展覽館等重要場所中的監(jiān)控是必不可少的項目，而其在應(yīng)用到視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，更應(yīng)該充分考慮到與公安、警衛(wèi)、消防等業(yè)務(wù)部門資源的共享。本文以南京科技館為例，介紹無線技術(shù)在其中的使用。

概述
    南京科技館位于風(fēng)景秀麗的南京市雨花臺區(qū)寧南新區(qū)，占地面積約30萬平方米，科技館主體建筑面積3萬平方米，總投資3.5億元人民幣，于2004年建設(shè)，2005年正式落成。

    其主體建筑面積3萬平方米，占地面積約30萬平方米，總投資3.5億元人民幣。館內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)4年前由深圳一家監(jiān)控公司完成，該系統(tǒng)設(shè)計有 48個監(jiān)控點(diǎn)，現(xiàn)實際動作41個，監(jiān)控攝像頭有半球形、槍形、全方位帶云臺形、針孔等各種類型，主存為硬盤式結(jié)構(gòu)，MPEG-4壓縮技術(shù)，最大保存一周。

系統(tǒng)設(shè)計
    此次南京科技館監(jiān)控系統(tǒng)改造項目主要由館內(nèi)和館外兩部分組成。

    館內(nèi)部分主要是對原先電視監(jiān)控系統(tǒng)的升級和改造，主要包括5個損壞設(shè)備的更換，部分死角的設(shè)備增加，MPEG-4錄像系統(tǒng)的更新及系統(tǒng)集成；館外部分主要是增加主動式紅外入侵報警系統(tǒng)，和視頻入侵報警系統(tǒng)，實現(xiàn)聲光報警和多系統(tǒng)的聯(lián)動報警，警報系統(tǒng)的布防和撤防等工作。

    此次主要針對館內(nèi)無線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用和無線監(jiān)控系統(tǒng)與原先監(jiān)控系統(tǒng)的集成作一個具體的闡述（館外紅外聯(lián)動報警部分暫不介紹）。

系統(tǒng)設(shè)計原則
    電視監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計過程中遵循以下原則。

1、安全可靠
    作為前端數(shù)據(jù)采集的部分，系統(tǒng)必須具有高度的安全性和可靠性，采用成熟的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，保證視頻信息的可靠、安全和高質(zhì)量傳輸。整個系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)備選型及互聯(lián)科學(xué)合理，使得系統(tǒng)整體運(yùn)行良好穩(wěn)定，并且便于維護(hù)。

2、技術(shù)先進(jìn)
    系統(tǒng)的數(shù)字視頻處理采用MPEG-4或者H.264視頻壓縮技術(shù)，壓縮效率高，節(jié)省傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間，有效地提升硬件配置的經(jīng)濟(jì)性和使用效率；配置功能強(qiáng)大的系統(tǒng)管理軟件，保證了數(shù)據(jù)處理的高效準(zhǔn)確；系統(tǒng)操作權(quán)限的劃分，提高了指揮中心的管理水平。

3、經(jīng)濟(jì)合理
    電視監(jiān)控系統(tǒng)方案著重考慮系統(tǒng)的性價比，充分體現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理性與配置的經(jīng)濟(jì)性，保證系統(tǒng)較高的可維護(hù)性與盡可能低的運(yùn)營、維護(hù)成本。

4、高效實用
    電視監(jiān)控系統(tǒng)的操作既可通過專用鍵盤，也可通過客戶端軟件完成，操作簡便。從技術(shù)和管理體制上，系統(tǒng)盡可能考慮到與公安、警衛(wèi)、消防等業(yè)務(wù)部門資源共享，實現(xiàn)管理與服務(wù)的緊密結(jié)合；同時預(yù)留接口與其它相關(guān)公用信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，以保證各項系統(tǒng)資源的共享。

5、規(guī)范合理
    系統(tǒng)的所有軟、硬件指標(biāo)及接口規(guī)范均符合國際、國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，便于實現(xiàn)與不同硬件設(shè)備間的連接，以及軟件與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的維護(hù)及擴(kuò)容，保證與交通指揮集成系統(tǒng)的其它各部分間無縫連接。在“統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施”的原則指導(dǎo)下，合理配置資源、服務(wù)，充分利用原有資源，實現(xiàn)各種子系統(tǒng)的信息集成、協(xié)調(diào)控制與管理。[nextpage]

6、設(shè)備升級
    監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件均有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，具有良好的開放接口以及較高的可升級性能，滿足未來系統(tǒng)功能擴(kuò)展和二次開發(fā)的需要，從而可以不斷地支持新業(yè)務(wù)，并可根據(jù)不同需求開發(fā)新功能。

館內(nèi)新增無線電視監(jiān)控
1、系統(tǒng)介紹
    南京科技館主體建筑為地下一層，地上三層，全部采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)，最大跨度65米，但是鋼結(jié)構(gòu)也對場館內(nèi)部的設(shè)備安裝和布線帶來了不便。

    由于場館內(nèi)部高度達(dá)到了10米以上，同時在原先設(shè)計時，沒有考慮到今后監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，因此在展館內(nèi)部只有照明使用的電源線，沒有預(yù)留其它相應(yīng)的線纜，因此如果安裝有線監(jiān)控設(shè)備的話，需要很大的施工量及施工時間，而這個恰恰就是此次南京科技館“神州七號”飛船展出不能滿足的。

    而“神州七號”飛船目前還是國家的重大科研機(jī)密，因此在2009年4月22日才將設(shè)備運(yùn)抵展會現(xiàn)場，23日才開始會場的布置工作（注：展覽的正式開展時間是2009年4月25日至2009年5月24日），因此留給監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試的時間只有短短的1天半。若還是采用老式的監(jiān)控系統(tǒng)布置，根本達(dá)不到展會當(dāng)天使用的要求。

    因此，在此次南京科技館的監(jiān)控系統(tǒng)中，采用了先進(jìn)的無線監(jiān)控技術(shù)，在滿足圖像質(zhì)量的前提下，大大減少了施工量，在1天時間內(nèi)就完成了系統(tǒng)設(shè)備的安裝、調(diào)試工作。

2、系統(tǒng)組成
    如圖1所示，此次南京科技館“神七展”在科技館的負(fù)一層舉行，展出的范圍為東西長80米，南北寬40米，展區(qū)的高度達(dá)到了10米以上，并且在展區(qū)內(nèi)有大型的鋼結(jié)構(gòu)圓柱的阻擋，因此展品的布置比較分散。同時為了方便市民更好地接觸展品，此次的展品有部分還是公開展出，這就對監(jiān)控的布點(diǎn)帶來了極大的不便。

    此外，此次“神七展”的展品的特殊性也更為監(jiān)控系統(tǒng)帶來了難度。不僅圖像的質(zhì)量要求清晰，并且還要在各個經(jīng)過授權(quán)的客戶端可以實時看到流暢的圖像，保證展品的萬無一失。

    正是在這種時間要求緊、安裝困難、設(shè)備要求高、圖像質(zhì)量高的嚴(yán)格要求下，南京科技館選擇無線監(jiān)控設(shè)備來應(yīng)對此次的“神七展”。 [nextpage]

3、系統(tǒng)技術(shù)方案
    無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是遠(yuǎn)程監(jiān)控與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完美結(jié)合。該系統(tǒng)可以通過無線傳輸方式將被監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息準(zhǔn)確、清晰、快速地傳送到監(jiān)控端，在監(jiān)控端通過監(jiān)控軟件，實時掌握各個被監(jiān)控點(diǎn)的情況，并對發(fā)生的情況做出反應(yīng)和處理。

    該系統(tǒng)安裝簡易，功能強(qiáng)大，可以盤活館內(nèi)既有的網(wǎng)絡(luò)資源，輕松實現(xiàn)實時視頻監(jiān)控。視頻資料也可以分布式備份在各個終端的大容量SD卡中，獨(dú)有的人臉識別技術(shù)與逐幀播放技術(shù)，更便于事后追蹤分析，鎖定可疑人員。

4、系統(tǒng)構(gòu)建及結(jié)構(gòu)圖
    由圖2所示，本系統(tǒng)主要分為兩大部分：監(jiān)控前端和監(jiān)控中心。監(jiān)控前端主要包括模擬攝像機(jī)、無線智能分體監(jiān)控儀、以及無線AP，其中模擬攝像機(jī)作為前端視頻采集設(shè)備，通過視頻線與無線智能分析體監(jiān)控儀相連，這一部分是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，而整個場館使用兩臺無線AP完成所有監(jiān)控區(qū)域的無線覆蓋，所有AP以及無線智能分體監(jiān)控儀均采用802.11g協(xié)議，54Mbps帶寬完全可滿足監(jiān)控視頻圖像的流暢傳輸及觀看。

    攝像機(jī)采集的實時模擬視頻信號通過無線智能分析體監(jiān)控儀壓縮編碼后轉(zhuǎn)換為H.264格式的數(shù)字信號，然后通過其的無線功能將壓縮后的實時圖像發(fā)送給無線AP，同時無線智能分析體監(jiān)控儀還將圖像資料在本體的SD卡進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，無線AP在接收到實時圖像后傳入場館本地網(wǎng)絡(luò)，在監(jiān)控中心的電腦平臺上即可實時瀏覽現(xiàn)場監(jiān)視圖像，為了防止本地視頻丟失，無線智能分析體監(jiān)控儀在實時觀看監(jiān)控圖像，本地保存圖像的同時，還采取無線FTP上傳的方式，將SD卡內(nèi)保存的圖像資料及時通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心指定的圖像保存服務(wù)器中，做二次備份。

    為了防止非法用戶接入到無線監(jiān)控系統(tǒng)中去，整個無線網(wǎng)絡(luò)采用WEP進(jìn)行加密，無線智能分析體監(jiān)控儀以及無線AP都設(shè)置了用戶名和密碼認(rèn)證機(jī)制，并且無線AP關(guān)閉了DHCP動態(tài)分配IP功能，非法用戶無法獲取系統(tǒng)IP地址，這樣的雙重保護(hù)能夠有效阻止非法用戶訪問系統(tǒng)。

    綜上所述，整個無線監(jiān)控系統(tǒng)集實時瀏覽，本地存儲，遠(yuǎn)程上傳于一體，保衛(wèi)人員或者經(jīng)過授權(quán)的人員可以通過播放器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實時播放現(xiàn)場視頻流，并且可根據(jù)用戶的要求，在指定的服務(wù)器或PC上再次進(jìn)行圖像的遠(yuǎn)程存儲，保證圖像不丟失。圖3是在館長室點(diǎn)播的監(jiān)控圖像示例。 [nextpage]

5、使用無線智能分體監(jiān)控儀構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
·低成本：使用無線網(wǎng)可以避免安裝線纜的高成本費(fèi)用、租用線路的月租費(fèi)用以及設(shè)備需要移動時發(fā)增加的相關(guān)費(fèi)用；
·靈活性：由于沒有線纜的限制，具有靈活的擴(kuò)展性，無線監(jiān)控還可以隨時輕松添加新的監(jiān)控點(diǎn)；
·移動性：無線局域網(wǎng)設(shè)置允許用戶在任何時間、任何地點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不需要指定明確的訪問地點(diǎn)，因此用戶可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游；　　
·快速安裝：無線局域網(wǎng)的安裝工作非常簡單，它無需施工許可證，不需要布線或開挖溝槽，安裝時間比有線網(wǎng)絡(luò)節(jié)省許多；
·保護(hù)用戶已有投資：監(jiān)控點(diǎn)只需把無線設(shè)備搬遷至新地點(diǎn)安裝即可，不會像有線網(wǎng)絡(luò)一樣需完全重新鋪設(shè)。

與館內(nèi)原先電視監(jiān)控系統(tǒng)的集成
    由于南京科技館在2005年已經(jīng)初步建立了一套模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是由于建設(shè)時間較久，而且采用的DVR設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能不足，因此目前只能在保安中心才能實現(xiàn)圖像的瀏覽和控制，這與南京科技館的科技水平是不相符合的。

    同時此次科技館不可能進(jìn)行大范圍的設(shè)備更換和改造，因此因地制宜，功能完善成為此次系統(tǒng)集成的首要目標(biāo)。

系統(tǒng)介紹
    方案設(shè)計的主旨在于構(gòu)筑為管理者提供服務(wù)的可視化管理系統(tǒng)，具體設(shè)計思路有以下三個部分：

1、讓視頻創(chuàng)造價值
·聯(lián)網(wǎng)——將現(xiàn)有的視頻圖像均通過視頻專網(wǎng)與科技館的管理控制中心連接。在實現(xiàn)信息資源共享的基礎(chǔ)上，通過控制中心的核心管理平臺對所有視頻資源進(jìn)行統(tǒng)一編號、統(tǒng)一權(quán)限以及統(tǒng)一管理。聯(lián)網(wǎng)后形成的集約化管理體系，將盡可能的節(jié)省安保人力資源，直接創(chuàng)造人力資源價值。在技防結(jié)合人防的前提下，盡量減少監(jiān)控室的值班員人員數(shù)量或工時；
·系統(tǒng)優(yōu)化——通過此次建設(shè)，將整個南京科技館原有以DVR為主的模擬監(jiān)控系統(tǒng)改造成一套更加先進(jìn)及具有更多擴(kuò)展功能的數(shù)模結(jié)合系統(tǒng)，考慮到目前已有50個視頻源，出于經(jīng)濟(jì)性的考慮，采用平滑過渡的改造方案，為實現(xiàn)集中管理的最佳效果分行管理控制中心系統(tǒng)需新建，而為充分利用舊系統(tǒng)的一些設(shè)備，節(jié)省資金投入，通過二次開發(fā)實現(xiàn)對原有網(wǎng)點(diǎn)中部分DVR主機(jī)的接入，同時將另一部分DVR主機(jī)更換或采取復(fù)接的方式改造為可實現(xiàn)數(shù)?；旌瞎芾淼囊曨l服務(wù)器。[nextpage]

2、完善的管理機(jī)制
·系統(tǒng)兼容性——系統(tǒng)不但能實現(xiàn)對原有遺產(chǎn)系統(tǒng)的接入管理，還必須具有良好的兼容性，當(dāng)后期擴(kuò)展需要接入新的異質(zhì)設(shè)備時，只需開發(fā)一個驅(qū)動就能實現(xiàn)真正的組件式兼容而非代碼兼容；
·權(quán)限管理——系統(tǒng)必須具備三維權(quán)限管理機(jī)制，支持對系統(tǒng)中有限資源（如數(shù)字干線）的搶占、復(fù)用及預(yù)留，以保證資源的最佳利用率；
·可靠性和穩(wěn)定性——采用分布式的體系架構(gòu)和嵌入式的系統(tǒng)將是保證系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵，而支持雙機(jī)熱備、自由上下電、雙路（或多路）容災(zāi)、斷網(wǎng)重聯(lián)以及配合強(qiáng)大的日志管理、操作提醒、內(nèi)控管理等網(wǎng)管功能，將充分保證系統(tǒng)具有電運(yùn)營級的穩(wěn)定性。

3、由事后管理向事前管理過渡
·報警聯(lián)動——對原有報警主機(jī)進(jìn)行接入管理，報警信號觸發(fā)后系統(tǒng)可通過聲、光等模式進(jìn)行提示，并可與分行管理控制中心的電子地圖管理模塊配合使用，以增加系統(tǒng)管理的易用性；
·高清——在某些特殊區(qū)域?qū)σ曨l圖像的清晰度有非常高的要求，所以建議系統(tǒng)必須支持百萬像素的高清攝像機(jī)的接入（此次沒有建設(shè)，但是預(yù)留相應(yīng)的接口）；
·智能——數(shù)模結(jié)合的系統(tǒng)以及百萬像素高清攝像機(jī)的接入，將為系統(tǒng)實現(xiàn)智能布防、行為分析乃至人臉識別等智能應(yīng)用提供基礎(chǔ)。建議根據(jù)實際情況配置智能應(yīng)用管理模塊。

系統(tǒng)功能
1、登陸管理
    用戶登錄時，需要輸入系統(tǒng)分配的用戶名和密碼。認(rèn)證系統(tǒng)對其進(jìn)行驗證，以判斷用戶是否有權(quán)使用此系統(tǒng)。用戶進(jìn)行安全認(rèn)證，身份驗證的資料來源于集中規(guī)劃的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫管理著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的所有用戶的身份資料。用戶使用用戶名和密碼正確登錄門戶系統(tǒng)后，門戶將會維護(hù)該用戶的會話信息，用戶由此使用系統(tǒng)提供的視頻監(jiān)控服務(wù)。

2、圖像的查看和控制
    用戶可調(diào)整圖像的亮度、色度、對比度等參數(shù)，用戶也可通過監(jiān)控器設(shè)置對IPCAM進(jìn)行碼流、圖像質(zhì)量等修改。

3、圖像的集中化海量存儲及圖像智能檢索
    監(jiān)控系統(tǒng)可以通過以IP-SAN作為集中存儲設(shè)備，存儲量大，可靠性高，硬盤空間可自行配置，并隨之記錄下時間、地點(diǎn)等信息，錄像時自動或錄像后手動為每幀圖象加智能標(biāo)記，便于以后檢索。采用類似于Google的檢索引擎，只要輸入所需圖像的時間或者地點(diǎn)等信息，即可快速的搜索到所需的圖像資料。

    同時由于采用了IP-SAN的海量存儲設(shè)備，通過添加硬盤的數(shù)量，即可延長圖像的保存時間。

4、網(wǎng)絡(luò)流覽
    數(shù)字化壓縮處理后的視頻數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議打包，通過交換機(jī)在局域網(wǎng)上共享運(yùn)行，指揮中心操作人員可直接在任意一臺局域網(wǎng)內(nèi)的PC瀏覽圖像信息；另外，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，系統(tǒng)可配置WEB服務(wù)器及其組件（考慮到系統(tǒng)安全性，條件具備可以配置路由器），與其他外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，網(wǎng)內(nèi)授權(quán)計算機(jī)可與局域網(wǎng)用戶一起共享這些信息（本功能在有多級分控、上級領(lǐng)導(dǎo)對系統(tǒng)有特殊要求時需要被滿足）。

與傳統(tǒng)模擬監(jiān)控方案比較
    相對于傳統(tǒng)的閉錄電視監(jiān)控系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)無須同軸電纜、無須龐大的視頻分配器；軟件實現(xiàn)NxN多對多（即多個觀察員可同時看多個鏡頭畫面）；安裝所需設(shè)備少，工程成本大幅降低（整個安裝過程就是架設(shè)攝像機(jī)和在PC機(jī)上安裝系統(tǒng)管理軟件），大幅減少線材；充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，用寬帶網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸非常廉價，增強(qiáng)了監(jiān)控范圍的靈活性，可直接實現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控，利用網(wǎng)絡(luò)更新軟件。這些都是傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)無法比擬的。[nextpage]

    相對于當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對PC機(jī)的要求范圍減少，一般普通配置即可；無須軟件維護(hù)；無須機(jī)房，可以安裝在過道和環(huán)境差的地點(diǎn)；可以避免了死機(jī)現(xiàn)象和重新啟動時造成無法監(jiān)控的缺陷。這些是基于PC的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。

投資分析
    基于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)和傳輸監(jiān)控系統(tǒng)成本比較需要考慮許多因素。主要因素有監(jiān)控點(diǎn)數(shù)、監(jiān)控副控數(shù)、監(jiān)控范圍、錄像范圍、錄像要求、報警要求等。在比較基于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的成本時，還有一個重要的出發(fā)點(diǎn)：是否將網(wǎng)絡(luò)布線和電腦計入成本？計入成本的理由很簡單；不計入成本的理由是網(wǎng)絡(luò)布線和電腦是已有投資，不做監(jiān)控也需要。

    作為IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的載體，IP寬帶的發(fā)展和完善將極大的提高用戶對IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的信心，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)該是監(jiān)控行業(yè)的一個重要的發(fā)展方向；而在未來數(shù)年的安防、視頻和自動控制市場中，其技術(shù)焦點(diǎn)越來越多地集中于網(wǎng)絡(luò)集成一體化方案。這就是多個系統(tǒng)合用單一圖形用戶接口（GUI），跨平臺共享數(shù)據(jù)庫，而單獨(dú)設(shè)計的獨(dú)立系統(tǒng)及其單配的各種制約將會很快退出行業(yè)歷史舞臺。集成一體化的定義可理解為：人們?yōu)橛行瓿梢患蛞慌蝿?wù)而在各獨(dú)立的系統(tǒng)、計算機(jī)和各種硬件設(shè)備中共享其各自所有的信息、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)特點(diǎn)和功能。集成一體化消除了原先以人工在各系統(tǒng)、計算機(jī)和硬軟件設(shè)備之間建立的連接，而在一個統(tǒng)一平臺上處理各種信息，以快速、有效地提供所需信息來完成用戶要求。

    應(yīng)該看到，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)飛速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)日益普及的今天，在安防監(jiān)控領(lǐng)域以IP網(wǎng)絡(luò)為載體的遠(yuǎn)程監(jiān)控必將占主導(dǎo)地位，而以太網(wǎng)技術(shù)成熟后，寬帶信息網(wǎng)絡(luò)將以太網(wǎng)絡(luò)端口延伸到整個大樓，除了提供高速的網(wǎng)絡(luò)接入外，還能取代銅軸電纜圖像傳輸線路，將實時圖像監(jiān)控納入寬帶信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍，這就使得信息網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)閉錄電視成為了必然?？梢灶A(yù)料，網(wǎng)絡(luò)集成一體化方案必將取代單獨(dú)設(shè)計的獨(dú)立系統(tǒng)方案，隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善而得到長足的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)必將日趨完善。