安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

廣州工商學(xué)院三水校區(qū) 黃 文

安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

廣州工商學(xué)院三水校區(qū) 黃 文

實(shí)驗(yàn)室是用于實(shí)驗(yàn)研究的重要場所，其安全性必須得到保證，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)已無法滿足實(shí)驗(yàn)室安全管理的要求，智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)被人們關(guān)注。本文闡述了安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義，分析了安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后從戒區(qū)域、物品安全檢測、目標(biāo)跟蹤以及行為識別四個方面重點(diǎn)分析了系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)榻窈蟮难芯刻峁┮欢ǖ膮⒖家罁?jù)。

實(shí)驗(yàn)室；安防監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)探討

0 引言

在傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)無法滿足日益變化的復(fù)雜環(huán)境的安全監(jiān)控需求的情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為信息化建設(shè)的具體體現(xiàn)，是保證實(shí)驗(yàn)者生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)鍵措施，在實(shí)驗(yàn)室安全管理中發(fā)揮著重要的作用。

1 安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義

1.1 有利于實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)開展

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行相關(guān)研究的場所，實(shí)驗(yàn)操作是一個持續(xù)性的過程，具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，要想獲取理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，就必須在以往的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上不斷對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和優(yōu)化，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)過程中的不合理操作，安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝有利于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作的優(yōu)化與改進(jìn)，滿足實(shí)驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)開展的需求，進(jìn)而促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，獲取理想的實(shí)驗(yàn)效果。

1.2 有利于實(shí)驗(yàn)者安全的保證

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，由于實(shí)驗(yàn)存在不確定，因而實(shí)驗(yàn)者的安全也存在很大的不確定，實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)安全也面臨遭受損失的威脅。在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)安裝安防監(jiān)控系統(tǒng)，通過視頻的回放觀看，能夠清晰地記錄并觀測到實(shí)驗(yàn)期間存在的問題，從而予以改進(jìn)。這樣實(shí)驗(yàn)者的安全將得到保證，實(shí)驗(yàn)室的物品、設(shè)備、器材等財(cái)產(chǎn)安全也有安全保障。

2 安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1 總體方案的設(shè)計(jì)

安防監(jiān)控系統(tǒng)既包括軟件系統(tǒng)，也包括硬件系統(tǒng)，還包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其構(gòu)成比較復(fù)雜。硬件系統(tǒng)由各種設(shè)備組成，如視頻攝像機(jī)、視頻壓縮處理芯片、無線數(shù)據(jù)通信芯片、接受設(shè)備、發(fā)送設(shè)備等；軟件系統(tǒng)如前端攝像機(jī)控制系統(tǒng)、視頻圖像處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息恢復(fù)系統(tǒng)等[1]。

2.2 傳統(tǒng)監(jiān)控平臺的改造方案

隨著很多新情況的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)安防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已難以滿足實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)控的需要，尤其是在傳統(tǒng)的監(jiān)控平臺中存在同軸電纜傳輸距離有限、應(yīng)用不靈、無法集中管理等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)監(jiān)控平臺的改造刻不容緩[2]。以某高校實(shí)驗(yàn)室安防監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖為例，對傳統(tǒng)監(jiān)控平臺提出了3點(diǎn)改造方案：

1)已經(jīng)安裝攝像機(jī)，可以采用同軸電纜有效傳輸?shù)木嚯x內(nèi)增加網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，在利用校園網(wǎng)的前提下，將網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器直接連通道監(jiān)控識別服務(wù)器[3]。

2)沒有安裝攝像機(jī)，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)有限，直接安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，借助實(shí)驗(yàn)室周圍的校園網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接連通到監(jiān)控器服務(wù)識別器。

3)未能接入校園網(wǎng)，傳輸距離有效范圍內(nèi)，可以增加無線攝像機(jī)、無線AP以及校園網(wǎng)絡(luò)的方法連接到監(jiān)控識別服務(wù)器。

3 安防監(jiān)控系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室安防監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能作用的不同分為6層，分別是數(shù)據(jù)壓縮層、聲音圖像獲取層、數(shù)據(jù)解壓縮層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層以及功能應(yīng)用層。以某高校實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)為例，在對該系統(tǒng)進(jìn)行充分地研究之后，完成了智能監(jiān)控系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，詳情如圖1所示。

圖1 某高校實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)

從圖1中可看出，該網(wǎng)絡(luò)智能監(jiān)控系統(tǒng)包括常規(guī)功能和智能功能兩個模塊。常規(guī)功能：語音對講、視頻錄像、異常抓圖、系統(tǒng)日志等，智能功能：行為識別、目標(biāo)跟蹤、物品安全檢測、警戒區(qū)域。本文將重心集中在智能功能的研究上。

3.1 警戒區(qū)域

實(shí)驗(yàn)室安防監(jiān)控系統(tǒng)警戒區(qū)域功能的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于對運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤檢測，運(yùn)動目標(biāo)檢測也就是說在監(jiān)控視頻圖像序列中判斷是否有前景目標(biāo)的運(yùn)動，若有目標(biāo)運(yùn)動，則對該目標(biāo)進(jìn)行初始定位并跟蹤檢測。那么，安防監(jiān)控系統(tǒng)中何為警戒區(qū)域呢？所謂警戒區(qū)域指的是系統(tǒng)在監(jiān)控區(qū)域中設(shè)定一個特定區(qū)域，如果有目標(biāo)進(jìn)入到該區(qū)域，系統(tǒng)將會自動發(fā)出警報(bào)信息進(jìn)行報(bào)警；如果運(yùn)動目標(biāo)在境界區(qū)域以外的區(qū)域運(yùn)動時，警戒區(qū)域的功能將無法發(fā)揮出報(bào)警預(yù)報(bào)[4]。

3.2 行為識別

行為識別是視覺計(jì)算的高層階段，可以簡單地認(rèn)為是時變數(shù)據(jù)的分類問題，也就是將測試序列與預(yù)先標(biāo)定的代表典型行為的參與序列進(jìn)行匹配[5]。安防監(jiān)控系統(tǒng)中，行為識別這一項(xiàng)功能發(fā)揮的關(guān)鍵是怎樣獲取參考行為序列(從學(xué)習(xí)樣本中)。行為識別建立在識別人日常認(rèn)識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的規(guī)則知識庫對人體的各部分正常行為已經(jīng)做了標(biāo)準(zhǔn)定義。同過與視頻流中當(dāng)前幀圖像的對比，計(jì)算出異常行為的模糊度，通過對異常行為模糊度的分析，認(rèn)定行為者的行為是否異常。

3.3 目標(biāo)跟蹤

目標(biāo)跟蹤就是對運(yùn)動目標(biāo)持續(xù)進(jìn)行跟蹤的過程。在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，目標(biāo)跟蹤需要在特定的環(huán)境中，選擇唯一能夠表示目標(biāo)的特征，并在后續(xù)幀中搜索與該特征最匹配的目標(biāo)位置的過程。目標(biāo)跟蹤功能的實(shí)現(xiàn)，必須要有一個目標(biāo)設(shè)定，在目標(biāo)設(shè)定的情況下，監(jiān)控?cái)z像機(jī)將會對進(jìn)入警戒區(qū)域內(nèi)的任何運(yùn)動目標(biāo)自動跟蹤，將運(yùn)動目標(biāo)的“運(yùn)動軌跡”全程自動化記錄下來。目標(biāo)跟蹤功能在實(shí)驗(yàn)室安防監(jiān)控系統(tǒng)中非常實(shí)用。

3.4 物品安全檢測

實(shí)驗(yàn)室中各種實(shí)驗(yàn)所需的藥物不少，這些藥物的存在對實(shí)驗(yàn)的成果具有重要的影響，藥品安全不容忽視。實(shí)驗(yàn)室安防監(jiān)控系統(tǒng)物品安全檢測指的是系統(tǒng)可以為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的物品目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時定點(diǎn)的監(jiān)控功能設(shè)置，如果物品目標(biāo)消失在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)將啟動自動報(bào)警系統(tǒng)，保證物品物品目標(biāo)的安全。

4 結(jié)語

本文針對某高校實(shí)驗(yàn)室安防智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，著重分析了警戒區(qū)域、物品安全檢測、目標(biāo)跟蹤以及行為識別等系統(tǒng)各功能體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過本次研究，了解到安防監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和設(shè)計(jì)程序，意識到安防監(jiān)控系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)室安全管理的重要性，在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，智能化的安防監(jiān)控系統(tǒng)將會擁有更加廣闊的市場。

[1]齊廣新．智能小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J]．城市建設(shè)理論研究:電子版,2012,12(7)．

[2]徐勇．網(wǎng)絡(luò)高清安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討[J]．科研,2016,12(7)．

[3]陸興．視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討[J]．科學(xué)之友,2012,28(6)．

[4]呂延崗,張紅瑞,張軍 等．保障實(shí)驗(yàn)室安防的智能監(jiān)控系統(tǒng)[J]．實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(6)．

[5]陳力．基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．科技展望,2015,25(31)．

黃文（1986—），男，廣東信宜人，就職廣州工商學(xué)院三水校區(qū)，研究方向：計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃。