上更进一大步,使OCL拥有接近零间隙结构,有着更低的SmearLevels,其运用专利技术将CCD每一像素的开口率提高,这令小孔累积层收到最大数量的光线,进而达到更低照度的要求。采用Ex-viewHADCCD的摄像机,对外界光线的敏感程度会大大提高,其感度可以提高到普通摄像机的4倍。同样像素下CCD的尺寸越大其感光度越好,市场上监控用摄像机的CCD的尺寸一般为1/4和1/3。当然,影响摄像机低照度的还有以下几个主要方面。帧
12、累积技术目的是在夜间接受更多的红外光,提高最低照度;白天减少红外光的采集,降低红外光对彩色信号的干扰。采用ExviewHADCCD的摄像机,即使在非常暗的环境下,这种摄像机通常可以看到人眼看不到的物体,这一技术的出现受到了监控市场的欢迎,对各种光照环境下均可表现出最佳的效果,特别是配合专用的红外照明设备,可以得到高清晰度的黑白图像,实现零照度的监控(完全无光的情况下)。在近红外760mm-1100mm的近红外区域,如果配合合适波长的红外照明,就可以实现清晰的黑白图像。低照度摄像机应用领域目前低照度摄像机用于道路监控的重点是高速公路收费监控系统,主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况,
13、对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录,实施有效的监督。尤其是在晚上,收费站工作人员需要看清车牌,而一般情况下,车灯打开后,路上的环境照度与车牌的照度形成了一定的动态范围,传统摄像机难以“看清”,所以对低照度摄像机的需求极大。其次是电子警察系统,通过闭路电视监控和冲红灯自动摄录等手段,提高指挥中心的直观性、实时调动能力和对交通事故、意外事件的响应能力,以及增强查处违章的客观性,并对控制区域进行全面协调控制,提高车辆的通行能力。由于需要看清车牌,24小时监控,所以对低照度摄像机有了需求。除了在一些较传统的监控领域,还有些情况在低照度环境下可能不
14、方便外加光源的场所,比如在医院病房内,想要对医生或者值班护士进行绩效考核。如果在病房里加光源,就会影响病人休息,因此就需要用到低照度的摄像机。另外还有一些不合适外加光源的场所,比如监狱等特殊单位需要在隐蔽位置安装摄像机。4、防爆监控监控摄像机的工作原理分析防爆摄像机属于防爆监控类产品,是防爆行业跟监控行业的交叉产物,因为在具有高危可燃性、爆炸性现场不能使用常规的摄像产品,需要具有防爆功能且有国家权威机构办法相关证书的产品才能称得上是防爆摄像机。目前市场上防爆摄像机有三种:本安型,正压型,隔爆型。本安型是从限制电路中的能量入手,摄像机内部通过可靠的控制电路参数将潜在的火花能量降低到可点燃规定的气
15、体混合物能量以下,导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。在摄像机内部的所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下,产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路,由本安型摄像机造价比较昂贵,现市场上很少见到。正压型防爆型式,就是在摄像机内保持持续的空气或充入惰性气体,以限制可燃性混合物通过外壳进入摄像机内部。目前市场上防爆摄像机最常见的是一种隔爆型防爆型式,它是把摄像机可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内,其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙,渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏,并且不会引起外部
16、由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。把摄像机可能产生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内,隔爆外壳使摄像机内部空间与周围的环境隔开。隔爆外壳存在间隙,因电气设备呼吸作用和气体渗透作用,使内部可能存在爆炸性气体混合物,当其发生爆炸时,外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏,同时外壳结构间隙可冷却火焰、降低火焰传播速度或终止加速链,使火焰或危险的火焰生成物不能穿越隔爆间隙点燃外部爆炸性环境,从而达到隔爆目的,于是许多以生产这种隔爆外壳为主安防企业,比如深圳市万诚科技有限公司。其实产生爆炸和产生燃烧所需要素差不多,需要同时具备三个条件才可能发生:第一,必须存在爆炸性物质或可燃性物质;第
17、二,要有助燃性物质,主要是空气中的氧气;第三,就是还要存在引燃源(如火花、电弧和危险温度等),它提供点燃混合物所必需的能量。只有这三个条件同时存在,才有发生爆炸的可能性,其中任何一个条件不具备,就不会产生燃烧和爆炸。而在矿井、化工厂、军工厂、军火库、油田、油库等危险品生产或储存地,前两个条件基本具备,第三个条件,就是来自工程商介绍的摄像机,因为普通摄像机的密封性能不可能阻止可燃气体进入机体,而普通摄像机的电子元器件在正常工作时,都有可能产生火花、电弧和危险温度,于是遇到进入机壳的可燃气体,这样安装的摄像机不但起不到安全的初衷,倒成为了一个定时炸弹。而真正的防爆摄像机的制造原理,也无非是为了让以
18、上三个条件不同时具备,才真正起防爆的作用。随着人们的安全意识遂渐提高,理论上防防爆摄像机应用的场应当会越来越广,但事实上,防爆摄像机的用量并不是很大,为什么呢?1、最重要的原因就是成本。一台防爆摄像机的价格,要比同参数的普通摄像机高出一大截。国内的工程商和用户对这些高价位产品还没有一个较高的接受度,还是需要时间去培养和转变他们的消费观念和意识,这也大大制约了防爆摄像机的普及。2、第二个原因就是大家对防爆必要性的认知度不够。3、第三个原因便是周边配套设施不够防爆。一台再好的防爆摄像机,如果不配备防爆的后端设备或者专业的施工,那也发挥不出防爆的效果,例如采用的不是防爆云台,又或者传输线材外露等都会
19、存在安全隐患。5、分析红外摄像机前景与故障解决红外摄像机发展前景作为监控的前端设备,红外摄像机的发展方向也如其他类型的摄像机一样,围绕着网络化,高清化和智能化等几个方面展开。另外,如果能够较好地与相关的红外技术相结合,无疑也会极大地提升红外摄像机的整体摄像质量,更多更好地满足用户的需求。相信在不久的将来,在当今众多智能技术日趋融合的趋势下,红外摄像机的工作能力定会得到本质的提升,给我们的安防工作带来全新的模式。安防产品的网络化,高清化,智能化已经成为行业内的必然趋势,面对产品系统架构的转变,红外摄像机也势必需要进行相应的改进。因为高清摄像机大部分采用CMOS传感器,其在夜间监控的视频噪点较大,
20、红外高清摄像机如何解决夜晚视频噪点大,视频出现雪花点等问题成为关键。安防产品IP化和高清化的发展使红外摄像机也具备了这类特性,并极大地促进了红外摄像的应用。如IP化使红外摄像机的部署更方便,更智能;高清化使红外摄像机夜间监控图像也更清晰,可以呈现更多细节。随着红外技术的快速发展,以及从安防应用市场的需求来看,红外摄像机将会有更进一步的发展。从技术上看第三代红外阵列技术提高了能源利用效率、降低了温度和功耗,初步缓解了散热和寿命等问题;智能红外、可调焦等技术能有效提升红外成像效果。在成本上,红外摄像机相比高端低照度宽动态等摄像机技术成本低,能大规模应用;从市场需求来看,24小时监控已基本成为定势,
21、特别是正对作为监控的前端设备,红外摄像机的发展方向也如其他类型的摄像机一样,围绕着网络化,高清化和智能化等几个方面展开。相信在不久的将来,在当今众多智能技术日趋融合的趋势下,红外摄像机的工作能力定会得到本质的提升,给我们的安防工作带来全新的模式。高端小区,智能楼宇,校园监控,监狱等领域,很多高端客户已经逐步转变红外是低端的观念,开始大规模使用红外摄像机产品,为了更好地符合市场需求,厂家纷纷看好红外产品市场的发展,争相推出了系列化红外摄像机产品,笔者认为在2012年红外摄像机必然会迎来更好的发展前景。红外摄像机故障解决尽管红外摄像机是夜间监控市场的“一方霸主”,但在白天,红外摄像机并不那么如鱼得
22、水,白天监控图像的偏色成为红外摄像机PK普通摄像机的阻碍之一。除此之外,红外摄像机的寿命、发光能力、晚上图像有无干扰等也成为用户关注的焦点问题。红外灯寿命问题从外红灯的角度来看,提高寿命和加大距离往往是相互矛盾的。因为如果厂家需要加大红外灯的照射距离,势必就需要增加红外灯的功率,而增加功率势必会缩短红外灯的寿命,一些厂家为了一味追求红外灯的距离,刻意的增加红外灯的功率,使得红外灯寿命大大减小。而且随着功率的增加,使得摄像机内部温度提高,使得摄像机很容易损坏,造成恶性循环。在这种情况下,我们就不能用提高供应电流来提高红外灯亮度,使之超负荷工作,虽然表面上优化了红外性能,实质上严重影响红外灯的寿命
23、衰减。要提高红外灯的寿命首先要保证红外灯不负载,在不负载的同时通过增加红外灯的数量来保证有效距离;有的厂家则通过采用铝基板等高传导率材料、加大风冷器件的使用、增加外壳面积等方式来增加机身的散热能力,从而提升寿命。在电路控制部分,也有部分厂家采用脉宽调制定律来保持红外灯电流的恒定,从而减少红外灯的发热,以达到延长寿命的目的。采用脉宽调制定律后,无论外界输入的电流如何波动,通过电路进入到红外灯的电流都非常稳定,从而保证红外灯发挥自身最大的效率、延长寿命。图像偏色问题所有的黑白摄像机都是感应红外光的。在可见光条件下,红外光线对于彩色摄像机来讲是一种杂光,会降低彩色摄像机的清晰度和色彩还原。而摄像机使
24、用CCD是感应所有光线(可见光、红外线和紫外线等)的,这就造成在白天所拍摄的影像和我们肉眼只观察到可见光所产生的影像很不同,由于CCD感应到了红外线,它会干扰到DSP的运算,导致偏色。针对红外摄像机监控图像的偏色问题,业界进行了大量的技术研发,目前来说,主要有三种方式解决这一问题。其一是通过调试CCD上的RGB色调来作DSP处理,这种做法治标不治本,而且并不是每个生产厂家都具备这种芯片处理能力;其二是通过滤光片切换,白天用全部滤除红外线的滤光片,晚上则用一个普通石英片修整光线;其三是通过机型的改变,用双CCD的红外摄像机取代IRCUT摄像机,在保证白天不偏色的情况下,还可以增长红外摄像机使用寿
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