1、基于无线传输技术的智能楼宇视频监控系统设计 摘 要：随着我国生活水平的不断改善，人们对居住方面的要求也越来越高，为了顺应这一需求，运用先进的科学技术，系统、整体的打造智能化的居住环境、工作环境已成为必然趋势。近几年，我国城市数字化、建筑智能化的发展取得了卓越的成效，进程也日益加快。在智能化楼宇中，视频监控是一个重要的子系统，它让远距离的、长时间的视频采集，动态监控成为可能。目前，利用视频线为通讯方式的视频监控系统是市场的主流，但是有线视频监控系统的线路铺设及灵活性差、维护麻烦等缺点也日益凸显，为了解决这一问题，设计了一种利用Wi-Fi来实现连接的无线视频监控系统，提高视频系统的灵活性，让施工、
2、维护变得简单。 关键词：智能楼宇；视频监控；无线传输技术 随着我国生活水平的不断改善，人们对居住方面的要求也越来越高，于是智能化楼宇应运而生。日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合信息通信、计算机等方面的最先进技术，使建筑物内的空调、电力、照明、防盗、防灾、运输设备等协调工作，实现建筑物通信自动化（CA）、自动化（BA）、办公自动化（OA）、消防自动化系统（FAS）和安全保卫自动化系统（SAS），将这五种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。智能楼宇为我们提供了一种舒适、
3、高效、方便、安全可靠的生活、工作环境，其中视频监控子系统是智能楼宇的重要组成部分，通过视频系统我们可以实现动态的实时监控，报警以及影像的保存。 1 视频监控系统现状 1.1 视频监控系统的发展现状 视频监控经历了模拟视频监控、数字视频监控、无线网络视频监控三个阶段1。目前，有线的视频监控系统仍然是市场的主流，因为其数据传输速率较高、并且稳定、可靠，但是在监测点较多且分布广、地形复杂的地方，有线视频监控系统的组网成本高、施工难度大、维护工作量大2。如果是无线的监控系统则这些问题都可迎刃而解，避免了在小区里动土施工，大大的缩短了施工周期，特别适合于老旧小区的改造，也避免了今后线路维护的工作，降低了
4、维护的难度。 1.2 无线通信技术 近年来，无线通信技术不断发展，在我们生活中的应用越来越普遍，无线通信安装容易、灵活性高、使用方便。我们根据是否在运营商所管辖范围内，无线传输可分为专用网和公用网两种。 1.2.1 公用网 公用网就是通信运营商现有的无线传输网络，主要是指3G、4G网络。3G是“第三代移动通信技术”的缩写，也就是指能实现高速数据传输的移动通讯技术，它能够处理图像、音乐、视频流等，速率一般在几百kbps以上。4G是第四代通讯技术的简称，4G网络能够以100Mbps的速度下载，上传的速度最高可达到20Mbps，能够与CDMA、GSM、TDMA完全兼容，也能与各类用户设备实现并存互通
5、，能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。其主要用到的技术有OFDM、SA、SDR、IPV6、MIMO等3。用户使用公用网无需铺设线缆，安装简便，但要付费，增加业主的负担，因此在小区中一般不建议采用公用网。 1.2.2 专用网 专用网是某个单位为本单位的工作需要而建立的网，常用的有Zigbee，蓝牙，Wi-Fi等技术，三种技术的参数比较见表1。Zigbee是一种短距离、低速无线技术，具备组网能力强、低功耗、低速率、低复杂度、可靠性高的特点4，主要应用于远程控制以及自动控制等方面。蓝牙也是一种低成本、短距离的无线通信技术，在2.45GHz波段上的传输距离通常可达10m，传输速度可达1Mb/s，并
6、引入了即添即用的功能5，主要应用在移动电话、耳机等设备上。但是视频监控系统需要传输大量的视频信号，这使得蓝牙技术和Zigbee技术在视频监控系统中的使用受到了一定的局限。Wi-Fi是一种基于IEEE802.11系列协议的局域网6，它具有传输距离远、传输速度快、接入方便、联网简单、成本低等优点7，在功耗、安全、漫游等方面的缺点得到不断得到改进情况下，它的应用领域肯定会越来越广。智能楼宇视频监控系统就是通过引入Wi-Fi技术来解决灵活性差，安装维护困难等问题的。 1.2.3 Wi-Fi技术 Wi-Fi全称为Wireless Fidelity，是IEEE（电气电子工程师协会）定义的无线局域网通信工业
7、标准，即IEEE 802.11。1997年IEEE公布802.11标准，这个标准定义了物理层和介质访问接入控制层（MAC层）。物理层定义了其工作在2.4GHz的ISM频段上，数据传输速率仅为2Mbps。1999年又补充了802.11a和802.11b两个版本，802.1la定义了数据传输速率为54Mbps，物理层工作在5GHz的ISM频段上，而802.11b定义了数据传输速率要达11Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上。后来IEEE又陆续发表了802.11c、802.11d、802.11f、802.11e、802.11g、802.11g、802.11n等版本，其中802.11g定义
8、了数据传输速率高达54Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上，802.11n定义了数据传输速率更是高达108Mbps，物理层工作在2.4GHz的ISM频段上。由于世界上绝大多数国家采用的是2.4GHz的ISM频段，因此802.11这一标准得到了广泛的应用。目前，主流使用的是802.11b、802.11n、802.11g三种。 随着Wi-Fi技术的不断发展，近几年Wi-Fi技术在国内外得到了广泛的应用，越来越多人通过Wi-Fi技术接入网络，提供免费Wi-Fi服务的公共场所也越来越多，并且大多数家电和移动设备上都集成了Wi-Fi模块。Wi-Fi技术正在让各行各业发生变化。 2 视频监控系
9、统主要功能和构架 视频监控系统是智能化楼宇的一个重要组成部分，它可以通过控制摄像机，直观的看到被监视地点的所有情况，并且可以把被监视地点的图像传送到控制中心的硬盘录像机上，记录和保存相关数据。当有需要时，可以提供查询，是处理很多事情的重要依据。 2.1 主要功能 通过安装调试，智能楼宇中的视频监控系统应实现如下的功能： （1）监视器使用方面，能实现监视器的图像调整、浏览设置、视频切换等等。 （2）利用矩阵主机，能实现矩阵输出视频的切换，包括输出视频的切换、不同输出通道的切换、队列切换等等，能进行视频追踪。 （3）利用硬盘录像机实现视频切换，即多画面和单画面的切换。实现录像功能，包括定时录像，手
10、动录像，录像查询。 （4）具备报警功能，实现报警联动录像，外部报警输入、动态监测报警输入、联动录像、云台自动控制及录像查询。 2.2 主要构架 视频监控系统主要包括前端摄像设备，无线传输设备，终端设备。前端摄像设备有网络摄像机，比如云台，或者是模拟摄像机。终端设备可以由计算机或者是监视器、矩阵主机、硬盘录像机以及相关的报警设备组成，即可完成对公共场所、智能大楼、小区等区域的视频监视及录像。如图1所示。 2.3 构建系统时要注意的几个问题 （1）在使用高速球的系统中，也就是云台时，接线无误的情况下发现云台不受控制，就要检查“系统设置”中的“通讯设置”，设置好高速球云台摄像机的通讯协议、波特率、地
11、址码。波特率要参考系统的硬件设置情况，太高也会出现连接不上的情况，太低，灵敏度不够。地址码的设置和云台顶上的拨码开关有关，必须保证两边一致。 （2）报警功能的实现，可以利用软件实现动态的监控，当有人进入设定区域时自动报警并录像。也可以通过添加硬件来实现报警，在前端加上相关探测器即可，比如红外对射探测器，红外探测器，幕帘探测器，玻璃破碎探测器等等，这些探测器都是模拟信号，注意加上编码器把信号转变为数字信号并编码。 参考文献 1许雪梅，周文，徐蔚钦，等.基于ARM9+LINUX的无线视频监控系统的设计J.计算机测量与控制，2010（11）：2475-2477. 2王艳，刘朋，金帅.远程无线视频监控
12、系统设计及实现J.科学技术与工程，2011，11（30）：7397-7401. 3赵玉欣，张鑫.4G移动通信技术发展综述J.电子技术与软件工程，2013（17）：43. 4朱向庆，王建明.ZigBee协议网络层的研究与实现J.电子技术应用，2006，32（1）：129-130. 5蒋建文，韩江洪，何稀.基于蓝牙协议的家庭信息网解决方案J.计算机工程与应用，2002，38（15）：200-201. 6吴红举，沈建华.嵌入式WiFi技术研究与通信设计J.单片机与嵌入式系统应用，2005，2005（6）：5-6. 7王娟，郭家奇，刘微.WiFi技术的深入探讨与研究J.价值工程，2011，30（6）：9l-92. 作者简介：蔡艳（1981-），女，汉，籍贯：广西武宣，职称：讲师，学历：研究生，单位：广西第一工业学校，研究方向：电气自动化。第 7 页 共 7 页
