无线网桥在视频监控系统中的应用研究

2022-01-20王兴伟

通信电源技术 2021年15期

王兴伟

（塔里木油田，新疆库尔勒 841000）

0 引言

随着通信技术、计算机以及多媒体的进步。我国在多个地方已经建成了多个大型远程视频监控系统，以满足各行各业日益增长的需求。从技术上看，视频监控系统主要有3个阶段的发展过程。第一个阶段是模拟闭路电视系统，第二阶段主要是“PC+多媒体卡”时代，第三阶段主要是IP网络时代[1]。为了适应未来新的发展趋势，同时满足在未来新业务中的需求，视频监控系统要不断发展新技术。

云计算视频监控技术在视频监控的范围内取得了很大的进步，该系统采用大数据技术接入互联网，并且可以充分挖掘视频监控系统数据背后的信息，同时释放视频监控的价值。视频监控系统的中控中心与被观察点相距较远，当被监控点的位置比较分散时，传统的技术成本高、网速慢，且存在一些特殊的地理条件，如湖泊和高山等时，有线网络布线很困难[2]。在这种情况下，利用无线网桥技术无线通信的优势可以快速实现无线网络的连接，实现控制点和中控中心的数据传输，提供了适用于各种应用的视频监控功能。

1 无线网桥技术的概述

1.1 无线网桥技术

无线网桥主要是指通过指定频段发射微波信号来实现信息的发送和接收。微波传输是线性的，当信号通过无线网桥传输时，需要确保在接收点和发送点之间的传输路径上没有阻碍[3]。无线网桥根据通信机制可以分为两种，一种为电路网桥，另一种为数据网桥。无线网桥的基本特性与有线网桥相同，它通过接收数据、过滤地址以及转发数据在各个网络系统之间交换数据，实现互联互通[4]。

1.2 无线网桥技术的工作原理

该技术的工作原理可以概括为验证、训练、转发、过滤以及泛洪。每个网桥都会存储一个动态路由表，网桥将通过反向学习获取路由信息，并将路由信息存储在动态路由表中。当其中一个路由数据超过一定的时间限制并且不适用时，网桥会自动删除该信息以适应网络拓扑的变化。当网桥接收到数据帧时，它首先查询路由表，并根据目的地址将其转发到相应的端口。如果该地址在路由表中不存在，则将使用该地址并将泛洪算法广播到网络拓扑中的端口[5]。无线网桥的工作原理如图1所示，两个无线局域网A和B通过两个无线网桥连接，当PC1发送消息时，AP1首先检查无线网络前面消息帧的目的地址。如果目的地是A，则丢弃该消息。如果目的地是B，则AP1从端口2向端口3发送消息，端口4将消息转发给具有目的地地址的设备。

图1 无线网桥的工作原理

无线网桥的工作模式根据信号传输方式的不同可以分为4种，第一种是点对点、第二种是点对多点、第三种是中继、第四种是反射。第一种工作模式的传输方式相对来说是最简单的，一台设备发送信号，一台设备接收信号，常用于只需要连接两个固定网络的环境中[6]。第二种工作模式是一个接收机接收多个发射机发出的信号，这种工作方式适用于传输距离短、监测点多以及分布密集的情况[7]。组网简单易操作，成本低，适用于小型网络，一旦出现故障，整个网络就会瘫痪。很明显，这种工作模式成本比较高，在实际的网络建设中为了节省成本不采用这种模式。

2 无线网桥技术的优势

无线网桥技术主要是无线射频技术与传统有线技术的结合，适合应用在水域、森林、临时场地以及建筑工地等特殊地理环境的数据传输，优势如下[8]。

2.1 有效提高网络的延展性

局域网具有较大的传输范围限制，但是无线网桥可以有效提高网络的扩展性和延伸性，并且还可以连接到距离相对较远的局域网等，以更有效地进行数据传输和信息交流。在无线网桥技术覆盖范围内的正常条件下，都可以使用该技术来连接和扩展网络。

2.2 保证安全的信息传输

局域网宽带是固定不变的，因此数据传输的速度会随着网络上连接设备数量的增加而减速。但是无线网桥的技术特性之一是它可以在本地网络上执行必要的网络分段，有效防止大量的不适当信息抢占信息信道，造成网络堵塞的现象，以此来保证信息传输的速度和信息通道的安全。

2.3 迅速组建通信链路

线网桥技术的优势是可随时配置无线网络，随时添加链路，方便安装和扩展。不仅如此，无线网桥技术可以快速建立通信通道。同时，在无线网桥系统中，维护无线信道只需要维护无线网桥设备，当出现故障时可以快速找到故障原因，恢复线路的正常运行。有线网络通信维护需要全线巡检，故障点难以及时发现，线路损坏恢复时间长。

3 无线网桥在视频监控系统中的应用

3.1 局域网互联系统结构的构建

由于我国科技的不断发展，局域网正朝着提高计算机移动计算能力和数据传输速度的方向发展。在提高网络传输速度方面，使用以太网和ATM局域网技术可以有效提高网络传输速度；在计算机移动计算能力方面，以网络的畅通为前提，采用无线局域网技术支持网络漫游。局域网技术使用移动红外线和无线电设备，具有建网灵活度高和可移动的特点。在配置网络时，局域网技术可以结合有线局域网和无线局域网的特点，提高局域网组建的可用性和稳定性。此外，在有效连接广域网与局域网层面有决定性作用的为无线网桥。

3.2 在基础建设场地视频监控系统中的应用

视频监控在给人们带来方便的同时，在人们的生产生活中发挥着非常重要的作用，因此具有广泛的应用，如防火和防盗系统监控等[9]。同样，基础设施建设项目也需要视频监控，但由于经常面临各种不利因素，完成一个有线视频监控系统需要的时间比较长，并且工作量比较大。因此，将无线网桥技术应用到其中能够很好地完成基础设施场地视频系统的组建。无线视频监控的灵活性和便利性都非常高，只需要选择一个没有山峦阻挡的交通便利的地方就足够了。同时在配置安装无线设备后，就可以收集现场的图像信息，并且经过无线网桥来进行数据传输。

例如，选择一个变电站并在这个地方安装视频监控系统，以便于对站点进行视频监控。由于环境恶劣，需要采用先进的摄像技术来实现采集高质量视频图像的目标。在这个过程中，最关键的问题是如何利用5.8 GHz频段无线网桥来把主机的监控和视频监控网络相结合起来，并通过视频监控和数据传输来监督变电站施工现场的状况。得益于无线视频监控系统，监督管理人员无需走访各个基础设施建设工地，只需通过使用网络浏览器和计算机成像软件，就可以跟踪和了解并控制施工现场的实际生产状态。而且，如果基础设施施工现场发生事故，则可以通过无线视频监控全面评估现场情况，同时可以指导其采取合理措施，立即解决问题。借助无线视频监控，可以有效地对变电站情况进行综合监控和分析，进而加强对基础设施建设现场的管理[10]。

3.2.1 无线网桥

本次基础建设场地视频监控系统主要采用外置无线网桥乐视Radwin2000c，监控站点包括外部主设备和一个内部电源设备两个设备来无线连接。室外无线网桥设备是一种高速无线以太网桥，可以在5～6 GHz的频率范围内运行，同时根据需要选择合适的工作频率。

3.2.2 视频监控

无线和有线传输都有一定的宽带，假设使用有线宽带时不进行分析和处理，信息传输通道的利用率会降低。因此，这次采用MPEG-4视频压缩技术对视频和图像信号进行压缩，以减少数据带宽的使用，节省宽带资源，大大提高信号传输利用率。

3.2.3 网络管理

基于无线网桥技术的无线视频监控系统可以通过本地PC平台对监控系统进行有效的网络控制，通过无线网桥与现场设备的连接可以及时监控现场，检测系统性能。并使用Radwin2000c开放式无线网桥和铁越视频进行处理，连接无线视频监控网络，就可以使本地PC平台管理远程设备，实现无线视频监控远程管理。