点对多点无线监控系统方案

编号：HNC-NMFZ-080406点对多点无线监控网络系统解决方案HiCONTECH中国通信技术服务中心二OO八年三月公司简介在本应用方案中选择的室外无线网桥系统，我们推荐美国HiCONTECH公司及其HiCON5830IP5.8GHz系列室外点对点、点对多点无线网桥和PierrorPLUSNV1000VGA系列MPEG4网络视频编码器产品。美国HiCONTECH主要有从事两类业务：一、作为数字RF及模拟电路全球技术的领先者，为全球包括MOTOROLA、GE、T1、GLOBESPAN、MTI等企业定制生产Zigbee通信芯片（国内客户为TCL、华为等企业）；二、最大的点到点、点到多点宽带无线接入解决方案供应商之一，生产方式主要为及定制及代工。美国HiCONTECH公司是诸多无线通信标准的创造者，这包括其先进的Zigbee芯片、数字图像处理芯片等技术，其中在5.8GHz室外无线网桥技术领域，HICON5810IP也是业界第一款采用室外设计并由网线供电的室外无线网桥。凭借在拥有行业内最先进的芯片技术和广泛的国际声誉，2005年清华大学选定与HiCONTECH合作，在北京成立联合实验中心，研究生产具有全球领先技术的Zigbee芯片。HiCONTECH公司前身为美国HEAD工业公司加州通信分部，于2002年底进入中国市场。同年，HiCONTECH的第一代无线产品HiCON5810IP室外5.8GHz无线接入系统成为于2002年11月获得中国信息产业部SRRC自颁布5.8GHz频率商用许可后第一个获得《无线发射设备进口核准证》的无线产品。2003年初，HiCON5810IP室外无线网桥一举在深圳市政府党政机关无线双向数据专网招标项目中标，该网现在已经成为国内最大的5.8GHz政府城域无线专网，该网第一期安装了48套中心基站单元和310套远端客户站单元，到2005年已经达到600节点，是我国自2002年开放5.8GHz频率商用以来应用规模最大的政府无线城域专网。作为2008年奥运会主办城市的北京和青岛市政府信息办同时都选择了HiCONTECH公司的5.8GHz第二代无线产品——HiCON5830IP（5.8GHz室外54M无线网桥），其中青岛市政府选择该产品建成覆盖包括机场、公路、公安、防汛、人防、海上110、崂山森林防火等涉及政府各安全保卫部门在内的近百个视频监控站的无线传输系统；在北京也已经有包括街道办事处、环保、森林防火、自来水、防汛、垃圾处理、公安、公园、经济技术开发区、奥运场馆、街道办事处等部门数百套无线设备投入使用。此外自2003年以来，HICONTECH室外无线网桥已经在包括中国电信、中国移动、中国网通、中国联通、中国铁通等全国性的具有基础电信运营商资格的电信运营商及数量更多的区域型驻地网运营商大量使用。上述各大专网与公网客户应用之外，包括油田、海上通讯、铁路、气象、地震、企事业单位的应用，已经证明HiCONTECH5.8GHz无线产品通讯的可靠性。在江苏省，我们公司的室外无线网桥最早应用始于2003年中标江苏省中国银行无线备份网络系统，此后，03年底分别在中国铁通扬州分公司和苏州分公司采用5810IP实现了全城覆盖、04年在开始在南京市铁通开局安装5830IP、04年底-07年江苏省盐业局/江苏省边防局/南京长江通信导航局递次安装5830IP无线监控系统，最早安装的产品在室外经历了超过3年的考验，设备通讯稳定并连续运转，获得用户一致好评。2005年5月-2007年5月，我们直接督导的《北京朝阳公园无线视频监控网络系统》自2005年5月1日开始已经建成三期。北京朝阳公园无线视频监控网络系统具有示范效应，这不仅因为该园是北京目前唯一全部采用无线方式监控组网的公园，也不仅因为朝阳公园作为北京面积最大的公园每年举办大量国际性展览，其中2008年北京奥运会的沙滩排球赛场就设在该公园内；HICONTECH无线监控网络的持续建设，从一个侧面证明我们设备表现的质量可靠及稳定。2008年1月-3月，随着北京各奥运会场馆陆续建成，北京奥组委采用我公司的HiCON5830IP点对点高速无线网桥，作为各主要场馆到奥组委后勤中心之间的通讯备份线路，这直接体现了用户对HICONTECH无线产品优异品质的信赖。公司在国内投资成立的派瑞普公司（HiCONPieeorPLUS）致力于计算机视觉、模式识别在智能监控领域的应用，在自主开发的核心算法和芯片基础上，开发了系列产品和系统，已经应用于如平安城市等大量应用，仅2007年国内市场订单就接近7,000台，发挥了优异的社会和经济效益。在中国经济快速发展的大环境下，对信息、网络、通信的需求日益突出，是各行业自身发展的需要，也是提高大众生活品质的需要。HiCONTECH植根于信息产业，跟踪研究技术发展,从用户需求出发，努力用服务和技术为社会创造价值。一．系统目标分析视频监控系统可以对监控现场进行实时的监视和控制。如果没有监控系统，在发生意外情况时，特别是非法闯入、火警、水警等，公安民警无法获得这些往往影响重大的现场资料。利用现有的高级图像、语音压缩技术和高速网络，实现远程实时图像监控使这一切迎刃而解。对监控系统的需求为以下几点：1、在监控站安装室外高速球型摄像机1台；2、高速球型摄像机内置一体化摄像机、全方向云台及云台解码器；3、带双向语音对讲系统；4、在监控中心设监控后台服务器一套；5、在监控中心的任意一个联网工作终端上通过授权可同时观看和控制摄像机；6、录像功能包括人工启动和报警按钮触发后的自动启动；7、多画面分割显示功能；8、在监控中心联网的任意一个工作终端上可同时监视16个画面；9、图像传输在PAL制、D1格式(分辨率704X576)下达25帧/秒；10、图像质量无抖动、无变形；11、监控站到监控中心采用无线通信；12、支持UDP和TCP/IP协议；二．系统设计原则在此方案设计中，以下原则贯穿于设计工作中的全部过程：1、可靠性原则：监控系统的可靠性是监控系统具有实用性的前提。2、实时准确的原则：监控系统的基本功能就是将被监控对象（如报警亭周围环境、报警人）等发生的事件在有限的时间内准确地反映上来。因此实时性与准确性的原则贯穿在系统设计的各个方面。3、先进性与实用性相结合的原则：既要保证系统设计的先进性，以保护用户的投资在五年内保持先进；又要保证系统设计近可能地实用。我们选用的设备都是经过实践检验的成熟产品，同时还要顾及系统的总体成本以及实际的气候、地理条件。4、灵活扩展原则：为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用，现有的投资在将来不被浪费，这就需要系统有充分的、灵活的适应能力和可扩展的能力。以便于系统将来的扩容与升级。5、便于维护原则：这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后，应该便于各种日常维护工作，能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。6、安全性原则：安全性一直是网络及系统管理的薄弱环节之一，而用户对网络安全的要求又相当高，因此安全性原则非常重要。监控系统中主要有以下几大安全问题：数据的私有性(保护监控系统的数据不被侵入者非法获取)，授权(authentication)(防止非法侵入者在监控系统上发送错误信息)，访问控制(控制对网络资源的访问)。相应的，在本方案的网络结构和软件设计的安全管理部分中包括了对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理，另外还要维护和检查安全日志。在软件的功能中，安全管理是非常重要的一项，它的目的是防止未授权用户非法使用监控系统，避免由此造成的对系统的破坏或重要数据（如配置数据）的泄密，或者进行未经授权的数据篡改甚至直接对设备操作导致重大故障。因此软件中提供了用户登录/注销管理、显示用户标识与权限、增加/删除用户标识、权限及口令、观察操作历史记录、显示当前用户标识、值班日志管理等多项手段来保证系统安全。三．技术方案设计在许多远程视频监控系统的方案设计中，经常会遇到的问题是如何远程传输现场的模拟视频监视信号。使用同轴电缆传输模拟视频信号，在距离上会受到限制，超过几百米便需要放大中继，因此，常规的视频监视系统只适合在一座建筑物内或一定区域范围内使用。此外，常规系统在一路同轴电缆上只能传输单一视频信号，传输控制信号和话音需要单独敷设电缆。远距离传输视频的可行方法是将模拟视频信号数字化并压缩编码，在可利用的无线数字通讯线路上传输。四．方案详述4.1系统组成整个系统可分为两部分：前端设备和中心设备4.1.1前端设备及工作原理前端设备指位于报警亭内安装的所有设备，主要由室外高速球型摄像机、针孔式摄像机、报警按钮和双向音频对讲系统、液晶显示器（或等离子电视机）、GEV2100D1网络视频编码器一台、GEV2100D1网络视音频编码器一台（带双向立体声音频）、GEV2100D1网络视音频解码器（带单立体声音频）和M5830S-CPE无线网桥1套等设备组成。4.1.1.1室外高速球型摄像机室外高速球型摄像机内置一体化摄像机，集成了摄像机的焦距、光圈、景深和云台的俯仰和左右。室外高速球机的图像通过BNC视频电缆连接到GEV2100D1网络视频编码器的BNC视频输入端口上，再经过编码器编码及无线通信上传到监控中心；该GEV2100的RS485控制线则接入到室外高速球机内底板的RS485插槽接线孔上，以便完成监控中心通过无线网络及GEV2100T编码器对室外高速球机的控制。4.1.1.2．网络视频编码器（GEV2100）网络视频编码器是前端系统的核心，主要负责图像采集、压缩编码和通信。来自摄像机的视频信号不能用于数字传输，必须经数字化处理，才可能在数字信道（网络）上传输。但直接的数字化，会产生10~100Mbps以上的图像数据，直接用于传出是不现实的。图像的数字压缩编码能大大降低数字量，从而使信号能在现有的信道条件下传输。编码器就是将输入的模拟视频信号进行数字化和压缩编码处理，使码率降低到50Kbps~4Mbps，再通过通信接口经网络发送到服务器或监控终端。编码器同时接收各种报警信号，将报警信号与视频等信号附在一起传输到服务器和监控终端。另一方面，编码器接收来自服务器和监控终端的控制、布防等信号，通过其他设备实现视频切换控制器、摄像机、灯光、警笛等的控制，和报警器的布防和撤防。例如可以将门磁、红外探测器、报警按钮等与GEV2100的报警输入相连接，实现报警装置与针孔摄像机、双向对讲音频联动，一旦有人按下报警按钮就报警，同时自动切换摄像机，并在监控中心自动启动录像机进行录像，主控监视画面切换。4.1.1.3．点对多点无线网桥（M5830S-CPE）HiCON5830IP室外无线网桥一般性能介绍HiCON5830IP™M5830S5.8GHz54M无线网桥设备参数产品概述HiCON5830IP™M5830S点对多点接入系统HiCON5830IP™M5830S，是解决宽带接入的最佳性能价格比的解决方案之一。HiCON5830IP™M5830S可工作在信息产业部规定的ISMC波段（5725MHz-5850MHz频段）。采用先进的、可靠的正交频分复用调制技术，提供基于服务等级协议（SLA-ServiceLevelAgreement）的客户端接入方式，单基站(1台M5830S-CAP)有效接入带宽可达24Mbit/s,单一客户端(1台M5830S-CPE)上行有效接入速率可达6Mbps,下行有效接入带宽可达9Mbps。无线服务覆盖半径超过20公里。HiCON5830IP™M5830S宽带无线接入系统按照组网构成分为M5830S-AP中心站接入单元和M5830S-PE远端站客户单元两部分。HiCON5830IP™M5830S-AP特点专利的智能轮询（SMARTPolling™）技术提高系统工作效率，传输速率高达24Mbps，允许对PE设置5级优先级，针对每一个PE分别设置上行和下行CIR/MIR速率，支持QoS允许用户根据CPEID、VLANTag、业务通信协议、MAC地址划分多达5级的业务通信优先级，并指定每种