Современные подходы к реализации цифровых видеорегистраторов на базе ПК.

PC-based DVR

Перейти в Общий Прайс-лист (поТорговым маркам)

Рассмотрим недостатки цифровых видеорегистраторов на базе ПК и способы их устранения.

Сегодня существует два основных подхода производителей цифровых видеосистем на базе ПК к способу реализации видеосистемы:

I. Платы + ПО (рис.1., п. 2а, 3а)

В этом случае производитель осуществляет поставку плат видеозахвата или видеокомпресии и специализированного программного обеспечения. Потребитель или инсталлятор охранной видеосистемы сам покупает персональный компьютер, устанавливает необходимые платы и программное обеспечение, а также производит необходимые настройки системы.

Это решение имеет ряд недостатков:

- «Стандартные» комплектующие

Персональный компьютер, применяемый для создания такой цифровой видеосистемы, как правило, состоит из «стандартных» комплектующих. Основной недостаток «стандартных» ПК компонентов в том, что они не рассчитаны на постоянную круглосуточную работу. Использование таких компонентов приводит к сбоям в работе системы и сокращению срока их эксплуатации.

Зачастую выбор «стандартных» ПК компонентов обусловлен их более низкой стоимостью, однако необходимо отметить, что многие производители промышленных комплектующих (рассчитанных на работу 24 часа в день и 7 дней в неделю, маркировка 24х7) поставляют их непосредственно для промышленной сборки и такие компоненты невозможно купить в отрытой продаже. В качестве примера можно привести промышленные материнские платы Siemens Fujitsu, которые практически невозможно приобрести даже в представительстве этой компании.

- Совместимость

ПК компоненты для несерийной сборки цифровых видеосистем будут разными практически для каждой собираемой системы. Любой производитель не в состоянии проверить на совместимость все комплектующие, существующие и постоянно появляющиеся на рынке. Это зачастую приводит к частичной несовместимости компонентов и сбоям работы цифровой видеосистемы, которые могут проявляться порой не сразу, а в процессе функционирования системы.

- Температурный режим работы

При несерийной сборке цифровых видеосистем на базе ПК практически невозможно предугадать температурный режим работы компонентов системы. Это связано с многообразием корпусов для ПК. Стандартные корпуса для ПК, как правило, не имеют дополнительных возможностей для воздухообмена, необходимого для охлаждения плат видеозахвата, большого объема жестких дисков и в особенности плат DSP видеокомпрессии. Кроме того, в «стандартных» корпусах не предусмотрена фильтрация воздуха, что приводит к сильному запылению систем. Все вышесказанное не может не сказаться на стабильности и продолжительности безотказной работы цифровой видеосистемы в целом.

Следует однако отметить одно неоспоримое преимущество этого типа систем PC-based DVR – это невысокая стоимость такого решения. Именно этот критерий обеспечивает высокую их популярность.

Перейти в Общий Прайс-лист (поТорговым маркам)

Видеорегистраторы серийной (промышленной) сборки PC-based

В этом случае производитель поставляет полностью собранное и протестированное устройство цифровой видеосистемы на базе ПК. В условиях промышленной сборки существует возможность не только избавиться от всех перечисленных выше недостатков, но и проводить необходимые тестирование всех серийных устройств и нести гарантийные обязательства на системы в целом.

Серийная или промышленная сборка цифровых видеорегистраторов на базе ПК, кроме устранения вышеупомянутых недостатков, позволяет применять следующие решения, которые позволяют добиться дополнительных преимуществ этих систем:

- Промышленная операционная система

При серийной сборке видеорегистраторов на базе ПК существует возможность использования промышленной операционной системы (ОС), например Windows EP Embedded. Необходимо отметить, что Промышленная Операционная система отличается от обычной возможностью ее доработки и адаптации к аппаратным компонентам производимой цифровой видеосистемы. Глубина перестройки системы зависит от разработчика и производителя этой системы и, как правило, позволяет избавиться от многих недостатков обычной ОС и адаптировать ее к специфическим задачам видеообработки и записи.

Обратной стороной этого решения является невозможность инсталлировать такую операционную системы на обычный ПК, т.к. такая ОС настраивается под определенные аппаратные компоненты и ее образ «заливается» при серийном производстве.

- Размещение OC на Карте Памяти

Одним из слабых мест любой цифровой системы видеозаписи является жесткий диск. Существует возможность резервирования жестких дисков путем построения RAID массивов различного уровня, однако эти решения довольно дороги и применяются только в случае крайней необходимости. При выходе из строй жесткого диска, на котором установлена операционная система, любой видеорегистратор на базе ПК просто «умирает». Он даже не в состоянии подать какой-либо сигнал или оповещение по сети о неисправности. Этот довольно серьезный недостаток может быть устранен путем установки операционной системы на более надежный носитель (например, карты памяти Compact Flash (CF), который на несколько порядков более надежен в сравнении с жестким диском.

Необходимо отметить, что скорость чтения и записи карт памяти Compact Flash намного ниже скоростей жесткого диска. Установив обычную операционную систему на такую карту памяти, быстродействие системы упадет настолько, что система не сможет полноценно функционировать. Выход нашли инженеры немецкой компании videte IT на основе дополнительной переработке промышленной операционной системы и настройки ее только на чтений с карты памяти в момент загрузки системы, а также записи на карту памяти измененных настроек системы. В остальном, система работает с той же скоростью, что и система, установленная на жесткий диск, однако при поломке жесткого диска система продолжает функционировать, записывать и перераспределять архивы на рабочих дисках и выдавать сообщения о неисправностях в системе. 
 

Видеосистемы на базе ПК: недостатки и способы их устранения

Таблица 1

Недостаток систем на базе ПК:	Решения, устраняющие эти недостатки:
-    Невысокая стабильность работы присущая платформам на стандартной операционной системе	-      Применение промышленных операционных систем (например Windows XP Embedded) -      Применение модулей программной и аппаратной автоматической диагностики Watchdog -      Применение только промышленных компонентов для построения систем -      Производство и тестирование законченных устройств, а не отдельных плат
-    Нестабильность операционной системы из-за высоковероятного повреждения носителя - HDD	-      Размещение ОС и ядра системы на стабильных картах памяти Compact Flash (только чтение)
-    Ограниченные возможности обработки центрального процессора и пропускной способности PCI шины	-      DSP платы аппаратной компрессии позволяющие оцифровывать и сжимать до 32 каналов живого видеоизображения
-    Трудности обновления кодеров и алгоритмов в системах с аппаратной DSP компрессией	-      Применение FPGA-EEPROM технологий позволяющих программную перепрошивку аппаратной DSP платы

В таблице 2 отражены современные технологи повышения надежности и функциональности видеорегистраторов на безе ПК, которые производитель «может» применять в соответствии со своим подходом к созданию видеосистем, т.е. производится набор Плата + ПО или видеорегистратор промышленной сборки . «Может» не означает, что производитель обязательно применяет эти технологии, однако это является технически и технологически возможным. +/- означает, что эта технология может применяться с набором ограничений.

Таблица 2

Применение технологий	Плата + ПО	Видеорегистраторы промышленной сборки
Промышленная ОС	-	+
Размещение ОС и ядра на CF	-	+
Применение модулей Watchdog	+/-	+
Применение промышленных компонентов	+/-	+
Платы аппаратной DSP компрессии	+	+
Применение FPGA-EEPROM технологии в DSP платах	+	+
Тестирование на полную совместимость компонентов	-	+
Соблюдение температурного диапазона работы компонентов системы	-	+

Перейти в Общий Прайс-лист (поТорговым маркам)

В заключение хотелось бы отметить, что многие потребители цифровых видео систем вначале не задумываются о стабильности работы системы, в основном, обращая внимание на технические характеристики, такие как скорость записи, разрешение записываемого изображения и, в первую очередь, стоимость самой системы. Однако нестабильно работающая видеосистема способна доставить массу хлопот, особенно, если сбои происходят в момент совершения каких-либо противоправных действий, фиксирование которых и является основной задачей цифровой системы видеозаписи. Не случайно, существует такая должность, как IT администратор в любой крупной компании, в задачу которого непосредственно входит поддержание работоспособности всех ПК этой компании. Сервера же системы охранного видеонаблюдения относятся к категории систем безопасности, и стабильность их работы является одним из важнейших факторов выбора системы.

К сожалению, вопросы стабильности работы в основном встают перед клиентом при замене старой системы на новую. Остается надеяться, что с развитием систем видеонаблюдения и расширением круга их применения вопросы качества и стабильности работы станут более приоритетными при выбора цифровой видеосистемы.