智能樓宇無線視頻監控系統優化設計

韋 瀟

（廣西通信規劃設計咨詢有限公司，廣西 南寧 530007）

0 引 言

隨著我國社會經濟水平的不斷提高和科學技術的不斷進步，智能化設備逐漸走入了人們的生活。作為智能信息技術的應用之一，智能樓宇無線視頻監控系統的應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 智能無線視頻監控系統的關鍵技術

1.1 無線通信技術

與有線通信連接方式相比，無線通信技術更加快捷和方便，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，因為相關設備占用的空間較小，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，在樓宇智能視頻監控系統中使用無線通信技術組網，能夠有效降低各方面的成本，有效提高用戶體驗。無線通信技術主要分為專用網和公用網兩種技術。在確定使用無線通信技術組網時，需要根據運營商的實際管轄范圍進行選擇[1]。

1.2 公用網與專用網技術

現階段，公用網技術仍然是移動通信運營商使用的主流技術，可參考當前主流的4G網絡和發展迅速的5G網絡。

和專用網相比，公用網能夠更快地傳輸數據，且在信息處理方面做得更好。3G時代的數據傳輸速率已經能達到100 kb/s的級別，4G時代的數據傳輸速率達到了20～100 Mb/s，而且能夠完全兼容GSM、CDMA以及TDMA等，而未來的5G時代會把數據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量也非常高，用戶體驗良好[2]。

專用網主要面向的客戶是企業。企業在日常經營管理工作中為了防止信息泄露等狀況，需要用到內部網絡，這就需要建立自己的專用網。Zigbee、藍牙以及WiFi是專用網組網常用的技術。在這3項組網技術中，Zigbee的可靠性較強，復雜性低于另外兩項技術，能夠快速建立一個比較可靠的專用網，組網能力較強。但是，這項技術傳輸的距離較短，且僅支持數據量較小的信息傳輸，比較適用于小范圍的專用網組建。使用藍牙技術進行組網雖然復雜度比Zigbee技術要高，但是它的傳輸范圍約為10 m，傳輸速率能夠達到1 Mb/s，且支持傳輸的數據量也比藍牙技術大。WiFi屬于局域網的一種，使用的入網協議是IEEE802.11。使用WiFi技術組建的網絡，支持的傳輸范圍和傳輸數據量是這3項技術中最大的，雖然它最復雜性，但是由于它具有成本低、使用方便等特點，許多企業都選擇它作為自身專用網建設的技術。WiFi技術也是最適合用于智能樓宇視頻監控系統的一種技術。

2 智能樓宇無線視頻監控系統的功能及架構

作為智能樓宇系統的一個重要組成，監控子系統通過在樓宇的各個位置安裝監控設備，可以實現對樓宇的實時監控，還能將監控數據上傳到數據中心，為有關人員的工作提供依據，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控系統的功能

完整的智能樓宇無線視頻監控系統應該包括以下功能。第一，能夠調整監控攝像頭，轉換其拍攝角度、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的畫面，以此幫助有關人員通過監控影像進行追蹤。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。當系統檢測到異常畫面后會向有關工作人員和上級部門反饋，同時聯動錄像等多方面的功能實現智能化報警，切實保障樓宇安全。

2.2 智能樓宇無線視頻監控系統的架構

通過分析監控系統的功能，可以把它劃分為攝像頭、數據無線傳輸和主機3個部分。攝像頭部分主要有各種類型的攝像頭組成，主要用來監控記錄并上傳影像，包括網絡攝像頭和夜間攝像頭等。主機部分則由計算機和服務器組成，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控系統優化設計中的注意事項

在系統設計過程中注意以下兩方面的問題，能夠實現對監控系統的優化。

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

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

3 案例分析

視頻監控系統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。為了保障樓內人員和樓宇本身的安全，門和樓道等關鍵場所都要安裝監控。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控系統要求，所以需要使用無線通信技術來監控系統，再利用原本的有線網絡作為輔助，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，提高監控系統的科學性和可靠性，能夠及時發現異常情況并進行報警，需要監控系統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控。第二，在樓宇的出入口設置攝像頭，實時監控大樓的出入口位置。第三，在每一層漏的公共區域都布置攝像頭，保護樓內人員的安全。第四，設立一個專門用于管理監控的場所，對整個監控系統進行管理。第五，通過軟件實現系統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備儲存監控數據，可以上傳到云數據中心。第七，服務器要為監控系統預留足夠的內存，以便其進行工作。

3.2 工程設計

在工程設計階段，要考慮監控系統的實際需求。圖1是大樓無線視頻監控系統的實施圖。

3.2.1 無線視頻采集端

無線視頻采集端負責采集每個監控區域的視頻數據。智能樓宇無線視頻監控系統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+無線網卡通信模塊3個模塊組成。

3.2.2 存在的問題及對應的優化方案

該樓宇視頻監控系統采用前端編碼的方式，通過以太網傳送至視頻監控中心。系統在長期使用過程中發現還存在一些問題，如穩定性不夠、存儲數據丟失等。針對此問題，研究人員對系統進行調查，發現了問題所在并制定了對應的優化方案。

圖1 大樓無線視頻監控系統實施圖

導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4路高清視頻的同時解碼，而其性能的不足將導致運行過程不流暢。因此，設計了如下優化方案。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量。方案二，將現有的4路解碼器作為2路解碼器，并增加一倍的思路解碼器數量。

3.3 運行效果

在監控系統搭建完成后要進行測試，分析試運行時的數據來確定其是否達到了要求。實際運行結果表明，系統能夠滿足實際的監控要求，拍攝的畫面和圖像都足夠清晰，而且視頻數據傳輸的延遲也較低，可以有效保障樓宇的安全。

4 結 論

隨著科學技術的發展，許多高科技的智能化設備走進了人們的生活，人們的生活質量逐步提高，而相應的技術也被應用于社會的各個方面。為了應對新時代帶來的新危險，需要將智能技術應用于樓宇監控系統，而無線通信技術中的WiFi技術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控系統建設的先進技術，以提高樓宇的安全性。