智能家居視頻監控系統

趙雨境+劉海英

摘 要：以探討物聯網時期，智能家居視頻監控系統的實際應用為目的，首先簡單描述視頻監控系統的功能和組成，并對智能家居視頻監控系統的工作原理做簡要介紹;然后通過理論與實踐相結合進行分析，著重闡述智能家居視頻監控系統的結構組成及功能特點;最后通過分析視頻監控系統的發展歷程及現實需求，總結得出智能家居視頻監控的遠程化、網絡化和智能化將是今后發展方向。

關鍵詞：智能家居;視頻監控;智能化;網絡化

中圖分類號：TP273 ? ?文獻標識碼：A ? ? 文章編號：2095-1302（2015）01-00-02

0 ?引 ?言

視頻監控系統是安全防范技術體系中的一個重要組成部分。它不同于一般的工業電視或民用閉路電視系統，是特指用于安全防范為目的，對監視區域內的視頻和音頻信息進行采集、傳輸、存儲以及回放等操作的安全防范系統。視頻監控系統可以對熱點地區進行實時可靠監控，為公共場所的安全防范、企業生產經營監控、道路交通智能化管理、家庭安全監控等提供了有效手段。是一種先進的、防范能力極強的綜合系統。

視頻監控系統是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄保存等部分組成。它可以通過遙控攝像機及其它輔助設備（云臺、鏡頭等）直接觀看被監視場所，現場情況一目了然;同時它可以把被監視場所的圖像和聲音全部或部分的內容進行記錄保存，這樣就為日后對某些事件處理提供了方便條件和重要的依據。隨著圖像處理技術、通信技術以及網絡技術的發展，視頻監控技術也取得了長足的進步，趨向網絡化和智能化，它與防盜報警等其它安全技術防范體系聯合行動，使防范能力更加強大。

1 ?智能家居視頻監控系統工作原理

智能家居視頻監控系統的工作原理是攝像機采集到視音頻信息后，通過家庭內部網絡將聲音和圖像傳輸到中央控制處理單元，控制主機對信息進行分析、處理、存儲及顯示等，如發現異常，及時發出報警信息，并將現場聲音和圖像通過有線或無線網絡發送給主人手機或小區控制中心等。操作人員可通過遠程的手機、計算機或家庭內部控制面板、遙控設備等發出指令，對攝像機云臺的上、下、左、右動作進行控制及對鏡頭進行調焦變倍的操作，并可實現在多路攝像機及云臺之間的切換。工作原理如圖1所示。

圖1 ?智能家居視頻監控系統工作原理圖

2 ?智能家居視頻監控系統結構及功能

根據智能家居視頻監控系統各部分功能的不同，一般可分為五個組成部分，分別是前端設備、家庭內部傳輸網、家庭信息處理控制單元、外部傳輸網絡和遠程信息處理監控設備等。如圖2所示。與普通企事業單位及公共場所視頻監控系統相比較，智能家居視頻監控系統一般沒有監視墻、控制臺、多畫面分割器、專用監視器等設備;另外家庭內部傳輸網覆蓋范圍不會太大，所以也很少用到光纜及光收發設備等。

圖2 ?智能家居系統結構圖

2.1 ?前端設備

這部分主要包括各類攝像機以及與之配套的鏡頭、網絡視頻服務器、云臺、防護罩、解碼驅動器、報警喇叭等。這些設備主要負責家庭內部重要部位、區域的視頻信息采集、編碼，并通過家庭內網將信息傳輸到信息處理控制單元;它們也從家庭內網接收控制命令，對云臺、鏡頭光圈、焦距等進行調整以及控制報警喇叭發出報警聲等。前端設備是智能家居監控系統的重要組成部分，這部分設備的選型、位置的設定直接影響系統功能的好壞。

2.2 ?家庭內部傳輸網

根據傳輸方式劃分，家庭內網可分為有線傳輸方式和無線傳輸方式。而根據采用的傳輸技術的不同，有線傳輸還可以劃分成利用模擬傳輸技術的同軸電纜傳輸方式和利用數字傳輸技術的絞線傳輸方式;無線傳輸可以劃分為采用ZigBee技術、Wi-Fi技術、藍牙技術等多種傳輸方式。現在采用模擬技術的同軸電纜傳輸方式已很少被使用，它將逐漸退出歷史舞臺;而采用數字傳輸技術的雙絞線傳輸方式是當下市場的主流;無線傳輸方式雖然現今市場占有率不高，但它將是今后的發展趨勢和方向。

家庭內部網絡主要使用的器材包括同軸電纜、雙絞線以及與之配套的接頭、交換機等或者是采用上述無線傳輸技術的無線傳輸模塊。家庭內部傳輸網絡到底采用哪種傳輸技術和方式？需要根據每個家庭實際情況而定，而且有線傳輸方式和無線傳輸方式可以結合使用。

2.3 ?家庭信息處理控制單元

這部分主要包括智能網關、視頻監控主機、監視控制面板、遙控器等;另外，智能家居視頻監控系統沒有專門的監視器，主要是利用家里的電視、電腦以及各種控制面板作為顯示屏。

家庭信息處理控制單元是整個智能家居視頻監控系統的核心，它是系統技術含量最高、最能反映系統科技水平的部分。其中視頻監控主機安裝有視頻監控軟件，負責對采集到的信息進行處理、分析、存儲等，對云臺、鏡頭焦距、光圈等進行調整，發現異常發出報警信息等。智能網關的主要功能是使家庭內網與外部網絡高效、安全的鏈接，視頻信息或報警信息等通過它傳送到外網小區監控中心等相關部門以及家庭合法用戶等，外部控制信息也是通過它傳送到家庭內網。在家庭內部還可以通過各種視頻監控面板、電腦、遙控器等監看視頻信息和控制前端設備。

2.4 ?外部傳輸網

外部傳輸網是指現在各種承載互聯網的業務平臺，如有線電視網、固定電話網以及無線移動通信網等。它主要是完成家庭內網與互聯網的連接，是內部信息能夠傳送到外部相關部門或合法用戶，也可將外部控制等信息傳送到家庭內部網絡。

2.5 ?遠程信息處理監控設備

這部分包括安裝在小區監控中心、派出所等部門的視頻監控主機、報警器等設備，以及家庭成員用于遠程監控的計算機、PDA、手機等。

前端設備采集的視頻信息既可以傳輸到內部視頻監控主機也可以傳輸到外部視頻監控主機，而且兩個位置設備的功能可以保持相同，也可以根據設計要求有所不同。而其他遠程監控設備主要是實現家庭成員隨時隨地對家庭內部視頻信息進行監控的功能，而且出現異常情況時，報警信息也會通過外部傳輸網傳送到指定的視頻監控主機或電話、手機等遠程監控設備上。

3 ?智能家居視頻監控系統的發展趨勢

回顧視頻監控系統的發展歷程，它經歷了由模擬系統到數字系統的轉變過程，是智能家居中不可缺少的重要組成部分，它的主要功能是幫助家庭成員對家庭內重要區域進行監視，以保護家庭人員、設施和財產的安全。目前的視頻監控系統多為獨立的一套系統，與人們期望的智能家居中智能型的視頻監控系統還有一定的距離。但伴隨著網絡技術的發展，軟件和硬件技術的進步，使視頻監控獲得了更為廣泛的應用。用戶可以不受時間、地點限制，方便地對監控目標進行實時監控、管理與記錄，實現監控的遠程化、管理的網絡化和使用的智能化將是今后發展方向。

（1）前端設備的一體化、小型化

將前端除外設以外的設備集成到一體，利用先進的嵌入式技術，使設備小型化，以充分簡化施工要求，提高安裝速度，增強隱蔽性等。

（2）操作簡單化

設計好操作界面及操作方式，并在基本操作中盡量避免復雜的參數設置和操作。使網絡監控系統使用起來方便、容易，從而降低了最終用戶的使用門檻，有利于網絡視頻監控使用群體的擴展。

（3）信息傳輸無線化

在通常情況下，由于監控點分布較廣，并且與視頻監控服務器的距離較遠，利用傳統的有線連接方式，可擴展性差、線路鋪設難度高，而且施工周期長。而采用無線網絡傳輸方式就解決了上述問題，用戶無需鋪設視頻電纜，可迅速方便地在各種需要的地方部署攝像設備，建立新的視頻監控系統或對現有的視頻監控系統進行擴展，搭建迅速，可以在最短的時間內迅速建立起無線鏈路。具有很強的靈活性和可擴充性，是未來視頻監控系統的一個重要發展趨勢。

（4）控制遠程化

依托網絡，發揮寬帶網絡帶來的優勢，把視頻監控服務器安裝在任何一個可以連接互聯網的點，或者利用其他無線監視控制設備（手機、PDA等），通過Internet進行互聯結合，達到理想的遠程、實時監控效果，也極大擴展了監控的范圍

（5）管理智能化

智能家居系統中，視頻監控系統作為安防系統的重要組成部分，其目的就是要將不同的視頻設備聯接起來，它需要和消防報警、門禁、車庫管理等子系統之間進行交互聯動。通過一個統一的系統來管理，實現互聯互通。同時通過安防系統中的報警機制以及相應的安防策略對各種突發事情進行自動處理。

（6）信息處理高效化

對于智能家居的視頻監控系統來說，它所需要了解的并不是具體的圖像，而是圖像所包含的內容信息，以及是否能自主的對異常信息進行偵測、分析和報警。因此，要充分利用圖像識別和圖像處理技術，實現對特定區域內的畫面進行分析，包括聲音識別、物體識別、入侵檢測和運動目標跟蹤等，提高視頻監控系統的可靠性和及時性。

4 ?結 ?語

視頻監控系統一直是監控領域中的熱點，它以直觀、方便、信息內容豐富而在各個行業得到廣泛應用。通過這種系統，可以在監控地點布置報警設備與監控終端設備連接實現報警聯動;當發生一些異常情況時，系統可通過事先設置好的報警模式，通過EMAIL、手機短信等方式將警告信息傳送給定制用戶，并對異常情況進行錄像抓拍;而它還可以實現遠距離實時的聲音、圖像和數據信息的傳輸，保證在第一時間準確真實的得到現場的情況。所以不論是從效率還是從安全角度考慮，視頻監控系統在很大程度上滿足了家庭和社會的需求。

智能家居視頻監控系統是以數字網絡為傳輸介質、視頻服務器為核心，綜合全面的利用數字視頻處理技術、自動控制技術、網絡傳輸技術和人工智能技術等，集語音、圖像、數據為一體，不僅有普通視頻監控系統的快速視頻處理能力、數字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄等優點，而且強化了安全管理力度，提高了安全報警系統的整體時效，是一種非常直觀，現實，便捷的監控方式。用戶在世界的任何角落、在任何時間都有 “回家”的感覺，使世界越變越小。

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