【正文】 ....................... 17 實(shí)驗(yàn)室模擬監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析 ................................................................................ 17 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.............................................................................................................. 17 實(shí)驗(yàn)選用的設(shè)備 .................................................................................................. 18 Tplink 無(wú)線路由器的橋接功能配置 ................................................................... 18 視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) ................................................................................................... 24 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ............................................................................................................. 24 無(wú)線 Mesh 網(wǎng)視頻監(jiān)控的技術(shù)展望 ................................................................................ 24 5 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................................................ 24 1 1 引言 隨著科技的進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，日益發(fā)展的社會(huì)需求使得視頻監(jiān)控越 來(lái)越多的應(yīng)用于交通、校園、住宅小區(qū)、醫(yī)療等場(chǎng)所。但現(xiàn)有的基于有線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)存在著一定的弊端，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的效果與實(shí)時(shí)監(jiān)控存在著一定差距、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)缺乏智能技術(shù)應(yīng)用、視頻數(shù)據(jù)不能真正實(shí)現(xiàn)共享等缺點(diǎn)。 為了提高工作效率，并且克服現(xiàn)有通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)，達(dá)到通信的“無(wú)所不在”，近年來(lái)，一種新一代無(wú)線通信網(wǎng) —— 無(wú)線 Mesh網(wǎng) (Wireless Mesh Network， WMN)技術(shù)引發(fā)業(yè)界的重視和研究。由于它具備組網(wǎng)迅速、結(jié)構(gòu)靈活、傳輸速率大、可靠性強(qiáng)、成本低等突出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)是解決“最后一公里”問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一，很 快適應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的新需求，勢(shì)必拓寬視頻監(jiān)控的應(yīng)用范圍。針對(duì)我們小組對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的興趣，結(jié)合現(xiàn)在人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的需求，深入分析了無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)和主要特點(diǎn)，提出了一種利用多個(gè)單獨(dú)視頻終端節(jié)點(diǎn)構(gòu)建基于無(wú)線 Mesh技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 2 視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展概述 經(jīng)濟(jì)、科技的進(jìn)一步發(fā)展，各種安全問(wèn)題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。安全防范的概念已經(jīng)深入人心。例如：交通安全防范、社會(huì)治安安全防范、廠礦安全防范、教學(xué)系統(tǒng)監(jiān)控、病人病房監(jiān)控等。由于安全的要求性提高，視頻監(jiān)控已經(jīng)以其鮮明的特點(diǎn)深入到了人們的心中 。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)也稱為電視監(jiān)控系統(tǒng)，它是安全防范的組成部分，是防范能力強(qiáng)，先進(jìn)的綜合的系統(tǒng)。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)在某些地點(diǎn)安裝攝像頭等視頻采集設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝監(jiān)控，然后通過(guò)一定的傳輸網(wǎng)絡(luò)將視頻采集設(shè)備采集到的視頻信號(hào)傳送到指定的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過(guò)人工監(jiān)控或者將視頻信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)控。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為前端監(jiān)控設(shè)備，包括有云臺(tái)，護(hù)罩，攝像頭，支架，鏡頭，解碼器等設(shè)備。后端監(jiān)控設(shè)備，包括有視頻監(jiān)控主機(jī)，數(shù)字視頻矩陣，監(jiān)視器等設(shè)備。 前端監(jiān)控設(shè)備的功能有：攝像頭采集視頻信號(hào)或者圖像。云臺(tái) 控制攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整監(jiān)視范圍。鏡頭可以調(diào)整攝像頭的焦距，從而起到調(diào)整圖像的清晰度和圖像的遠(yuǎn)近。解碼器是接收控制主機(jī)的控制信號(hào)，對(duì)云臺(tái)和鏡頭進(jìn)行控制，以達(dá)到控制云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向以及控制鏡頭的焦距從而保證監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 后端監(jiān)控設(shè)備的功能有：視頻監(jiān)控主機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)前端監(jiān)控設(shè)備發(fā)送指令，獲取前端監(jiān)控設(shè)備的反饋的一些參數(shù)，從而達(dá)到控制前端監(jiān)控設(shè)備的作用，監(jiān)視器則是用來(lái)顯示視頻信號(hào)的設(shè)備。由于監(jiān)視器價(jià)格昂貴，如果要每一個(gè)攝像頭都相應(yīng)的連接一臺(tái)監(jiān)視器的話，相應(yīng)成本就非常的高，而且監(jiān)控中心的工作人員 也不能完全可以兼顧到如此多的監(jiān)視器，所以就使用數(shù)字視頻矩陣來(lái)對(duì)攝像頭和監(jiān)視器進(jìn)行切換，從而使得既可以監(jiān)控到所有的現(xiàn)場(chǎng)，又可以節(jié)約成本。 視頻監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行傳輸可以分為模擬傳輸和數(shù)字傳輸，現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)更加深入的各行各業(yè)，數(shù)字技術(shù)的日益發(fā)展，模擬傳輸現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰。 數(shù)字傳輸又可以分為通過(guò)電話線傳輸， DDN線路傳輸， ISDN線路傳輸，光纖信道傳輸，無(wú)線信道傳輸，衛(wèi)星線路傳輸，現(xiàn)在隨著 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬越來(lái)越大，越來(lái)越多的通過(guò) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。 2 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也隨 著時(shí)間的推移發(fā)生著翻天覆地的變化，縱觀真?zhèn)€過(guò)程我國(guó)的視頻監(jiān)控發(fā)展經(jīng)歷了以下三個(gè)過(guò)程： 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)階段 傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)一般由前端設(shè)備、傳輸電纜、切換控制設(shè)備以及顯示設(shè)備幾個(gè)部分組成。 前段一般由實(shí)時(shí)圖像攝入設(shè)備（攝像頭）、環(huán)境傳感器（濕度、溫度檢測(cè)器）、報(bào)警按鈕和門控系統(tǒng)，傳輸電纜一般是傳輸視頻的同軸電纜，傳輸控制信號(hào)的控制信號(hào)電纜。顯示設(shè)備包括示圖像的監(jiān)視器、顯示傳感狀態(tài)信息的報(bào)警器。 切換設(shè)備在模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，一般包括視頻切換矩陣，音頻切換矩陣。由于模擬監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控 中心不可能，當(dāng)然也不需要對(duì)每一個(gè)前端的攝像頭均配置相應(yīng)的視頻監(jiān)視器，所以往往需要在同一個(gè)監(jiān)視器上對(duì)若干攝像頭進(jìn)行輪循顯示，視頻切換就版主用戶完成該功能。 隨著人們生活水平的提高，對(duì)安全、安保要求的提高，監(jiān)控要求就越來(lái)越嚴(yán)格，模擬監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)和弊病也就暴露出來(lái)，越來(lái)越難以適應(yīng)技術(shù)需求的發(fā)展。尤其是在信息化、數(shù)字化的沖擊下，模擬監(jiān)控系統(tǒng)正慢慢的退出人們的生活。 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)是新型產(chǎn)品，它將數(shù)字化視頻圖像記錄與多畫(huà)面圖像顯示功能和智能報(bào)警功能緊緊的融合在一起，它將取代傳 統(tǒng)的模擬式多畫(huà)面分割和長(zhǎng)時(shí)間錄像，具有靈活的方便的特點(diǎn)。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，高檔次的計(jì)算機(jī)、 pc工作站或 pc服務(wù)器都發(fā)揮著重要作用。在系統(tǒng)中增加攝像頭圖像輸入路數(shù)，提高畫(huà)面質(zhì)量，提高畫(huà)面顯示速率，增加對(duì)云臺(tái)、鏡頭的控制，加入良好的人機(jī)交互界面。利用簡(jiǎn)單的操作完成最大的控制。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化的硬盤存儲(chǔ)及視頻壓縮功能，可以完整記錄下攝像頭的高清晰畫(huà)面，使畫(huà)面實(shí)時(shí)回放并也能達(dá)到極高的清晰度。圖像經(jīng)過(guò)壓縮調(diào)制解調(diào)后可以通過(guò)電話線、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在通過(guò)軟件解壓后 實(shí)現(xiàn)視頻重現(xiàn)。 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了今天，可以說(shuō) 是無(wú)處不在，深入到了人們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，全數(shù)字化的視頻監(jiān)控以網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，采用全新的設(shè)計(jì)理念，集成當(dāng)今世界最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)等。全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用 IP地址來(lái)標(biāo)示網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，將數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中采用網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議（ TCP/IP）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和流通。在網(wǎng)絡(luò)中圖像、語(yǔ)音等數(shù)據(jù)都實(shí)現(xiàn)了綜合控制和使用。 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化和全數(shù)字化，其主要特點(diǎn)： 覆蓋范圍廣闊 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有了電纜長(zhǎng)度、信號(hào)衰減的限制，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是一個(gè)沒(méi)有距離里的概念。由于全數(shù)字化數(shù)據(jù)采用網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸 ，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。 系統(tǒng)具有無(wú)限的擴(kuò)展能力 所有的設(shè)備都是由網(wǎng)絡(luò) IP 地址進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，增加設(shè)備只需要至網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行 IP地址擴(kuò)充，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)提高網(wǎng)絡(luò)帶寬即可。如果監(jiān)控中心同時(shí)觀察網(wǎng)絡(luò)中攝像頭的個(gè)數(shù)有限的話，我們不需要提高網(wǎng)絡(luò)帶寬也能增加網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)控設(shè)備。 3 可以組成復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng) 由于網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)已經(jīng)完成了模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，系統(tǒng)具有良好的兼容性，可以滿足用戶任何特殊的、靈活的、復(fù)雜的要求。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 概述 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對(duì)重要區(qū)域或遠(yuǎn)程地點(diǎn)的監(jiān)視和控制，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)在電力系統(tǒng)、電信 機(jī)房、工廠、城市交通、水利系統(tǒng)、小區(qū)治安等領(lǐng)域正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控由前端圖像采集系統(tǒng)，無(wú)線傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控管 理中心等組成。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展前景 未來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的整體方向是：數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化是監(jiān)控系統(tǒng)的主流趨勢(shì)，它大大地簡(jiǎn)化和提高了信息傳遞的方式和速度。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及市場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的逐步成熟，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向。對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要考慮到線纜布局的合理性，比如特殊地理環(huán)境、工作內(nèi)容、開(kāi)闊地等環(huán)境，鋪設(shè)線纜將耗費(fèi)大量人力與物資或者無(wú)法布線等。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不需布線，組網(wǎng)方式靈活，具備遠(yuǎn)距離監(jiān)控，良好的擴(kuò)充性，可管理 性，易于與其它系統(tǒng)集成等優(yōu)勢(shì)。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 綜合成本低，性能更穩(wěn)定。只需一次性投資，無(wú)須挖溝埋管，特別適合室外距離較遠(yuǎn)及已裝修好的場(chǎng)合。 組網(wǎng)靈活，可擴(kuò)展性好，即插即用。根據(jù)用戶實(shí)際情況采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)模式組網(wǎng)，最大限度地使用鏈路帶寬，管理人員可以迅速將新的無(wú)線監(jiān)控點(diǎn)投入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，不需要為新建的傳輸鏈路鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、增加設(shè)備，輕而易舉地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控。 維護(hù)費(fèi)用低。無(wú)線設(shè)備管理方式以及安裝非常便利，前端設(shè)備是即插即用、免維護(hù)系統(tǒng)。 無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無(wú)線傳輸技 術(shù)的結(jié)合，它可以將不同地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)通過(guò)無(wú)線通訊手段傳送到無(wú)線監(jiān)控中心，并且自動(dòng)形成視頻數(shù)據(jù)庫(kù)便于日后的檢索。 監(jiān)控中心的交換機(jī)必須具備組播轉(zhuǎn)發(fā)控制功能，防止廣播風(fēng)暴發(fā)生。通過(guò)無(wú)線設(shè)備特性管理，組播方式傳輸碼流緩解鏈路帶寬壓力。 目前人們對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的主要需求 目前，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、基于 3G的移動(dòng)監(jiān)控、視頻智能分析、視頻智能存儲(chǔ)、異構(gòu)系統(tǒng)的整合、綜合應(yīng)用平臺(tái)等成為大家共同關(guān)注的熱點(diǎn)，這些技術(shù)如何走向?qū)嵱茫玫胤?wù)各行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，引發(fā)了大家的共同思考。 高清晰監(jiān)控深受人們追求 高 清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控需求突顯“讓我們看得更寬廣，讓我們看得更清楚，讓我們看得更舒服”，這已是視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)非常迫切的需求。美國(guó)權(quán)威 IT市場(chǎng)調(diào)研公司的總裁馬克柯?tīng)査固固岢隽送苿?dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展的四大技術(shù)因素：百萬(wàn)像素?cái)z像頭、高性能編解碼器、強(qiáng)大的分析技術(shù)、以及便于從閉路電視 (CCTV)遷移到 IP/聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控的所有底層技術(shù)。由此我們可 4 以看到，這四大技術(shù)因素中的百萬(wàn)像素?cái)z像頭、高性能編解碼器以及 IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，都與高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控密切相關(guān)，代表了高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中采集、編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的發(fā)展趨勢(shì)。 無(wú)線移動(dòng)更 具有優(yōu)勢(shì) 但是能 擺脫線纜的束縛，安裝周期短、維護(hù)方便、擴(kuò)容能力強(qiáng)，使用簡(jiǎn)單方便，高性能仍然是人們追求和關(guān)注的焦點(diǎn)。 在移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，微波、 CDMA、 GSM、 3G等網(wǎng)絡(luò)主要扮演連接監(jiān)控點(diǎn)和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)傳輸鏈路的角色。通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以將遠(yuǎn)程的多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備連接起來(lái)，進(jìn)行視頻傳輸 。相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控來(lái)說(shuō)，移動(dòng)監(jiān)控采用了更新的技術(shù)和方法，不受山川、河流、橋梁道路等復(fù)雜地形限制，無(wú)需布線，建設(shè)周期快，維護(hù)方便，可較好滿足靈活機(jī)動(dòng)的應(yīng)用需求。 視頻智能存儲(chǔ)、智能檢索成為關(guān)注熱點(diǎn) 在當(dāng)前主流的視頻 監(jiān)控應(yīng)用中，存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)不再是簡(jiǎn)單的錄像數(shù)據(jù)，而是視頻監(jiān)控資源使用部門對(duì)圖像進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)源。隨著安防系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，各地建設(shè)的監(jiān)控點(diǎn)已數(shù)以千計(jì)、萬(wàn)計(jì)，系統(tǒng)保存的圖像信息可以說(shuō)是海量的，但由于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能因素，錄像數(shù)據(jù)通常采用分布式存儲(chǔ)，無(wú)法被有效的分類存儲(chǔ)，最多只能打上時(shí)間標(biāo)簽，因此圖像檢索及其耗時(shí)，并且很難獲得需要的、有價(jià)值的信息。因此，視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)如何利用視頻智能分析技術(shù)、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象特征提取并進(jìn)行智能存儲(chǔ) 。如何對(duì)海量圖像信息快速、有效的進(jìn)行檢索、回放 。如何支持高級(jí)別的安 全性、豐富的權(quán)限管理功能、數(shù)據(jù)的高共享性已成為亟需解決的一個(gè)重要課題。 眾所周知，智能化技術(shù)能夠及時(shí)、自動(dòng)地從原始視頻信息中提取大量有價(jià)值信息，完成視頻信息的保存和檢索，也可以驅(qū)動(dòng)其他數(shù)據(jù)、觸發(fā)其他行為，從而大大增強(qiáng)系統(tǒng)功能，提高系統(tǒng)應(yīng)用的成效。為實(shí)現(xiàn)基于特征識(shí)別、行為分析和事件記錄的智能查詢和回放，首先要實(shí)現(xiàn)智能存儲(chǔ)，即只存儲(chǔ)有價(jià)值的相關(guān)視頻圖像，實(shí)現(xiàn)重要圖像信息的長(zhǎng)期保存 。并在控制中心建立視頻數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)每個(gè)錄像的索引信息，如目標(biāo)進(jìn)入、離開(kāi)、出現(xiàn)于警戒區(qū)域，目標(biāo)奔跑、快速移動(dòng)，人員聚集等，為智能檢索、回 放提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。 視頻智能檢索則力求通過(guò)檢索目標(biāo)照片，方便地檢索到該目標(biāo)在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的所有活動(dòng)的錄像或基于目標(biāo)的重要特