安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計

吳 清

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院能源與電氣工程學院，江蘇南京 210023

安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計

吳 清

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院能源與電氣工程學院，江蘇南京 210023

本文主要針對安防系統(tǒng)集成領(lǐng)域，核心場景是園區(qū)（特別是大規(guī)模園區(qū)）。考慮到集成平臺未來發(fā)展，需要規(guī)劃該產(chǎn)品未來可能涉及的更廣闊的領(lǐng)域。安防集成平臺實際上是一個監(jiān)控平臺。監(jiān)控的本質(zhì)是采集傳感器數(shù)據(jù)，進行加工處理后做為管理者提供指導其行動的依據(jù)。因此，安防集成平臺未來發(fā)展的方向是物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺，通過高效的接入和采集各類數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的數(shù)據(jù)展現(xiàn)和決策分析。

視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集；安防集成

當今時代，科技快速發(fā)展。科技的發(fā)展促使安防系統(tǒng)的能力和范圍不斷擴展，安防設備的總類和安防子系統(tǒng)的數(shù)量日益增多。安防系統(tǒng)的建設者和使用者因此面臨更多的挑戰(zhàn)，包括以下內(nèi)容。

1）每個安防子系統(tǒng)都自成體系，有獨立的管理軟件，造成一個安防項目管理人員需要同時兼顧多個軟件客戶端，頻繁在多個客戶端之間切換。而且各子系統(tǒng)（經(jīng)常還是由不同廠家提供）的管理軟件在展現(xiàn)形式和使用習慣上差別也通常較大，造成管理人員的工作負擔加重，工作效率下降。

2）安防系統(tǒng)需要接入多個不同廠家的設備，很多設備沒有統(tǒng)一的協(xié)議標準，設備互聯(lián)不僅需要定制開發(fā)，還需要協(xié)調(diào)廠家之間配合。造成安防項目進展緩慢，建設投入和維護費用增高。

3）安防子系統(tǒng)相互之間缺乏關(guān)聯(lián)。雖然有些安防子系統(tǒng)可以部分接入其它子系統(tǒng)或設備，形成一些聯(lián)動操作，但這仍是站在以某一個子系統(tǒng)為主的角度考慮系統(tǒng)協(xié)作，而沒有把整個安防系統(tǒng)中的所有部分有機的、統(tǒng)一的整合在一起。因此，整個安防體系難以形成有效的協(xié)作。

安防系統(tǒng)的建設者需求通過一個統(tǒng)一集成平臺來解決這些問題，集成平臺需要具備高效的擴展性，可以快速的接入不同廠家的設備或子系統(tǒng)。除此之外，集成平臺能有效的整合所有安防子系統(tǒng)，保證各子系統(tǒng)根據(jù)用戶意愿充分協(xié)作，并為用戶提供具有統(tǒng)一體驗的交互模式。

1 系統(tǒng)的邏輯框架

安防集成管理系統(tǒng)基于“平臺化”的戰(zhàn)略考慮，如圖1所示，分為業(yè)務層、平臺層和傳感層，其中平臺層是整個架構(gòu)的核心。平臺層的目標是成為打通傳感器與業(yè)務應用的物聯(lián)網(wǎng)中間件。傳感器、平臺和業(yè)務應用形成一個企業(yè)家物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

平臺層分為接入子層、服務子層和邏輯子層。

1）接入子層提供可快速定制的接入服務，通過與配置信息結(jié)合，將不同協(xié)議的設備或子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成平臺統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。接入子層還負責數(shù)據(jù)的初步處理，包括虛擬監(jiān)控量計算、報警判斷、自診斷、數(shù)據(jù)存儲等。

2）服務子層的目標是提供統(tǒng)一、豐富的基礎服務接口，包括提供平臺基礎的公共服務，如賬戶管理、日志管理、license管理等。提供基礎的數(shù)據(jù)共享服務（實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警、事件）和數(shù)據(jù)處理服務（聯(lián)動分析、預警分析、統(tǒng)計分析等）。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

3）邏輯子層向業(yè)務層提供業(yè)務所需的邏輯接口，例如門禁中的授權(quán)、云臺遙控等。邏輯子層向業(yè)務提供基于SOA的服務接口，業(yè)務層通過邏輯子層的邏輯接口實現(xiàn)快速的定制化拼組。

業(yè)務層分為垂直業(yè)務子層和公共業(yè)務子層。

4）垂直業(yè)務子層包含與專業(yè)有關(guān)的業(yè)務應用，每個垂直業(yè)務都可視為一個獨立的管理子系統(tǒng)。內(nèi)部或外部開發(fā)團隊通過開發(fā)不同的垂直業(yè)務應用，滿足不同用戶的定制需要。

5）公共業(yè)務子層（或稱橫向業(yè)務子層）內(nèi)的業(yè)務是基礎性的業(yè)務功能，每個公共業(yè)務都可以包含所有垂直業(yè)務的部分數(shù)據(jù)和功能。其中，電子地圖是目前最重要的公共業(yè)務，電子地圖提供圖形化的數(shù)據(jù)訪問，本身提供插件式擴張能力，可以定制呈現(xiàn)不同業(yè)務所需的圖形化界面。

2 系統(tǒng)技術(shù)框架

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)如圖2所示，其核心是中心服務器（軟件），每個平臺對應一個中心服務器（雙機熱備場景除外）。中心服務器與其他平臺的中心服務器通訊實現(xiàn)級聯(lián)。中心服務器主要負責整個平臺內(nèi)的通訊管理和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。

考慮到已有視頻基礎平臺視頻監(jiān)控平臺，視頻相關(guān)基礎功能由視頻監(jiān)控平臺完成，中心服務器與視頻監(jiān)控平臺的CMS（中心管理服務器）鏈接，對接完成視頻相關(guān)功能。

接入服務器如圖3所示，負責與設備（或子系統(tǒng)平臺）通訊，完成協(xié)議解析和初步處理。接入服務器根據(jù)接入規(guī)模可以設置一個或多個，實現(xiàn)分布式接入。接入服務器將歷史數(shù)據(jù)（除報警以外的非緊急呈現(xiàn)數(shù)據(jù)）直接存入數(shù)據(jù)庫。

接入服務器在設備接入部分采用插件式程序框架，框架可以動態(tài)加載不同的接入模塊，每個模塊根據(jù)需要可以接入一個子系統(tǒng)、一個設備或一組設備。框架可以監(jiān)測每個模塊的運行狀態(tài)、日志情況和通訊數(shù)據(jù)，可以啟動、停止、重啟某個模塊。模塊應向框架提供有效的工作數(shù)據(jù)，便于調(diào)試和故障定位。

圖3 接入服務器邏輯結(jié)構(gòu)

業(yè)務服務器負責特定的非交互業(yè)務功能。可以配置一個或多個業(yè)務服務器，每個業(yè)務服務器實現(xiàn)一個或多個業(yè)務功能。業(yè)務功能例如報警短信（郵件）發(fā)送、數(shù)據(jù)在線分析。中心服務器也可以承擔業(yè)務服務器的功能，在無需或較少業(yè)務功能的場景，可以由中心服務器完成相應工作。

整個系統(tǒng)主要針對業(yè)務開發(fā)場景，定制開發(fā)、二次開發(fā)等情況較多，對數(shù)據(jù)實時性有一定要求但未達到工業(yè)控制系統(tǒng)的程度，建議盡量使用托管語言C#/JAVA作為開發(fā)語言/平臺提供應對業(yè)務定制的穩(wěn)定性。

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TP3

A

1674-6708（2015）149-0162-02

吳清，碩士研究生，研究方向：控制理論與控制工程