如何建構開放式安防系統整合平台

 如何建構開放式安防系統整合平台

安防系統在進入數位化與網路化後,軟體與硬體之間的介接整合已不再是問題,現在的系統使用者已經可以在建構安防系統上融合各種子系統,成就符合需求的最佳解決方案,以達到建構完美系統的目標。藉由整合IP影像與各種不同的安防系統,使用者可得到更加增值的工作效益,進而增加整體的安全能力。如今,人們已不再滿足於獨立的影像監控、門禁控制和告警系統,如何將這些系統完美地融合在一起,發揮最佳作用,成為安防應用的新焦點。因此,建構開放式安防系統整合平台也就成為現今最重要的安防課題。

那麼,如何建構一個開放式安防系統整合平台?該平台應具備哪些特點?其發展方向是什麼?

統一標準為首要任務

安防系統整合平台簡單來說,就是在同一平台上對各子系統進行集中控制和管理,系統整合平台根據各子系統產生的資訊變化情況,讓各子系統作出相應協調動作,從而達到資訊的交換、共用和處理。然而,目前安防系統整合平台的建構仍存在一些不成熟因素,其中,標準不統一是最大的癥結,包括設備介面和安防系統整合平台的開發,都缺乏一個作為指導的約定標準,這在一定程度上限制了安防系統整合平台的發展。以電腦發展史為例,早期的電腦只能和同一製造商的產品互聯,電腦產業並不發達;當這個問題被意識到之後,國際標準組織制定了開放系統互聯的標準,電腦便隨之迎來了一片榮景。

借電腦發展史作前車之鑑,要建構開放式安防系統整合平台,統一標準是其突破口。從影像感測到傳輸再到後端處理,提供監視與控制,一直是安防技術系統主要的應用模式,無論是告警、監控、門禁控制系統,這種個性化目標感測始終是安防技術系統追求的目標之一。門禁控制是率先全面實現這種個性化的系統,它的推動也象徵著安防數位化技術的發展。而安防數位化的技術核心,則是對管理與監控目標的數位化,相對於傳統安防而言,是主動管理與被動告警、智慧監控與人工監視、全面安防與部分安防的關係,所以,開放式的安防系統整合平台,是數位化安防技術發展的必然結果。

目前,系統整合是在安防工程專案中經常遇到的問題,不單是安防子系統之間的整合介接,還要和其它管理系統如消防告警、大樓自動化控制、資訊發布、電梯控制、消費系統、日常管理等資訊進行整合,雖然許多影像監控設備廠家已將告警功能整合在系統中,門禁產品也大多具告警介面,但仍然滿足不了設備整合商應付使用者各種不同差異性及極富個性化的應用需求。在許多實際案場應用中,廠商多為此降低或修訂使用標準及技術標準,東拼西湊亂搭配,往往為後面的使用、維護、系統更新升級帶來很多憂患和不便。

正常情況下,安防各子系統經過整合都應該能獨立運行,當大系統中的一個子系統發生問題時,不應影響其它子系統的運作,且仍能確保其可靠度,絕對不允許各子系統過分依賴其它系統或互相牽扯產生影響。最好的方式是根據應用需要,快速、方便地在安防監控中心把各系統的資料庫資源、控制資源等資訊,透過整合連動平台的方式組合起來,最大限度地利用整體資源,做優勢組合,以滿足應用需求。

數位化是發展趨勢

構成系統整合平台的技術基礎是數位化、網路化、標準化,而數位化安防系統整合平台應具備的要素包括:保證各應用子系統工作的獨立性、具有連接各種設備的軟硬體介面、根據需要快速實現個性化連動的程式設計、能適應大系統多機並行處理與備份需要、收集各安防資訊形成預決策、易於實現各子系統間設備的連動。

系統整合平台感測是數位化安防的基礎,它決定了數位化的程度。各種感測與識別技術層出不窮,越來越模糊前端設備的專有屬性,例如攝影機可能是監控系統的前端設備,也可能是門禁系統的識別採集設備,更可能是告警探測器。RFID、生物特徵辨識技術推動了門禁構成系統整合平台的技術基礎,門禁控制在安防系統中從獨立控制走向聯網管理,從單一的專用控制網路通訊協定走向通用的TCP/IP協定,新一代門禁控制不但能支援C/S結構,也同樣支援B/S應用,使用者可透過網路以瀏覽網頁的方式進行管控,其強大的資料庫管理與事件記錄查詢系統,滿足豐富多樣的個性化客戶管理應用需求。

中間軟體 建構開放平台的關鍵

開放式的安防系統整合平台可以從三方面來理解,首先是系統技術的整合:現代的安防系統不但採用了各種常見的聲、光、電技術進行安全防範,比如門禁、告警、數位影像監控等,還採用IP網路為連接架構,進一步引入串流媒體服務、網頁瀏覽權限、地理資訊系統、GPS衛星定位、無線影像監控等各種先進技術,這些技術進行整合後,形成大範圍、多方位的安全防範系統。其次是開放式的概念:安防系統需要各個產品遵循一定的行業標準,以便產品能夠進行互換和互聯,使安防系統可以隨需求而改變。最後是平台的概念:安防系統整合大量的IT技術,其技術需要投入大量的人力財力進行開發利用,但是安防系統本身有很多共性,系統整合商可以在一個框架的基礎上,快速建構並豐富各種應用系統,軟體發展技術裡常提到的中間軟體便可以滿足這樣的需求,中間軟體技術也就成為開放平台的技術關鍵。

因此,開放式安防系統整合平台的實際意義,是一個承載典型的安防技術元件平台,在其基礎或框架下,做各種形形色色的安防應用開發。系統開發者可以更專注於滿足客戶的需求,而把這些通用的底層技術交由系統整合平台去實現,而系統整合平台必須遵循開放式的原則,才可以持續不斷地被完善。

然而,想要建構一個開放式的安防系統整合平台,仍面臨著幾項難題,行業的廠商並沒有遵循統一的標準,開放式安防系統整合平台的基礎非常薄弱;此外,開放式安防系統本身也存在標準化的問題。

安防產業迫切需要這樣一種整合平台工具以建構複雜的應用系統,至於如何解決這些問題,或許可以從技術面和規範面著手。在技術層面上,可以將常見的安防產品如各種門禁、告警、DVR等產品抽象化成統一的模型,並根據每一廠家的具體規範進行轉譯,使他們可以按照統一的介面整合在一起,同時還能保持一定的特性。其次,針對安防系統整合平台本身,可以在行業主管部門的主導下,召集代表廠商共同制定統一規範。

基於軟體形式的整合平台

安防系統整合平台的開發模式,是透過整合大量的硬體產品和軟體技術,它更傾向於軟體的管理平台定位,因為軟體是整合平台的關鍵。部分安防大廠提出了安防網路中間軟體的概念,其設計目標是為大範圍的安防系統整合提供統一的平台開發模式,能加以整合各種典型的安防產品並符合開放原則,因此,可以初步認為,安防網路中間軟體是安防系統整合平台的一種表現形式。中間軟體技術已在大量系統軟體中得到採用,它將硬體和軟體抽象化,使上層軟體不須過於關注底層的硬體和複雜的網路通訊協定,並提供元件,讓系統開發者可以根據實際情況對這些元件進行裁減或添加,而中間軟體的模組可以單獨升級或優化,新型的硬體也可以透過分配層或驅動層整合至安防系統。

在硬體的選擇上,開放式安防整合平台更傾向於IP化的產品,但也能很好地包容各種非IP化產品。網路監控已經成為安防產業不可扭轉的發展方向,網路整合的廣泛性和伸展性大大優於常規的整合方式,因此,具備網路介面的安防產品更容易得到青睞。

開放式的安防系統整合平台應該是基於軟體形式的,傳統基於硬體的系統連動方式,因受限於物理接線,即使它的功能簡單、固定,若難以應對靈活多變的環境,也無法稱之為平台。從現實狀況看,門禁控制、防範告警和影像監控系統之間具有相當大的差異性和封閉性,對用戶來說,出於對技術、商務等多方面因素的考慮,使得系統在建設時選擇了不同廠商的產品,也因為這樣,建構一個開放式的安防系統整合平台就顯得更加重要。

而提到常見的安防系統整合平台,大致分為三類:一是各類子系統廠商為了配合自己的產品而開發的平台,但不能真正算作是開放式的整合平台。二是協力廠商針對主流的安防產品開發,採用了緊耦合模式(即模組與系統間關係緊密),所有的業務邏輯都在系統整合平台上實現,直接在設備層面上整合各個子系統。但協力廠商對於設備的理解和掌握程度不如設備製造商,對於設備升級汰換的過程也稍嫌遲滯,同時這類平台缺乏子系統獨立性,系統相容能力不夠高。第三則同樣由協力廠商開發,但是採用了較寬鬆的耦合模式,非跨子系統的邏輯在其各子系統內實現,只有跨子系統的邏輯才能在各個獨立的子系統基礎上進行整合。這類平台既能夠充分發揮各子系統的優勢,也能體現系統整合的強大,尤其是對於想要把已建成的各子系統整合起來的使用者,這種方式往往是最佳選擇。

而想要實現安防系統整合,門禁控制、防範告警和影像監控等子系統必須滿足數位化、網路化、開放介面等3個條件。值得一提的是,IT技術已經成為推動安防系統發展最強大的力量,IT領域內也面臨與安防系統同樣的問題-雖然建立了許多應用系統,但是彼此之間相互獨立,即便都具連網功能,卻仍是一個個系統級的資訊個體,應運而生的EAI(Enterprise Application Integration,企業應用整合)技術正是為了解決這一難題。對於安防系統而言,直接採用EAI的框架、方法論和實現技術是建構開放式安防系統整合平台的捷徑。

平台主要功能:信號和控制命令的傳達

隨著社會對安防需求的日益增強,安防系統也越來越向網路化、整合化和規模化的方向發展,特別是最近各國的城市監控建設啟動以後,如何建構一個大範圍連網的城市影像監控及告警系統,規劃新建系統中各設備的結構標準、介面標準以及品質標準,在該平台上實現不同廠家設備、不同應用系統的互連互通,最終實現統一管理、統一調度,成為當前安防系統建設中非常急迫的問題。

原有的安防系統大多是針對一個單位或者單一建築物來設計建置,屬於相對封閉式的系統。不要說與外界其他系統互通,就是同一單位的影像監控、告警和門禁對講也大多是分別建置,彼此沒有互連互通,使後期系統的運行維護、管理控制以及擴展上都帶來了諸多不便。開放式安防系統整合平台的功能,便是在後端集中監控告警中心與前端各應用系統及設備之間,進行各種信號、協定、命令的翻譯和轉換,進行各種信號和控制命令的上傳下達。

前端的設備可以分為影像監控、防盜告警以及門禁對講等,上傳的信號包括現場的影像和音訊信號(類比或編碼後的數位信號)、視音訊錄影檔、各種告警信號等;下傳的控制指令則包括對攝影機和PTZ設備、對矩陣、對門禁的控制等。具體實現方式可以分解為對視音訊信號、錄影檔、告警信號以及各種控制命令的處理。

目前視音訊信號的處理有兩種方式,第一種是直接對前端類比視音訊信號進行標準化編碼,只需要在前端添加一個標準化的網路視訊轉碼器就可實現。優點是實現難度低,但缺點是所有改造都在前端完成,改造工作量大。第二種是在監控中心設置一個串流媒體伺服器,優點是可以對前端傳來的非標準數位視音訊信號解碼後再重新進行標準化編碼,所有改造都在中心完成,流程簡單;缺點是該串流媒體伺服器必須能夠對前端不同的視音訊編碼信號進行解碼,解碼工作複雜,實現難度高。

對錄影檔的處理與對即時信號的處理方式類似,也可以採用兩種方式,一種是直接對前端設備進行控制,前端類比設備的重播控制命令來遠端重播前端設備的錄影檔;另一種是將前端錄影檔傳到監控中心後,再進行統一格式的轉換加以重播。告警信號的處理則相對簡單,因為一般告警信號都是開關量,不存在重新編解碼問題。而控制信號的處理可以採取在前端添加一個PTZ設備控制器,該控制器能辨識前端絕大多數設備的PTZ控制協定,因而能將後端監控中心的控制命令根據實際控制設備的類別進行協定轉換。

綜上所述,建立一個開放式的安防系統整合平台方法很多,採用純軟體或是軟硬體結合的方式都可行,至於具體上應採用哪種方法,可根據實際應用情況綜合評估。

軟體發展能力仍是核心技術

要構建開放式的安防系統整合平台,必須具備一定的技術條件:有實力的公司或組織制定出Frame Work(架構);軟/硬體設備的廠商提供符合架構規範的Plug-in(外掛程式)。整合安防系統,簡而言之是透過軟體設備的概念,將監控、門禁、防盜、對講等所有涉及安防的硬體設備整合成一個系統,進行協調掌控。從設備抽象的角度來看,安防系統所要整合的有以下幾個子類:前端開關量採集和控制設備、資料設備、資料服務軟體設備、音影像設備、音影像服務軟體設備、影像分析和理解軟體設備、網路傳輸軟體設備、多媒體資料庫、管理服務軟體設備等。

對於系統整合商來說,只要為每類設備定義統一的屬性和介面,無須關心軟硬體設備的技術細節,也無須根據不同的廠商來修改軟體原始程式碼,就能夠做到開放式平台所需要的「隨插即用」。

然而,目前要形成一個開放式安防整合系統仍存在些許障礙,例如缺乏可以制定規範的技術聯盟和對軟體產品的適度保護。部分使用者習慣使用免費軟體和購買盜版,這在一定程度上打擊了軟體和硬體開發廠商的積極性;而市場和產業鏈的欠缺規範,導致具備實力的廠商沒有開發開放式安防系統整合平台的動力,尤其對於軟體設備開發廠商而言,根本看不到市場有發展盈利模式的可能性。

從另一個角度來講,安防系統並非複雜的系統,目前國際上部分較大規模的系統整合開發商都具備安防系統整合平台的開發能力。例如,介面組態功能可根據使用者的需求,訂制個人化電子地圖介面;透過策略組態訂制各子系統之間的相關性,實現各子系統的資源分享,以及相關子系統的連動回應;動態下掛各子系統,並下載其資料,保持資料的一致性;接收、處理和顯示各子系統即時採集資料、告警和影像等資訊;網路化智慧系統整合模式可分享資訊和資源,控制上相對分散獨立,硬體設定、軟體組態較靈活方便,是分散式運算系統的結構模式;透過TCP/IP網路進行系統的遠端控制與管理;採用完全組態的模式進行系統工程的設計,利於資訊共用、節省投資、縮短工程搭建週期;系統的整合式開發環境,通過Plug-in的機制擴展系統功能,以滿足各種類型用戶個性化需求的解決方案。

由此可見,國內軟體發展商已經具備開放式整合安防系統的軟體發展能力,而軟體是整合平台的關鍵。透過軟體技術以及開放標準,才能將系統無縫融合,發揮最佳效用。

分享文章:
文章評論 ( 0 )
熱門文章
 

a&s全球安防科技網於每周/月,分別提供訂戶有關AIoT安全、防火防災最新資訊,包括:技術趨勢、產業動態、產品訊息、解決方案、行業應用、網路安全…等,讓您一手掌握機先、處處無往不利。

  • 智慧安全焦點報
  • 智慧行業應用報
  • 智慧防火防災趨勢報
立即前往