安防監控系統的設計探討

廣州工商學院三水校區 黃 文

安防監控系統的設計探討

廣州工商學院三水校區 黃 文

實驗室是用于實驗研究的重要場所，其安全性必須得到保證，傳統監控系統已無法滿足實驗室安全管理的要求，智能安防監控系統的設計已經被人們關注。本文闡述了安防監控系統設計的意義，分析了安防監控系統結構設計，最后從戒區域、物品安全檢測、目標跟蹤以及行為識別四個方面重點分析了系統功能體系結構設計，希望能夠為今后的研究提供一定的參考依據。

實驗室；安防監控系統；設計探討

0 引言

在傳統安防監控系統無法滿足日益變化的復雜環境的安全監控需求的情況下，視頻監控系統作為信息化建設的具體體現，是保證實驗者生命安全和財產安全的關鍵措施，在實驗室安全管理中發揮著重要的作用。

1 安防監控系統設計的意義

1.1 有利于實驗者的實驗開展

實驗室是實驗者進行相關研究的場所，實驗操作是一個持續性的過程，具有系統性、復雜性的特點，要想獲取理想的實驗結果，就必須在以往的實驗基礎上不斷對實驗設計進行完善和優化，改進實驗過程中的不合理操作，安防監控系統的設計和安裝有利于實驗設計和操作的優化與改進，滿足實驗者實驗開展的需求，進而促進實驗的進程，獲取理想的實驗效果。

1.2 有利于實驗者安全的保證

在進行實驗的過程中，由于實驗存在不確定，因而實驗者的安全也存在很大的不確定，實驗室財產安全也面臨遭受損失的威脅。在實驗室中設計安裝安防監控系統，通過視頻的回放觀看，能夠清晰地記錄并觀測到實驗期間存在的問題，從而予以改進。這樣實驗者的安全將得到保證，實驗室的物品、設備、器材等財產安全也有安全保障。

2 安防監控系統結構的設計

2.1 總體方案的設計

安防監控系統既包括軟件系統，也包括硬件系統，還包括網絡系統，其構成比較復雜。硬件系統由各種設備組成，如視頻攝像機、視頻壓縮處理芯片、無線數據通信芯片、接受設備、發送設備等；軟件系統如前端攝像機控制系統、視頻圖像處理系統、數據備份系統、數據信息恢復系統等[1]。

2.2 傳統監控平臺的改造方案

隨著很多新情況的出現使得傳統安防系統的結構設計已難以滿足實驗室安全監控的需要，尤其是在傳統的監控平臺中存在同軸電纜傳輸距離有限、應用不靈、無法集中管理等缺點，實現對傳統監控平臺的改造刻不容緩[2]。以某高校實驗室安防監控系統拓撲結構圖為例，對傳統監控平臺提出了3點改造方案：

1)已經安裝攝像機，可以采用同軸電纜有效傳輸的距離內增加網絡視頻服務器節點，在利用校園網的前提下，將網絡視頻服務器直接連通道監控識別服務器[3]。

2)沒有安裝攝像機，監控節點有限，直接安裝網絡攝像機，借助實驗室周圍的校園網絡節點直接連通到監控器服務識別器。

3)未能接入校園網，傳輸距離有效范圍內，可以增加無線攝像機、無線AP以及校園網絡的方法連接到監控識別服務器。

3 安防監控系統功能體系結構設計

實驗室安防監控系統根據功能作用的不同分為6層，分別是數據壓縮層、聲音圖像獲取層、數據解壓縮層、網絡傳輸層、數據層以及功能應用層。以某高校實驗室網絡化監控系統為例，在對該系統進行充分地研究之后，完成了智能監控系統功能的設計，詳情如圖1所示。

圖1 某高校實驗室網絡智能監控系統

從圖1中可看出，該網絡智能監控系統包括常規功能和智能功能兩個模塊。常規功能：語音對講、視頻錄像、異常抓圖、系統日志等，智能功能：行為識別、目標跟蹤、物品安全檢測、警戒區域。本文將重心集中在智能功能的研究上。

3.1 警戒區域

實驗室安防監控系統警戒區域功能的實現，關鍵在于對運動目標的跟蹤檢測，運動目標檢測也就是說在監控視頻圖像序列中判斷是否有前景目標的運動，若有目標運動，則對該目標進行初始定位并跟蹤檢測。那么，安防監控系統中何為警戒區域呢？所謂警戒區域指的是系統在監控區域中設定一個特定區域，如果有目標進入到該區域，系統將會自動發出警報信息進行報警；如果運動目標在境界區域以外的區域運動時，警戒區域的功能將無法發揮出報警預報[4]。

3.2 行為識別

行為識別是視覺計算的高層階段，可以簡單地認為是時變數據的分類問題，也就是將測試序列與預先標定的代表典型行為的參與序列進行匹配[5]。安防監控系統中，行為識別這一項功能發揮的關鍵是怎樣獲取參考行為序列(從學習樣本中)。行為識別建立在識別人日常認識的基礎上，系統的規則知識庫對人體的各部分正常行為已經做了標準定義。同過與視頻流中當前幀圖像的對比，計算出異常行為的模糊度，通過對異常行為模糊度的分析，認定行為者的行為是否異常。

3.3 目標跟蹤

目標跟蹤就是對運動目標持續進行跟蹤的過程。在安防監控系統中，目標跟蹤需要在特定的環境中，選擇唯一能夠表示目標的特征，并在后續幀中搜索與該特征最匹配的目標位置的過程。目標跟蹤功能的實現，必須要有一個目標設定，在目標設定的情況下，監控攝像機將會對進入警戒區域內的任何運動目標自動跟蹤，將運動目標的“運動軌跡”全程自動化記錄下來。目標跟蹤功能在實驗室安防監控系統中非常實用。

3.4 物品安全檢測

實驗室中各種實驗所需的藥物不少，這些藥物的存在對實驗的成果具有重要的影響，藥品安全不容忽視。實驗室安防監控系統物品安全檢測指的是系統可以為實驗室內的物品目標進行實時定點的監控功能設置，如果物品目標消失在監控區域內，系統將啟動自動報警系統，保證物品物品目標的安全。

4 結語

本文針對某高校實驗室安防智能監控系統的設計，從系統總體的結構設計出發，著重分析了警戒區域、物品安全檢測、目標跟蹤以及行為識別等系統各功能體系結構的設計。通過本次研究，了解到安防監控系統的結構組成和設計程序，意識到安防監控系統對實驗室安全管理的重要性，在當前網絡信息技術不斷發展的背景下，智能化的安防監控系統將會擁有更加廣闊的市場。

[1]齊廣新．智能小區安防監控系統設計探討[J]．城市建設理論研究:電子版,2012,12(7)．

[2]徐勇．網絡高清安防監控系統的設計探討[J]．科研,2016,12(7)．

[3]陸興．視頻安防監控系統的設計探討[J]．科學之友,2012,28(6)．

[4]呂延崗,張紅瑞,張軍 等．保障實驗室安防的智能監控系統[J]．實驗室研究與探索,2011,30(6)．

[5]陳力．基于無線網絡技術的智能化安防監控系統的設計與實現[J]．科技展望,2015,25(31)．

黃文（1986—），男，廣東信宜人，就職廣州工商學院三水校區，研究方向：計算機實訓室建設規劃。