1 概述

    隨著經濟的發(fā)展，社會安全問題越來越引起人們的重視，安防產業(yè)也隨之產生。我國的安防產業(yè)是從20世紀80年代開始起步的，隨著國民經濟的發(fā)展及經濟化進程的加快，我國的安防產業(yè)迅速發(fā)展，科技含量越來越高，由原來單純的保安巡警人員日夜輪流值守發(fā)展為使用各種傳感器、各種監(jiān)控儀器等工具監(jiān)測值守，逐步向數字化網絡化發(fā)展，效率得到了極大的提高，安全性大大增強。

    無線數字監(jiān)控是基于無線局域網技術的一種較為廣泛的應用方式。它是在原有以太網監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，用無線微波作介質進行數據傳輸。此時，有人要問，目前的無線技術可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)的質量要求嗎？視、音頻數據如何通過無線局域網進行穩(wěn)定傳輸？遠距離供電問題怎樣解決？而無線監(jiān)控系統(tǒng)又適用于哪些行業(yè)呢？

    傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬視頻傳輸和存儲技術，可以達到令人滿意的圖像質量，成本也相對較低。隨著數字視頻編碼技術以及互聯(lián)網技術的發(fā)展，出現(xiàn)了基于以太網傳輸技術的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并通過網絡傳輸。

    近幾年，無線以太網出現(xiàn)而且得到快速發(fā)展，給監(jiān)控系統(tǒng)帶來了新的應用模式。無線數字監(jiān)控系統(tǒng)在原有以太網監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，用無線微波進行數據傳輸，摒棄了電纜的束縛，降低了網絡布線的成本，增強了監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性和可擴充性。

    安防系統(tǒng)主要包括：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、家居防盜報警系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)、車庫管理系統(tǒng)、巡更管理系統(tǒng)、熱釋紅外磁控開關防盜監(jiān)控系統(tǒng)、小區(qū)一卡通系統(tǒng)等。

    目前的安防系統(tǒng)主要是通過有線的方式把各種監(jiān)控攝像頭、熱釋紅外傳感器、門禁控制器等連接到監(jiān)控調度中心，構成一個有線的監(jiān)控網絡。使用有線的方式構建安防監(jiān)控網絡需要開挖路面，鋪設電纜等，不但成本高，安裝復雜，而且施工周期長。

    使用無線通信的安防系統(tǒng)在近年來得到了很大的發(fā)展，無線安防系統(tǒng)具有安裝簡單、無需鋪設電纜等優(yōu)點。用于移動通信的GPRS/CDMA網絡具有覆蓋范圍廣、盲區(qū)小等特點，非常適合應用于建設無線的安防系統(tǒng)。

    在安防行業(yè)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)市場規(guī)模占整個安防行業(yè)的60%，由于2.5G的GPRS/CDMA網絡帶寬小，速度慢，視頻監(jiān)控一直都是使用有線的方式。隨著3G牌照的發(fā)放，我國的3G網絡逐漸建立起來，相比2.5G網絡，3G網絡的優(yōu)點是打破了無線帶寬瓶頸的限制。當前國內三種3G網絡（TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 EV-DO）標準可達到幾百K到幾兆位的帶寬，完全可以滿足用于安防系統(tǒng)的視頻監(jiān)控帶寬要求。

    通常情況下，被監(jiān)控點和中央控制中心相距較遠且位置較分散，利用傳統(tǒng)網絡布線的方式不但成本高，而且一旦遇到河流山脈等障礙時，有線網絡更是束手無策。此時，利用無線網橋技術，可以將多個被監(jiān)控點與中央控制中心連接起來，可以在短的時間內迅速建立無線網絡鏈路。在條件許可的情況下，利用無線網橋遠連接距離可以達到50公里以上。

    在監(jiān)控系統(tǒng)中，無線網絡主要負責連接被監(jiān)控點和監(jiān)控中心，或者將遠程的多個監(jiān)控點設備連接起來，同時確保數據在鏈路上的穩(wěn)定傳輸。在傳輸帶寬方面，基于IEEE 802.11b/g/a協(xié)議的無線網絡產品支持11Mbps、54Mbps或更高的網絡帶寬，足以保證采用H.263/MPEG-1/2/4等格式的數字視頻流穩(wěn)定可靠地進行傳輸，達到無線視頻監(jiān)控的目的。然而，由于監(jiān)控系統(tǒng)對視頻質量要求較高，如何在無線網絡中傳輸穩(wěn)定高質量的視頻信息也是無線數字監(jiān)控系統(tǒng)中需要解決的關鍵技術之一。此外，從工程實現(xiàn)的角度考慮，橋接設備往往安裝在室外，如何對這些設備進行遠距離供電以及設備管理也是值得關注的問題。

    本文以一個小區(qū)的安防系統(tǒng)為例講述移動通信GPRS/3G網絡的無線技術在安防系統(tǒng)中的應用。

    2 系統(tǒng)組成

    居民小區(qū)區(qū)域范圍廣、出入口多而且人員流動量大，安防工作難度比較大，一般的小區(qū)安防都需要一支很龐大的保安隊伍在出入口及各樓道進行巡檢。使用各種數字化監(jiān)測儀器的智能安防系統(tǒng)不但可以減少安防人員，而且能極大提高準確度，減少因保安人員的疏忽引發(fā)的各種犯罪案件。智能小區(qū)安防系統(tǒng)主要包括幾個方面：各樓道的視頻監(jiān)控、各出入口的門禁、車庫的刷卡管理、各種防盜報警及保安人員的巡更管理等。

    圖1所示為一個利用移動通信GPRS/3G網絡無線技術組建的智能小區(qū)安防系統(tǒng)，其主要構成有視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)及監(jiān)控中心等。

    （1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控攝像頭、云臺、視頻處理服務器及3G網絡傳輸設備（3G DTU）。

    視頻處理服務器主要完成攝像頭視頻流的采集、視頻流的壓縮編碼及云臺控制。視頻流的壓縮采用H.264標準，其采用了高、多模式預測技術來提高壓縮比以降低碼流。H.264標準具有低碼流、圖像質量高、容錯能力強及網絡適應性強等特點，非常適合于使用GPRS、CDMA等無線網絡傳輸視頻流的應用。

    目前我國建成的3G網絡有：中國移動TD-SCDMA、中國聯(lián)通WCDMA、中國電信CDMA2000 EV-DO。3個3G網絡系統(tǒng)已在全國多個城市相繼開通，而且?guī)挶容^大，完全滿足視頻監(jiān)控傳輸帶寬的要求。3G網絡傳輸設備采用由廣州致遠電子有限公司設計并生產的3G DTU，如圖2所示，該3G DTU具有速度快、緩存大、運行穩(wěn)定可靠等特點，非常適合于視頻監(jiān)控等領域的應用。

    （2）門禁系統(tǒng)

    門禁系統(tǒng)包括門禁控制器、讀卡/發(fā)卡器、各種聯(lián)動裝置、短信設備及GPRS網絡傳輸設備等。

    門禁控制器采用廣州致遠電子有限公司設計及生產的MJS-100F+聯(lián)網/脫機型單門門禁控制器，如圖3所示，其支持布/撤防、防返潛、門點互鎖、事件聯(lián)動、門狀態(tài)、卡+密碼開門等強大門禁控制功能，每個控制器多支持5 000個持卡人，多可存儲3 000條進出事件記錄。各種聯(lián)動裝置可配合各種傳感器如熱釋紅外、磁控開關等觸發(fā)報警，并可聯(lián)動短信設備發(fā)送報警短信到執(zhí)勤人員手機進行報警通知，讓執(zhí)勤人員及時到現(xiàn)場處理各種報警事件。

    GPRS網絡傳輸設備主要負責把門禁控制器的各種刷卡事件及聯(lián)動報警事件通過GPRS網絡傳輸到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心進行集中管理及調度。GPRS網絡設備平時工作在空閑下線模式，節(jié)約GPRS流量，當有各種門禁事件發(fā)生時自動聯(lián)網并發(fā)送門禁事件到監(jiān)控中心。GPRS網絡傳輸設備采用廣州致遠電子有限公司設計及生產的GPRS DTU，適合的型號有：ZWG-23A、ZWG-23DP、ZWG-28A、ZWG-28DP。

    門禁系統(tǒng)可根據需要增加視頻抓拍設備，由門禁控制器產生事件聯(lián)動啟動視頻攝像頭進行抓拍，并通過3G網絡設備傳輸到監(jiān)控中心記錄保存。

    （3）巡更系統(tǒng)

    傳統(tǒng)的執(zhí)勤人員巡更都是采用筆錄登記等手段，這種方式不能準確記錄執(zhí)勤人員的巡更時間，執(zhí)勤人員的疏離值守容易導致物業(yè)財產遭受損失，人為因素極大，極其需要一個完善的巡更系統(tǒng)來規(guī)范管理巡更執(zhí)勤人員的巡更任務。

    巡更系統(tǒng)包括讀卡設備、GPRS網絡設備、備用電池等。

    巡更系統(tǒng)采用智能卡的方式，每個執(zhí)勤人員都配備一張智能卡，智能卡上包含一個的ID號，在發(fā)卡時ID號與執(zhí)勤人員信息一一建立關系并存儲在監(jiān)控中心數據庫服務器。在各巡更地點裝上智能巡更設備后，執(zhí)勤人員手持智能卡在各巡更點巡更報到，巡更設備會記錄巡更時間及巡更人員信息并通過GPRS網絡設備傳輸到監(jiān)控中心服務器。

    巡更系統(tǒng)采用GPRS無線傳輸方式，無需鋪設通信電纜，可任意掛接在各巡更點，安裝簡單方便，GPRS傳輸設備平時工作在空閑掉電模式，只有在執(zhí)勤人員巡更報到時才自動上線傳輸巡更數據，極大降低功耗和GPRS流量。整個巡更系統(tǒng)還配有備用電池，在市電斷電的狀態(tài)下能啟動GPRS傳輸設備向監(jiān)控中心傳送市電斷電報警，并可利用備用電池持續(xù)工作。

    （4）監(jiān)控中心

    監(jiān)控中心起到監(jiān)控調度的作用，其主要包括監(jiān)視器、監(jiān)控軟件、數據庫服務器、警報器及調度器等。監(jiān)控中心通過以太網絡接入到Internet，接收視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)等通過無線網絡傳輸的數據。

    監(jiān)控中心利用監(jiān)控軟件通過監(jiān)視器實時監(jiān)測視頻監(jiān)控信號，并進行實時錄像，對案發(fā)經過進行備案，值班人員還可以通過遙控裝置遠程控制各位置攝像頭，改變攝像角度、方位、鏡頭焦距等，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場大范圍的觀察和近距離的特寫。

    行業(yè)應用前景

    如今，無線數字監(jiān)控作為無線網絡的一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用無線方式，建立被監(jiān)控點和監(jiān)控中心之間的連接。無線數字監(jiān)控技術已經在現(xiàn)代化小區(qū)、交通、運輸、水利、航運、治安、消防等領域得到了廣泛的應用。圖1為AboveCable在某城市火車站的無線監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖。

    3 小結

    智能小區(qū)安防系統(tǒng)能隨時對小區(qū)內發(fā)生的情況進行全面、及時的了解和掌握，對意外情況能迅速做出正確判斷，并給出正確、快速的指揮和處理，使犯罪案件發(fā)生率大大降低。運用無線技術的安防系統(tǒng)具有安裝簡單方便，建設投入及運行費用低等特點，隨著我國GPRS及3G無線網絡的迅速發(fā)展，使無線GPRS/3G網絡技術逐漸融入到安防系統(tǒng)領域，運用無線技術的安防行業(yè)必將得到迅猛的發(fā)展。