基于無線Mesh網絡的小區安防監控系統設計

摘 要：本文介紹防監控系統的重要性和無線Mesh網絡技術的特點，將自組網技術和監控系統結合起來，給出了一種基于自組織網絡的無線Mesh小區監控系統，并對系統的構架和所采用的路由協議進行了闡述。具有一定的實用參考意義。

關鍵詞：監控系統；網絡架構；自組織網絡；路由協議

監控系統是一種自動化控制與調度管理系統，主要以計算機網絡技術為平臺，通過對現場環境和設備的監視和控制，自動傳遞相關信息并傳輸到監控中心，實現數據采集、設備控制以及產生各種報警信號。小區安防監控系統是對小區的各大門出入人員、樓幢的廊道、電梯、地下停車場進行視頻圖像采集并實施傳輸到監控中心，是防止治安事件和火災等事故，確保小區安全的重要手段。目前大多數監控系統中采用的基本都是有線通信網方式，對于較大的住宅小區，此方式的成本高，且施工和維護不便，難以滿足系統擴展的要求。基于此，本文討論了一個基于無線自組網的小區安防監控系統，主要闡述了移動自組網的基本概念和發展、監控系統的體系結構和所用到的通信協議。

1 無線Mesh網絡技術分析

無線Mesh網絡（WMN）是一種多跳的、具有自組織特性的高速率、大容量的寬帶網絡通信系統，它是無線局域網和移動自組網的有機結合，與傳統的有線網絡相比，具有更好的魯棒性和可擴展性，可以更好的解決“最后一英里”問題。

無線Mesh網絡中的節點都可以同時作為主機或路由器發送、轉發和接收信號，節點可以與其通信范圍內的鄰居節點進行直接通信，或者借由其他中間節點進行數據轉發直到目的節點，即多跳訪問方式。此外，當某條鏈路上的流量業務過多導致擁塞甚至分組丟棄時，可以通過負載平衡策略，將數據業務切換到負載較輕的路由上進行傳輸，確保網絡業務的QoS。

2 系統結構分析

某住宅小區安防監控系統分為三層結構，如圖1所示。最底層為數據采集層，通過溫度傳感器、聲音傳感器、以及其他視頻攝像頭，對小區各個樓宇的廊道、電梯、停車場進行數據采集，并按照相關的編碼格式進行數據處理，打包形成實時數據經過無線通信網傳送到監控管理中心；第二層為通信層，系統采用了2.4G/5.8GHz擴頻通信技術，該技術無需申請頻段，采用跳擴頻技術，具有很強的實用優勢。

最上層為監控中心由監控電腦、數據庫系統、監控軟件組成。其中數據服務器以SQL Server作為其數據庫后臺管理系統，保存底層傳輸來的數據信息，如溫度，濕度，噪聲；圖像數據則保存在視頻服務器中，并實時顯示在監控電腦上。監控人員可以根據視頻圖像進行各個環境人和物的變化，監控軟件也可以根據采集到的信息數據進行判斷，如有警告，則驅動轟鳴器進行警示。

3 系統路由協議分析

總體來說，無線WMN網絡使用的路由協可分為單路徑協議和多路徑協議兩種。典型的單路徑協議有AODV、DSDV、DSR、TORA等。單路由協議只維護一條源節點至目的節點的路徑，節點中某個節點由于能量耗盡或者由于移動到網絡之外，就容易導致路徑失效。此外，由于業務量過于集中，會引起網絡擁塞，增加了業務的端到端延時，嚴重時甚至會導致大量分組被丟棄，使得網絡的吞吐量大大降低；與單一路徑不同的是。多路徑協議在是在路由發起過程中同時建立并維護多條路徑，在傳輸路徑可以具有更好的容錯性和可靠性，也是實現負載平衡的關鍵，在傳輸業務時，可以只使用一條路徑，也可以同時使用多條路徑來實現負載平衡，如圖2所示。典型的多徑路由協議有AODV-BR、AOMDV等。通常在見刊系統中采用AOMDV作為WMN的路由協議。

4 總結

無線Mesh網絡廣泛的應用于無固定基礎設施的場合，具有，本文借助無線Mesh網絡構建了分布式電源監控系統的底層數據采集層，采用AOMDV路由協議作為多徑的路由協議，從而實現了平衡系統負載，提高系統運行效率的目的。

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