视频管理软件技术分析报告(二)--商业VMS产品分析(Milestone)

1.公司简介

  Milestone(麦视通)公司1998年成立于丹麦，是开放式网络型监控系统(全球领导品牌)的领导厂家。
  Milestone是全球第一家开发出网络型开放式平台监控系统的公司。Milestone的VMS产品具有产品可靠、功能健全、系统稳定等特点，支持超过200 种以上品牌的4000多种网路摄影机、视频编码器、DVR、影像撷取卡，销售于全球超过200个国家。

2.VMS产品介绍

  Milestone Systems 提供了各种类型的视频监控产品，XProtect® 视频管理软件采用开放式架构设计，其兼容的 IP 摄像机、编码器和数字视频录像机数量比任何其他 VMS 制造商产品要多。产品基于真正的开放式平台，能够与当今最好的分析和业务解决方案集成，并且在将来有任何创新发展时，也可以进行相应的扩展 。
  适用于大型高安全性系统的产品为XProtect Corporate和XProtect Expert系列：

• XProtect Corporate：XProtect Corporate 是一款配有中央管理界面、功能强大的开放式平台 IP VMS 系统。 它提供了高效的系统管理功能，覆盖所有摄像机和安全设备，不管它们大小如何及是否分布在多个场地。 XProtect Corporate 支持无限数量的摄像机、用户和场地，非常适合对态势感知和事件响应精确度要求很高的系统。 此外，对于安全性要求很高的系统，该版本也能提供最高的可靠性。
• XProtect Expert：XProtect Expert 是一款配有中央管理界面的高级开放式平台 IP VMS 系统，对于由多台录像服务器组成的大型系统，它能够将其视为单一系统实施高效管理。 XProtect Expert 提供了跨多个地点的态势感知能力，并支持无限数量的摄像机。 XProtect Expert 非常适合那些需要复杂实时监控功能的日常用户和运营商，它拥有高效的警告处理能力，并能对可疑事件进行标记，以备日后查看。
    适用于中小型系统的产品为XProtect Enterprise,XProtect Professional,XProtect Express,XProtect Essential系列：
• XProtect Enterprise：XProtect Enterprise 是一款高效的开放式平台 IP VMS，它能够帮助运营商查看多个站点的位置，并且摄像机的数量不限。 用户可对事件作出快速反应，并高效导出视频。 该软件提供了出色的态势感知能力、多层次交互式地图、复杂的警报处理能力以及用于跟踪移动物体的独特摄像机导航器。
• XProtect Professional：XProtect Professional 是一款全面的开放式平台 VMS，它为用户提供了监视系统的可视化概览，通过交互式地图显示摄像机的位置。 警报直接显示在地图上，这样用户就可以很容易地从整个系统快速识别并解决事故。 如果发生事故，用户可使用高效的视频搜索工具轻松找到相关视频剪辑并导出证据。 支持的服务器和摄像机数量不限。
• XProtect Express：XProtect Express 是一款方便且实惠的开放式平台 VMS，适用于那些需要集成第三方应用程序的公司，例如分析和访问控制系统。 应用程序可直接集成至软件，从而创建出具有增强功能和通用接口的解决方案。 XProtect Express 支持 48 部摄像机，同时配有高效的视频搜索工具和多种导出选择，让用户在需要时可以快速收集证据。
• XProtect Essential 精简版支持最多 8 个摄像机，并且保留时间不受限制，是免费提供的软件中功能最丰富的 VMS。 该产品是想通过监控视频以保护员工和资产的小型企业主的安全选择。XProtect Essential 精简版支持业界最佳的移动应用。
    XProtect的客户端分为三种类型：
• XProtect Smart Client：XProtect Smart Client 是一款功能强大、易于使用的浏览客户端应用程序，适用于监控系统的日常操作。 通过它，用户可以无缝访问实时和录制视频，即时控制摄像机以及相连安全设备，还能查看全面的录像概览。 该客户端提供了事故检测和响应等先进功能，配以一系列用于查找和导出证据资料的工具，使得它成为了视频监控工具的不二之选，适合于任何大小的系统。 XProtect Smart Client 共有 27 种语言可供选择，用户界面可根据各个运营商的任务以及具体能力和权限级别进行优化调整。
• XProtect Web Client：XProtect Web Client 是一款简单、直观、基于 Web 的客户端应用程序，适用于XProtect VMS 及 Milestone Husky NVR 系列产品 的视频查看、播放和共享。 通过 XProtect Web Client，用户可即时访问最常用的监视功能，它操作简单，任何级别的用户都能快速上手。
• Milestone Mobile：Milestone Mobile 是一款由 Milestone 设计、可免费下载的应用程序，能够与 XProtect 视频管理软件 （VMS） 及 Milestone Husky™ NVR 系列无缝对接。 通过安装附加功能 Video Push，用户可将设备摄像机的实时视频直接推送至 Milestone 系统，以便在任何地点发生事故时能够马上获知相关情况。
    XProtect系列产品对比图 如图 1所示。
  

  3. 技术特性分析

  3.1. 系统架构

    本节主要分析XProtect Expert 和 XProtect Corporate产品 的系统架构。
    系统部件图如图 2所示：
  
    系统中服务器端主要部件描述如下：

• 管理服务器（Management server）：管理服务器是VMS的核心部件，管理服务器处理系统配置和其它分布式部件（如录像服务器）的配置，配置数据存储在相关的RDB中（MS SQL SERVER）。管理服务器提供一个组件和客户端仓库（System components and clients repository），对于用户而言，可以直接从管理服务器上下载组件和客户端软件安装到别的机器上，非常便捷。
• 服务信道（Service channel）：服务信道负责各种服务与各种配置消息的交互。第三方部件可监听服务信道。
• 录像服务器（Recording server）：录像服务器是直接与监控前端打交道的服务器，其功能包括但不限于：获取前端的实时媒体流和元数据（metadata），获取接入设备的状态和设备参数，对媒体流进行录像，触发系统事件等。使用Milestone Interconnect技术，录像服务器可以与Milestone产品进行交互。录像服务器的两个重要组成部分是：
• • 设备驱动（Device drivers）：录像服务器中包含多个设备驱动，这些设备驱动是录像服务器与VMS接入设备交互的接口。设备驱动类型可为特定厂家的设备驱动，也可为ONVIF 兼容的驱动。录像服务器在安装时默认已经安装了合作厂家的设备驱动，也可在官网下载所需厂家的驱动。
• • 媒体库（Media database）：系统运行生成的视音频，元数据（前端视音频数据，录像数据等）被存储在媒体库当中。媒体库具有分层多级存档（tiered multistage archiving），视音频加密和签名等功能。
• 事件服务器（Event server）：事件服务器处理与事件，告警，地图相关的业务。在事件服务器中可部署第三方合作厂家编写的Milestone插件（见2.1.3.3节，通过访问系统事件可以实现与己方系统的交互）。事件服务器中产生的数据存储在与管理服务器共用的SQL SERVER数据库中。
• 日志服务器（Log server）：日志服务器使用与管理服务器共用的SQL SERVER数据库存储系统中产生的日志，这些日志包括：系统日志，审计日志（Audit log），规则日志（Rule log）。
• 移动服务器（Mobile server）：移动服务器为XProtect的Web客户端和移动客户端提供访问，可视为一个接入网关。为适应Web用户和移动用户的带宽，移动服务器也提供转码服务（降码率）。
    系统中使用windows 服务器集群技术(Failover Clusters in Windows Server)实现HA (支持各部件的冷备份（hot-standby）与热备份（Cold-standby）)。
    系统的部署视图如图 3所示：
  
    使用XProtect Expert 和 XProtect Corporate产品的视频监控系统可利用Milestone Federated Architecture和Milestone Interconnect技术实现与其它Milestone系统之间的互联和集成,构建各大规模的系统（以XProtect Corporate作为中央系统）。如图 4所示。
  

  3.2. 分布式运行

  3.2.1. Milestone Federated Architecture

    Milestone Federated Architecture是一种互联架构和技术 ，支持多个独立的 XProtect Corporate 和 XProtect Expert站点互联成为一个大系统（具有 XProtect Corporate 中央系统）来运行。这为操作员提供了访问系统中所有摄像机的能力和集中管理所有联邦站点的能力 。
    在这种联邦架构中，每个站点既可被联邦系统的顶层节点管理，也可作为独立站点被用户直接管理,如图 5所示。
  
    联邦架构中，各站点以父子关系形成了一个层次树，Milestone要求XProtect Expert站点只能作为XProtect Corporate站点的子站点。父站点能否访问子站点的资源依赖于登录该父站点的用户是否绑定了子站点的用户（如果绑定，父站点可以使用绑定子站点的用户权限）。
    实施时所有的站点应该在统一域（windows domain）中,并且所有站点的管理服务器应该使用同一个Active Directory 账号运行。
    图 6展示了如何在管理客户端增加一个Federated站点。
  
    图 7是在XProtect客户端上显示的站点资源。
  

  3.2.2. Milestone Interconnect

    Milestone Interconnect 技术是是一种互联架构和技术 ，可从一个 XProtect Corporate 中央站点对所有 Milestone 视频监控解决方案进行集中管理。
    使用Milestone Interconnect技术进行连接的Milestone产品包含了各类产品（不同于Milestone Federated Architecture只支持XProtect Corporate 和 XProtect Expert），如图8所示。
  
    中央XProtect Corporate站点通过录像服务器上的设备（产品）驱动连接到远程站点的前端设备（如IPC和编码器），这样就可在中央站点上进行远程站点视频的管理，如图 9所示。使用Milestone Interconnect，视频录像可以在远端站点保存，也可在中央站点保存。
  
    图 10展示了XProtect Corporate站点与Axis摄像机通过Milestone Interconnect连接的流程。
  

  3.2.3. 两种解决方案的比较

     Milestone Federated Architecture和Milestone Interconnect是Milestone提供的两种建设大型集成系统的方案，在使用中央集中管理的目标上，两者是一致的。
    Milestone Interconnect适用于异构的的小型视频监控系统或监控设备的集成，集成后中央站点可以直接访问视频源。Milestone Federated Architecture则在各站点XProtect Corporate 或 XProtect Expert系统的管理服务器之间进行互联，是的各个独立的子系统形成树状层次。

3.3. 开放与兼容

3.3.1. MIP SDK

  Milestone产品的插入式架构允许开发人员集成安保解决方案，借助发布的应用程序编程接口 (API) 提供真正开放的平台技术。
  Milestone Integration Platform（Milestone 集成平台,以下简称MIP）集成在XProtect Smart Client,XProtect Management Client,XProtect Management Application,Management Server,Event Server等产品中。
  MIP SDK（Milestone 集成平台软件开发工具包,Milestone Integration Platform Software Development Kit）使得第三方系统可以便捷地集成到XProtect软件中。MIP SDK包括开发集成的工具，接口文档，.Net的DLL，开发指南等部分。
  图 11展示了集成到XProtect软件的不同方式 :

• 协议集成：协议集成指的是第三方的应用程序通过与XProtect产品通过彼此协商好的协议进行交互（如设备控制，媒体流传输等）。协议集成具有操作系统无关性，编程语言无关性，基于网络等特点（如基于SOAP的设备控制，录像等命令）。
• 组件集成：第三方的应用程序可利用MIP提供的组件实现与Milestone服务器的交互。第三方应用程序通过组件可进行视频流的访问，IPC的PTZ控制等操作。MIP组件包括但不限于：ActiveX控件，MIP .NET库，Milestone Media Toolkit。
• 插件集成：一个MIP插件是Milestone的合作伙伴开发的，能运行于MIP产品上的插件。MIP插件可应用于XProtect产品的客户端或事件服务器，可扩展XProtect的客户端产品（类似于Eclipse的插件机制）功能或事件服务器的处理逻辑。MIP插件的运行依赖于MIP环境，MIP环境使得各种MIP插件有统一的运行环境。
    需要注意的是，组件集成和插件集成中的组件和插件的开发都基于.NET环境，建议使用C#语言开发。在XProtect的客户端管理界面可查看安装的插件，见图 12。
  

  3.3.2. ONVIF Bridge

    ONVIF Bridge是MIP（Milestone开放平台）的一部分，出现在2016年Milestone的产品目录中。ONVIF Bridge基于ONVIF标准规范构建，提供了外部通过ONVIF标准访问Milestone的VMS产品中媒体数据（实时流和录像）的接口，外部组织可以通过ONVIF Bridge将Milestone的VMS产品集成到它们自己的中央监控方案中。
    目前的ONVIF Bridge产品支持ONVIF的ONVIF Profile G和Profile S，使用RTSP协议来与请求媒体流的ONVIF客户端交互。示意图如图 13所示。
  

  4.参考文献

    1.https://www.milestonesys.com/solutions/platform/product-index/
    2. https://www.onvif.org
    3.https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc732488(v=ws.10).aspx
    4.John Rasmussen，Milestone Federated Architecture，white paper,2016
    5.John Rasmussen，Milestone Interconnect，white paper,2016
    6.Milestone,XProtect MIP SDK 2016 R3 Getting Started Guide,2016