无线监控技术及其应用

迈向网络数字监控

监控系统主要用于对重要区域或远程地点的监视和控制，在银行、金融、水利、航运、大型企业、治安、消防、小区安保等领域具有举足轻重的地位。一套优秀的监控系统可以实时动态地汇报被监测点的情况，及时发现问题并进行处理，完整的备份资料可以随时进行分析调查。

传统的视频监控系统采用模拟视频传输和存储技术，可以实现令人满意的图像质量，成本也相对较低。随着数字视频编码技术以及互联网技术的发展，出现了基于以太网为传输介质的数字视频监控系统，也就是将原来的模拟信号采用数字编码压缩技术，并且通过计算机互联网络传输。网络监控系统的优势在于视频数据通过以太网进行传输，监控范围非常广泛，且在高带宽环境下，依然可以提供高质量视频，同时视频内容存储检索非常方便。

无线以太网的出现，给监控系统带来了新的应用方式。无线数字监控系统在原有的以太网监控系统的基础上，抛弃了网络电缆，用无线微波进行数据传输，降低了网络布线的成本，大大增强了监控系统的灵活性和可扩充性。

模拟监控系统

模拟监控系统是一种传统的监控方式，由模拟摄像设备组成。模拟系统由模拟摄像头采集视频信息，并通过视频线或射频线路直接输出到监视器，同时由录像机实时将模拟数据记录下来存档。这种方式简单直接，成本低，适合短距离本地监控系统。

数字监控系统

以太网技术的日益成熟，使得网络已经深入到各个生产、生活领域。数字监控系统在某些领域已经取代了原有的模拟监控系统，并充分发挥了网络监控的优势。网络监控系统是由数字摄像设备采集视频信息，并以数字的方式通过有线网络传输到监控中心的设备，百兆以及千兆网络可以提供足够的网络带宽，以支持多个高质量并发视频流稳定地传输。

无线数字监控系统

无线网络技术的产生给人们的生活带来了全新的理念。自从1997年wireless lan（ieee802.11）标准确定以来，无线网络以其无需布线、灵活性强等优点迅速赢得了市场的认可。如今每天大约有25万人成为新的无线用户，截止2002年，全球范围内的无线用户数量已经超过2亿。

无线数字监控是无线网络发展至今最为广泛的应用之一。在通常情况下，被监控点和中央控制中心相距较远且位置较分散，利用传统网络布线的方式不但成本非常高，而且一旦遇到河流山脉等障碍时，有线网络更是束手无策。此时，无线网络无可比拟的优势就体现了出来，利用无线网桥技术，可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。在条件许可的情况下，利用无线网桥最远可以支持50公里以上的桥接。ieee802.11b/g/a的无线网络产品支持11、22/54mbps及更高的网络带宽，完全能够保证采用h.263/ mpeg-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。

无线数字监控的关键技术

在监控系统中，无线网络主要扮演连接被监控点和监控中心数据传输链路的角色。通过无线网络可以将远程的多个监控点设备连接起来，进行视频传输；同时，由于监控系统对视频质量要求较高，如何在无线网络中传输稳定高质量的视频信息也是无线数字监控系统中需要解决的关键技术之一；此外，从工程实现的角度考虑，桥接设备往往安装在室外，如何对这些设备进行远距离供电以及设备管理也是值得关注的问题。

建立监控系统的无线网络链路

视频监控系统主要完成如何将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心的工作。通常，被监控点和监控中心之间相隔较远，且被监控点分布较分散，利用传统的有线连接方式，不但成本高、施工困难、建设周期长，而且可扩充性、灵活性差，一旦要增加或者减少被监测点，将会带来新的施工周期。在这种情况下，无线桥接技术就显露出其优越的特性。

无线桥接技术是利用一对无线桥接器，将两个分离的网络连接起来，并通过无线网桥进行数据传输。无线链路所能达到的11mbps/54mbps的高网络带宽，完全可以保证视频流稳定持续的传输。使用无线网桥，没有布线的烦恼，不破坏原有环境设施，施工周期短，性价比高，且扩充性强，只要增加或减少被监控点的无线桥接器，就可以完成被监控点的增加或减少。

利用无线网桥可以迅速地建立数字视频监控系统的信号传输链路

监控系统中的实时数字视频传输

数字视频监控系统是计算机、网络和视频编码技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到监控中心，并自动形成视频数据库便于日后的检索。

在监控系统中，监控中心需要实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息必须是连续、清晰的。在被监控点，通常使用网络摄像头对现场情况进行实时采集，网络摄像头与无线桥接器设备相连，并通过由无线桥接器组成的无线网桥将数据信号发送到监控中心。

数字视频编码及传输 为了保证流媒体文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽，不同的流媒体文件对网络带宽的要求各不相同，为了达到更好的视频质量，网络带宽就更为重要。无线网络标准协议ieee802.11b/g/a定义的网络带宽包括多种标准：11mbps/22 mbps/54mbps，其中有效数据传输带宽分别为5mbps/10mbps/22mbps，完全可以满足各种类型的多个并发流媒体文件稳定传输，保证高质量的视频信息。

注：以上为理论值

不同数字视频编码格式在无线网络中所能达到的并发流数

监控摄像设备的选择 监控系统中，选择不同类型的监控摄像头就会产生不同的结构。有些监控点采用的是模拟摄像头，这时就需要采用独立的计算机，对信号进行采集、编码、压缩，然后再通过无线网络进行传输。而数字网络摄相头已经内建了数字视频压缩编码功能，无需额外的视频采集压缩设备，直接与桥接器相连，传输数字信号。现在，最新型的无线网络摄像终端已经集成了摄像头和无线桥接器的功能，内置了802.11的网络摄像头只要一个单独的设备就可以完成视频数据采集和无线网络桥接、数据传递的功能。

无线数字监控的设备安装与实施

无线设备的安装 在无线数字监控系统中，被监控点通常为室外监控，因此，复杂的天气状况会对安装在室外的无线设备产生一些影响，雷击、日晒、雨淋都会在不同程度上降低设备的寿命。为了适应这种环境，abovecable在无线设备选择上，充分考虑到了天气因素的影响，采用 acap2020-11/ bw无线桥接器作为室外桥接设备。该桥接器具有全天候的特性，独特的防水、防尘及散热设计确保设备在室外不受天气因素的影响，为室外设备配备避雷器更能防止雷击对无线设备造成的损害。

无线设备的供电 在构架无线网桥的时候，安装在室外的桥接设备与电源之间存在一定的距离，abovecable利用远距离供电技术解决了这一难题。

abovecable acap2020-11/bw室外型无线桥接器内置远程供电模块，配合abovecable acwa2248/pa以太网供电适配器，通过5类线进行远距离的设备供电。对于普通桥接器的供电，abovecable还提供了poe模块（model: acwa1212/pa, acwa2248/pa），为无线桥接器进行供电。通过该供电方式，可以为安装在室外的桥接器等设备进行供电，无需室外电源，大大节省了建设成本。

室外型桥接器的供电方式

无线网桥的带宽分配 在无线数字监控系统中，被监控点和监控中心之间由无线网桥进行连接，在通常情况下，被监控点数量较多，且分布较分散，针对这种情况，abovecable采用点对多点的桥接方式，也就是一个中心点的桥接器与多个被监控点的桥接器同时通讯。由于点对多点的构网结构中，各条链路共享无线网络的可用带宽，因此为了保证每个被监控点能够稳定地传输视频信息，就必须保证每条线路一定的带宽，abovecable无线桥接器具有带宽分配的功能，可以方便地针对各接入点的不同需要，进行网络带宽的配置，解决qos的问题，以达到合理有效运用网络带宽的目的。此外，在监控点数量较多的情况下，适当地增加监控中心的桥接器数量，组成多个点对多点的无线桥接模式，这样不但提高了无线网络的性能，而且保证了单路信号的带宽。

区域内的无线数字监控系统的实施 在某些情况下，如对大型生产线的监控，被监控点的位置随时在改变，这时，就需要将无线信号进行全方位的覆盖。在覆盖范围内的任何位置放置无线设备，就可以完成网络连接进行监控。这种方式灵活性、可扩充性非常强，被监控点可以临时安排在无线信号覆盖范围内的任何角落。

在无线信号覆盖范围内建立临时被监控点

无线数字监控系统的行业应用

随着无线技术的日益发展，无线网络的应用越来越被各行各业所接受。无线数字监控作为无线网络的一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线的方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。无线数字监控技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用，abovecable以其先进的无线网络产品以及完善的服务得到广大用户的好评，并根据丰富的行业经验为用户设计了一个又一个的成功的无线监控方案。

小区无线数字监控系统

如今，拥有一个集安全报警、生活服务、紧急救助为一体的智能化小区已经成为可能。监控系统在智能化小区的应用，可以方便物业管理人员对小区各个主要出入口进行监控，防止可疑人物的出入；车库、电梯、走廊的监控，随时发现突发事件，并及时进行解决；夜间实时监控并将信息存档，供查询以及犯罪事件的调查取证。

在现代小区环境中，利用无线网络技术构架网络监控系统，不但可以降低小区建设成本，而且不会破坏小区现有的环境。abovecable的无线网桥可以将分布在不同区域的摄像头与监控中心连接起来，社区管理员只需要在监控中心就可以了解到各个角落里发生的事情。有了无线网络，监控可以深入到小区花园、地下车库、电梯、走廊，进一步加强了小区的安全防范措施，实现了小区智能化、一体化的目标。

交通运输的无线数字监控

监控系统在交通管理系统中非常重要。在每个交通要道安装监视摄像头，实时将现场状况递交给调度中心，调度中心就可以按照实际情况对车辆的运行进行调控，将车流量安排到道路较畅通的路段，减少阻塞的可能，保证道路的畅通无阻。有了交通监控系统，还可以及时发现交通事故，方便交警进行处理，留下事故发生的全过程，有利于事后责任评估。

将无线网络技术运用在交通运输的监控中，能够大大降低建设成本，由于各被监控点非常分散，利用有线的方式代价十分高，利用无线网桥的方式，只要通过合理的安排设计，就可以支持多个监控点与监控中心相连，灵活性强、无需布线，为交通运输行业带来最大的便利。

实例参考：上海火车站无线数字监控

上海火车站是我国华东地区一个大型的铁路客运站，也是上海市连接华东地区最主要的交通枢纽和客运中转站。在上海火车站的东西两端，有两条供铁路系统内部员工使用的人行通道横越铁轨，由于来往火车频繁，所以在这两个道口频频发生险情。为了保障人员安全，上海站考虑在这东西两个道口安装视频监控系统，控制往来人员，同时监控站内火车的始发和到站情况。

在本项目中，监控中心和两个监控点之间的直接距离间隔为1公里，而且中间有数量众多的铁轨和站台建筑的阻挡，采用有线网络的方式施工成本比较高，周期比较长，因此需要采用远距离的无线桥接系统实现这一视频监控解决方案。在监控中心的无线桥接部分采用abovecable acap2020-11/b桥接器以及2.4ghz全向天线，两个被监控点的同样的无线桥接部分采用定向天线，与监控中心建立无线网桥。

abovecable成功地为上海火车站建立了无线数字监控系统，满足了火车站监控重要道口的需要，减少事故发生的可能性，方便车站管理人员对人流、火车等的监控和管理，完全符合用户的需求。

上海火车站无线数字监控示意图

水利系统的无线数字监控

水利系统对于一个城市对外交通和贸易来说，是一个十分重要的环节，如何有效地控制和管理码头和水闸以及来往船只是有关部门非常重视的问题。监控系统是管理水利系统的一种重要手段，同时由于水利航运需要水上作业的特殊性，无线数字监控系统就成为水上监控的一种重要方式。通过无线数字监控系统，各点的监控设备可以随时监控各个船闸和水闸的开启和关闭情况、船只出入船闸/水闸的情况，同时可以合理安排船只的通过，减少事故的发生，亦可对水位进行监控，及时发现问题，为防洪做准备。

实例参考：上海水利系统无线数字监控方案

上海水利系统无线数字监控主要应用于上海水利下属各区、县水闸网络的无线连接。在上海各区、县内水道纵横密布，目前每个水闸都配备摄像机以便于操作和管理，而各水闸之间因地理环境的制约暂未形成统一的网络结构。通过合理地架设无线网桥，可方便地将各处分散的水闸与区、县管理中心的网络互连，实现集中式的统一管理。

本项目主要实现了利用无线网桥技术对固定区域的网络监控，使安装数字式网络摄像头的现场水闸视频监控系统所拍摄到的活动视频能通过无线网络传输到区、县管理中心的监控电脑中，同时使位于监控中心的监控工作人员能随时监控和记录所有被监控点的现场情况，并可迅速做出判断和采取措施等。

消防治安监控

消防治安系统是和我们生活密切相关的，它保障着我们的生命以及财产的安全。在一些重要场所、部门安装监控设备，可以随时查看现场的情况，公安部门可以及时发现潜在的危险，降低犯罪率；消防监控可以避免不必要的火灾，或者在火灾初期就将火扑灭，将损失减低到最小，保护了国家和个人的财产不受损失。

无线网络方便了消防治安监控系统的建立，可以在大范围内建立起一个监控网，分布在各处的监控设备同时工作，并通过无线网络将信息传递给控制中心。无线数字监控系统协助了消防治安部门更好地开展工作，为人民和国家带来更多的利益。

大型场馆监控系统

大型场馆是人们举办大型活动、体育运动的场所，人流量大且密集，监控系统可以帮助管理人员监控来往人员，维持场馆次序，也可以完成比赛竞技、大型活动的视频、图像采集工作。

由于大型场馆属于大面积的开阔地，布置有线网络比较困难，无线网络就成为了最好的选择。利用无线数字监控技术，可以从各个角度观看场馆内的情况，甚至可以进行现场直播，观众可以从不同视角观看体育比赛或表演；有了无线网络，可以根据每次活动的不同情况，临时改变被监控点的位置，以获得最佳的监控性能；各出入口的监控设施，防止人流混乱以及其他突发事件。

银行金融行业

银行金融机构作为特殊的社会机构，每天有大量的资金流动，对于这些机构来说，安全是非常重要的。监控系统作为银行金融机构安全系统的重要环节之一，实时记录犯罪过程，为银行破获案件提供了宝贵的资料。监控设备安装在银行柜台、大门、atm机等重要地点，严格检查过往人员以及进行银行交易业务的人员，随时发现问题，减少犯罪的发生或作为事后取证。

对于银行金融机构来说，营业网点分布范围广且分散，要对这些网点进行统一管理监控，使用传统布线的方式成本非常高，而且考虑到各种环境因素，在某些情况下，布线十分困难。这时，就需要利用无线网络将分散在各点的营业网点以及独立的atm机与监控中心连接起来，解决了布线困难问题，同时大大降低了成本。无线数字监控系统为银行金融系统加了一把安全锁，保障了人民国家的财产安全。