【導(dǎo)讀】的新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持寬帶高速多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)。利用無(wú)線Mesh網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)、特性，把視頻監(jiān)控技術(shù)融入到。該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計(jì)了基于無(wú)線MESH網(wǎng)的大學(xué)校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)。的小范圍的視頻監(jiān)控。從而論證了在無(wú)線Mesh網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的可。行性、實(shí)效性、前瞻性。監(jiān)控的發(fā)展提供更為廣闊的空間。

　　

【正文】 UDP， IMCP， SMTP， HTTP， FTP， DNS， DDNS， DHCP， PPPoE等 網(wǎng)絡(luò)連接 : 10100BaseT以太網(wǎng)接口， RJ45連接器 電 源 : DC 12V/1A外接電源 凈重 : 358g 如表 1 表 1 攝像頭參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào) 說(shuō)明備注 產(chǎn)品型號(hào) 說(shuō)明備注 HB4B1100e 單模塊回傳 HB4B3300e 3 模塊回傳 HB4B2101e 1 個(gè)模塊回傳、 1 個(gè)模塊覆蓋 HB4B4103e 1 個(gè)模塊回傳、 3 個(gè)模塊覆蓋 HB4B2200e 2 模塊回傳 HB4B4202e 2 個(gè)模塊回傳、 2 個(gè)模塊覆蓋 HB4B3102e 1 個(gè)模塊回傳、 2 個(gè)模塊覆蓋 HB4B4301e 3 個(gè)模塊回傳、 1 個(gè)模塊覆蓋 HB4B3201e 2 個(gè)模塊回傳、 1 個(gè)模塊覆蓋 HB4B4400e 4 模塊回傳 攝像頭路由器電源選取 攝像頭電源的好壞直接影響攝像頭的工作狀態(tài)，所 以電源也是一個(gè)關(guān)鍵。由于本項(xiàng)目比較特殊（主要是學(xué)校，安全是重中之重），采用的電源全部都是 12V穩(wěn)壓電源，所有敷設(shè)的線纜都是弱電（攝像頭的電源從監(jiān)控室直接走 12V到前端給攝像頭），這樣既不影響使用也保證了學(xué)校的安全（沒(méi)有強(qiáng)電壓）。 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器 HP ProLiant DL580 G7(595241AA1) 所屬： HP DL580 G7系列 產(chǎn)品類別：機(jī)架式 產(chǎn)品類型：企業(yè)級(jí) CPU型號(hào)： Xeon E7520 標(biāo)配 CPU： 2顆 內(nèi)存容量： 16GB DDR3 標(biāo)配硬盤：標(biāo)配不提供 內(nèi)部硬盤：最大支持 8塊 顯示及記錄部分 顯示及記錄部分有幾臺(tái)或多臺(tái)監(jiān)視器、攝像頭等設(shè)備組成。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是在有多臺(tái)攝像頭組成的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都不是一臺(tái)監(jiān)視器對(duì)應(yīng)一臺(tái)攝像頭進(jìn)行顯示，而是通過(guò)畫面分割器把幾臺(tái)攝像頭送來(lái)的圖像信號(hào)進(jìn)行合 成同時(shí)顯示在一臺(tái)監(jiān)視器上，也就是在一臺(tái)較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個(gè)面積相等的小畫面（四畫面、九畫面、十六畫面），每個(gè)小畫面顯示一個(gè)攝像頭送來(lái)的圖像。再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的視頻監(jiān)控服務(wù)器記錄下圖像畫面以備以后查用。 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器 二十一世紀(jì)初期，以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心，綜合利用光電傳感器、數(shù)字化圖像處理、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)的一種新型數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)橫空出世，它不僅具有第一代本地?cái)?shù)字監(jiān)控系統(tǒng)所具有的計(jì)算機(jī)快速處理能力、數(shù)字信息 15 抗干擾能力、便于快速查詢記 錄、視頻圖像清晰及單機(jī)顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)，而且依托網(wǎng)絡(luò)，真正發(fā)揮了寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，把監(jiān)控中心和網(wǎng)絡(luò)可以到達(dá)的任何地方的監(jiān)控目標(biāo)組合成一個(gè)系統(tǒng)，真正適應(yīng)了目前對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、集中的需求，這里我們?cè)O(shè)計(jì)的無(wú)線Mesh校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要的典型產(chǎn)品就是網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。對(duì)于我們所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備以下性能要求。 遠(yuǎn)程視頻傳輸?shù)难訒r(shí)性 雖然說(shuō)，傳輸延時(shí)對(duì)任何一種網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器都是不可避免的，但是不同的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的延時(shí)值不同。延時(shí)值高低將直接影響數(shù)字監(jiān)控的效果，要求延時(shí)低。 報(bào)警預(yù)觸發(fā)錄像功能 市場(chǎng)上各種網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在錄像功能上均相當(dāng)完善，有實(shí)時(shí)錄像、定時(shí)錄像、報(bào)警錄像等，報(bào)警錄像又可分為移動(dòng)觸發(fā)錄像、手動(dòng)觸發(fā)錄像、外界傳感器（比如紅外線探測(cè)器）觸發(fā)錄像等。 圖像壓縮算法標(biāo)準(zhǔn) 目前的主流網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的壓縮算法標(biāo)準(zhǔn)不外乎有 MJPEG、 MPEG MPEG4三種。 MJPEG壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)源于 JPEG圖片壓縮技術(shù)，是一種簡(jiǎn)單的幀內(nèi) JPEG壓縮，壓縮后圖像清晰度較好。但由于這種方式本身的技術(shù)限制，無(wú)法作大比例壓縮，數(shù)據(jù)量較高，錄像每小時(shí) 12G空間，網(wǎng)絡(luò)傳輸耗費(fèi)大量的帶寬資源，不大適用于移動(dòng)物體圖像的壓縮，也不大適用于國(guó)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間保安錄像的需求。 MPEG1壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用前后幀多幀預(yù)測(cè)的壓縮算法，具有很大的壓縮靈活性，應(yīng)用最為廣泛，這種算法技術(shù)發(fā)展成熟，數(shù)據(jù)壓縮率相比 MJPEG要高，但數(shù)據(jù)量還是較大，錄像每小時(shí) 300400M空間，若用于銀行長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)錄像，占用硬盤空間較大，尤其是網(wǎng)絡(luò)傳輸占用帶寬較大，不大實(shí)用于視頻圖像遠(yuǎn)程傳輸。 MPEG4壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是目前進(jìn)入實(shí)用階段的最為先進(jìn)的壓縮技術(shù)，它利用很窄的帶寬，通過(guò)幀重建技術(shù)壓縮和傳送圖像，以求 以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。 MPEG4的特點(diǎn)使其更適于遠(yuǎn)程監(jiān)控，采用 MPEG4壓縮算法，圖像壓縮比較高，錄像每小時(shí) 100200M空間，圖像清晰度高，網(wǎng)絡(luò)傳輸占用帶寬小，能通過(guò)各種傳輸方式進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻圖像傳輸。 監(jiān)控中心可以同時(shí)監(jiān)控、錄像的視頻路數(shù) 由于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控服務(wù)器多用于對(duì)多個(gè)分散網(wǎng)點(diǎn)的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、集中監(jiān)控，因此，監(jiān)控中心可以同時(shí)監(jiān)控、錄像的視頻路數(shù)是衡量遠(yuǎn)程集中監(jiān)控效果的重要指標(biāo)。 多路網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的圖像傳輸?shù)膸瑪?shù) 目前市場(chǎng)上的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可支持一路或兩路或四路視頻 圖像輸入。由于支持的圖像路數(shù)越多，對(duì)產(chǎn)品技術(shù)及處理性能的要求越高，因此多數(shù)產(chǎn)品為單路或“準(zhǔn)多路”產(chǎn)品。 支持多用戶同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)監(jiān)控前端 在基于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的大型網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控中心通常設(shè)置了多個(gè)監(jiān)控客戶端，往往存在同一時(shí)間段訪問(wèn)某一個(gè)前端監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)并發(fā)出實(shí)時(shí)監(jiān)控或錄像調(diào)用請(qǐng)求的情況。當(dāng)監(jiān)控中心有 n個(gè)監(jiān)控客戶端需要同時(shí)觀看遠(yuǎn)程某一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)圖像時(shí)（假設(shè)一路圖像帶寬占用為250K），常規(guī)模式下外網(wǎng)帶寬占用為（ N*250） K，通常會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)堵塞從而影響監(jiān)控效果，因此常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器系統(tǒng)一 般只能支持三、四個(gè)客戶端的同時(shí)訪問(wèn)要求。服務(wù)器的工作流程如圖 8 所示 16 圖 8 服務(wù)器的工作流程 系統(tǒng)布置 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)前端設(shè)備主要是無(wú)線攝像頭、無(wú)線 Mesh網(wǎng)路由器 （ 如圖 9） ?？刂剖抑饕?:控制系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器。 圖 9 系統(tǒng)前端設(shè)備 系統(tǒng)主要功能 攝像頭具有夜視的特點(diǎn)，具有高質(zhì)量，高清晰畫面的特點(diǎn)，視頻分割顯示及切換功能，相關(guān)圖像能上下左右旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)變焦鏡頭可將圖像局部放大或縮小，圖像可 24 小時(shí)錄像，并帶有時(shí)間日期顯示，一臺(tái)硬盤攝像頭可同時(shí)記錄多幅圖像 ，并可實(shí)現(xiàn)單畫面回放。 系統(tǒng)布局 該設(shè)計(jì)把校園分為三大區(qū)域：生活區(qū)、教學(xué)區(qū)、工作區(qū)。 其中在每個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)以無(wú)線網(wǎng)關(guān)，通過(guò)多個(gè)高性能無(wú)線 Mesh路由器形成冗余把三個(gè)區(qū)域連接在一起形成對(duì)整個(gè)校園的監(jiān)控。如圖 10 17 圖 10 校園無(wú)線 Mesh網(wǎng)總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 基于校園的 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控拓?fù)鋱D（圖 11）： 圖 11 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控拓?fù)? 實(shí)驗(yàn)室模擬監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室已有的 TPLINK 無(wú)線路由器，運(yùn)用該型號(hào)路由 器的橋接功能，將四個(gè)同型號(hào)的路由器相互連接起來(lái)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)，再利用該實(shí)驗(yàn)室的無(wú)線攝像頭采集視頻信息通過(guò)構(gòu)建的無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸形成監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D如下（圖 12）： 18 圖 12 實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D 實(shí)驗(yàn)選用的設(shè)備 設(shè)備名稱：無(wú)線寬帶路由器 品牌型號(hào)： TPLINK 路由器 設(shè)備數(shù)量： 4 設(shè)備名稱：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像頭 設(shè)備數(shù)量： 1 設(shè)備名稱：帶有無(wú)線功能的筆記本電腦 設(shè)備數(shù)量： 2 Tplink 無(wú)線路由器的橋接功能配置 1. 在瀏覽器地址欄中輸入“ “ admin”和密碼“ admin”（如圖 13） 圖 13 登陸路由器界面 MAC地址查看如 (圖 14) 19 圖 14 路由器 MAC地址查看界面 3. 在 WAN口中設(shè)置當(dāng)前 inter接入方式，試驗(yàn)中輸入 PPPoE（如圖 15） 20 圖 15 inter接入方式設(shè)置界面 4. 設(shè)置無(wú)線的基本信息，將默認(rèn)的 SSID改為 AP1，開啟 Bridge功能，在下列框中輸入AP AP AP4的無(wú)線 MAC地址。（如圖 16） 21 圖 16 輸入 SSID和橋接 MAC地址界面 5. 保持 DHCP處于啟動(dòng)狀態(tài)（如圖 17） 22 圖 17 設(shè)置 DHCP界面 6. 用同樣的方式進(jìn)入 AP AP AP4 在 LAN口設(shè)置中，分別將口 IP該為 ，保存（如圖 18） 23 圖 18 設(shè)置 LAN口 IP界面 將 SSID 更改為 AP AP AP4，開啟 Bridge功能，在對(duì)話框中輸入其他路由器的 MAC地址 保持 DHCP處于禁用狀態(tài)。 如果不希望未授權(quán)用戶訪問(wèn)我們的路由器， 在“無(wú)線參數(shù)”基本配置中開啟安全設(shè)置，加密類型默認(rèn)為 WEP，密鑰格式為 ASCII碼，密鑰類型根據(jù)需要可選擇 128或 64位，這里選 64為。密碼為“ shi yan123”，四個(gè) AP的加密都要配置，都保持一樣。（如圖 19） 24 圖 19 密碼設(shè)置界面 視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn) 通過(guò) IP地址的配置，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像頭和筆記本電腦連接到該模擬的無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)配置實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。使用筆記本電腦登陸該網(wǎng)絡(luò)攝像頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭所采集的信息進(jìn)行查看，完成監(jiān)控過(guò)程。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了基于無(wú)線 Mesh網(wǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)控的可行性，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)表明無(wú)線 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控具有很好的靈活性、穩(wěn)定性。能夠滿足人們對(duì)視頻監(jiān)控的需求。 無(wú)線 Mesh 網(wǎng)視頻監(jiān)控的技術(shù)展望 經(jīng)年來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅猛，但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶寬容量低、 WLAN接入的覆蓋范圍有限等缺點(diǎn)是人們?cè)诖蠓秶曨l監(jiān)控中很少使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線 Mesh網(wǎng)（ WMN）作為有一種新型大容量、高帶寬、高速率的分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，擁有提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、易于管理等特點(diǎn)，它擁有改善現(xiàn)在我們視頻監(jiān)控的潛力，發(fā)展后勁十足。 Mesh網(wǎng)已經(jīng)成為建設(shè)無(wú)線城市的項(xiàng)目主流。本次設(shè)計(jì)是基于大 學(xué)校園設(shè)計(jì)的無(wú)線 Mesh視頻監(jiān)控。未來(lái)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將覆蓋城市各地，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將會(huì)出現(xiàn)多元化。 5 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)近半個(gè)學(xué)期我們小組終于完成了《 基于無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》畢業(yè) 設(shè)計(jì) ，從開始接到 設(shè)計(jì) 題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到 設(shè)計(jì) 文章的完成，每走一步對(duì)我們小組來(lái)說(shuō)， 25 都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里，我們小組學(xué)到了很多知識(shí)，也有很多感受。從對(duì)無(wú)線 Mesh網(wǎng)和視頻監(jiān)控的一知半解，進(jìn)而進(jìn)一步進(jìn)行學(xué)習(xí)與鉆研，查找相關(guān)資料與書籍，咨詢輔導(dǎo)教員，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使我們非常稚嫩的作品一步步完善 起來(lái)，每次的改進(jìn)都是我們學(xué)習(xí)的收獲，每次試驗(yàn)的成功都會(huì)讓我們興奮好一段時(shí)間。從中我們也充分認(rèn)識(shí)到， WMN的廣闊前景和它對(duì)未來(lái)人們生活的影響。雖然我們的 設(shè)計(jì) 作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我們可以自豪的說(shuō)這里面的每一個(gè)文字都凝有我們的汗水，當(dāng)看著自己的設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用于社會(huì)時(shí)，那將是莫大的幸福和自豪。這次做論文的經(jīng)歷，也會(huì)使我們終生受益，我們感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)和研究的過(guò)程。沒(méi)有學(xué)習(xí)，就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究就不會(huì)有所突破，那也就不叫 畢業(yè)設(shè)計(jì) ，希望這次的經(jīng)歷 能激勵(lì)我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中不斷進(jìn)步。 26 致謝 時(shí)光荏苒，歲月如梭，大學(xué)四年的時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲，有時(shí)茫然，有時(shí)興奮，有過(guò)低落，千言萬(wàn)語(yǔ)只想說(shuō)“感謝”二字。 首先衷心感謝 指導(dǎo)教員汪濤講師 ！ 教員們以 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、高尚的師德、誨人不倦的精神時(shí)刻鞭策和激勵(lì)著我們，使我們不僅在學(xué)業(yè)上有了長(zhǎng)足進(jìn)步，而且還領(lǐng)悟了許多做人、做事的道理。 育我成才者師也， 再次 感謝各位老師的諄諄教誨，感謝你們四年來(lái)辛苦的付出。 最后 在本文完成之際，我們要想向所有給予指導(dǎo)、關(guān)心、支持和幫助的老師、領(lǐng)導(dǎo)、同學(xué) 致以衷心的感謝 ! 27 參考文獻(xiàn) [1]汪濤，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)導(dǎo)論 [M]，清華大學(xué)出版社， 2020年 2月 [2]李君懿 趙利，無(wú)線 Mesh網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā) [J]， 桂林電子科技大學(xué)， 2020 [3]朱近康，無(wú)線 Mesh技術(shù)和網(wǎng)絡(luò) Wireless Mesh Technology and Networks[M]， 2020 [4]方旭明， 下一代無(wú)線因特網(wǎng)技術(shù)：無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò) —— 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) [M]， 人民郵電出版社 ， 202051 [5] 梁篤國(guó) , 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用 [M], 人民郵電出版社 ,202091 [6] 李金伴 .王善斌，電視監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 202011