我國安防視頻監控系統的發展歷程分析及5G趨勢展望

摘要：介紹了我國視頻監控系統前端攝像機從有線模擬信號到有線數字高清信號再到無線數字高清信號，最終發展為5G無線數字高清攝像機，實現質的飛躍的歷程。

關鍵詞：視頻監控;攝像機;模擬信號;數字信號;有線;無線;5G

0? ? 引言

我國安防監控系統的發展過程可以分為四個階段：有線模擬階段、有線數字高清階段、無線數字高清階段、5G云存儲云計算大數據階段。整個發展過程從無到有，從開始的全部引進全套國外設備，到僅引進芯片，國產化配件組裝，再到后來芯片開發、國產化，實現全部設備國產化，最后發展到技術設備、核心芯片全部處于世界領先水平，在全球市場上的占有率從20世紀90年代的0到2019年的50%以上，經過20多年的跨越性大發展，和中國的很多領域一樣，取得了全球領先的地位。

1? ? 第一階段——有線模擬階段

大約在20世紀90年代初，國內需求的電視監控設備全部是從國外進口的，國內沒有生產，雖然市場很小，也就是幾個特殊行業應用，但價格很高，一臺普通的槍機就要幾千元。1995年前后，國內視頻監控技術起步，以模擬監控攝像機組裝開始，主要進口日本的索尼和夏普的監控攝像機芯片。模擬攝像機的發展歷程比較漫長，1995—2010年，索尼、夏普芯片一統天下，從開始的420線、480線、540線、600線最后到700線，經歷了十幾年的發展，形成了一個巨大的市場，很多外國巨頭在中國設廠生產，像松下、三星、LG、霍尼韋爾等。中國本土的企業多以裝機為主，沒有芯片等關鍵技術，但因國內市場需求很大，裝機公司發展很快，規模達幾萬家。直至2010年國產芯片才開發出來，從開始的800線、1000線到后來的1200線，攝像機價格也隨之一落千丈，從20世紀90年代初進口攝像機幾千元一臺，到2010年幾十元一臺，在這個演變過程中，無論是開發設計商、制造商還是經銷商、工程商，都風風火火，大干快上，產品供不應求，紛紛擴大規模，擴大生產，特別是深圳，幾百人的工廠比比皆是。這是安防行業發展最快的時期，也是最好的時期，大小安防公司就是在這個時候積累了第一桶金，雖然只掙得一個微薄的組裝費，但中國市場巨大，薄利多銷，積少成多。國外的一些大公司也在這個大環境下飛速發展，他們的工廠在國內遍地開花，掙得巨額利潤，特別是在初期的國外芯片壟斷時期，大部分利潤都被他們掙得了。后期芯片國產化后，價格也快速下降，利潤就很低了。在整個有線模擬階段，是以國外公司為主導，中國公司學習積累經驗的過程，這為后來的超越打下了基礎。

模擬攝像機有致命的缺點，關鍵一點就是圖像不夠清楚，像素突破不了50萬;另外一點是信號容易被干擾。這兩個致命的缺點，使其注定要被數字高清攝像機所取代。

2? ? 第二階段——有線數字高清階段

隨著科技的發展，模擬攝像機逐漸走入低谷，而有線數字高清攝像機得到迅猛發展。數字高清監控系統從2010年起步，剛開始像素只有100萬，后來逐漸發展。起步階段出現了一個模擬攝像機的替代產品，即同軸數字高清攝像機，以大華科技公司的產品為代表，其優勢是，在模擬攝像機的老系統中，不用更換線纜，用原先的同軸線，就能更新改造成高清數字系統，使監控系統的圖像清晰度得到大幅提升，從模擬攝像機的30萬像素，提升到100萬甚至200萬像素。但同軸高清系統還存在致命的缺點。

有線數字高清監控系統發展非常迅猛，以中國技術為主導，真正體現了中國速度。在這個過程中，華為的海思芯片功不可沒，僅僅用了三年時間，到2013年，數字高清攝像機就從1 000多元降到100多元，許多安防監控制造商因為換代太慢、價格太高被淘汰了，而海康威視和大華兩家公司逐漸脫穎而出，成為市場的王者，這兩家公司的市場占有率達到了80%，特別是海康威視，其市場占有率超過50%。在這三年期間，深圳的模擬攝像機生產企業，跟不上時代的發展，紛紛倒閉，成千上萬的企業幾乎在一夜之間消失了，深圳監控行業哀嚎一片，慘不忍睹，很多規模較大的企業也難逃市場的淘汰而倒下，這是安防市場最腥風血雨的三年，大浪淘沙，剩者為王。王者海康威視發展成為全球安防行業的領導者。而那些國外的大品牌如松下、三星、AD等，也由于喪失了芯片的壟斷地位，又跟不上中國市場的巨大變化而逐漸淡出中國市場，生產工業園也就跟著撤離了。

中國安防市場的數字化發展是中國民族品牌翻身大發展，實現超越的一個縮影，在這個領域的帶領者是華為和海康威視，雖然它的的影響力遠沒有手機芯片和5G芯片大，但也引起了國際社會的廣泛關注，使海康威視和華為一起成為美國政府的打壓對象。

有線數字高清攝像機也有一些缺點，一是需要布線，安裝成本、材料成本較高;二是信號有一些延遲，對要求信號精準的行業不能滿足要求。所以它會被無線數字高清攝像機，特別是5G攝像機所取代。

3? ? 第三階段——無線數字高清階段

無線數字高清攝像機分為Wi-Fi無線數字高清攝像機和4G無線數字高清攝像機。Wi-Fi無線數字高清攝像機的誕生僅僅比有線數字高清攝像機晚了兩年左右，但它的發展一點也不比有線數字高清攝像機慢，芯片和技術都由中國公司自主研發，處于世界領先水平。有線數字高清監控系統和無線數字高清系統，并行發展，各有特點，各有優勢，而且相互融合在一個系統中，既有有線數字高清攝像機，也有無線數字高清攝像機，通過路由器連接在一個系統中，相互補充。無線數字高清攝像機通過幾年的高速發展，出現了很多優秀的企業生產的優質品牌，比如海康威視的螢石、大華的樂橙、小米的小蟻等。但無線數字高清攝像機仍解決不了有線數字高清攝像機的信號延遲問題，它的穩定性也不如有線數字高清攝像機，經常出現信號丟失、路由器死機、聯網失敗等問題。因此，在大的系統中仍然是有線數字高清主導，無線數字高清補充;但在一些小的系統特別是以家庭為單位的應用中，無線數字高清攝像機由于其安裝簡單、造價低、使用方便等特點受到了廣泛關注，得到了極大的發展，對視頻監控的普及應用做出了貢獻。

而4G無線數字高清攝像機目前為止還處于剛剛起步階段，比Wi-Fi無線數字高清晚了兩三年時間，由于4G網絡的帶寬和速率限制，再加上有一定的使用費用，現在還沒有得到大規模的推廣和應用，只是在一些特定的場合應用。可以說，目前階段4G的應用是在給5G的應用進行探索，積累經驗，打好基礎，最終的大規模市場應用還應該是5G。

4? ? 第四階段——5G云存儲云計算大數據階段

5G無線數字高清監控系統的應用，應該是顛覆性的、跨行業、跨領域的革命。現在很多領域已經開始應用，它不僅僅局限于安防監控領域，它的應用范圍無法歷數，比如現在很火的遠程醫療、無人駕駛等等。

圖像處理技術的發展是永無止境的，沒有最高只有更高，從數字高清開始的100萬像素、130萬像素、200萬像素，發展到300萬、400萬、500萬、600萬，一直到現在的4K大規模進入市場，其發展速度之快，令人目不暇接，短短幾年時間，從100萬像素到1 000萬像素，這也體現了中國技術、中國速度。這么高的清晰度，除了有線網絡的普及應用，也對無線網絡提出了更高的要求，而4G達不到這么高的要求，5G的出現使得問題迎刃而解，所以說5G的應用非常值得期待。

5G的應用才剛剛開始，現在還沒有5G的數字高清一體化攝像機，相信它不久就會出現，隨著5G技術的大規模應用，5G數字高清攝像機會有巨大的發展機會，不遠的將來，隨著6G、7G的出現，它會取代有線數字高清攝像機，成為最后的王者。

暢想一下5G數字高清攝像機的應用，它和云存儲云計算大數據相結合，每一臺攝像機都有一個終生的二維碼，不用布線，安裝簡單，接上電后，它自動連通平臺服務器，把看到的圖像全部上傳，在云端存儲，通過云計算，把圖像分類成人、車、物等若干種類，形成大數據，供人們查閱使用。每一個5G攝像機就是一個永久的采集點，掃一下它的二維碼，它的一切云端數據就可以呈現在我們面前。

5? ? 結語

總之，技術的發展越來越快，安防視頻監控系統的發展也經歷了從慢變快的加速度，從最初的有線模擬，到有線/無線數字高清，再到5G、6G數字高清，中國速度、中國技術終將走在世界前列。

收稿日期：2019-10-30

作者簡介：徐旭志（1965—），男，山東濟南人，工程師，濟南安防協會特聘專家，研究方向：安防監控。