安防技術(shù)40年發(fā)展概述
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2011年11月底我去深圳參加了深圳安防博覽會，看到很多安防企業(yè)打出了這樣的口號：“高清時代已經(jīng)來臨”，“安防行業(yè)全面進(jìn)入高清時代”等等。如果是一些做視頻監(jiān)控的企業(yè)這樣說倒也罷了，可是我看到許多媒體也在跟著說“高清是這屆展會的主題”“高清時代真的到來了嗎”就覺得有些不妥了。一時間，給用戶一個理念，好像現(xiàn)在安防行業(yè)的主流技術(shù)就是“高清”，余下問題只是“高清時代”已經(jīng)到來還是將要到來還未確定。
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安防行業(yè)技術(shù)發(fā)展的歷程：
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我們來描述一下近四十年來安防技術(shù)的大致發(fā)展歷程。
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下面簡單地描述了安防行業(yè)近四十年的技術(shù)發(fā)展歷程，分析最基本的五個子行業(yè)攝像機(jī)云臺鏡頭控制視頻記錄信息傳輸探測報警。橫向列出這五個子行業(yè)。而縱向是沿著時間的軌跡，從70年代安防行業(yè)剛剛起步的年代，一直到如今以2011年底安防博覽會表達(dá)出來的趨勢。
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監(jiān)控鏡頭及存儲發(fā)展
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一監(jiān)控攝像機(jī)系列
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70-80年代模擬技術(shù)攝像機(jī)：晶體管技術(shù)攝像機(jī)，分辨率大約480線，基本上沒有數(shù)字技術(shù)；
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80-90年代模擬技術(shù)固體芯片攝像機(jī)：CCDCMOS攝像機(jī)，初期分辨率大約380線，漸漸提高到510線；
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90-00年代IP數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的出現(xiàn)：早期將視頻用視頻服務(wù)器編碼為IP信號，后來發(fā)展為基于IP技術(shù)的IP攝像機(jī)，總像素數(shù)大約30萬—45萬，大約相當(dāng)于480線攝像機(jī)。
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00-10年代高清技術(shù)的應(yīng)用：高清IP攝像機(jī)，基于高密度CCD技術(shù)。總像素數(shù)大約為130萬—200萬；
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10-年代數(shù)字分析技術(shù)：超高清IP攝像機(jī)，內(nèi)嵌入視頻分析，帶預(yù)警功能的；人臉識別，物體位置識別等數(shù)字式安防攝像機(jī)；
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二云臺鏡頭控制系列
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70-80年代模擬技術(shù)電纜控制：由模擬控制器向前端發(fā)送模擬電壓，控制云臺鏡頭；電壓初始為AC110V，后來轉(zhuǎn)用DC24V及DC±6V。
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80-90年代早期簡單數(shù)字技術(shù)：比如曾有廠家使用音頻編碼技術(shù)。使用5個音頻作為5BIT數(shù)字制作控制器，使用分頻技術(shù)解出控制碼。控制距離500米；
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90-00年代成熟數(shù)字技術(shù)介入：485簡單編碼技術(shù)，總線式矩陣控制器。控制距離1200米；
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00-10年代網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸技術(shù)：基于TCP/IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目刂浦噶睿褂矛F(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)解碼器；
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10-年代自動化控制出現(xiàn)：對應(yīng)視頻分析實(shí)施云臺鏡頭的實(shí)時響應(yīng)，自動跟蹤自動預(yù)置位；
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三視頻記錄系列
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70-80年代視頻模擬記錄設(shè)備：磁帶錄像機(jī)，采用1/2英寸工業(yè)錄像帶；
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80-90年代早期數(shù)字技術(shù)錄像機(jī)：基于PC的硬盤錄像機(jī)，具備初步的視頻數(shù)字化壓縮，比如MPEG2JPEGMPEG4等格式；分辨率為CIF格式，漸漸提高到D1格式；
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90-00年代中期數(shù)字技術(shù)攝像機(jī)：壓縮技術(shù)沒有大變化，漸漸采用H.264格式為主體。出現(xiàn)嵌入式的硬盤錄像機(jī)。分辨率大多提高到D1格式。
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00-10年代近年來的網(wǎng)盤技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)上的錄像服務(wù)器，壓縮技術(shù)沒有大變化，但是大容量的硬盤及高速計算機(jī)使錄像密度適應(yīng)高清攝像機(jī)；
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10-年代現(xiàn)代分布式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：錄像分布中心的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)用技術(shù)；
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信息傳輸與探測報警發(fā)展
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四信息傳輸系列
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70-80年代視頻電纜傳輸：基帶傳輸6M視頻信號，必要時用模擬補(bǔ)償放大技術(shù)；
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80-90年代光纖的應(yīng)用：數(shù)字傳輸技術(shù)的設(shè)備的引入，光纖模擬傳輸；
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90-00年代數(shù)字傳輸技術(shù)的設(shè)備：光纖設(shè)備發(fā)展到數(shù)字壓縮傳輸；采用數(shù)字傳輸技術(shù)的光通訊設(shè)備；還有一些射頻調(diào)制的傳輸設(shè)備等等；
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00-10年代IP技術(shù)的應(yīng)用：視頻信號報警信號均發(fā)展到在網(wǎng)絡(luò)上傳輸；同時利用各類新的通訊技術(shù)，如900M跳頻通信單邊帶電臺，3G手機(jī)技術(shù)等等
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10-年代物聯(lián)網(wǎng)概念的引入：將來每個安防設(shè)備都具備IP地址，引入物聯(lián)網(wǎng)概念，網(wǎng)絡(luò)信息及時互動；
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五探測報警系列
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70-80年代基于模擬技術(shù)的各類探頭：門磁窗磁被動紅外探頭多普勒超聲探頭射頻探頭等；
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80-90年代開始應(yīng)用數(shù)字技術(shù)：數(shù)字技術(shù)的介入，將早期模擬技術(shù)的探頭增加少量的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，稍稍降低誤報率；
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90-00年代較多地采用數(shù)字技術(shù)：產(chǎn)生三鑒多鑒等概念的探測器，進(jìn)一步降低誤報；
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00-10年代IP技術(shù)的應(yīng)用：基本上全數(shù)字化，模糊數(shù)學(xué)分析的安防探測，報警信息用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸；
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10-年代RFIP技術(shù)的發(fā)展：無線化的RFIP布置，形成全數(shù)字化，無線安防探頭體系。趨向和監(jiān)控系統(tǒng)全面地嵌入。
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上述五個方面是安防行業(yè)的一個簡單的分類。圖中兩個方面沒有表達(dá)出來：一是安防行業(yè)中其他很多的子行業(yè)的內(nèi)容沒有表達(dá)，沒有分析。二是對各個子行業(yè)之間的聯(lián)系滲透互動完全沒有描述；后文將稍稍展開分析。
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安防行業(yè)技術(shù)當(dāng)前的潮流用什么語言來描述：
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其實(shí)這個圖里面也僅僅是安防行業(yè)的部分技術(shù)的情況，其他還有很多，比如鏡頭技術(shù)照明技術(shù)，全天候外罩技術(shù)抗高溫防水技術(shù)X射線檢測抗高強(qiáng)輻射的特種設(shè)備等等許多。本文僅僅以上述五個主要的分系統(tǒng)為例，說明一下近年來的安防技術(shù)發(fā)展趨勢。可以說是掛一漏萬。但是從這五個分系統(tǒng)的發(fā)展來看，也可以看出，“高清”不過是當(dāng)今安防技術(shù)發(fā)展的一個角落。固然是很先進(jìn)，但是缺少了其他子行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，是不能構(gòu)成全面的現(xiàn)代安防系統(tǒng)的。說“當(dāng)今安防行業(yè)進(jìn)入了高清時代”不僅僅是不全面的描述，片面的描述，而且是對其他各個分行業(yè)的技術(shù)人員的辛勤勞動的不尊重。
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在這個圖里橫向看，2010年前后的技術(shù)發(fā)展，也就是圖中的橫向第四行，第五行方框里描述的技術(shù)內(nèi)容，可知與“高清”掛的上邊的也就是淺紅色標(biāo)注的那四個方框，按分類說，也只占到安防技術(shù)的40%上下。

報警體系和監(jiān)控體系的全面融合
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橫向觀察當(dāng)今的安防行業(yè)的發(fā)展趨勢，倒真的可以說：當(dāng)前的技術(shù)趨勢是“全面數(shù)字化智能化的基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的安防設(shè)備和體系”。高清技術(shù)也是全面基于數(shù)字技術(shù)的，這當(dāng)然毋庸置疑。而其他的方面，控制技術(shù)，視頻記錄體系信息傳輸系統(tǒng)及設(shè)備探測報警設(shè)備及技術(shù)也必須全方位地引入了數(shù)字壓縮技術(shù)模糊數(shù)學(xué)分析技術(shù)數(shù)據(jù)群分析降噪抗誤報技術(shù)。他們之間的嵌入融合統(tǒng)一工作也一定離不開數(shù)字技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)看到一些稍大型的監(jiān)控體系，建立在全數(shù)字計算機(jī)控制的平臺之上，全系統(tǒng)網(wǎng)上傳輸及控制，各分布式監(jiān)控錄像中心的數(shù)字式記錄，突發(fā)安防事件后信息的自動分發(fā)，報警及自動處理等等全離不開數(shù)字技術(shù)。
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其實(shí)，就是上面沒有提到的其他子行業(yè)里也滲透了各種數(shù)字技術(shù)。
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現(xiàn)代的鏡頭設(shè)計，尤其是非球面鏡頭的設(shè)計，怎么可以離開全計算機(jī)化的光學(xué)數(shù)字設(shè)計體系，鏡頭加工怎么能沒有數(shù)控的光學(xué)磨片機(jī)。
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就算是一般理解的比較簡單的各種外罩的機(jī)械加工，當(dāng)今也離不開數(shù)字化設(shè)計，數(shù)控機(jī)床的加工，計算機(jī)配料的噴涂技術(shù)等等。
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所以我們再總結(jié)一句，當(dāng)今安防技術(shù)的發(fā)展核心是“全面數(shù)字化智能化的基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的安防設(shè)備和體系”。這個體系包括了高清攝像機(jī)及錄像設(shè)備外圍設(shè)備，也包括了各種新型數(shù)字化分析的探測器，以及數(shù)字化的傳輸設(shè)備及系統(tǒng)。如果出于某種原因，愿意提出“高清”這個詞，也應(yīng)該指出“高清技術(shù)”和“安防產(chǎn)品及通訊的全面數(shù)字化”并列為當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展趨勢。
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安防行業(yè)技術(shù)近期未來發(fā)展估計：
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1，報警體系和監(jiān)控體系的全面融合。
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目前，上述各項安防分系統(tǒng)之間的技術(shù)聯(lián)系還處于初級階段，往往是各自留出一些可以給其他行業(yè)使用的通訊采樣的接口。由工程人員在用戶系統(tǒng)里進(jìn)行橫向的物理連接，同步，互動。這種互聯(lián)方式一般搞得十分繁雜，電纜及中間設(shè)備繁多。也不具備統(tǒng)一的合理的標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備，使用及設(shè)置十分復(fù)雜。經(jīng)驗不夠豐富的工程人員往往設(shè)計出的用戶系統(tǒng)不夠周全，沒有充分的互動。
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所以上述各個安防分系統(tǒng)之間應(yīng)該進(jìn)一步融合。這種融合不應(yīng)停留在工程層次，不應(yīng)由工程設(shè)計人員來考慮互聯(lián)。而應(yīng)該是安防產(chǎn)品的設(shè)計里面就嵌入應(yīng)該有的其他分系統(tǒng)設(shè)備的功能。
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視頻設(shè)備向報警設(shè)備的數(shù)字化擴(kuò)充。我們已經(jīng)見到，現(xiàn)在國外已經(jīng)出現(xiàn)的很小型的IP攝像機(jī)，內(nèi)部嵌入了視頻分析軟件（注意，不是像現(xiàn)在普遍的方式，將視頻傳送回監(jiān)控中心，再由計算機(jī)的視頻分析軟件來分析圖像，提出報告）隨時在前端分析本身拍攝的圖像，分析異常物體，人員的出現(xiàn)，排除天氣，光線各種雜散物體的影響，提出報警信息，連同圖像一起壓縮編碼。使用網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。這種數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)化的，視頻報警功能同時具備的，軟件硬件高度互相嵌入的設(shè)備一定是未來的趨勢。過來，報警探頭也在向視頻化嵌入式發(fā)展，向IP傳輸，無線化發(fā)展。一個數(shù)字化的探頭，經(jīng)模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的分析處理判斷，已經(jīng)大大提高了靈敏度，同時降低了誤報率。但是未來會需要再給它增加視頻功能。加上小型的攝像機(jī)，在報警前后，將現(xiàn)場圖像使用IP方式，疊加報警信息，存儲在這個探頭本身內(nèi)部，同時經(jīng)由有線甚至無線的網(wǎng)絡(luò)渠道傳送回監(jiān)控中心。隨時接受監(jiān)控中心對它的數(shù)據(jù)調(diào)用，檢查警情發(fā)生時的圖像。
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這些小小的例子里面，已經(jīng)將上文所述的拍攝圖像視頻記錄，報警探測，數(shù)字化分析，IP傳輸，無線化，節(jié)能理念等等，一件件地融合在一起了。這樣的設(shè)備在實(shí)際工程中更加容易理解和使用，可以使工程人員更加方便地搭建成用戶需求的安防體系。
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誕生更多的節(jié)能綠色安防產(chǎn)品
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2，在安防設(shè)備的開發(fā)方面：硬件及軟件嵌入式技術(shù)將更廣泛地應(yīng)用。
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現(xiàn)代的硬件開發(fā)技術(shù)已經(jīng)不是傳統(tǒng)的方式分析任務(wù)；設(shè)計電源圖；做實(shí)驗板設(shè)計；設(shè)計印制板，只做樣機(jī)，分析改進(jìn)；設(shè)計定型；例行試驗；修改設(shè)計；生產(chǎn)定型；而是在設(shè)計任務(wù)的開始階段，就會融入大量的軟件工作，討論本方案的硬件軟件分工；互相嵌入的方案；數(shù)字化計算機(jī)化的設(shè)計；真正嵌入軟件的IC設(shè)計；數(shù)字化的模擬運(yùn)行；直到可運(yùn)行的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計完工。這樣的電子產(chǎn)品已經(jīng)不是傳統(tǒng)的硬件配合軟件的類型，不是現(xiàn)在一般理解的計算機(jī)裝上軟件的模式。也不是一個單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)置一個匯編等級的軟件來運(yùn)行解決一個安防的問題。而是硬件軟件深入地結(jié)合一體，形成一個芯片級的器件，構(gòu)成一個安防產(chǎn)品的輕小的核心。想設(shè)計這樣的產(chǎn)品，必將使我們想到下一個問題。
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3，將誕生更加節(jié)能綠色的安防產(chǎn)品及系統(tǒng)。
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我們面臨的生存環(huán)境已經(jīng)給我們提出了日益嚴(yán)重的環(huán)境難題。我們已經(jīng)面臨能源危機(jī)，氣溫升高，海平面上升等地球?qū)哟蔚膯栴}。安防行業(yè)是人類發(fā)展的一個階段的物質(zhì)生活需求。也義不容辭地要面臨上述人類困難。要有危機(jī)意識地參與改善安防產(chǎn)品的耗能狀況，做出節(jié)能，低排放，無污染的小型化的設(shè)備應(yīng)用于安防體系。想象一下，一個使用0.5V電壓供電的攝像機(jī)，將會消耗能源很小，體積很小，散熱很少，對外界輻射很少，會多么方便！而它需要的0.5V電源，也許可以利用我們?nèi)梭w的表面熱量就可以產(chǎn)生。這該多方便！
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這樣來形成的全數(shù)字化的高清圖像的監(jiān)控。形成高靈敏度低誤報率的數(shù)字化探測系統(tǒng)。同時各分系統(tǒng)互相深度嵌入，構(gòu)成數(shù)字化的信息分析自動警告甚至自動處理安防預(yù)警事件，增強(qiáng)人機(jī)交流。可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的未來，人們的日常生活中，小型綠色的安防產(chǎn)品可以隨身攜帶，安裝在隨身物品上，設(shè)置于自用的汽車自行車甚至手提包上，隨時給我們提供安全方面的提示和保護(hù)。新一代的安防產(chǎn)品必將協(xié)助人們構(gòu)建新一代的安防體系，建設(shè)新一代的安防城市。使人們過上更安全的，更有自尊的生活。