我国安防视频监控系统的发展历程分析及5G趋势展望

摘要：介绍了我国视频监控系统前端摄像机从有线模拟信号到有线数字高清信号再到无线数字高清信号，最终发展为5G无线数字高清摄像机，实现质的飞跃的历程。

关键词：视频监控;摄像机;模拟信号;数字信号;有线;无线;5G

0    引言

我国安防监控系统的发展过程可以分为四个阶段：有线模拟阶段、有线数字高清阶段、无线数字高清阶段、5G云存储云计算大数据阶段。整个发展过程从无到有，从开始的全部引进全套国外设备，到仅引进芯片，国产化配件组装，再到后来芯片开发、国产化，实现全部设备国产化，最后发展到技术设备、核心芯片全部处于世界领先水平，在全球市场上的占有率从20世纪90年代的0到2019年的50%以上，经过20多年的跨越性大发展，和中国的很多领域一样，取得了全球领先的地位。

1    第一阶段——有线模拟阶段

大约在20世纪90年代初，国内需求的电视监控设备全部是从国外进口的，国内没有生产，虽然市场很小，也就是几个特殊行业应用，但价格很高，一台普通的枪机就要几千元。1995年前后，国内视频监控技术起步，以模拟监控摄像机组装开始，主要进口日本的索尼和夏普的监控摄像机芯片。模拟摄像机的发展历程比较漫长，1995—2010年，索尼、夏普芯片一统天下，从开始的420线、480线、540线、600线最后到700线，经历了十几年的发展，形成了一个巨大的市场，很多外国巨头在中国设厂生产，像松下、三星、LG、霍尼韦尔等。中国本土的企业多以装机为主，没有芯片等关键技术，但因国内市场需求很大，装机公司发展很快，规模达几万家。直至2010年国产芯片才开发出来，从开始的800线、1000线到后来的1200线，摄像机价格也随之一落千丈，从20世纪90年代初进口摄像机几千元一台，到2010年几十元一台，在这个演变过程中，无论是开发设计商、制造商还是经销商、工程商，都风风火火，大干快上，产品供不应求，纷纷扩大规模，扩大生产，特别是深圳，几百人的工厂比比皆是。这是安防行业发展最快的时期，也是最好的时期，大小安防公司就是在这个时候积累了第一桶金，虽然只挣得一个微薄的组装费，但中国市场巨大，薄利多销，积少成多。国外的一些大公司也在这个大環境下飞速发展，他们的工厂在国内遍地开花，挣得巨额利润，特别是在初期的国外芯片垄断时期，大部分利润都被他们挣得了。后期芯片国产化后，价格也快速下降，利润就很低了。在整个有线模拟阶段，是以国外公司为主导，中国公司学习积累经验的过程，这为后来的超越打下了基础。

模拟摄像机有致命的缺点，关键一点就是图像不够清楚，像素突破不了50万;另外一点是信号容易被干扰。这两个致命的缺点，使其注定要被数字高清摄像机所取代。

2    第二阶段——有线数字高清阶段

随着科技的发展，模拟摄像机逐渐走入低谷，而有线数字高清摄像机得到迅猛发展。数字高清监控系统从2010年起步，刚开始像素只有100万，后来逐渐发展。起步阶段出现了一个模拟摄像机的替代产品，即同轴数字高清摄像机，以大华科技公司的产品为代表，其优势是，在模拟摄像机的老系统中，不用更换线缆，用原先的同轴线，就能更新改造成高清数字系统，使监控系统的图像清晰度得到大幅提升，从模拟摄像机的30万像素，提升到100万甚至200万像素。但同轴高清系统还存在致命的缺点。

有线数字高清监控系统发展非常迅猛，以中国技术为主导，真正体现了中国速度。在这个过程中，华为的海思芯片功不可没，仅仅用了三年时间，到2013年，数字高清摄像机就从1 000多元降到100多元，许多安防监控制造商因为换代太慢、价格太高被淘汰了，而海康威视和大华两家公司逐渐脱颖而出，成为市场的王者，这两家公司的市场占有率达到了80%，特别是海康威视，其市场占有率超过50%。在这三年期间，深圳的模拟摄像机生产企业，跟不上时代的发展，纷纷倒闭，成千上万的企业几乎在一夜之间消失了，深圳监控行业哀嚎一片，惨不忍睹，很多规模较大的企业也难逃市场的淘汰而倒下，这是安防市场最腥风血雨的三年，大浪淘沙，剩者为王。王者海康威视发展成为全球安防行业的领导者。而那些国外的大品牌如松下、三星、AD等，也由于丧失了芯片的垄断地位，又跟不上中国市场的巨大变化而逐渐淡出中国市场，生产工业园也就跟着撤离了。

中国安防市场的数字化发展是中国民族品牌翻身大发展，实现超越的一个缩影，在这个领域的带领者是华为和海康威视，虽然它的的影响力远没有手机芯片和5G芯片大，但也引起了国际社会的广泛关注，使海康威视和华为一起成为美国政府的打压对象。

有线数字高清摄像机也有一些缺点，一是需要布线，安装成本、材料成本较高;二是信号有一些延迟，对要求信号精准的行业不能满足要求。所以它会被无线数字高清摄像机，特别是5G摄像机所取代。

3    第三阶段——无线数字高清阶段

无线数字高清摄像机分为Wi-Fi无线数字高清摄像机和4G无线数字高清摄像机。Wi-Fi无线数字高清摄像机的诞生仅仅比有线数字高清摄像机晚了两年左右，但它的发展一点也不比有线数字高清摄像机慢，芯片和技术都由中国公司自主研发，处于世界领先水平。有线数字高清监控系统和无线数字高清系统，并行发展，各有特点，各有优势，而且相互融合在一个系统中，既有有线数字高清摄像机，也有无线数字高清摄像机，通过路由器连接在一个系统中，相互补充。无线数字高清摄像机通过几年的高速发展，出现了很多优秀的企业生产的优质品牌，比如海康威视的萤石、大华的乐橙、小米的小蚁等。但无线数字高清摄像机仍解决不了有线数字高清摄像机的信号延迟问题，它的稳定性也不如有线数字高清摄像机，经常出现信号丢失、路由器死机、联网失败等问题。因此，在大的系统中仍然是有线数字高清主导，无线数字高清补充;但在一些小的系统特别是以家庭为单位的应用中，无线数字高清摄像机由于其安装简单、造价低、使用方便等特点受到了广泛关注，得到了极大的发展，对视频监控的普及应用做出了贡献。

而4G无线数字高清摄像机目前为止还处于刚刚起步阶段，比Wi-Fi无线数字高清晚了两三年时间，由于4G网络的带宽和速率限制，再加上有一定的使用费用，现在还没有得到大规模的推广和应用，只是在一些特定的场合应用。可以说，目前阶段4G的应用是在给5G的应用进行探索，积累经验，打好基础，最终的大规模市场应用还应该是5G。

4    第四阶段——5G云存储云计算大数据阶段

5G无线数字高清监控系统的应用，应该是颠覆性的、跨行业、跨领域的革命。现在很多领域已经开始应用，它不仅仅局限于安防监控领域，它的应用范围无法历数，比如现在很火的远程医疗、无人驾驶等等。

图像处理技术的发展是永无止境的，没有最高只有更高，从数字高清开始的100万像素、130万像素、200万像素，发展到300万、400万、500万、600万，一直到现在的4K大规模进入市场，其发展速度之快，令人目不暇接，短短几年时间，从100万像素到1 000万像素，这也体现了中国技术、中国速度。这么高的清晰度，除了有线网络的普及应用，也对无线网络提出了更高的要求，而4G达不到这么高的要求，5G的出现使得问题迎刃而解，所以说5G的应用非常值得期待。

5G的应用才刚刚开始，现在还没有5G的数字高清一体化摄像机，相信它不久就会出现，随着5G技术的大规模应用，5G数字高清摄像机会有巨大的发展机会，不远的将来，随着6G、7G的出现，它会取代有线数字高清摄像机，成为最后的王者。

畅想一下5G数字高清摄像机的应用，它和云存储云计算大数据相结合，每一台摄像机都有一个终生的二维码，不用布线，安装简单，接上电后，它自动连通平台服务器，把看到的图像全部上传，在云端存储，通过云计算，把图像分类成人、车、物等若干种类，形成大数据，供人們查阅使用。每一个5G摄像机就是一个永久的采集点，扫一下它的二维码，它的一切云端数据就可以呈现在我们面前。

5    结语

总之，技术的发展越来越快，安防视频监控系统的发展也经历了从慢变快的加速度，从最初的有线模拟，到有线/无线数字高清，再到5G、6G数字高清，中国速度、中国技术终将走在世界前列。

收稿日期：2019-10-30

作者简介：徐旭志（1965—），男，山东济南人，工程师，济南安防协会特聘专家，研究方向：安防监控。