智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

韋 瀟

（廣西通信規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司，廣西 南寧 530007）

0 引 言

隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，智能化設(shè)備逐漸走入了人們的生活。作為智能信息技術(shù)的應(yīng)用之一，智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用有效提高了樓宇的安全性，為人們的日常生活與工作安全提供了保障。

1 智能無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 無線通信技術(shù)

與有線通信連接方式相比，無線通信技術(shù)更加快捷和方便，安裝過程耗時短且不容易出錯，對施工過程的影響可以忽略不計。同時，因為相關(guān)設(shè)備占用的空間較小，所以它的靈活性更強，能夠安裝位置的選擇也有所增加。所以，在樓宇智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中使用無線通信技術(shù)組網(wǎng)，能夠有效降低各方面的成本，有效提高用戶體驗。無線通信技術(shù)主要分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)兩種技術(shù)。在確定使用無線通信技術(shù)組網(wǎng)時，需要根據(jù)運營商的實際管轄范圍進行選擇[1]。

1.2 公用網(wǎng)與專用網(wǎng)技術(shù)

現(xiàn)階段，公用網(wǎng)技術(shù)仍然是移動通信運營商使用的主流技術(shù)，可參考當前主流的4G網(wǎng)絡(luò)和發(fā)展迅速的5G網(wǎng)絡(luò)。

和專用網(wǎng)相比，公用網(wǎng)能夠更快地傳輸數(shù)據(jù)，且在信息處理方面做得更好。3G時代的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)能達到100 kb/s的級別，4G時代的數(shù)據(jù)傳輸速率達到了20～100 Mb/s，而且能夠完全兼容GSM、CDMA以及TDMA等，而未來的5G時代會把數(shù)據(jù)傳輸速率提升到一個更高的水平，因此不同用戶間的通信質(zhì)量也非常高，用戶體驗良好[2]。

專用網(wǎng)主要面向的客戶是企業(yè)。企業(yè)在日常經(jīng)營管理工作中為了防止信息泄露等狀況，需要用到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，這就需要建立自己的專用網(wǎng)。Zigbee、藍牙以及WiFi是專用網(wǎng)組網(wǎng)常用的技術(shù)。在這3項組網(wǎng)技術(shù)中，Zigbee的可靠性較強，復(fù)雜性低于另外兩項技術(shù)，能夠快速建立一個比較可靠的專用網(wǎng)，組網(wǎng)能力較強。但是，這項技術(shù)傳輸?shù)木嚯x較短，且僅支持數(shù)據(jù)量較小的信息傳輸，比較適用于小范圍的專用網(wǎng)組建。使用藍牙技術(shù)進行組網(wǎng)雖然復(fù)雜度比Zigbee技術(shù)要高，但是它的傳輸范圍約為10 m，傳輸速率能夠達到1 Mb/s，且支持傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也比藍牙技術(shù)大。WiFi屬于局域網(wǎng)的一種，使用的入網(wǎng)協(xié)議是IEEE802.11。使用WiFi技術(shù)組建的網(wǎng)絡(luò)，支持的傳輸范圍和傳輸數(shù)據(jù)量是這3項技術(shù)中最大的，雖然它最復(fù)雜性，但是由于它具有成本低、使用方便等特點，許多企業(yè)都選擇它作為自身專用網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)。WiFi技術(shù)也是最適合用于智能樓宇視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一種技術(shù)。

2 智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能及架構(gòu)

作為智能樓宇系統(tǒng)的一個重要組成，監(jiān)控子系統(tǒng)通過在樓宇的各個位置安裝監(jiān)控設(shè)備，可以實現(xiàn)對樓宇的實時監(jiān)控，還能將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心，為有關(guān)人員的工作提供依據(jù)，輔助人們進行工作，有效提高了樓宇的智能化水平。

2.1 智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能

完整的智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括以下功能。第一，能夠調(diào)整監(jiān)控攝像頭，轉(zhuǎn)換其拍攝角度、放大倍率等，并通過切換鏡頭使畫面變得更加清晰。第二，管理人員能夠隨時切換顯示畫面，并確定是由哪個攝像頭傳輸?shù)漠嬅妫源藥椭嘘P(guān)人員通過監(jiān)控影像進行追蹤。第三，能夠同時顯示多個攝像頭傳輸回來的畫面，還可以進行錄像。第四，報警功能。當系統(tǒng)檢測到異常畫面后會向有關(guān)工作人員和上級部門反饋，同時聯(lián)動錄像等多方面的功能實現(xiàn)智能化報警，切實保障樓宇安全。

2.2 智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)

通過分析監(jiān)控系統(tǒng)的功能，可以把它劃分為攝像頭、數(shù)據(jù)無線傳輸和主機3個部分。攝像頭部分主要有各種類型的攝像頭組成，主要用來監(jiān)控記錄并上傳影像，包括網(wǎng)絡(luò)攝像頭和夜間攝像頭等。主機部分則由計算機和服務(wù)器組成，主要功能是處理上傳的視頻以及實施智能判斷，有效提高樓宇的安全性。

2.3 智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中的注意事項

在系統(tǒng)設(shè)計過程中注意以下兩方面的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化。

一方面是設(shè)置波特率、通信協(xié)議和地址碼等參數(shù)。要求參數(shù)設(shè)置合理，避免云臺控制系統(tǒng)出錯而脫離控制。假如這些參數(shù)設(shè)置太低，系統(tǒng)自身的靈敏性將會受到影響；相反，設(shè)置太高就會使系統(tǒng)脫離連接。值得注意的是，云臺的撥碼開關(guān)和地址碼之間聯(lián)系密切，設(shè)置時要反復(fù)確認二者是否能夠相互匹配，防止出現(xiàn)意外。

另一方面，樓宇的智能監(jiān)控功能需要依靠軟件來實現(xiàn)，要求系統(tǒng)能夠及時對異常狀況作出反應(yīng)，聯(lián)動攝像頭部分和報警部分，記錄現(xiàn)場出現(xiàn)的異常，還要向有關(guān)工作人員反饋信息。此外，在監(jiān)控系統(tǒng)中如果用到了探測器等設(shè)備，需要安裝編碼器將相應(yīng)的視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計算機能夠接收并進行相關(guān)處理。

3 案例分析

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安裝分為地面上下兩個部分，地上部分共有33層，地下部分有2層。從下到上，最底下的一層為機房，負一層為車庫。到了地面部分，1～2層為大堂，3～5層是娛樂和餐飲場所，其余樓層除了最頂層作為電梯機房以外，都作為辦公層來使用。為了保障樓內(nèi)人員和樓宇本身的安全，門和樓道等關(guān)鍵場所都要安裝監(jiān)控。此外，由于大樓本身的面積大、樓層多，且前期的線路安裝通常沒有考慮后期的監(jiān)控系統(tǒng)要求，所以需要使用無線通信技術(shù)來監(jiān)控系統(tǒng)，再利用原本的有線網(wǎng)絡(luò)作為輔助，從而大大提高了樓宇的安全性和智能性。

3.1 工程具體需求

為了有效保障樓宇的安全，提高監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)性和可靠性，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行報警，需要監(jiān)控系統(tǒng)能夠做到以下幾方面。第一，在樓宇周圍都布置好攝像頭，做到對樓宇的全方位無死角監(jiān)控。第二，在樓宇的出入口設(shè)置攝像頭，實時監(jiān)控大樓的出入口位置。第三，在每一層漏的公共區(qū)域都布置攝像頭，保護樓內(nèi)人員的安全。第四，設(shè)立一個專門用于管理監(jiān)控的場所，對整個監(jiān)控系統(tǒng)進行管理。第五，通過軟件實現(xiàn)系統(tǒng)對攝像頭的智能管理，有效提高樓宇的智能化水平。第六，使用容量足夠大的設(shè)備儲存監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以上傳到云數(shù)據(jù)中心。第七，服務(wù)器要為監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)留足夠的內(nèi)存，以便其進行工作。

3.2 工程設(shè)計

在工程設(shè)計階段，要考慮監(jiān)控系統(tǒng)的實際需求。圖1是大樓無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實施圖。

3.2.1 無線視頻采集端

無線視頻采集端負責采集每個監(jiān)控區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)。智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻采集端主要由CEC2440攝像頭端主控模塊、OV9650攝像頭模塊以及騰達W311U+無線網(wǎng)卡通信模塊3個模塊組成。

3.2.2 存在的問題及對應(yīng)的優(yōu)化方案

該樓宇視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用前端編碼的方式，通過以太網(wǎng)傳送至視頻監(jiān)控中心。系統(tǒng)在長期使用過程中發(fā)現(xiàn)還存在一些問題，如穩(wěn)定性不夠、存儲數(shù)據(jù)丟失等。針對此問題，研究人員對系統(tǒng)進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了問題所在并制定了對應(yīng)的優(yōu)化方案。

圖1 大樓無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施圖

導(dǎo)致該問題的主要原因在于4路視頻解碼器的硬件性能達不到要求，難以實現(xiàn)4路高清視頻的同時解碼，而其性能的不足將導(dǎo)致運行過程不流暢。因此，設(shè)計了如下優(yōu)化方案。方案一，將4路解碼器換為單路解碼器。這是一種最簡單也最有效的方法。單路解碼器能夠承擔單路視頻的流暢解碼，弊端在于將會成倍增加解碼器的數(shù)量。方案二，將現(xiàn)有的4路解碼器作為2路解碼器，并增加一倍的思路解碼器數(shù)量。

3.3 運行效果

在監(jiān)控系統(tǒng)搭建完成后要進行測試，分析試運行時的數(shù)據(jù)來確定其是否達到了要求。實際運行結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠滿足實際的監(jiān)控要求，拍攝的畫面和圖像都足夠清晰，而且視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t也較低，可以有效保障樓宇的安全。

4 結(jié) 論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多高科技的智能化設(shè)備走進了人們的生活，人們的生活質(zhì)量逐步提高，而相應(yīng)的技術(shù)也被應(yīng)用于社會的各個方面。為了應(yīng)對新時代帶來的新危險，需要將智能技術(shù)應(yīng)用于樓宇監(jiān)控系統(tǒng)，而無線通信技術(shù)中的WiFi技術(shù)能夠有效降低搭建成本，又能保證傳輸效率，是能夠用于智能樓宇無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的先進技術(shù)，以提高樓宇的安全性。