初学者安装监控设备，经常听到有经验的人说IPC，以为IPC就是摄像机。IPC只是相机的一种。

IPC:其实是“网络摄像机”，是IP摄像机的简称。它是在上一代模拟摄像机的基础上集成了编码模块的摄像机。它与模拟摄像机的区别在于增加了一个“编码模块”。

模拟摄像机，顾名思义，输出模拟视频信号。模拟信号更容易受到干扰，所以它们只能传播有限的距离。哪里有瓶颈，哪里就有创新。将模拟信号改为数字信号，传输距离变长。于是，这种新的编码模块就出现了，就是把原来的模拟视频编码压缩，变成数字视频，以便于在网络上传输，将数字视频打包为网络格式，使之适合在以太网上传输。我们称这种新型摄像机为“网络摄像机”，简称IPC。

常用IPC系统组件

IPC的主要功能模块：

视频编码：对压缩后的视频信号进行采集和编码。音频功能：捕获和编码压缩音频信号。网络功能：将编码压缩后的视频、音频信号通过网络传输。云台镜头控制功能：通过网络控制云台镜头的各种动作。缓存功能：将压缩后的视频、音频数据临时保存在本地存储介质中。报警输入输出：可接受并处理报警输入/输出信号，即具有报警联动功能。运动检测告警：检测场景内的运动并产生告警。视频分析：自动分析视频场景，对比预设原理，触发报警。视觉参数调整：饱和度、对比度、色度、亮度等视觉参数调整。编码参数可调：帧率、分辨率、码流等编码参数可调。系统集成：可集成视频管理平台，实现大规模系统监控。与模拟摄像机一样，IPC可以以多种方式进行分类。它可以按外观、清晰度以及室内和室外应用进行分类。

通常的分类方法是对固定摄像机、PTZ摄像机、半球摄像机、集成球摄像机等视觉特征进行分类。

外观

固定螺球半球IPC固定枪IPC球摄像机枪球一体机全景拼接等

枪的机器

海螺

Polyocular半球

球形

全景+制球机

Gun-ball链接

在模拟摄像机中，图像传感器(CCD或CMOS)产生的模拟信号首先通过模拟/数字(A/D)转换器转换成数字信号，然后由摄像机内部的DSP芯片进行信号处理，如增益、降噪、背光补偿等。数字信号经过DSP处理后，通过D/A转换转换成模拟信号，通过同轴电缆传输，再传输到DVR或DVS, DVR或DVS再转换成A/D转换，完成编码压缩工作。在多次的D/D转换过程中，图像质量受到很大的损失。

而在IPC中，传感器(CCD/CMOS)完成光/电转换过程后，只需要进行一次模拟/数字转换，然后进行编码压缩、封装和上传。显然，模拟/数字转换的次数较少，图像质量损失较小。

因此IPC比模拟摄像机的信号转换过程少，可以尽量减少图像质量损失。此外，IPC通常使用逐行扫描传感器，与模拟摄像机的间隔扫描模式相比，它提供了更好的图像质量。IP摄像机与模拟摄像机的对比如图所示。

模拟摄像机

IP相机

工控机硬件一般包括镜头、图像传感器、声音传感器、信号处理器、模数转换器、编码芯片、主控芯片、网络和控制接口等部分。光线通过镜头进入传感器，然后被转换成数字信号，由内置信号处理器进行预处理。处理后的数字信号经编码压缩芯片进行编码压缩，最后通过网络接口发送到网络进行传输。IPC的硬件结构如下图所示：

IPC硬件组成

镜头作为IPC的前端部分，具有多种固定光圈、自动光圈、自动变焦、自动放大等功能。

图像传感器CCD和CMOS，在前一节讨论了一点。你可以在网上搜索它们的区别。目前，主流的IPC采用的是CMOS。CCD用于高端场景。

编码压缩部分的作用是将模拟/数字转换后的数字信号按照一定的标准进行编码和压缩，如H.264、H.265等。编码压缩的目的是为了减少视频信息的冗余，利用低比特流实现视频的网络传输和存储。

主控部分是整个工控机的核心控制单元，负责整个系统的调度。主控部分直接向编码压缩芯片发送命令，读取编码压缩后的音视频数据，发送到网络模块进行传输。目前，主控系统基本采用专用芯片SoC。华为Hesis是目前最常见的IPC芯片提供商，主流IPC厂商Hikang和Dahua的IPC解决方案大多采用Hesis解决方案。

网络模块提供IPC的网络功能。接收来自主控芯片的控制命令，将编码压缩后的视频发送到网络，或者接收来自网络的控制命令并转发给控制模块进行PTZ控制。主控芯片传输的数据通过网络模块转换为以太网物理层可以接收的数据，通过标准的RJ-45网络接口传输到网络中。IPC通常使用RTP/RTCP、UPD、HTTP、TCP/IP等网络协议，用户可以远程访问IPC、修改参数、浏览实时视频、控制PTZ动作等。

目前的主控芯片也基本集成了这部分。所以相机变得越来越小。

工控机的软件组成一般包括操作系统、应用软件、编码算法、底层驱动程序等。IPC的稳定性非常重要。它通常采用嵌入式Linux操作系统，具有成本低、开源、安全性高、可移植性好等优点，是IPC的主流操作系统。

设备驱动IPC外设驱动包括802.3以太网MAC控制器、通用I/O、I2S、AC97、SD/MMC卡、LCD显示控制器、视频采集设备、硬盘控制器和高速USB控制器驱动。

Linux是操作系统的核心软件，主要负责程序的管理和调度、内存的管理和外置驱动器的管理。

Linux操作系统的优点是源代码完全免费开放，内核可以量身定制，软件易于移植和驱动程序丰富。当使用Linux系统作为工控机的操作系统时，需要解决的问题主要包括硬件支持、为二次开发提供环境和内核裁剪。裁剪内核的目的是在满足操作系统基本功能和用户需求的前提下，使内核尽可能小，以适应芯片级的运行环境。

编码程序对音视频进行编码压缩，降低网络带宽要求。目前主流的编码是H.265，在相同分辨率下比H.264低一半。

本节首先对此进行介绍，希望新手阅读后，能对IPC有一个大致的了解。