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I/O于一般安防產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用已相當廣泛，只是多數(shù)應(yīng)用仍沿用RS-485通訊接口進行控制，然而隨著Ethernet通訊的不可逆轉(zhuǎn)的普及趨勢，以Ethernet為通訊接口的I/O產(chǎn)品漸漸在歐美成為主力，取代傳統(tǒng)RS485接口的I/O已成為現(xiàn)實。
傳統(tǒng)RS485 I/O有著悠久的使用歷史，對于小規(guī)模集中式的控制應(yīng)用有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，相應(yīng)的Ethernet接口的I/O，則在大范圍的周界監(jiān)測及多點數(shù)的集中管理系統(tǒng)有突出的優(yōu)勢。因此本文將針對安防市場的趨勢，以及Ethernet I/O的應(yīng)用作分享，期望通過此文章使讀者了解Ethernet網(wǎng)絡(luò)及基于Ethernet的智能以太網(wǎng)I/O即將對數(shù)字化安防產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的沖擊與影響。
各自獨立的傳統(tǒng)安防系統(tǒng)
傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)，系統(tǒng)各自獨立：門禁控制、視頻監(jiān)測及入侵報警分開，除了技術(shù)瓶頸外，通訊上缺乏一個頻寬夠大可提供高度整合的通訊介面也是個不爭的事實。以錄像為例，最早的錄像機以及錄像帶將所有的影像進行本地端的儲存，而監(jiān)看也只能透過同軸電纜連接的監(jiān)視屏幕進行監(jiān)看，而I/O入侵偵測及告警的部分則是與影像監(jiān)控分開。
隨著數(shù)字時代的來臨，錄像技術(shù)也跟著進步，所有的影像可以更小的空間以及更方便的格式進行本地儲存，順應(yīng)這樣的技術(shù)演進，DVR應(yīng)勢出現(xiàn)，對于I/O的控制也逐漸的整合進DVR系統(tǒng)，并可以更精準的對入侵等告警事件進行反應(yīng)。不過這樣的系統(tǒng)，在通訊上并沒有明顯的進步，所有的數(shù)據(jù)資料都僅能在本地端進行儲存，對實時告警及連鎖反應(yīng)并沒有根本性的改良，實時的安全防護仍仰賴于安全人員于本地進行監(jiān)控，也就是說， 安防系統(tǒng)是相當分散并各自獨立的。在這樣的系統(tǒng)架構(gòu)下，RS485攜著長距離通訊、級聯(lián)、及雙向通訊的優(yōu)勢，于I/O控制上占有絕對的市場優(yōu)勢。
隨著全球化以及經(jīng)濟的發(fā)展，人們對安全的要求也逐漸提高，過去的分散式小系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)在效能上漸漸不符經(jīng)濟效益，大型公共工程的開發(fā)，也逐漸的對安防產(chǎn)業(yè)造成沖擊，人們開始對實時并集中的管理架構(gòu)開始產(chǎn)生需求，安防產(chǎn)業(yè)也逐步的轉(zhuǎn)向Ethernet為通訊介面的系統(tǒng)發(fā)展，NVR與Hybrid DVR也應(yīng)運而生，同時也開啟了安防系統(tǒng)整合的無限可能。
高度整合的Ethernet安防系統(tǒng)
近年來Ethernet高速發(fā)展，穩(wěn)定性以及應(yīng)用高度也逐漸開拓，商用及工業(yè)領(lǐng)域?qū)thernet的需求也逐漸提高，統(tǒng)計顯示，過去Ethernet每年以30-40%成長率高速成長，Y08成長率略有下滑，仍有29%的高成長率，顯示市場已開發(fā)并逐漸達到飽和階段。安防產(chǎn)業(yè)也不例外，以Ethernet為基礎(chǔ)的應(yīng)用逐年增多，以數(shù)字錄像技術(shù)而言，2005年以Ethernet為基礎(chǔ)的錄像技術(shù)已超越DVR，并預(yù)期在2009年超過模擬式攝像機。
錄像技術(shù)邁入Ethernet紀元，象征著影像儲存及處理均可以在集中的地點進行，過去搭配RS485 I/O的入侵偵測與告警系統(tǒng)現(xiàn)在也可以搭配監(jiān)控軟件集中管理。簡單的說，Ethernet對安防產(chǎn)業(yè)帶來下列好處：
1. 高通訊頻寬
2. 高整合性
3. 集中管理
4. 不受距離限制
5. 支持網(wǎng)絡(luò)瀏覽器
為了讓各位讀者更容易了解Ethernet對安防產(chǎn)業(yè)的好處，讓我們舉一個應(yīng)用案例來進行說明。試想，在一個國際機場，安全單位希望能夠?qū)︼w機跑道及周界進行入侵偵測及視頻監(jiān)控。機場跑道占地廣大，跑道周圍必須駕設(shè)成百上千的攝像機、傳感器及告警燈&號等，在視頻監(jiān)測應(yīng)用上，傳統(tǒng)的DVR架構(gòu)僅能將機場進行切割，分區(qū)管理。入侵偵測應(yīng)用上，傳統(tǒng)RS485 I/O需搭配控制器對周邊傳感器進行監(jiān)控，然而RS485 I/O必須仰賴控制器輪詢采集，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器被觸發(fā)，隨即使用控制器觸發(fā)警報，不過這樣的輪詢架構(gòu)有著潛在的安全危機。因為輪詢產(chǎn)生時滯，無法做到真正的實時，因而在輪詢的通訊機制
下容易出現(xiàn)漏報，而產(chǎn)生安全漏洞。
相反的Ethernet因為頻寬較大，所有的影像及入侵告警訊號都可經(jīng)由Ethernet集中管理，現(xiàn)今Ethernet網(wǎng)路頻寬可達10Gbps，對于影像以及告警訊號處理是游刃有余。更重要，Ethernet作為多種通訊協(xié)議的載體，讓主動發(fā)報的通訊策略的實現(xiàn)成為可能。這樣的通訊技術(shù)給合I/O的控制，也就構(gòu)成了今天我們的主角“智能以太網(wǎng)I/O”。回到我們剛剛的的例子，有了Ethernet與智能Ethernet I/O不僅影像可以集中在中控室進行管理，I/O告警訊號也可以主動發(fā)回中央控制端，避免輪詢所產(chǎn)生的安全漏洞，I/O CGI command的功能輕松實現(xiàn)與數(shù)字攝像頭的聯(lián)動，大大提升視頻監(jiān)測的有效與實時性。
基于Ethernet數(shù)字安防系統(tǒng)的局限
雖說Ethernet頻寬夠大，但將所有影像訊號透過Ethernet傳輸仍難免會遭遇頻寬消耗過大的問題，為了克服這樣的事實，安防產(chǎn)業(yè)研發(fā)出許多影像壓縮技術(shù)，以期減少頻寬消耗。此外，為增加系統(tǒng)可靠性，安防系統(tǒng)一般會要求除頻寬消耗外，也需注意終端主機系統(tǒng)資源消耗不可超過一定比例，也就是說除影像處理外，若能將I/O告警訊號及其控制能盡量依靠終端裝置進行處理，將會有效的減輕系統(tǒng)資源消耗。為解決這樣的問題，讓我們進一步的介紹智能以太網(wǎng)I/O能為數(shù)字化安防系統(tǒng)解決些什么。
智能以太網(wǎng)I/O帶來的好處
先前所提及的輪詢的架構(gòu)其實并不只存在傳統(tǒng)的RS485 的I/O信號監(jiān)控上，事實上多數(shù)市面上的Ethernet接口的I/O也是依靠前端控制器或者主機的輪詢進行監(jiān)控。不過MOXA的新一代的智能以太網(wǎng)I/O，它不但具有一般控制器所具有的前端邏輯控制能力（Event Response Logic）,可用于本地數(shù)據(jù)采集或者輸出控制，還可以通過多種通訊協(xié)議主動發(fā)送告警訊號（定時&遇變發(fā)送策略），有效的減少頻寬以及系統(tǒng)資源的消耗。
實驗室實測結(jié)果如下：
以此前的機場周界及跑道的安防系統(tǒng)再作說明，該安防系統(tǒng)使用大量的數(shù)字攝像機以及PTZ，且這些攝像機往往需要與I/O告警信號進行聯(lián)動，例如一個人企圖入侵機場跑道，除現(xiàn)場告警燈、喇叭警告外，中央控制室的人員亦需知道該入侵事件的現(xiàn)場畫面并對畫面做出實時紀錄，在一般的Ethernet I/O應(yīng)用中，中央控制電腦在讀到I/O告警事件后會對數(shù)字攝像機或者PTZ做出攝像或者轉(zhuǎn)向命令，在一連串的動作中，這些信號的往返及輪詢都將消耗頻寬及系統(tǒng)資源且實時性非常差。倘若現(xiàn)在使用智能以太網(wǎng)I/O，將不只是主動的將告警信息透過Ethernet上傳，同時也可以不通過中央監(jiān)控主機進行對前端數(shù)字攝像機或者PTZ發(fā)布CGI(Common Gateway Interface)命令，直接進行轉(zhuǎn)向或者攝像。
MOXA的解決方案示例如下：
針對一般使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進行監(jiān)控的應(yīng)用更可以利用這樣的技術(shù)完成即時監(jiān)控，并節(jié)省建置成本，其主要原因是智能以太網(wǎng)I/O可以主動的發(fā)送基于瀏覽器的CGI命令，因此不論是否跨網(wǎng)段或是跨Internet的應(yīng)用均可輕松架設(shè)，無需擔心輪詢所造成的困擾。
結(jié)論：
隨著以太網(wǎng)絡(luò)的興起，安防系統(tǒng)的逐漸走向網(wǎng)絡(luò)化，使得安防系統(tǒng)得以整合集中管理。然而以太網(wǎng)絡(luò)的安防架構(gòu)也因為高度整合面臨頻寬及系統(tǒng)資源消耗的問題，如何享受以太網(wǎng)絡(luò)為安防產(chǎn)業(yè)帶來的好處的同時，兼顧系統(tǒng)資源消耗也成為重要的課題。智能以太網(wǎng)I/O為安防系統(tǒng)集成商以及用戶提供了另一個更實時更省系統(tǒng)資源的選項。在歐美，這樣的系統(tǒng)已經(jīng)被許多大型公共建筑所采納，相信在經(jīng)濟騰飛的中國，這樣的系統(tǒng)將會為數(shù)字化安防的行業(yè)應(yīng)用升級做出應(yīng)有的貢獻。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號