智能楼宇无线视频监控系统优化设计

韦 潇

（广西通信规划设计咨询有限公司，广西 南宁 530007）

0 引 言

随着我国社会经济水平的不断提高和科学技术的不断进步，智能化设备逐渐走入了人们的生活。作为智能信息技术的应用之一，智能楼宇无线视频监控系统的应用有效提高了楼宇的安全性，为人们的日常生活与工作安全提供了保障。

1 智能无线视频监控系统的关键技术

1.1 无线通信技术

与有线通信连接方式相比，无线通信技术更加快捷和方便，安装过程耗时短且不容易出错，对施工过程的影响可以忽略不计。同时，因为相关设备占用的空间较小，所以它的灵活性更强，能够安装位置的选择也有所增加。所以，在楼宇智能视频监控系统中使用无线通信技术组网，能够有效降低各方面的成本，有效提高用户体验。无线通信技术主要分为专用网和公用网两种技术。在确定使用无线通信技术组网时，需要根据运营商的实际管辖范围进行选择[1]。

1.2 公用网与专用网技术

现阶段，公用网技术仍然是移动通信运营商使用的主流技术，可参考当前主流的4G网络和发展迅速的5G网络。

和专用网相比，公用网能够更快地传输数据，且在信息处理方面做得更好。3G时代的数据传输速率已经能达到100 kb/s的级别，4G时代的数据传输速率达到了20～100 Mb/s，而且能够完全兼容GSM、CDMA以及TDMA等，而未来的5G时代会把数据传输速率提升到一个更高的水平，因此不同用户间的通信质量也非常高，用户体验良好[2]。

专用网主要面向的客户是企业。企业在日常经营管理工作中为了防止信息泄露等状况，需要用到内部网络，这就需要建立自己的专用网。Zigbee、蓝牙以及WiFi是专用网组网常用的技术。在这3项组网技术中，Zigbee的可靠性较强，复杂性低于另外两项技术，能够快速建立一个比较可靠的专用网，组网能力较强。但是，这项技术传输的距离较短，且仅支持数据量较小的信息传输，比较适用于小范围的专用网组建。使用蓝牙技术进行组网虽然复杂度比Zigbee技术要高，但是它的传输范围约为10 m，传输速率能够达到1 Mb/s，且支持传输的数据量也比蓝牙技术大。WiFi属于局域网的一种，使用的入网协议是IEEE802.11。使用WiFi技术组建的网络，支持的传输范围和传输数据量是这3项技术中最大的，虽然它最复杂性，但是由于它具有成本低、使用方便等特点，许多企业都选择它作为自身专用网建设的技术。WiFi技术也是最适合用于智能楼宇视频监控系统的一种技术。

2 智能楼宇无线视频监控系统的功能及架构

作为智能楼宇系统的一个重要组成，监控子系统通过在楼宇的各个位置安装监控设备，可以实现对楼宇的实时监控，还能将监控数据上传到数据中心，为有关人员的工作提供依据，辅助人们进行工作，有效提高了楼宇的智能化水平。

2.1 智能楼宇无线视频监控系统的功能

完整的智能楼宇无线视频监控系统应该包括以下功能。第一，能够调整监控摄像头，转换其拍摄角度、放大倍率等，并通过切换镜头使画面变得更加清晰。第二，管理人员能够随时切换显示画面，并确定是由哪个摄像头传输的画面，以此帮助有关人员通过监控影像进行追踪。第三，能够同时显示多个摄像头传输回来的画面，还可以进行录像。第四，报警功能。当系统检测到异常画面后会向有关工作人员和上级部门反馈，同时联动录像等多方面的功能实现智能化报警，切实保障楼宇安全。

2.2 智能楼宇无线视频监控系统的架构

通过分析监控系统的功能，可以把它划分为摄像头、数据无线传输和主机3个部分。摄像头部分主要有各种类型的摄像头组成，主要用来监控记录并上传影像，包括网络摄像头和夜间摄像头等。主机部分则由计算机和服务器组成，主要功能是处理上传的视频以及实施智能判断，有效提高楼宇的安全性。

2.3 智能楼宇无线视频监控系统优化设计中的注意事项

在系统设计过程中注意以下两方面的问题，能够实现对监控系统的优化。

一方面是设置波特率、通信协议和地址码等参数。要求参数设置合理，避免云台控制系统出错而脱离控制。假如这些参数设置太低，系统自身的灵敏性将会受到影响；相反，设置太高就会使系统脱离连接。值得注意的是，云台的拨码开关和地址码之间联系密切，设置时要反复确认二者是否能够相互匹配，防止出现意外。

另一方面，楼宇的智能监控功能需要依靠软件来实现，要求系统能够及时对异常状况作出反应，联动摄像头部分和报警部分，记录现场出现的异常，还要向有关工作人员反馈信息。此外，在监控系统中如果用到了探测器等设备，需要安装编码器将相应的视频信号转换为数字信号，以便计算机能够接收并进行相关处理。

3 案例分析

视频监控系统的安装分为地面上下两个部分，地上部分共有33层，地下部分有2层。从下到上，最底下的一层为机房，负一层为车库。到了地面部分，1～2层为大堂，3～5层是娱乐和餐饮场所，其余楼层除了最顶层作为电梯机房以外，都作为办公层来使用。为了保障楼内人员和楼宇本身的安全，门和楼道等关键场所都要安装监控。此外，由于大楼本身的面积大、楼层多，且前期的线路安装通常没有考虑后期的监控系统要求，所以需要使用无线通信技术来监控系统，再利用原本的有线网络作为辅助，从而大大提高了楼宇的安全性和智能性。

3.1 工程具体需求

为了有效保障楼宇的安全，提高监控系统的科学性和可靠性，能够及时发现异常情况并进行报警，需要监控系统能够做到以下几方面。第一，在楼宇周围都布置好摄像头，做到对楼宇的全方位无死角监控。第二，在楼宇的出入口设置摄像头，实时监控大楼的出入口位置。第三，在每一层漏的公共区域都布置摄像头，保护楼内人员的安全。第四，设立一个专门用于管理监控的场所，对整个监控系统进行管理。第五，通过软件实现系统对摄像头的智能管理，有效提高楼宇的智能化水平。第六，使用容量足够大的设备储存监控数据，可以上传到云数据中心。第七，服务器要为监控系统预留足够的内存，以便其进行工作。

3.2 工程设计

在工程设计阶段，要考虑监控系统的实际需求。图1是大楼无线视频监控系统的实施图。

3.2.1 无线视频采集端

无线视频采集端负责采集每个监控区域的视频数据。智能楼宇无线视频监控系统的视频采集端主要由CEC2440摄像头端主控模块、OV9650摄像头模块以及腾达W311U+无线网卡通信模块3个模块组成。

3.2.2 存在的问题及对应的优化方案

该楼宇视频监控系统采用前端编码的方式，通过以太网传送至视频监控中心。系统在长期使用过程中发现还存在一些问题，如稳定性不够、存储数据丢失等。针对此问题，研究人员对系统进行调查，发现了问题所在并制定了对应的优化方案。

图1 大楼无线视频监控系统实施图

导致该问题的主要原因在于4路视频解码器的硬件性能达不到要求，难以实现4路高清视频的同时解码，而其性能的不足将导致运行过程不流畅。因此，设计了如下优化方案。方案一，将4路解码器换为单路解码器。这是一种最简单也最有效的方法。单路解码器能够承担单路视频的流畅解码，弊端在于将会成倍增加解码器的数量。方案二，将现有的4路解码器作为2路解码器，并增加一倍的思路解码器数量。

3.3 运行效果

在监控系统搭建完成后要进行测试，分析试运行时的数据来确定其是否达到了要求。实际运行结果表明，系统能够满足实际的监控要求，拍摄的画面和图像都足够清晰，而且视频数据传输的延迟也较低，可以有效保障楼宇的安全。

4 结 论

随着科学技术的发展，许多高科技的智能化设备走进了人们的生活，人们的生活质量逐步提高，而相应的技术也被应用于社会的各个方面。为了应对新时代带来的新危险，需要将智能技术应用于楼宇监控系统，而无线通信技术中的WiFi技术能够有效降低搭建成本，又能保证传输效率，是能够用于智能楼宇无线视频监控系统建设的先进技术，以提高楼宇的安全性。