网络监控的发展趋势

经济的发展促使着人们不断的提高安防意识，当传统的本地模拟监控方式逐渐不能满足某些行业大范围、远距离监控的需求，如银行跨地区联网监控时，通过网络将图像进行远程传输的集中监控方式应运而生。随着互联网的大范围普及，远程监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域。

熟悉远程监控的人都知道，将图像摄取后进行远程传输的主要方式除了互联网，还有光纤。有人认为，通过光端机和光纤进行远程监控，其视频图像的质量和传输速度要优于网络传输，但是它昂贵的成本和复杂的布线工程让人望而却步。更重要的是，其组网能力相对较差，不能满足大型监控项目的需求。而网络监控则在此显示出它独有的优势：凡是有网络的地方就能构建网络监控系统。由于省去了传统的布线和线路维护费用，使得网络监控系统的安装成本大大降低。对于使用者来说，网络监控还不受时间、地点限制，在授权的情况下可以随时按需监控，实现即插即用即看，使用方式相当便捷。于是，IP网络监控一致被业界认为是未来视频联网监控的主要趋势。

网络监控的优势和广阔前景促使国内外安防厂商纷纷研发适合网络监控的产品，如先前的DVR，后来的网络摄像机、视频服务器等。这些网络产品由于采用了先进的数字压缩技术，可使传输带宽和存储要求达到更小化，以弥补因网络带宽不足而导致的缺陷。

数字视频监控系统的核心设备——网络摄像机和视频服务器因为具有更多的智能特性和强大的联网功能，而成为网络监控市场的新宠儿。据Gartner集团预测，2005年全球视频服务器的销售额将达到420亿美元，年均增长将达到64%，而中国市场的增长速度更有望超越国际水平。同时，在宽带技术快速发展的驱动下，网络监控摄像机市场也将以每年57.5%的速度增长。

随着人民生活水平的提升以及对安防要求的提高，传统意义上的模拟本地化监控已经远远不能满足市场需求。而网络系统的飞速发展，使得依靠网络进行远程视频监控成为可能。

对于大型的监控系统来说，网络监控相对本地监控有着无可比拟的优势，具体体现在监控方式更灵活、系统施工和维护造价相对低廉、可保存的数据量更大、数据保存方式更多、数据应用形式更广、系统集成度更高。而另一方面，以网络为基础的视频监控突破了时间、地域的限制，只要有网络存在的地方就可以建立网络监控系统，省去了传统的布线和线路维护费用，降低了监控成本用户在授权的情况下，就可以不受地域限制随时按需监控，实现即插、即用、即看。

可以说，现阶段通过网络及网络产品已经真正实现了分散布点、集中监控的远程传输。在一些特定的场合，网络监控得到了有效的应用，受到了广大安防厂商和行业用户的广泛关注。

但是值得我们关注的是，网络视频的传输是当初网络协议提出时所未料及的。我们知道，图像是一个恒定的信息流，而在因特网内部，信息却不是一个恒定的流。在图像传输过程中，TCP(播送控制协议)先将发送的信息分解成多个数据包，每一个数据包用一个序号和接收地址来标定，并插入一些纠错信息，按序组合并保证可靠性传送。而IP(Internet协议)则将数据包通过网络传送给远程主机并负责数据包的寻址。在另一端，TCP接收到数据包并核查错误，若有错误发生，TCP要求重发这个特定的数据包，只有所有的数据包都被正确地接收，TCP才用序号来重构原始信息。基于网络传输的这些原理，网络视频监控对网络有着很大的依赖性。庞大的数据和信号流量与相对过小的可用带宽产生的矛盾导致人们对IP网络视频监控的应用和前景并不十分乐观，而图像质量、网络速度、传输时延、网络安全等问题，也成为大家关注的焦点。

虽然网络监控暂时存在种种缺陷，但我们也应该看到，网络发展的空间非常巨大。国务院出台的政策对网络建设鼓励非常，作为IP网络监控的载体，IP宽带的发展和完善将极大的提高用户对IP网络监控的信心。国内的多家网络运营商已经个个摩拳擦掌，大部分安防业内人士也认为，远程网络传输应该是监控行业的一个重要的发展方向。同时，它的市场前景促使国内外的安防厂商纷纷将研制适应网络监控的监控产品作为公司的科研重点。据国外有关方面预测，网络摄像机在2007年将占据全球市场需求的一半。

国内外相关人士都在努力地改进和完善IP网络视频监控固有的缺陷，虽然短期内还很难满足用户的需求，IP网络视频监控技术只能说是日趋完善，但可以预料的是，IP网控将会随着网络的进一步完善而得到长足的发展。

监控系统的发展

视频监控系统发展了短短二十几年时间，从模拟监控到数字监控再到方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR)，到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。　第一代视频监控：传统模拟闭路视监控系统(CCTV)：依赖摄像机、缆、录像机和监视器等专用设备。例如，摄像机通过专用同轴缆输出视频信号。缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机(VCR)及视频监视器等。模拟CCTV存在大量局限性：有限监控能力只支持本地监控，受到模拟视频缆传输长度和缆放大器限制。限可扩展性系统通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。

录像负重用户必须从录像机中取出或更换新录像带保存，且录像带易于丢失、被盗或无意中被擦除。

录像质量不高录像是主要限制因素。录像质量随拷贝数量增加而降低。

第二代视频监控：当前“模拟-数字”监控系统(DVR)：视频监控

“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问，由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，DVR系统仍存在大量局限：

复杂布线“模拟-数字”方案仍需要在每个摄像机上安装单独视频缆，导致布线复杂性。有限可扩展性DVR典型限制是一次最多只能扩展16个摄像机。

有限可管理性您需要外部服务器和管理软件来控制多个DVR或监控点。

有限远程监视/控制能力您不能从任意客户机访问任意摄像机。您只能通过DVR间接访问摄像机。磁盘发生故障风险与RAID冗余和磁带相比，“模拟-数字”方案录像没有保护，易于丢失。第三代视频监控：未来完全IP视频监控系统IPVS：

全IP视频监控系统与前面两种方案相比存在显著区别。该系统优势是摄像机内置Web服务器，并直接提供以太网端口。这些摄像机生成JPEG或MPEG4数据文件，可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印，而不是生成连续模拟视频信号形式图像。

随着市场竞争力不断增大，各个企业除了要增加自身产品的竞争力之外，也越来越重视消费者的服务，毕竟大家的生活质量在提高，每个产品也都相差不大，而服务就变成了用户最值得考虑的一个因素，也更好的体现了品牌的价值。这就要求公司进入了几十台到几千台服务器的运维监控阶段，无论数量如何增加，保持服务器的稳定才是重中之重，在服务器数量少于200台的时候，主要考虑简单使用、稳定运行、报警这三个方面，一旦大于这个数量，就需要相应的提升技术手段了。

基本上200台以下的服务器运营监控就是小白级操作了，如果出现一些异常系统可以第一时间进行报警，并且帮助用户解决问题，这也是最基础的要求，基本上哪怕是新手适当的进行学习就可以操作成功。而当服务器数量从200增加到1000这个阶段，这意味着用户的需求也在变复杂，那么技术人员就需要将监控内容进行统一，实现全覆盖式的监控管理，确保每一个用户出现问题时，都没有漏报的现象。

而当服务器超过1000台以上时，监控的数量越来越多，消费者的告警信息也会急速增长，每天都会收到成百上千的用户需要解决问题的消息，如果系统不进行相关的整理的话，很容易忽略到消费者的消息，从而带来非常不好的体验，这个时候就需要及时对报警信息进行相应的整理，尽量的化繁为简，减少出现重复报警的情况。并且对于内存使用率、CPU使用率等模块进行独立的设置，做到权责分明、快速定位、及时处理。

综上所述，每个公司的业务不同，那么对于服务器的要求也不太同，不论发生怎么样的变化，基本上只要有了相关的监控数据，就能够通过技术来分析出想要的结果，想要随着时代一起进步，就需要不断的更新维护、高效运维。

在整个工业自动化软件大家庭中，监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、及社会信息化带来的影响是深远的，它带动着整个社会生产、生活方式的变化，这种变化仍在继续发展。因此组态软件作为新生事物尚处于高速发展时期，目前还没有专门的研究机构就它的理论与实践进行研究、总结和探讨，更没有形成独立、专门的理论研究机构。1.监控组态软件日益成为自动化硬件厂商争夺的重点整个自动化系统中，软件所占比重逐渐提高，虽然组态软件只是其中一部分，但因其渗透能力强、扩展性强，近年来蚕食了很多专用软件的市场。因此，监控组态软件具有很高的产业关联度，是自动化系统进入高端应用、扩大市场占有率的重要桥梁。在这种思路的驱使下，西门子的WinCC在市场上取得巨大成功。目前，国际知名的工业自动化厂商如Rockwell、GE Fanuc、Honeywell、西门子、ABB、施耐德、英维思等均开发了自己的组态软件。监控组态软件在DCS操作站软件中所占比重日益提高继FOXBORO之后，Euro therm(欧陆)、Delta V、PCS7等DCS系统纷纷使用通用监控组态软件作为操作站。同时，国内的DCS厂家也开始尝试使用监控组态软件作为操作站。在大学和科研机构，越来越多的人开始从事监控组态软件的相关技术研究从国内自动化行业学术期刊来看，以组态软件及与其密切相关的新技术为核心的研究课题呈上升趋势，众多研究人员的存在，是组态软件技术发展及创新的重要活跃因素，也一定能够积累很多技术成果。无论是技术成果还是研究人员，都会遵循金字塔的规律，由基础向高端形成过渡。这些研究人员和他们的研究成果为监控组态软件厂商开发新产品提供了有益的经验借鉴，并开拓他们的思路。基于Linux 的监控组态软件及相关技术正在迅速发展之中，很多厂商都相继推出成熟的商品，对组态软件业的格局将产生深远的影响。2. 集成化、定制化从软件规模上看，大多数监控组态软件的代码规模超过100万行，已经不属于小型软件的范畴了。从其功能来看，数据的加工与处理、数据管理、统计分析等功能越来越强。监控组态软件作为通用软件平台，具有很大的使用灵活性。但实际上很多用户需要“傻瓜”式的应用软件，即需要很少的定制工作量即可完成工程应用。为了既照顾“通用”又兼顾“专用”，监控组态软件拓展了大量的组件，用于完成特定的功能，如批次管理、事故追忆、温控曲线、油井示功图组件、协议转发组件、ODBCRouter、ADO曲线、专家报表、万能报表组件、事件管理、GPRS透明传输组件等。3. 纵向：功能向上、向下延伸组态软件处于监控系统的中间位置，向上、向下均具有比较完整的接口，因此对上、下应用系统的渗透能力也是组态软件的一种本能，具体表现为：向上其管理功能日渐强大，在实时数据库及其管理系统的配合下，具有部分MIS、MES或调度功能。尤以报警管理与检索、历史数据检索、操作日志管理、复杂报表等功能较为常见。向下日益具备网络管理(或节点管理)功能：在安装有同一种组态软件的不同节点上，在设定完地址或计算机名称后，互相间能够自动访问对方的数据库。组态软件的这一功能，与OPC规范以及IEC61850规约、BACNet等现场总线的功能类似，反映出其网络管理能力日趋完善的发展趋势。软PLC、嵌入式控制等功能：除组态软件直接配备软PLC组件外，软PLC组件还作为单独产品与硬件一起配套销售，构成PAC控制器。这类软PLC组件一般都可运行于嵌入式Linux操作系统。OPC服务软件：OPC标准简化了不同工业自动化设备之间的互联通讯，无论在国际上还是国外，都已成为广泛认可的互联标准。而组态软件同时具备OPC Server和OPC Client功能，如果将组态软件丰富的设备驱动程序根据用户需要打包为OPCServe单独销售，则既丰富了软件产品种类又满足了用户的这方面需求，加拿大的Matrikon公司即以开发、销售各种OPCServer软件为主要业务，已经成为该领域的领导者。监控组态软件厂商拥有大量的设备驱动程序，因此开展OPCSever软件的定制开发具有得天独厚的优势。工业通信协议网关：它是一种特殊的Gateway，属工业自动化领域的数据链产品。OPC标准适合计算机与工业I/O设备或桌面软件之间的数据通讯，而工业通信协议网关适合在不同的工业I/O设备之间、计算机与I/O设备之间需要进行网段隔离、无人值守、数据保密性强等应用场合的协议转换。市场上有专门从事工业通讯协议网关产品开发、销售的厂商，如Woodhead、prolinx等，但是组态软件厂商将其丰富的I/O驱动程序扩展一个协议转发模块就变成了通讯网关，开发工作的风险和成本极小。Multi_OPCServer和通讯网关pFieldComm都是力控ForceControl组态软件的衍生产品。4.横向：监控、管理范围及应用领域扩大只要同时涉及实时数据通讯(无论是双向还是单向)、实时动态图形界面显示、必要的数据处理、历史数据存储及显示，就存在对组态软件的潜在需求。除了大家熟知的工业自动化领域，近几年以下领域已经成为监控组态软件的新增长点：设备管理或资产管理(PAM，Plant Asset Management)。此类软件的代表是艾默生公司的设备管理软件AMS。据ARC机构预测，到2009年全球PAM的业务量将达到19亿美元。PAM所包含的范围很广，其共同点是实时采集设备的运行状态，累积设备的各种参数(如运行时间、检修次数、负荷曲线等)，及时发现设备隐患、预测设备寿命，提供设备检修建议，对设备进行实时综合诊断。先进控制或优化控制系统。在工业自动化系统获得普及以后，为提高控制质量和控制精度，很多用户开始引进先进控制或优化控制系统。这些系统包括自适应控制、(多变量)预估控制、无模型控制器、鲁棒控制、智能控制(专家系统、模糊控制、神经网络等)、其他依据新控制理论而编写的控制软件等。这些控制软件的常项是控制算法，使用监控组态软件主要解决控制软件的人机界面、与控制设备的实时数据通讯等问题。工业仿真系统。仿真软件为用户操作模拟对象提供了与实物几乎相同的环境。仿真软件不但节省了巨大的培训成本开销，还提供了实物系统所不具备的智能特性。仿真系统的开发商专长于仿真模块的算法，在实时动态图形显示、实时数据通讯方面不一定有优势，力控�0�3监控组态软件与仿真软件间通过高速数据接口联为一体，在教学、科研仿真应用中应用越来越广泛。电网系统信息化建设。电力自动化是监控组态软件的一个重要应用领域，电力是国家的基础行业，其信息化建设是多层次的，由此决定了对组态软件的多层次需求。智能建筑：物业管理的主要需求是能源管理(节能)和安全管理，这一管理模式要求建筑物智能设备必须联网，首先有效地解决信息孤岛问题，减少人力消耗，提高应急反应速度和设备预期寿命，智能建筑行业在能源计量、变配电、安防&门禁、消防系统系统联入IBMS服务器方面需求旺盛。公共安全监控与管理：公共安全的隐患可造成突发事件应急失当，容易造成城市公共设施瘫痪、人员群死群伤等恶性灾难。公共安全监控包括：人防(车站、广场)等市政工程有毒气体浓度监控及火灾报警。水文监测：包括水位、雨量、闸位、大坝的实时监控。重大建筑物(如桥梁等)健康状态监控：及时发现隐患，预报事故的发生。机房动力环境监控：在电信、铁路、银行、证券、海关等行业以及国家重要的机关部门，计算机服务器的正常工作是业务和行政正常进行的必要条件，因此存放计算机服务器的机房重地已经成为监控的重点，监控的内容包括：UPS工作参数及状态、电池组的工作参数及状态、空调机组的运行状态及参数、漏水监测、发电机组监测、环境温湿度监测、环境可燃气体浓度监测、门禁系统监测等。城市危险源实时监测：对存放危险源的场所、危险源行踪的监测。避免放射性物质和剧毒物质失控地流通。国土资源立体污染监控：对土壤、大气中与农业生产有关的污染物含量进行实时监测，建立立体式实时监测网络。城市管网系统实时监控及调度：包括供水管网、燃气管网、供热管网等的监控。

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