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系统总体架构
分中心存储系统(1)
分中心存储系统(2)
中心存储系统
客户端界面(1)
客户端界面(2)
管理员界面
服务器管理

系统总体架构

系统主要由”前端设备”、”分中心存储”、”中心存储”、”服务器”和”客户端”等组成。服务器结构先进，数据互相备份，采用中心/分中心存储的分布式存储架构,可以逐步,无限扩充。总体架构使用简单、维护容易、扩充方便。前端设备采用H.264多码流编码技术，图像清晰，而且可以同时支持不同码流的多种应用。在录像，备份录像，网页观看，手机观看以及电视墙的使用上获得独立码流，互不干扰，满足高端应用的需求。

（一）组网示意图

（二）架构说明

如图组网示意图所示，整套系统主要由”前端设备”、”分中心存储”、”中心存储”、”服务器”和”客户端”等组成。采用中心/分中心存储的分布式存储架构。

现在的很多公司、企业或政府、银行、交通等各职能部分之间呈现总部在一个地理位置，各分支机构又分布在地理范围比较广泛的其他地方。对于这样的视频监控联网应用，或者在大型的视频监控联网应用中，采用中心/分中心存储体系架构，其优点十分明显：一方面可以降低一个中心点存储带来的存储容量和网络流量的压力，另一方面可以有效提升系统的可靠性和安全性。比如：一个分中心存储或者中心存储发生数据不可恢复性事件或灾难性事件（如地震等）不会对整个系统的运行造成影响，甚至可以通过在分中心存储之间、分中心存储与中心存储之间的远程数据备份技术，可完全消除分中心存储或中心存储的单点故障。

当然，本架构也可以简化，采用一个中心点存储的方式，为中小型客户降低成本。

前端设备采用IP Camera，负责采集音视频信号并进行编码，编码后的数据通过网络发送至相应的分中心存储或中心存储。

分中心存储系统
    主要由NVR (包括备份NVR)、磁盘阵列、管理客户端、电子地图、解码器和电视墙等组成。负责对前端设备编码后的数据流进行存储和转发、对存储数据进行检索和回放、对实时流数据经解码后通过电视墙播放、处理各种报警等。

中心存储系统
    主要由NVR、磁盘阵列、D-Server、R-Server、Web-Server、计费系统、管理客户端、电子地图、解码器和电视墙等组成。负责用户的授权、认证；数据库维护、各种计费方式的实现、从各分中心存储调度关键点录像和实时数据等功能。

客户端

    包括管理客户端和监控客户端。管理客户端提供给系统管理员使用，负责对系统进行各种设置。监控客户端提供给普通客户使用，客户可通过监控客户端操作其授权的摄像机，包括实时流观看、录像检索、录像回放、本地录像等。

存储服务器

NVR（Network Video Recorder）
    NVR兼有存储服务器和转发服务器双重功能。
    作为存储服务器，NVR主要实现如下功能：
1）启动/停止录像
    根据管理客户端或者监控客户端的录像指令（包括录像的前端设备名称、序列号（或逻辑ID）、录像保存天数、是否为计划录像、是否为motion录像、录像品质（FPS、BPS、Resolution）、录像起止时间、启动或停止等），执行相应的录像任务，下图为从网页形式的监控客户端配置某台前端设备录像策略：

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2）为客户端提供录像数据的快速检索。主要包括如下几种检索机制：
一、以天为单位，向客户提供前端设备的录像信息，下图为网页形式监控客户端获取到的某台前端设备以天为单位的录像信息：

二、以小时为单位，向客户端提供前端设备每天的录像信息，下图为网页形式监控客户端获取到的某台前端设备以小时为单位的录像信息：

从上图可以看出，NVR不仅提供出前端设备每小时每分钟的录像信息，还提供了每一分钟内的录像文件是否有motion信息，如上图的绿色方块所示。

三、以分钟为单位，向客户端提供前端设备每分钟的录像信息，下图为网页形式监控客户端获取到的某台前端设备以分钟为单位的录像信息

从上图可以看出，NVR不仅提供出前端设备每小时每分钟的录像信息，还提供了每一分钟内的录像文件是否有motion信息，如上图的绿色方块所示。

3）回放历史录像

根据监控客户端录像回放的指令（包括前端设备ID、回放起止时间等），读取相应的录像文件，并发送回客户端。考虑到音视频数据发送的特殊性，NVR在向客户端发送数据时可通过多连接发送实现，提升发送的效率。

转发服务器

作为转发服务器，NVR主要转发前端设备实时流给客户端对于实时流访问量比较大的前端设备，考虑到其性能和网络带宽的影响，可利用NVR转发前端设备的实时流到监控客户端。下图为软件形式的监控客户端（Remote_PlayBack）利用NVR转发实时流数据的情形：

一台NVR可同时处理四百路码流（包括存储流和实时流），如果前端设备比较多，可扩充NVR。

备份NVR

    系统中的一台或多台NVR，由于各种原因（网络故障或者硬件故障等）会出现离线的现象，如果NVR离线，将导致由该NVR管理的所有前端设备的数据无法获取。为了消除NVR的单点故障，系统中可以加入一台备份NVR，其主要功能如下：
    1）实时监控其他的所有NVR，如果发现某台NVR无法正常工作，则将故障NVR当前的所有业务无缝接管，并通知管理客户端某台NVR出现故障，以期望管理员立即检修。
    2）如果发现当前接管的NVR恢复运行，将所有业务再无缝切换回恢复运行的NVR。并通知管理客户端某台NVR故障已解除。如果备份NVR出现故障，将有一台NVR通知管理客户端，以期望管理员立即检修，同样地，通知管理客户端的这台NVR如果发现备份NVR恢复运行，会再次通知管理客户端备份NVR故障已解除。

磁盘阵列

    磁盘阵列的选择视具体的应用需求而定，基本原则为：
    1）如果监控点数不多，并且录像的保存时间也不需要太长，可采用在NVR服务器上插硬盘并做Raid的方式，综合考虑数据的安全性和磁盘读写的效率，这里建议采用Raid10（需要浪费一倍的磁盘容量，但数据安全性最高，理想状态下最多可同时损坏一半的磁盘而不会对数据造成丢失）、Raid5（需要浪费一块磁盘的容量，最多只可同时损坏一块磁盘，否则数据将丢失，但Raid5的磁盘读写效率比较高）或者Raid6（需要浪费两块磁盘的容量，最多可同时损坏两块磁盘，磁盘读写效率比较高）。
    2）如果前端设备大规模接入，并且需要大容量集中存储，这时就需要更为先进的网络存储设备和技术，其中典型的就是SAN、NAS和iSCSI等。磁盘阵列的选型不在本文的讨论范围，由客户根据具体需求自由选择。

解码器和电视墙

如果监控中心需要多场景实时监控，可利用解码器和电视墙实现。每个解码器可解一路码流，每个显示器连接一个解码器。如果电视墙需要显示的路数比较多，可通过管理客户端设置解码器的轮切规则。

电子地图

电子地图通过软件的方式将前端设备布防点的物理位置与地图位置进行映射，便于管理员一目了然地掌握所有前端设备布防状况。另外，电子地图还可以全面地对于前端设备的各种异常进行报警（如前端设备离线、上线、移动侦测等）。下图为电子地图的一个示例：

客户管理端

管理客户端提供对系统中所有设备的各种需求设定。主要包括：
1）授权用户信息
    包括用户名、密码等。
2）授权所有前端设备
    包括前端设备用户名、密码和序列号（或前端设备逻辑ID）等。
3）授权所有NVR
    包括NVR用户名、密码和序列号等。
4）增加、修改、删除前端设备。
5）增加、修改、删除NVR。
6）设置备份NVR信息
7）设定每台NVR与其管理的所有前端设备之间的对应关系
8）设定前端设备的录像策略
9）设定前端设备是否从NVR转发实时流
10）显示前端设备状态
    主要包括前端设备IP地址、在线、离线等。
11）显示NVR状态
    主要包括NVR IP地址、在线、离线和NVR硬件状态，如可支持前端设备数量、已有录像记录的前端设备数量、正在录像的前端设备数量、带宽、CPU占有率等。
12）设置电子地图信息
13）设置解码器和电视墙参数
    主要包括解码器连接的服务器地址、解码器轮切规则、解码器解码通道与电视墙监视器的对应关系等。

中心存储系统

    中心存储系统从逻辑关系上位于分中心存储系统的上一级，比如：某总部和各分支机构跨地域的公司在组建视频监控联网应用时，各分支机构将组建分中心存储系统，公司总部将组建中心存储系统。中心存储系统可直接访问各分中心存储系统的所有前端设备和所有NVR。通过中心存储系统的管理客户端，中心存储系统的管理员也可以实现2.6节描述的所有功能。中心存储系统相对于分中心存储系统增加如下外设和功能：

1）R-Server
    R-Server的主要功能是提供管理客户端和监控客户端所基于的Web服务，将用户利用客户端对系统的相关设置信息写入数据库。并将数据库信息同步到D-Server上。

2）D-Server
    D-Server的主要功能是为监控客户端、NVR和前端设备的连接提供信息服务。 D-Server根据从R-Server获取的数据库信息，实现如下功能： 1）接受所有授权前端设备的注册，并记录前端设备的各种网络信息和状态信息 2）接受所有授权NVR的注册，并记录NVR的各种网络信息和状态信息 3）接受所有监控客户端的连接，并进行认证 4）为监控客户端提供前端设备列表 5）为NVR提供前端设备信息等。

3）R-Server与D-Server互为备份
    R-Server与D-Server的服务器架构，采用R-Server向D-Server同步数据库的方式，有效避免了两个服务器的单点故障问题，如果R-Server出现故障，监控客户端利用D-Server仍然可以与NVR或者前端设备建立连接；如果D-Server出现故障，在故障恢复后，R-Server再次将所有数据库数据同步到D-Server，不会因为D-Server的缺少而导致配置信息的丢失。 R-Server与D-Server的设计思想为数据安全提供了高可靠保证。

4）Web-Server
    提供各种客户端的Web服务，Web-Server在概念上与R-Server不同，在物理实现上将与R-Server运行于一台服务器上。 计费系统
计费系统的实现方式视不同的应用需求而定，D-Server将提供计费所需的所有数据和相应获取及设置接口，以便客户方进行计费系统的二次开发。

管理客户端
    中心存储系统的管理客户端在分中心存储系统的管理客户端功能的基础上，再增加如下功能：随时远程访问各分中心的录像记录，并可按时间、分中心名称、摄像机逻辑ID等要素进行录像资料的快速检索和回放，在必要的情况下还可以将相关录像资料转录到中心存储系统的磁盘阵列上。随时远程访问每个前端设备，并从各分中心获取前端设备的实时流。