要問行車中最令人不爽的是什么?無論司機朋友還是乘客們，都會不約而同地控訴紅燈太多，耽誤時間不說，還會相應增加車輛的油耗、電耗。一路綠燈已成了當今有車族的夢想;上班族更是希望綠色交通讓途中增添幾分舒暢。那么，在安防行業(yè)，是否存在“綠波帶”?如有，離我們究竟有多遠?

　　綠波帶是在指定的交通線路上，當規(guī)定好路段的車速后，要求信號控制機根據(jù)路段距離，把該車流所經(jīng)過的各路口綠燈起始時間，做相應的調正，這樣一來，以確保該車流到達每個路口時，正好遇到“綠燈”。

　　綠波帶的提出，旨在解決城市交通紅燈過多、交通擁堵等問題，由此可直接解決兩個問題，一是降低候車的能耗;二則提升旅途的愉悅感。

　　在此，筆者不禁要問，那么在安防行業(yè)是否也有綠波帶意識?回顧安防行業(yè)發(fā)展的這幾十年，從國外高端品牌的壟斷到大批民族品牌的崛起，乃至現(xiàn)在的 IP網(wǎng)絡化發(fā)展，技術在不斷更新、產(chǎn)品在不斷換代，但環(huán)保節(jié)能的意識，卻沒有真正的形成體系?？傮w而言，安防在快速發(fā)展，但行政體系支持下的安防行業(yè)對節(jié)能環(huán)保的意識并沒有得到很大的發(fā)展，隨著近幾年安防向著民用領域延伸，如何降低能耗被率先提出來。至此，安防的節(jié)能環(huán)保才開始拉開了序幕。浙江大華技術股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理黃維儉認為：“隨著安防市場的不斷擴大及安防產(chǎn)品的不斷普及，安防系統(tǒng)全天候24小時運行耗能巨大，使得安防節(jié)能產(chǎn)品的市場空間和社會價值的雙重意義越來越重大;當前部分安防廠商已開始重視并發(fā)布一些節(jié)能產(chǎn)品。”“十二•五”發(fā)展規(guī)劃將節(jié)能環(huán)保的納入，加速推動了安防產(chǎn)品向節(jié)能環(huán)保型發(fā)展。

　　下面，我們來透析一下，當今的安防行業(yè)都有哪些利于節(jié)能減排的措施或方案。

　　降低能耗成首選

　　現(xiàn)在安防需要在城市各個角落布建數(shù)不清的探頭，雖然單支產(chǎn)品的能耗不高，但所有的探頭全天候工作下，所需電源消耗量就將非常巨大。這是各承建單位、用戶、產(chǎn)品提供商所需共同面對的一大難題，該問題至今仍困擾著我們，行業(yè)也對此提出了多種解決方案。

　　節(jié)能顯示走在前列

　　提起安防產(chǎn)品節(jié)能，無疑顯示設備是重頭。確實，顯示設備廠家也已先行。往前推幾年，市面上用得最多的當屬陰極射線管CRT(Cathode Ray Tube)顯示器，此類產(chǎn)品色彩成像效果雖然不錯，但是也甚高，并大量浪費在高熱量的散發(fā)中。隨著LCD、LED技術的發(fā)展，當前LCD顯示器已占據(jù)主流;更為節(jié)能、顯示效果更好的LED顯示器也正崛起;而具有更廣觀看維度的OLED顯示技術亦在進步當中。

　　雖然LCD顯示器的能耗較CRT有了長足改善，但在大屏、拼接屏的應用中，其能耗仍偏高，由此，不少廠家從圖像處理芯片、結構設計、工藝等方面都在不斷對其能耗進行提升，如長虹2013年主推的能源星系列產(chǎn)品即是顯示類產(chǎn)品在節(jié)能減排方面的一個代表。此外，創(chuàng)維等專業(yè)顯示器廠家也在不斷地完善自身產(chǎn)品的結構，以降低能耗，讓產(chǎn)品更趨于既符合安防需求，又能滿足節(jié)能環(huán)保的要求。

[nextpage]

　　數(shù)據(jù)與供電共線技術

　　一般攝像探頭都需要為其提供一路電源、一根數(shù)據(jù)傳輸線纜方能實現(xiàn)應用，但這會有兩個問題需要解決，一是要將電源延伸至探頭安裝位置;二則需要為探頭獨立匹配一個電源，對能耗和成本都難以有效控制。為此，行業(yè)針對采用網(wǎng)線和同軸電纜的兩種主要傳輸方式分別開發(fā)了PoE和PoC供電技術，即通過一根傳輸線纜完成數(shù)據(jù)傳輸和供電兩種功能。

　　·PoE(Power Over Ethernet)，是有源以太網(wǎng)供電的簡稱，指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP對講電話機、wifi無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡攝像機等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設備提供直流電源。該技術通過統(tǒng)一供電的方式，只需為前端設備提供一根傳輸網(wǎng)線即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、供電雙應用，對降低施工難度、減少布線、節(jié)約電纜耗材都有不錯的提升效果。

　　·PoC(Power on Cable)，即同軸電纜供電技術，其應用需求、實現(xiàn)方式與PoE差不多，都是利用單一線纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)、供電雙應用。該技術的出現(xiàn)，對采用同軸電纜作為傳輸介質的模擬攝像機、SDI攝像機、模數(shù)混合同傳的SLOC攝像機來說，是一大福音，滿足了供電、視頻信號，甚至控制信號同一線纜傳輸?shù)膽眯枨蟆?/p>

　　核心部件集成化

　　拆開各類安防設備，我們不約而同地發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的安防產(chǎn)品，結構的簡單化已經(jīng)成了一大趨勢，通常一兩塊電路板即完成了產(chǎn)品的構建。各類元器件均高度地集成在電路板上，使得產(chǎn)品內部的空間更為寬敞。此集成化設計，對降低能耗、散熱、提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性方面起到了很大的作用。對此，?？低晜鬏斉c控制顯示部總經(jīng)理錢學鋒介紹到：“安防行業(yè)的節(jié)能環(huán)保也同其他電子產(chǎn)品類似，首先集成電路技術的提高，器件集成度和性能大幅提升，電路板的能耗一再降低。其次是優(yōu)化設計，主要是開發(fā)生產(chǎn)節(jié)能型產(chǎn)品，如選用處理能力及處理速度更強的主芯片。”同時，錢老進一步舉例說明道：DVR早期每路D1耗能需要3W，到現(xiàn)在 3W可以支持4路D1分辨率視頻的應用。由此也說明了集成化技術的進步與成熟，對節(jié)能的效果是顯而易見的。

　　如上海康威視錢老所介紹，主芯片的選用對環(huán)保節(jié)能起到了關鍵作用。當前，最為主流的就是將芯片集成化應用，如ISP、DSP、FPGA等芯片方案，已不再是多個單功能芯片的堆疊，而是通過多功能、高性能芯片方案組合，實現(xiàn)了既提升處理速度、極大地提高了產(chǎn)品性能，又大大地縮小了設備體積、降低能耗等多種應用優(yōu)勢(詳見后文《從節(jié)能環(huán)保角度優(yōu)化安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)》)。高性能處理芯片的應用，最為直接的體現(xiàn)就是，芯片性能的提升，降低了數(shù)據(jù)處理負載壓力，進而直接降低能耗，這在處于工作狀態(tài)的攝像機或其它處理設備的工作溫度的比較中差異最為凸顯。正如四川艾普視達數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品市場主管范清華所介紹：“以攝像機為例，其主要能源消耗在SoC芯片，目前主要的高清SoC芯片均已由45nm向32nm技術過渡，芯片平均功耗降至1W。” 　　另則，產(chǎn)品其它零器件的選擇對功耗也有一定的影響，大華股份黃維儉指出，設計產(chǎn)品時采用低功耗芯片很重要，如CCD傳感器的功耗要高于CMOS傳感器，而選用功耗更低的CMOS傳感器，可以降低整機功耗，在節(jié)能的同時減少發(fā)熱量，延長了設備使用壽命。

[nextpage]

　　外圍設備節(jié)能選配

　　安防產(chǎn)業(yè)所需的外圍設備很多，在此，僅以電源適配器及補光節(jié)能器件為例介紹。

　　適配器是設備供電的第一道門檻，但一直以來，我們對適配器的標準是，只要能輸出需求的電壓、電流，并且耐用就是要的適配器。其實這是對適配器的一個片面理解，除這些需求外，還應增加電能的高效轉換這一特性。應選用更高能效的適配器，如由原先的4級提高到現(xiàn)在的5級，不僅滿足了歐美市場的需求，而且大大提高了適配器轉換效率。

　　針對低照度環(huán)境應用，最為常見的方式是采用人工補光方式。隨著設備全天候運用的普及，當前最為主要的補光方式莫過于設備自帶紅外/激光補光燈。但此類設備的壽命一度成為應用難題，由此，近幾年不斷有廠家推出了智能紅外調節(jié)技術，使用無光敏方案，一是減輕光敏電阻的環(huán)境污染，二是更智能化的識別環(huán)境光亮，避免不必要的紅外燈開啟造成浪費;此外，針對不同的監(jiān)控距離，攝像機也可隨動控制紅外/激光的強弱，讓畫面更舒適的同時，降低能耗，延長補光設備的壽命。

　　在此，筆者不得不提的是，最近幾年發(fā)展快速的低照度成像技術。如上段所述，即便紅外光源控制再合理，也會不可避免地造成光污染、激光輻射等非人性化副作用。由此，近幾年，行業(yè)對無人工補光的低照度成像技術的重視程度達到了空前的提高，幾乎每一款新產(chǎn)品都具備此類功能。低照度攝像機的投入及使用，可實現(xiàn)較低照度下的彩色畫面成像，無需補光也可識別場景內物體的顏色等細節(jié)信息;而夜間模式則可做到0.001甚至更低的微光級環(huán)境成像。低照度技術的進步，最為顯著的成果就是在無需人工補光的條件下，仍可清晰成像，直接省去了補光設備所需的成本及能耗，且在監(jiān)控中更為隱蔽，更符合安防監(jiān)控需求，勢必成為未來監(jiān)控攝像機的必備功能之一。

[nextpage]

　　綠色的產(chǎn)品組合方案

　　近年，曾經(jīng)見到過的快球聯(lián)動跟蹤應用方案：即需要3個產(chǎn)品方能實現(xiàn)最為簡單的跟蹤應用，如1個全景槍型攝像機 + 1個智能分析主機 + 1個跟蹤球機。在這個方案中，智能分析主機處于“大腦”的地位，肩負圖像采樣、判別、跟蹤指令發(fā)送等任務。隨著智能分析技術、高性能處理芯片技術的成熟及應用，當前我們能看到的聯(lián)動跟蹤產(chǎn)品中，已經(jīng)從3個設備減少至2個設備，即1個全景成像攝像機 + 1個跟蹤球機。在該方案中，已將原來　智能分析主機的功能集成到全景成像攝像機中。直接省略了一個主機所需的耗材和能耗。

　　近期看到的科達SAFE高清方案即是一典型的高性能兼高節(jié)能型方案，更是其將系統(tǒng)所需設備配置降至最低。在方案中，以科達的高性能NVR為方案核心，集成了統(tǒng)一調度、聯(lián)動、智能檢索、GIS等平臺的功能;而攝像機也具備PoE供電、斷點續(xù)傳、低照度、寬動態(tài)等功能，該方案節(jié)省了平臺服務器、管理服務器等設備，但功能并沒有弱化，其既為用戶節(jié)約了系統(tǒng)造價費用的支出，又在方案上趨向于更加的節(jié)能環(huán)保。

　　此外，虛擬集成技術也得到了行業(yè)的開發(fā)，這是一種資源共享、節(jié)約設備的軟件應用技術，如星網(wǎng)銳捷和泰科都有開發(fā)。該技術的優(yōu)勢在于，通過TCP/IP 網(wǎng)絡內的某臺服務器即可對其它服務器的產(chǎn)品進行控制，實現(xiàn)了設備的共用，提供方便的同時，節(jié)省了控制服務器或解碼器的重復建設，也在方便施工、降低能耗方面前進了一步。

　　存儲支撐“后宮”和諧

　　視頻監(jiān)控所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)何其龐大，且不論其有利用價值的信息是多少，光就存儲本身就已經(jīng)成為一個令人頭疼的事情。

　　大容量推進節(jié)能

　　雖然固態(tài)硬盤在穩(wěn)定性、能耗方面優(yōu)勢明顯，但因其高成本，不大適于在安防行業(yè)普及，當前主要還是以機械硬盤為主。首先是在節(jié)能設計上下工夫，如希捷的高清硬盤、西數(shù)的綠盤、三星的EcoGreen F1的硬盤系列、日立的E7K1000硬盤等均屬此類節(jié)能產(chǎn)品，這類硬盤的轉速相較傳統(tǒng)機械盤，轉速稍慢，在滿足讀寫速率需求的同時，其功耗有所下降，可做到8.5W的低功耗運行。另外噪聲、液態(tài)軸承等設計也利于降低功耗。

　　為滿足安防行業(yè)的不間斷、循環(huán)存儲需求，存儲設備廠家專門開發(fā)了安防專用硬盤。當前2TB硬盤已成為DVR、NVR等專業(yè)存儲設備的標配容量存儲產(chǎn)品;而3TB硬盤也在日益得到應用，尤其在服務器型存儲設備中，更是受到歡迎;另外，4TB的更大容量硬盤也已面世一段時間。單硬盤容量的提升，直接減少了硬盤的使用量，以一臺服務器型NVR為例，標配24塊2TB硬盤，若采用4TB硬盤，同等容量下，僅需12塊硬盤即可，其不僅節(jié)約了硬盤用材料，且能耗也降低近一半，直接支持了節(jié)能環(huán)保理念的落實。

[nextpage]

　　植入睡眠/喚醒技術

　　當前的存儲設備都支持安裝多塊硬盤，但開機即處于工作狀態(tài)，實際上有部分硬盤僅是在空運行，并未進行實際的讀寫，針對這一現(xiàn)象，當前新推出的不少 NVR、存儲服務器產(chǎn)品植入了睡眠/喚醒技術，即當硬盤處于非工作狀態(tài)時，則自動進入睡眠狀態(tài)，此時能耗接近于零;而當需要啟用時，再喚醒硬盤，讓其投入到工作狀態(tài)中;或不同時段不同組別硬盤以輪替方式交替工作。該技術的應用，除了延長硬盤使用壽命外，對硬盤功耗、整機乃至整個系統(tǒng)的功耗的下降都有積極意義。

　　此外，安防的存儲系統(tǒng)引入了成熟的IT存儲技術，如IP-San、Nas、Raid等，對安防存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性、延長MTBF(平均使用壽命時間)、綠色節(jié)能等都有很好的促進作用。

　　軟處理：節(jié)能環(huán)保的未來出路

　　對安防行業(yè)來說，隨著網(wǎng)絡化的進一步普及，硬件的節(jié)能效果有限;軟處理在節(jié)能環(huán)保方面更具優(yōu)勢，或許，未來將依賴軟處理引領安防行業(yè)的節(jié)能潮流。

　　云技術更環(huán)保

　　云計算可實現(xiàn)軟硬件資源和信息的共享，并可將信息按需求提供給計算機和其他設備使用。其融入安防為時尚短，從提出到現(xiàn)在的短短幾年間，已有了實際的應用，雖然面不是很廣，但在各大廠家的推動下，羽翼日漸豐滿。

　　云概念的融入，改變了現(xiàn)今安防的應用模式，由現(xiàn)在的自建、自行維護轉為租賃(BT模式)方式。如RISCO的云門禁，由廠家提供統(tǒng)一的硬件產(chǎn)品及服務中心，客戶只需按需支付月租即可使用門禁安全服務。該方式直接降低了用戶對設備的投入、運維成本;而門禁服務的統(tǒng)一性，也讓技術及服務越加專業(yè)化。然則，在安防行業(yè)中，對云存儲的需求最盛。通過集中存儲，可實現(xiàn)任意時間內的跨地域使用;更為重要的是，N個用戶共用一套存儲設備，將會形成存儲管理的專業(yè)體系，為用戶省卻自建存儲系統(tǒng)的麻煩的同時，也大大節(jié)約了獨立系統(tǒng)所需的設備建置和能耗消費。

　　云安防可很好地杜絕重復建設、系統(tǒng)孤立的問題，轉而由集中建設、統(tǒng)一管理，對設備需求、運維管理、能耗都可做到最大化的降低。

　　智能分析

　　目前安防行業(yè)已開發(fā)的智能分析算法有數(shù)十種，常見的如跨絆線報警、物品遺留/丟失、人流統(tǒng)計等，其對節(jié)能環(huán)保的作用也是顯而易見的。設備的智能化、運算的高效率和功能的高度集中，一臺智能分析設備可完成數(shù)十臺、數(shù)百臺甚至上千臺非智能分析設備的工作量，將人力很難完成的工作簡約化，這對人力、物力、能耗的節(jié)約都有著不可估量的影響。

　　以負載均衡為例介紹。在大系統(tǒng)中，所需的同類型產(chǎn)品數(shù)量眾多，但因各自負責的任務不一樣，常出現(xiàn)有部分設備超負荷工作，而部分設備卻運行寬松，該現(xiàn)象在平臺中最為常見。如何在不增加設備的同時高效完成數(shù)據(jù)傳輸、處理任務?行業(yè)內提出了負載均衡的技術理念，通過平臺軟件的集中監(jiān)測，實時監(jiān)測各設備的空余處理性能，進而將超負荷設備的處理任務分攤到處理性能富裕的設備上，從而實現(xiàn)各個設備的均衡處理應用。該技術實現(xiàn)了充分利用現(xiàn)有資源的目標，從而無需額外增加設備而使整套系統(tǒng)均衡運行，延長了設備運行壽命。

[nextpage]

　　算法節(jié)流優(yōu)化信息量

　　網(wǎng)絡設備、高清化監(jiān)控設備的普及，帶來的直接后果就是數(shù)據(jù)量非常大。目前安防行業(yè)主要采用H.264編解碼壓縮算法，采用該算法，在處理 720P@25fps的實時視頻時，碼率最佳可控制在2Mbps左右;處理1080P@25fps實時視頻流可做到4Mbps左右的碼率控制。以 1080P@25fps的最低4Mbps碼率為例，單支產(chǎn)品一個月的最低存儲空間占用為： (4Mbps÷8)×60×60×24×30÷1024≈1265.6GB，該數(shù)據(jù)量是非常大的。

　　為此，目前行業(yè)有兩種方式： 　　•變量帶寬調節(jié)：此類技術如SVAC(Surveillance Videoand Audio Coding)、感興趣區(qū)域(ROI)、可調性視訊編碼(SVC)、智能帶寬調節(jié)(AAS)等。通過這些技術來實現(xiàn)低碼率應用，一是對畫面中的重要區(qū)域或當且僅當有動態(tài)情形出現(xiàn)時才進行高清編解碼，非重點區(qū)域或常態(tài)時間為高壓縮編碼壓縮;二是仍為高清編解碼壓縮，但常態(tài)時為低幀率傳輸，當有異常時，才恢復實時視頻流傳輸。兩者的目的都極大地“節(jié)省”了視頻流，降低了網(wǎng)絡帶寬壓力和存儲空間占用、系統(tǒng)工作負載等，從而也相當于實現(xiàn)綠色節(jié)能的應用效果; 　　•高編解碼壓縮方式：H.264雖是當前最佳的編解碼方式，但從如上計算量還是很難滿足安防的龐大存儲需求;由此，H.265的應用已經(jīng)提上日程，目前采用H.265處理1080P@25fps視頻流所得的實時碼率<2Mbps，而其畫質與采用H2.64處理1080P@25fps在4Mbps 以上帶寬的畫質相當，甚至稍好;而其對存儲空間的占用量則節(jié)省了一半以上。

　　結語

　　經(jīng)如上介紹，相信大家對安防的環(huán)保節(jié)能都深有體會，只是我們平常沒有很好地留意而已，雖說成本控制為當前環(huán)保節(jié)能的主要驅動手段，但無形中，我們都在朝著環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。新技術的不斷納入、軟件系統(tǒng)的完善，硬件產(chǎn)品的優(yōu)化、系統(tǒng)的整合等，都是節(jié)能環(huán)保的重要措施。

　　只是，安防行業(yè)的環(huán)保節(jié)能意識還是比較淡薄的，如艾普視達范清華先生所提到的，減少過度包裝、增強本地化服務、建立完善的回收制度等，對我們來說都還是欠缺的。如何去完善，不能以單打獨斗來完成，應共同合作及完善，以“千秋萬代”的宏觀思路來展現(xiàn)安防“一統(tǒng)江湖”的宏圖大業(yè)。