数字硬盘录像机应用情况分析（转）

【摘 要】当前硬盘录像机已经被广泛用于安防系统的图像实时监控，使安全生产、社会综合治理的预防和取证工作更直观、效果更显著。本文通过对主流机型的实际工作中出现的问题进行了统计、反思和论证，从而使读者对硬盘录像机有更多的认识。
【关键词】PC-DVR 嵌入式DVR

1 概述
    数字硬盘录像机简称DVR，已经广泛用于安防领域里。由于运用的环境不同和目的不同，DVR 从内核、外观、配置都在不断发展，衍生出各式各样、功能特性各异的DVR，主要分为PC-DVR 和嵌入式DVR。DVR 即是Digital Video Recorder——数字视频录像机或数字硬盘录像机，习惯上称为硬盘录像机。
    它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/ 语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能，DVR 集合了录像机、画面分割器、云台/ 镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。
    DVR 采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR 代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。
    市面上流行的产品有PC 平台DVR 和嵌入式DVR，嵌入式DVR 在稳定性、可靠性、易用性等方面有“专业化”的优势，嵌入式DVR 会逐步侵占PC 平台DVR 的市场。PC平台DVR 在通用性、可扩张性方面占有优势，在网络视频监控系统中仍可负担管理主机的角色，仍然有其自身的市场份额。

2 数字硬盘录像机的主流形态与分析
    总的来说，DVR 可按系统结构分为两大类：基于PC 架构的PC 式DVR 和嵌入式DVR。
2.1 PC-DVR
    PC-DVR 是以PC 机为基础构建硬件体系，配备视频采集卡，使用微软Windows 操作系统或Linux 操作系统，再编制一套应用软件，得到一套完整的视频监控录像系统。它的主要特点如下：
    （1） 采用XVGA 显示模式， 最大支持1024×768 的显示分辨率、85Hz 以上的刷新率；逐行扫描，还支持丰富多彩的图形界面功能，可以轻松设置各种菜单及电子地图。
    （2）由于采用通用Windows 操作系统和PC 平台，硬件设备接口和软件驱动库都非常成熟和丰富，所以系统配置方便，也易于功能扩展，体现在对新设备的支持上，例如USB接口，可刻录光驱接口、SATA 硬盘、1394 接口，随时增加板卡即可增加监控路数等。
    （3）由于硬盘录像机要记录大容量视频图像数据，文件管理系统非常重要。PCDVR大多采用微软所提供的最新NTFS 文件系统，不易产生磁盘碎片，增强了系统的稳定。
    （4）PC-DVR 采用目前主流CPU，频率高，运算速度快，可以同时解压多路视频压缩数据，实现多路回放很容易。
    （5）由于Windows 操作系统对网络协议和大数据量图像传输的支持已经非常成熟，所以PC-DVR 网络性能良好，可以轻松实现远程控制和管理。
    （6） 维修成本低。主要体现在维修备件多、通用性好，且低廉。
    （7）良好的人机接口和文件管理等，通过鼠标、键盘只要用过计算机的人都可以很好地进行操作，没有陌生感。
    （8）Windows 操作系统的抗入侵能力非常差，一旦操作系统遭到破坏（如病毒入侵等），整个的PC-DVR 会受到严重影响，甚至系统崩溃。
    （9）系统稳定性较差。DVR 应用软件与Windows 操作系统自身的不完善，很容易造成系统死机。
    （10）PC-DVR 的数据存储及操作系统均在硬盘中，无论如何加密，均可以从PC的底层进入系统，对已记录的图像文件进行删改。如果PC 的硬盘零道发生了故障，整个硬盘甚至整个系统均要瘫痪，因此数据的可靠性下降。
    （11）PC-DVR 功耗大。一是板卡产生功耗，包括CPU、显卡、视频采集卡等。二是硬盘的功耗占相当的数量。一般一台PCDVR挂6~8 个硬盘，按功耗30W/ 个计算，16 路视频均在350W 以上，发热量大，运营成本高。
    （12）PC-DVR 各种功能的实现都依靠各种板卡来完成，比如视音频压缩卡、网卡、声卡、显卡等，这种插卡式的系统在系统装配、维修、运输中或在长期的使用中（金属弹性下降，接触电阻上升）很容易出现不可靠的问题，所以不能用于工业控制领域，只适合于对可靠性要求相对不高的商用办公环境。
2.2 嵌入式DVR
    嵌入式系统是指集系统的应用软件与硬件于一体，类似于PC 中BIOS 的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的应用。它的主要特点如下：
    （1）由于采用主频较低的CPU，外围电路也不复杂，所以大多数嵌入式DVR 采用单板结构，相对于PC 式的多插板结构而言，可靠性和稳定性高，外部连接也更方便。产品工艺和产品生产标准等方面都优于PCDVR。
    （2）易于使用，无需具有PC 操作技能；嵌入DVR 的操作一般通过面板按键或遥控器进行操作，只要会使用DVD/VCD 等家电设备的人就会使用嵌入式DVR。
    （3）嵌入式DVR 系统可以将程序固化到电子盘（Flash）上，开关机和振动对它的影响较小，不可修改，程序数据不容易丢失，所以稳定性高。
    （4）使用嵌入式实时操作系统，启动速度快，进入工作状态时间较短，系统开关机快。
    （5）软硬件成本低。嵌入式DVR 采用一体化的硬件结构，尺寸较小，结构简单紧凑，体积小，重量轻，耗电小，一般16 路视频功耗20~42W（不含硬盘），采用了硬盘的“休眠技术”，带8 个硬盘功耗也仅在200W 以内。发热量小。
    （6）但是由于嵌入式DVR 大多采用带OSD 功能的画面分割器芯片，最大显示分辨率只有704×576，刷新率一般低于70Hz。所用的D/A 转换成复合视频信号的方式只支持隔行扫描，低刷新频率（50Hz），所以其图像质量无论预览还是回放都低于PC 式DVR。
    （7）嵌入式DVR 的硬件维护性差，嵌入式因集成度过高，一旦硬件损坏，大都只能发回产家修理，周期长。但是嵌入式的软件基本不需要维护，其软件维护成本远比基于Windows 和Linux 操作系统之上的监控系统要低得多。
    （8）嵌入式DVR 的抗病毒性高。主要是因为其硬件、软件都是专用的，芯片存储的数据只读，不可写，并且软件的附带功能非常少，因此，病毒根本无从入手。
    （9）嵌入式DVR 产品在出道之初，曾经由于受到操作系统的制约，网络功能极为欠缺。如今，随着嵌入式操作系统的不断发展，制约网络性能的瓶颈已经被打破，网络化已经成为了嵌入式DVR 必须提供的基本功能要求。新一代嵌入式DVR 的网络功能与PC 式DVR 相当接近，它已经能够做到支持多种网络结构和多种联网方式，今后的网络技术发展将使嵌入式DVR 可以满足不同网络环境下图像传输的要求。
    （10）在视频监控领域里应用越来越多的嵌入式DVR，在功能上也越来越多的涉及到智能化监控。主要体现在：视频图像前期分析系统，其中包括智能分类存储、行为状态识别、生物识别等；视频图像后期处理系统，其中包括视频智能传输、视频智能查询、图像处理等方面。
    目前从市场的反映来分析，从2007 年起，嵌入式DVR 的销售量已超过市场DVR 总销售量的50％，并呈现逐年上升的趋势。随着研发机构和嵌入式DVR 厂商不断的加大对其产品的升级、改造力度，一批典型新技术运用到嵌入式DVR，如目前把MPEG-4/H.264视频压缩编解码技术引入嵌入式DVR 产品，还有“一芯八路”技术即“单芯片处理八路音视频（一芯八路）的技术运用”、双码流技术、智能技术引入视频监控领域等。这就使得嵌入式DVR 更加有活力和成长的空间。相信在未来几年内，各嵌入式DVR 厂家在继续完善现有功能技术的同时，将努力解决图像高清却码流太大的问题，突出网络化的应用，并为了适应市场的需求趋势，开发出具有更多智能化功能的嵌入式DVR 产品，以稳定、可靠、操作简便等优势，不断地在性能和功能上追求创新，并逐渐成熟和完善起来。
2.3 DVR 实际使用情况统计与分析
    笔者曾跟踪、调查国内十大品牌之一的DVR 主机在金融系统使用达5 年之久，特别对PC-DVR 和嵌入式DVR 的实际情况有过深入的调查和统计，并亲自组织维修其设备，对其故障发生的原因和处理都做过详细统计。
    几年来共跟踪了约200 台DVR 数字硬盘录像机。
    这些PC-DVR 主板是商业的INTER 865系列，采用工控式机箱，配以专业的大功率电源350W-450W，另外配有品牌视频采集卡等，构成一部完整的PC-DVR。因为PC－ DVR 在金融安防系统中通常是365 天工作，通过大量的数据统计表明，以一台PC－ DVR 为核心的安防监控系统，其故障的发生概率40％都是由于PC － DVR 产生的故障，其余才是来自电源、摄像机、入侵探测器以及接口设备。而PC － DVR 的故障在保修期内，即一年内主要是操作软件和应用软件的故障率高达总故障率的40％。PC －DVR 年平均无故障天数可在340 天以上。在第二年以后故障范围扩大到硬盘、电源、主板、采集卡设备。故障率与保修期内相比了成倍以上增加。平均无故障天数逐年递减，在第4~5 年间PC － DVR 年平均无故障天数只能在200 天左右。
    而嵌入式DVR，在安装的当年至保修期内，平均无故障时间为350 天以上，无软件故障。在以后的期间内，主要故障在硬盘（IDE口）、电源设备上。不过板内故障基本上是只能返回产家维修，时间较长。为保证不给客户带来不便，一般用代用机临时使用，在维修后，发现该机器也相当稳定。在以后的2~5 年内，年平均无故障时间为355 天以上。

3 结束语
    故从以上分析和数据表明, 嵌入式DVR在稳定性、易维护性、扩展性方面明显优于PC － DVR，对于工程商和建设方无疑是一个不错的选择。

 文︱福州启光电子工程有限公司 孟 诺