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

概述
    南京科技館位于風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，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。館內現有監(jiān)控系統(tǒng)4年前由深圳一家監(jiān)控公司完成，該系統(tǒng)設計有 48個監(jiān)控點，現實際動作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，主存為硬盤式結構，MPEG-4壓縮技術，最大保存一周。

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

    館內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個損壞設備的更換，部分死角的設備增加，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)，實現聲光報警和多系統(tǒng)的聯動報警，警報系統(tǒng)的布防和撤防等工作。

    此次主要針對館內無線監(jiān)控系統(tǒng)的應用和無線監(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（館外紅外聯動報警部分暫不介紹）。

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

1、安全可靠
    作為前端數據采集的部分，系統(tǒng)必須具有高度的安全性和可靠性，采用成熟的數字網絡系統(tǒng)，保證視頻信息的可靠、安全和高質量傳輸。整個系統(tǒng)構成、設備選型及互聯科學合理，使得系統(tǒng)整體運行良好穩(wěn)定，并且便于維護。

2、技術先進
    系統(tǒng)的數字視頻處理采用MPEG-4或者H.264視頻壓縮技術，壓縮效率高，節(jié)省傳輸過程中的網絡帶寬和存儲空間，有效地提升硬件配置的經濟性和使用效率；配置功能強大的系統(tǒng)管理軟件，保證了數據處理的高效準確；系統(tǒng)操作權限的劃分，提高了指揮中心的管理水平。

3、經濟合理
    電視監(jiān)控系統(tǒng)方案著重考慮系統(tǒng)的性價比，充分體現系統(tǒng)結構的合理性與配置的經濟性，保證系統(tǒng)較高的可維護性與盡可能低的運營、維護成本。

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)務部門資源共享，實現管理與服務的緊密結合；同時預留接口與其它相關公用信息系統(tǒng)互聯互通，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、硬件指標及接口規(guī)范均符合國際、國內相關標準要求，便于實現與不同硬件設備間的連接，以及軟件與數據庫系統(tǒng)的維護及擴容，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”的原則指導下，合理配置資源、服務，充分利用原有資源，實現各種子系統(tǒng)的信息集成、協調控制與管理。[nextpage]

6、設備升級
    監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件均有較強的擴展能力，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)功能擴展和二次開發(fā)的需要，從而可以不斷地支持新業(yè)務，并可根據不同需求開發(fā)新功能。

館內新增無線電視監(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構，最大跨度65米，但是鋼結構也對場館內部的設備安裝和布線帶來了不便。

    由于場館內部高度達到了10米以上，同時在原先設計時，沒有考慮到今后監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，因此在展館內部只有照明使用的電源線，沒有預留其它相應的線纜，因此如果安裝有線監(jiān)控設備的話，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密，因此在2009年4月22日才將設備運抵展會現場，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，根本達不到展會當天使用的要求。

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

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)的高度達到了10米以上，并且在展區(qū)內有大型的鋼結構圓柱的阻擋，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。不僅圖像的質量要求清晰，并且還要在各個經過授權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、設備要求高、圖像質量高的嚴格要求下，南京科技館選擇無線監(jiān)控設備來應對此次的“神七展”。 [nextpage]

3、系統(tǒng)技術方案
    無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是遠程監(jiān)控與無線網絡技術的完美結合。該系統(tǒng)可以通過無線傳輸方式將被監(jiān)控點的圖像信息準確、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)控點的情況，并對發(fā)生的情況做出反應和處理。

    該系統(tǒng)安裝簡易，功能強大，可以盤活館內既有的網絡資源，輕松實現實時視頻監(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，獨有的人臉識別技術與逐幀播放技術，更便于事后追蹤分析，鎖定可疑人員。

4、系統(tǒng)構建及結構圖
    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、無線智能分體監(jiān)控儀、以及無線AP，其中模擬攝像機作為前端視頻采集設備，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)控儀壓縮編碼后轉換為H.264格式的數字信號，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卡進行數據存儲，無線AP在接收到實時圖像后傳入場館本地網絡，在監(jiān)控中心的電腦平臺上即可實時瀏覽現場監(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卡內保存的圖像資料及時通過無線網絡上傳到監(jiān)控中心指定的圖像保存服務器中，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，整個無線網絡采用WEP進行加密，無線智能分析體監(jiān)控儀以及無線AP都設置了用戶名和密碼認證機制，并且無線AP關閉了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，遠程上傳于一體，保衛(wèi)人員或者經過授權的人員可以通過播放器進行遠程監(jiān)控，實時播放現場視頻流，并且可根據用戶的要求，在指定的服務器或PC上再次進行圖像的遠程存儲，保證圖像不丟失。圖3是在館長室點播的監(jiān)控圖像示例。 [nextpage]

5、使用無線智能分體監(jiān)控儀構建監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
·低成本：使用無線網可以避免安裝線纜的高成本費用、租用線路的月租費用以及設備需要移動時發(fā)增加的相關費用；
·靈活性：由于沒有線纜的限制，具有靈活的擴展性，無線監(jiān)控還可以隨時輕松添加新的監(jiān)控點；
·移動性：無線局域網設置允許用戶在任何時間、任何地點訪問網絡數據，不需要指定明確的訪問地點，因此用戶可以在網絡中漫游；　　
·快速安裝：無線局域網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，安裝時間比有線網絡節(jié)省許多；
·保護用戶已有投資：監(jiān)控點只需把無線設備搬遷至新地點安裝即可，不會像有線網絡一樣需完全重新鋪設。

與館內原先電視監(jiān)控系統(tǒng)的集成
    由于南京科技館在2005年已經初步建立了一套模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是由于建設時間較久，而且采用的DVR設備的網絡功能不足，因此目前只能在保安中心才能實現圖像的瀏覽和控制，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行大范圍的設備更換和改造，因此因地制宜，功能完善成為此次系統(tǒng)集成的首要目標。

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

1、讓視頻創(chuàng)造價值
·聯網——將現有的視頻圖像均通過視頻專網與科技館的管理控制中心連接。在實現信息資源共享的基礎上，通過控制中心的核心管理平臺對所有視頻資源進行統(tǒng)一編號、統(tǒng)一權限以及統(tǒng)一管理。聯網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。在技防結合人防的前提下，盡量減少監(jiān)控室的值班員人員數量或工時；
·系統(tǒng)優(yōu)化——通過此次建設，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及具有更多擴展功能的數模結合系統(tǒng)，考慮到目前已有50個視頻源，出于經濟性的考慮，采用平滑過渡的改造方案，為實現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)的一些設備，節(jié)省資金投入，通過二次開發(fā)實現對原有網點中部分DVR主機的接入，同時將另一部分DVR主機更換或采取復接的方式改造為可實現數?；旌瞎芾淼囊曨l服務器。[nextpage]

2、完善的管理機制
·系統(tǒng)兼容性——系統(tǒng)不但能實現對原有遺產系統(tǒng)的接入管理，還必須具有良好的兼容性，當后期擴展需要接入新的異質設備時，只需開發(fā)一個驅動就能實現真正的組件式兼容而非代碼兼容；
·權限管理——系統(tǒng)必須具備三維權限管理機制，支持對系統(tǒng)中有限資源（如數字干線）的搶占、復用及預留，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和嵌入式的系統(tǒng)將是保證系統(tǒng)可靠性的關鍵，而支持雙機熱備、自由上下電、雙路（或多路）容災、斷網重聯以及配合強大的日志管理、操作提醒、內控管理等網管功能，將充分保證系統(tǒng)具有電運營級的穩(wěn)定性。

3、由事后管理向事前管理過渡
·報警聯動——對原有報警主機進行接入管理，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)域對視頻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的接入（此次沒有建設，但是預留相應的接口）；
·智能——數模結合的系統(tǒng)以及百萬像素高清攝像機的接入，將為系統(tǒng)實現智能布防、行為分析乃至人臉識別等智能應用提供基礎。建議根據實際情況配置智能應用管理模塊。

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。認證系統(tǒng)對其進行驗證，以判斷用戶是否有權使用此系統(tǒng)。用戶進行安全認證，身份驗證的資料來源于集中規(guī)劃的數據庫，數據庫管理著視頻監(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。

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

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、地點等信息，錄像時自動或錄像后手動為每幀圖象加智能標記，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的海量存儲設備，通過添加硬盤的數量，即可延長圖像的保存時間。

4、網絡流覽
    數字化壓縮處理后的視頻數據根據相關網絡協議打包，通過交換機在局域網上共享運行，指揮中心操作人員可直接在任意一臺局域網內的PC瀏覽圖像信息；另外，為了實現遠程監(jiān)控，系統(tǒng)可配置WEB服務器及其組件（考慮到系統(tǒng)安全性，條件具備可以配置路由器），與其他外部網絡進行通訊，網內授權計算機可與局域網用戶一起共享這些信息（本功能在有多級分控、上級領導對系統(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)：網絡攝像機監(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）；安裝所需設備少，工程成本大幅降低（整個安裝過程就是架設攝像機和在PC機上安裝系統(tǒng)管理軟件），大幅減少線材；充分利用網絡資源，用寬帶網絡圖像傳輸非常廉價，增強了監(jiān)控范圍的靈活性，可直接實現遠端監(jiān)控，利用網絡更新軟件。這些都是傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)無法比擬的。[nextpage]

    相對于當前的監(jiān)控系統(tǒng)：網絡攝像機監(jiān)控系統(tǒng)對PC機的要求范圍減少，一般普通配置即可；無須軟件維護；無須機房，可以安裝在過道和環(huán)境差的地點；可以避免了死機現象和重新啟動時造成無法監(jiān)控的缺陷。這些是基于PC的數字監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的。

投資分析
    基于網絡攝像機的監(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)控點數、監(jiān)控副控數、監(jiān)控范圍、錄像范圍、錄像要求、報警要求等。在比較基于網絡攝像機的監(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：是否將網絡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絡布線和電腦是已有投資，不做監(jiān)控也需要。

    作為IP網絡監(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網絡監(jiān)控的信心，遠程網絡傳輸應該是監(jiān)控行業(yè)的一個重要的發(fā)展方向；而在未來數年的安防、視頻和自動控制市場中，其技術焦點越來越多地集中于網絡集成一體化方案。這就是多個系統(tǒng)合用單一圖形用戶接口（GUI），跨平臺共享數據庫，而單獨設計的獨立系統(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蝿斩诟鳘毩⒌南到y(tǒng)、計算機和各種硬件設備中共享其各自所有的信息、數據、系統(tǒng)特點和功能。集成一體化消除了原先以人工在各系統(tǒng)、計算機和硬軟件設備之間建立的連接，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。

    應該看到，在網絡系統(tǒng)飛速發(fā)展、網絡日益普及的今天，在安防監(jiān)控領域以IP網絡為載體的遠程監(jiān)控必將占主導地位，而以太網技術成熟后，寬帶信息網絡將以太網絡端口延伸到整個大樓，除了提供高速的網絡接入外，還能取代銅軸電纜圖像傳輸線路，將實時圖像監(jiān)控納入寬帶信息網絡應用范圍，這就使得信息網絡代替?zhèn)鹘y(tǒng)閉錄電視成為了必然?？梢灶A料，網絡集成一體化方案必將取代單獨設計的獨立系統(tǒng)方案，隨著網絡的進一步完善而得到長足的發(fā)展，IP網絡監(jiān)控技術必將日趨完善。