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1、基于安防中间件的安防软件集成平台的研究1 前言安防软件的价值已被越来越多的用户认可，却又成为了安防系统的“焦点”，也就是安防软件不能满足用户需求的矛盾越来越突出，市场在强烈地呼唤优秀的安防软件。从安防软件开发者的角度来看，大多数软件开发商的实力稍显薄弱，在日趋多样化的客户需求面前，软件开发人员疲于应付用户需求，大量的无价值研发工作重复进行，软件缺乏系统的规划， 产品的质量自然也得不到保障。在市场诱惑面前，设备提供商、系统集成商（部分集成商）、软件开发商都在开发完整的安防系统软件套件，软件行业需要软件人才的培养，行业经验的积累，这样极大分散了这些厂商的精力，作坊式的开发模式注定不能开发出优秀的安
2、防软件。从安防市场应用的角度来看，随着构建大安防应用如火如荼地展开，安防系统也朝着网络化、数字化、智能化的方向发展，多设备接入、多网络适应、多系统融合、多业务整合是安防软件集成平台最基本的要求。目前市场上充斥着各种各样大型安防软件集成平台，这些良莠不齐的安防软件依赖各自“关系渠道”得以生存， 性能低劣的安防软件不断地打击着用户的使用信心。大型安防软件集成平台软件开发的门槛较高，有能力开发高质量的安防软件的企业为数很少，安防软件不能形成群体突破，阻碍了安防行业的开拓和发展。如何改善安防软件这种低层次的竞争局面，通过安防软件使行业的发展更加健康，进而提升整个安防行业的价值呢？从软件开发的角度来看，
3、当前各种软件体系构架层出不穷，需要引入一种标准化、组件化、开放式、可重用的产品应用和开发模式，这种软件体系构架应具备的下列特征：1、 能接入不同厂家、不同类型的设备，如：不同厂家的DVR、报警系统、门禁系统等。2、 能够整合所有安防应用，如：具备整合报警系统、门禁系统、监控系统、电网系统等。3、 能够灵活地进行各种功能模块的组合，满足用户个性化需求。4、 能够适用于适应多种网络环境的分布式体系架构。5、 能够大幅降低安防软件的开发难度和工作量。6、 能够减少用户的维护成本，方便系统升级。那么，什么样的软件体系构架或软件设计思想具有上述特征呢？我们经过长期的安防软件开发经验积累，以及安防业务的沉
4、淀，我们慎重的提出了安防中间件开发新概念，并将此付诸实现，实现了基于安防中间件的智能融合预警通信平台OpenVone。2 OpenVone为安防软件插上腾飞的翅膀OpenVone设计思想源于软件中间件（middleware）的概念，是介于硬件设备与安防应用业务之间的通用服务，是构建安防软件集成平台的基础组件，是对安防行业应用高度抽象的一种独立运行软件或服务程序。SOA（Service Oriented Architecture，面向服务的体系架构）已经公认是优秀的IT构架之一，SOA落实到具体的软件产品就是中间件，中间件是SOA构架的具体实现，OpenVone是基于SOA构架，根据安防行业的特
5、点及发展趋势而度身定做的中间件软件，所以说，OpenVone具有SOA的优秀“血脉”，在应对日益复杂的安防系统时具有先天优势。OpenVone从下面几个方面解决了安防软件面临的核心问题：2.1 搭建式“随需而动”满足用户需求用户需求总是千变万化，满足用户需求是安防软件永远追求的目标之一，OpenVone使得安防软件具备了这种可定制性。通过组件化设计来满足用户的个性化需求，同时在基于SOA基础上，所有的应用组件化、模块标准化，犹如积木玩具一样，用户可以按照自己的构想搭建成自己想要的安防系统。正是这种“搭建式”设计理念最大程度的满足了用户需求。2.2 标准化让设备接入易如反掌安防系统一般需要集成多
6、种不同类型的硬件设备，绝大部分的硬件设备都没有统一的接口标准，软件开发人员为了实现这些设备的集成而费尽心思，仍无法达到用户期望的目标。OpenVone通过标准化的定义，实现了系统及信息的互联互通，从业务标准化、接口标准化、协议标准化、网络通信标准化、技术标准化这几个方面建立了大量的开放标准和协议，同时实现了安防领域通用的标准协议，如H323协议、H.264、Mpeg4、Mpeg2、SIP、RTSP等。正是这种“标准化”设计理念让设备的接入易如反掌。2.3 开放性以业务为中心整合安防应用随着安防系统朝着网络化、数字化、智能化的方向发展，安防软件需要整合所有的安防应用，如报警系统、门禁系统、巡更系
7、统、车牌识别、语音对讲系统、考勤系统、视频智能分析、周界防范系统等，传统的安防软件套件已不能满足对这些系统整合的需求。OpenVone以实现安防业务为中心，构建业务集成的开放式技术平台，实现了业务扩展的开放性、深度开发的开放性、业务整合的开放性，通过对安防业务仔细规划与高度抽象，实现了针对安防行业的业务中间件，从而达到以业务为核心，通过业务选择技术，避免技术限制业务的问题。正是这种“开放性”设计理念使得安防软件的开发可以分工、合作。2.4 组件化软件重用提升开发效率软件重用是解决软件危机的重要手段，任何一款软件产品都需要不断维护、升级，每一款软件都会给多个用户使用，如果软件构架设计不够优良，每
8、一个用户需求都要耗费开发人员九牛二虎之力。OpenVone采用组件化设计方式，所有组件之间松耦合，系统的开发和维护变得非常轻松，所有中间件都是以提供服务为核心，这样所有中间件都可重用。3 OpenVone对安防软件的开发方式的影响3.1 OpenVone的体系构架OpenVone由四个部分组成：安防系统管理门户、中间件资源管理中心、安防中间件、可视化开发工具，系统构架如下图所示：3.1.1 中间件资源管理中心中间件资源管理中心是中间件动态拼装、动态运行、动态管理的技术基础平台，它将中间件的不同功能单元，通过统一规范的接口联系起来。接口采用类似UDDI语言进行定义，独立于具体实现服务的硬件平台、
9、操作系统和编程语言，使得所有中间件都可以使用统一和标准的方式进行通信。中间件资源管理中心对中间件进行注册、调用、运行时管理，与具体业务和服务无关，是安防中间件的“操作系统”。 3.1.2 可视化开发工具中间件资源管理中心构建了中间件的运行平台，那么中间件提供的服务或功能单元是如何进行组合呢？可视化开发工具实现了业务流程自定义、功能任意搭配、设备任意组合、系统任意部署，包括用户界面都可以任意设计。通过可视化开发工具，我们可以任意的“开发”不同规模，不同用户需求的安防软件。3.1.3 安防管理系统门户安防管理系统门户是OpenVone的用户交换界面，是安防管理系统功能入口。3.1.4 安防中间件安
10、防中间件是所有安防服务和安防业务的具体实现，是安防软件集成平台的核心，包括：网络通信中间件、消息队列中间件、适配器服务中间件、服务总线中间件、任务引擎中间件、业务服务中间件。网络通信中间件：网络通信中间件为安防软件提供了信息传输的高速公路，所有设备的信息交换有赖于通信网络的数据可靠传输；构建基于局域网或互联网的分布式应用时，开发人员不需要关心系统的网络链接与管理，就能实现大规模的分布式应用系统的开发。网络通信中间件实现了对多种网络环境的适应，能支持LAN、WAN、ADSL、VPN等各种有线/无线网络传输介质，适应各种带宽条件。通过CDMA/GPRS数据传输链路，可传输业务数据信息和音视频数据。
11、能支持TCP/UDP/组播/RTP等传输协议。消息队列中间件：消息队列采用基于TCP/IP协议的持久性分布式消息队列，是一种异步通讯模型，利用异步通讯的非阻断性，即进程可以继续运行而不必被迫等待某个事件发生，可以并发地处理多个请求，提高系统的运行效率。持久性消息队列保证消息的可靠交付。适配器服务中间件：适配器服务中间件有设备接入适配器、数据交换适配器，设备接入适配器实现了对不同类型、不同厂家、不同接口设备的信息和数据的获取，数据交换适配器自动处理安防中间件、数据库等应用程序接口，并提供应用数据、数据库与信息总线上的数据的双向转换。服务总线中间件：服务总线中间件提供了报警与事件管理服务、录像存储
12、与检索服务、视频交换与转发服务、设备管理与控制服务、数据存储与访问服务、用户与权限管理服务、系统运行监控服务、系统维护与管理服务。任务引擎中间件：任务引擎中间件是任务执行的驱动器，完成安防软件内部各种业务流程的控制，支持工作流组态。任务引擎中间件对管理模式、业务流程、控制方式、控制协议等进行设置和修改，生成任意复杂的任务和报警控制流程。安防软件需具备报警处理流程、预警处理流程、应急预案处理流程等相关的安防业务流程，每个安防系统对预警、报警的处理都千差万别，如监狱安防管理系统、金融安防管理系统、平安城市都有非常明显的业务差异，通过任务引擎即可定制满足适合用户的安防业务管理流程。业务服务中间件：业
13、务服务中间件是对安防业务的具体实现，实现了安防行业的完整功能。如：图像显示控制、电视墙显示控制、视频录像管理、报警联动、报警信息管理、设备管理、视频智能分析、电子地图、门禁控制、报警控制等，这些基本功能基本能满足覆盖安防行业的业务。3.2 OpenVone改变了安防软件开发方式当前，安防软件的应用从提出需求到开发部署的周期越来越短，而且还有面对客户随时提出的各种需求变化。安防软件帮助用户提高工作效率的同时，安防软件自身却大部分仍处于“手工行业”，采用的传统软件编码开发方式，快速开发企业级安防应用软件的愿望难以实现，开发和需求始终处于脱节状态。OpenVone是通过什么手段改变了安防软件开发方式
14、？3.2.1 “因需而变”的松耦合技术构架在OpenVone中，安防软件是由安防中间件组合而成的系统，安防中间件之间松散耦合、并使用独立的标准接口，藉此让安防管理系统变得灵活。 OpenVone非常注重“因需而变”，中间件的开放性和灵活性让软件架构变得更加松耦合，更能有效满足安防应用中不断增长、变化的需求，标准化生产同时也意味着减低了成本、提高了软件实施效率和降低了服务的难度，在满足应用的同时也大幅提高了标准化程度。 当面对安防系统不断变化的需求时，以前单一应用的安防管理平台软件，套件化、定制化、逐个对象实现的方式，已经跟不上需求变化的节奏了。OpenVone从技术体系和用户应用的角度诠释了“
15、因需而变”， 产品因用户需求而变，技术因用户业务而变，以安防业务驱动为导向，快速构架安防软件。3.2.2 组件化最大限度的复用组件许多软件项目的开发都已证明，最大程度的复用已有软件，是提高软件开发效率，缩短开发周期，降低开发成本，并改善软件质量的有效手段。 组件化开发技术让软件回归了简洁表达，能够轻而易举的实现像制造行业一样的标准化。OpenVone大量采取构件/组件和组件技术，正如统一规格、统一标准的机器零部件，只需按要求简单的拼装即能成为完整的机械设备一样。同时，基于构件/组件/组件的复用则使人们在软件开发中不必再“从零开始”，而且组件通过多次复用后质量和可靠性越来越高。 组件化和标准化开
16、发技术使安防厂商共同参与安防软件开发成为可能，硬件厂商开发设备接入中间件、门禁厂商开发门禁接入中间件、报警厂商开发报警系统中间件、第三方软件厂商开发安防管理系统中间件等，这样所有厂商都在各自擅长的领域发挥自己的特长，同过基于安防中间件的安防软件集成平台的整合，最终构建成为综合安防管理平台，同时也形成了安防厂商之间的分工、合作。3.2.3 搭建式让软件开发更加敏捷敏捷开发有效提高了软件开发效率，搭建式（配置化）的设计理念，已成了敏捷开发的首选。由于OpenVone高度封装了大量成熟而实用的应用组件、模块，并内置功能强大、成熟的服务软件和安防应用软件，因此使得开发人员在进行软件开发过程中，绝大多数开发与应用无需太多的编码，只需按照用户需求选择相应的组件或模块进行“可视化
