五个时代的变迁 纵览安防市场发展格局

 

安防技术40年发展概述

 

2011年11月底我去深圳参加了深圳安防博览会，看到很多安防企业打出了这样的口号：“高清时代已经来临”，“安防行业全面进入高清时代”等等。如果是一些做视频监控的企业这样说倒也罢了，可是我看到许多媒体也在跟着说“高清是这届展会的主题”“高清时代真的到来了吗”就觉得有些不妥了。一时间，给用户一个理念，好像现在安防行业的主流技术就是“高清”，余下问题只是“高清时代”已经到来还是将要到来还未确定。

 

安防行业技术发展的历程：

 

我们用图来描述一下近四十年来安防技术的大致发展历程。

 

图中简单地描述了安防行业近四十年的技术发展历程，分析最基本的五个子行业摄像机云台镜头控制视频记录信息传输探测报警。图中横向列出这五个子行业。而纵向是沿着时间的轨迹，从70年代安防行业刚刚起步的年代，一直到如今以2011年底安防博览会表达出来的趋势。

 

监控镜头及存储发展

 

一监控摄像机系列

 

70-80年代模拟技术摄像机：晶体管技术摄像机，分辨率大约480线，基本上没有数字技术；

 

80-90年代模拟技术固体芯片摄像机：CCDCMOS摄像机，初期分辨率大约380线，渐渐提高到510线；

 

90-00年代IP数字摄像机的出现：早期将视频用视频服务器编码为IP信号，后来发展为基于IP技术的IP摄像机，总像素数大约30万—45万，大约相当于480线摄像机。

 

00-10年代高清技术的应用：高清IP摄像机，基于高密度CCD技术。总像素数大约为130万—200万；

 

10-年代数字分析技术：超高清IP摄像机，内嵌入视频分析，带预警功能的；人脸识别，物体位置识别等数字式安防摄像机；

 

二云台镜头控制系列

 

70-80年代模拟技术电缆控制：由模拟控制器向前端发送模拟电压，控制云台镜头；电压初始为AC110V，后来转用DC24V及DC±6V。

 

80-90年代早期简单数字技术：比如曾有厂家使用音频编码技术。使用5个音频作为5BIT数字制作控制器，使用分频技术解出控制码。控制距离500米；

 

90-00年代成熟数字技术介入：485简单编码技术，总线式矩阵控制器。控制距离1200米；

 

00-10年代网络双向传输技术：基于TCP/IP技术的网络传输的控制指令，使用现场的网络解码器；

 

10-年代自动化控制出现：对应视频分析实施云台镜头的实时响应，自动跟踪自动预置位；

 

三视频记录系列

 

70-80年代视频模拟记录设备：磁带录像机，采用1/2英寸工业录像带；

 

80-90年代早期数字技术录像机：基于PC的硬盘录像机，具备初步的视频数字化压缩，比如MPEG2JPEGMPEG4等格式；分辨率为CIF格式，渐渐提高到D1格式；

 

90-00年代中期数字技术摄像机：压缩技术没有大变化，渐渐采用H.264格式为主体。出现嵌入式的硬盘录像机。分辨率大多提高到D1格式。

 

00-10年代近年来的网盘技术：网络上的录像服务器，压缩技术没有大变化，但是大容量的硬盘及高速计算机使录像密度适应高清摄像机；

 

10-年代现代分布式的网络服务器：录像分布中心的出现，网络调用技术；

 

信息传输与探测报警发展

 

四信息传输系列

 

70-80年代视频电缆传输：基带传输6M视频信号，必要时用模拟补偿放大技术；

 

80-90年代光纤的应用：数字传输技术的设备的引入，光纤模拟传输；

 

90-00年代数字传输技术的设备：光纤设备发展到数字压缩传输；采用数字传输技术的光通讯设备；还有一些射频调制的传输设备等等；

 

00-10年代IP技术的应用：视频信号报警信号均发展到在网络上传输；同时利用各类新的通讯技术，如900M跳频通信单边带电台，3G手机技术等等

 

10-年代物联网概念的引入：将来每个安防设备都具备IP地址，引入物联网概念，网络信息及时互动；

 

五探测报警系列

 

70-80年代基于模拟技术的各类探头：门磁窗磁被动红外探头多普勒超声探头射频探头等；

 

80-90年代开始应用数字技术：数字技术的介入，将早期模拟技术的探头增加少量的数据分析技术，稍稍降低误报率；

 

90-00年代较多地采用数字技术：产生三鉴多鉴等概念的探测器，进一步降低误报；

 

00-10年代IP技术的应用：基本上全数字化，模糊数学分析的安防探测，报警信息用网络技术传输；

 

10-年代RFIP技术的发展：无线化的RFIP布置，形成全数字化，无线安防探头体系。趋向和监控系统全面地嵌入。

 

上述五个方面是安防行业的一个简单的分类。图中两个方面没有表达出来：一是安防行业中其他很多的子行业的内容没有表达，没有分析。二是对各个子行业之间的联系渗透互动完全没有描述；后文将稍稍展开分析。

 

安防行业技术当前的潮流用什么语言来描述：

 

其实这个图里面也仅仅是安防行业的部分技术的情况，其他还有很多，比如镜头技术照明技术，全天候外罩技术抗高温防水技术X射线检测抗高强辐射的特种设备等等许多。本文仅仅以上述五个主要的分系统为例，说明一下近年来的安防技术发展趋势。可以说是挂一漏万。但是从这五个分系统的发展来看，也可以看出，“高清”不过是当今安防技术发展的一个角落。固然是很先进，但是缺少了其他子行业的技术发展，是不能构成全面的现代安防系统的。说“当今安防行业进入了高清时代”不仅仅是不全面的描述，片面的描述，而且是对其他各个分行业的技术人员的辛勤劳动的不尊重。

 

在这个图里横向看，2010年前后的技术发展，也就是图中的横向第四行，第五行方框里描述的技术内容，可知与“高清”挂的上边的也就是浅红色标注的那四个方框，按分类说，也只占到安防技术的40%上下。

 

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报警体系和监控体系的全面融合

 

横向观察当今的安防行业的发展趋势，倒真的可以说：当前的技术趋势是“全面数字化智能化的基于现代网络的安防设备和体系”。高清技术也是全面基于数字技术的，这当然毋庸置疑。而其他的方面，控制技术，视频记录体系信息传输系统及设备探测报警设备及技术也必须全方位地引入了数字压缩技术模糊数学分析技术数据群分析降噪抗误报技术。他们之间的嵌入融合统一工作也一定离不开数字技术。现在已经看到一些稍大型的监控体系，建立在全数字计算机控制的平台之上，全系统网上传输及控制，各分布式监控录像中心的数字式记录，突发安防事件后信息的自动分发，报警及自动处理等等全离不开数字技术。

 

其实，就是上面没有提到的其他子行业里也渗透了各种数字技术。

 

现代的镜头设计，尤其是非球面镜头的设计，怎么可以离开全计算机化的光学数字设计体系，镜头加工怎么能没有数控的光学磨片机。

 

就算是一般理解的比较简单的各种外罩的机械加工，当今也离不开数字化设计，数控机床的加工，计算机配料的喷涂技术等等。

 

所以我们再总结一句，当今安防技术的发展核心是“全面数字化智能化的基于现代网络的安防设备和体系”。这个体系包括了高清摄像机及录像设备外围设备，也包括了各种新型数字化分析的探测器，以及数字化的传输设备及系统。如果出于某种原因，愿意提出“高清”这个词，也应该指出“高清技术”和“安防产品及通讯的全面数字化”并列为当前的技术发展趋势。

 

安防行业技术近期未来发展估计：

 

1，报警体系和监控体系的全面融合。

 

目前，上述各项安防分系统之间的技术联系还处于初级阶段，往往是各自留出一些可以给其他行业使用的通讯采样的接口。由工程人员在用户系统里进行横向的物理连接，同步，互动。这种互联方式一般搞得十分繁杂，电缆及中间设备繁多。也不具备统一的合理的标准与设备，使用及设置十分复杂。经验不够丰富的工程人员往往设计出的用户系统不够周全，没有充分的互动。

 

所以上述各个安防分系统之间应该进一步融合。这种融合不应停留在工程层次，不应由工程设计人员来考虑互联。而应该是安防产品的设计里面就嵌入应该有的其他分系统设备的功能。

 

视频设备向报警设备的数字化扩充。我们已经见到，现在国外已经出现的很小型的IP摄像机，内部嵌入了视频分析软件（注意，不是像现在普遍的方式，将视频传送回监控中心，再由计算机的视频分析软件来分析图像，提出报告）随时在前端分析本身拍摄的图像，分析异常物体，人员的出现，排除天气，光线各种杂散物体的影响，提出报警信息，连同图像一起压缩编码。使用网络传送到监控中心。这种数字化的网络化的，视频报警功能同时具备的，软件硬件高度互相嵌入的设备一定是未来的趋势。过来，报警探头也在向视频化嵌入式发展，向IP传输，无线化发展。一个数字化的探头，经模糊数学进行数据包的分析处理判断，已经大大提高了灵敏度，同时降低了误报率。但是未来会需要再给它增加视频功能。加上小型的摄像机，在报警前后，将现场图像使用IP方式，叠加报警信息，存储在这个探头本身内部，同时经由有线甚至无线的网络渠道传送回监控中心。随时接受监控中心对它的数据调用，检查警情发生时的图像。

 

这些小小的例子里面，已经将上文所述的拍摄图像视频记录，报警探测，数字化分析，IP传输，无线化，节能理念等等，一件件地融合在一起了。这样的设备在实际工程中更加容易理解和使用，可以使工程人员更加方便地搭建成用户需求的安防体系。

 

诞生更多的节能绿色安防产品

 

2，在安防设备的开发方面：硬件及软件嵌入式技术将更广泛地应用。

 

现代的硬件开发技术已经不是传统的方式分析任务；设计电源图；做实验板设计；设计印制板，只做样机，分析改进；设计定型；例行试验；修改设计；生产定型；而是在设计任务的开始阶段，就会融入大量的软件工作，讨论本方案的硬件软件分工；互相嵌入的方案；数字化计算机化的设计；真正嵌入软件的IC设计；数字化的模拟运行；直到可运行的嵌入式系统的设计完工。这样的电子产品已经不是传统的硬件配合软件的类型，不是现在一般理解的计算机装上软件的模式。也不是一个单片机系统内置一个汇编等级的软件来运行解决一个安防的问题。而是硬件软件深入地结合一体，形成一个芯片级的器件，构成一个安防产品的轻小的核心。想设计这样的产品，必将使我们想到下一个问题。

 

3，将诞生更加节能绿色的安防产品及系统。

 

我们面临的生存环境已经给我们提出了日益严重的环境难题。我们已经面临能源危机，气温升高，海平面上升等地球层次的问题。安防行业是人类发展的一个阶段的物质生活需求。也义不容辞地要面临上述人类困难。要有危机意识地参与改善安防产品的耗能状况，做出节能，低排放，无污染的小型化的设备应用于安防体系。想象一下，一个使用0.5V电压供电的摄像机，将会消耗能源很小，体积很小，散热很少，对外界辐射很少，会多么方便！而它需要的0.5V电源，也许可以利用我们人体的表面热量就可以产生。这该多方便！

 

这样来形成的全数字化的高清图像的监控。形成高灵敏度低误报率的数字化探测系统。同时各分系统互相深度嵌入，构成数字化的信息分析自动警告甚至自动处理安防预警事件，增强人机交流。可以预见，在不远的未来，人们的日常生活中，小型绿色的安防产品可以随身携带，安装在随身物品上，设置于自用的汽车自行车甚至手提包上，随时给我们提供安全方面的提示和保护。新一代的安防产品必将协助人们构建新一代的安防体系，建设新一代的安防城市。使人们过上更安全的，更有自尊的生活。