才茂通信基于無線視頻監(jiān)控對建筑工地的應用方案

一、需求分析

   在建筑工地現(xiàn)場為了保障人員、施工材料安全和施工細節(jié)的掌握，所以采用無線監(jiān)控，無線視頻高清傳輸來實現(xiàn)方面快捷有效的管理工作。由于工地現(xiàn)場拉線不方便，車輛和挖機的過往來回，容易壓斷有線，同時塔吊的不斷升高也導致的布線的困難程度，所以將采用無線高清視頻傳輸系統(tǒng)。

   在施工現(xiàn)場需要安裝多個點的無線監(jiān)控，由于建筑工地的進度施工，在前期先安裝幾個網(wǎng)絡高清球機，分別安裝在塔吊的操作室下方，利用球機的可以轉(zhuǎn)動功能做到全方位的視頻畫面采集。塔吊位于建筑物附近高于建筑物，監(jiān)控中心位于建筑工地內(nèi)的兩層樓板房內(nèi)，一樓做監(jiān)控室，由于使用無線網(wǎng)絡傳輸，不存在攝像頭到監(jiān)控室距離問題。前端攝像機點位位于監(jiān)控室的一側 180度角度，在后端將會采用到無線數(shù)字視頻傳輸設備做接收。在此項目上必須給到無線傳輸設備供電，在前端必須從塔吊操控室內(nèi)取電，安裝給攝像機和無線視頻傳輸設備的供電箱，保證正常設備供電，正常無線視頻傳輸工作，在后期的建筑物的完成將會陸續(xù)安裝上來后續(xù)的點位。

為加強科學建設安全施工，提高工程管理效率，防止造成安全事故和財產(chǎn)損失，需要在現(xiàn)場建立一套先進的視頻監(jiān)控安全管理系統(tǒng)。由于建筑工地環(huán)境的限制，不方便開槽布線，不太適合采用傳統(tǒng)有線監(jiān)控方式，但是現(xiàn)場又必須安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)。并且設備能長時間穩(wěn)定工作、防塵防水，做到一整套完善的無線傳輸高清系統(tǒng)、實時監(jiān)控。

二、解決方案

1、系統(tǒng)組成

   工地現(xiàn)場無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。

   硬件系統(tǒng)主要由前端無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控中心建設組成。

2、前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)

   前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻圖像采集設備、無線局域網(wǎng)傳輸設備、防雷和接地基礎建設等組成。

3、無線視頻傳輸示意圖

   現(xiàn)場每個點位傳輸距離及帶寬不同，無線傳輸設備選型也不一樣，設備及傳輸示意圖如下：

4、無線網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)

   無線傳輸系統(tǒng)是保證監(jiān)控點與指揮監(jiān)控中心正常通訊的基礎，在設計上要遵循技術先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。

   同時綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。

   本系統(tǒng)采用前端點對點采用無線網(wǎng)橋傳輸方式，利用山頂最高點及點位附近的高點作為中繼，鏈接網(wǎng)絡傳回市監(jiān)控中心。

   另外，選擇無線設備還能確保在遠距離傳輸?shù)耐瑫r有穩(wěn)定的高帶寬可供視頻傳輸使用。

   考慮到不同無線設備用戶傳輸數(shù)據(jù)的帶寬不同，本方案中主要采用802.11an標準的系列設備，一般傳輸距離越遠無線信號空間衰減越大，即鏈路帶寬會越小，但在本系統(tǒng)設計應該足夠滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/span>

   由于無線信號在傳輸過程中，發(fā)送點與接受點之間不能有大物體的遮擋，這樣會導致信號無法傳輸，因此當受到遮擋時，需要在遮擋物附近放置一個無線中繼設備作為信號傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)。

   可以遠程監(jiān)視網(wǎng)橋傳輸速率和遠程設置參數(shù)，調(diào)節(jié)設備；便于人員維護。

5、無線網(wǎng)橋設計

   根據(jù)主級聯(lián)網(wǎng)路布局，傳輸方向、距離、帶寬。設備設計為近距離傳輸通道無線網(wǎng)橋ST58T8G 5對、遠距離高帶寬無線網(wǎng)橋ST5801GB 3對，遠距離單極化設備ST5023TD 1對。

   監(jiān)控點每個帶寬至少8兆帶寬，通過點位累加，最大位置為50兆。考慮天氣、距離因素的影響數(shù)據(jù)的帶寬限制，

   有效帶寬的保證可選擇高傳輸速率的無線網(wǎng)橋和高增益定向天線。同時考慮設備統(tǒng)一性和后期的擴容。

6、無線傳輸部分——無線網(wǎng)橋

標清級無線網(wǎng)橋—CM530-61

產(chǎn)品外觀：

高清級無線網(wǎng)橋—CM530-81

產(chǎn)品外觀：

7、全天候防護罩

為保障高清網(wǎng)絡攝像機正常運作，要求具備防水、防腐功能，并根據(jù)天氣狀況智能調(diào)控溫度；采用光學玻璃，保持通視透亮。

8、設備防雷系統(tǒng)

   由于塔吊過高，雷電侵入通信等網(wǎng)絡系統(tǒng)的途徑主要有：經(jīng)電源系統(tǒng)引入；信號傳輸通道引入；由于多點接地而產(chǎn)生地電位反擊及因屏蔽不良而造成雷擊對網(wǎng)絡及其設備的電磁脈沖干擾等。

9、監(jiān)控中心建設

   控制子系統(tǒng)

   控制子系統(tǒng)主要包含視頻管理服務器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件軟件、森林防火系統(tǒng)軟件平臺及相關配套設備。

   顯示控制子系統(tǒng)

   顯示控制子系統(tǒng)主要為實現(xiàn)視頻監(jiān)控的統(tǒng)一調(diào)用、控制及顯示而設計的，實現(xiàn)對數(shù)字視頻的遠程訪問、視頻流接收、數(shù)字視頻顯示等功能。

   本次方案設計由網(wǎng)絡高清解碼器解碼，通過HDMI線直接輸出至顯示器，以便實時預覽。在客戶端電腦安裝客戶端軟件，對攝像機進行實時預覽和錄像回放操作。

10、軟件系統(tǒng)

   視頻監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)1套，視頻圖像通過平臺的建設，建立市級防火業(yè)務基礎框架，為未來的進一步擴展奠定良好的基礎。

   視頻監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)：實現(xiàn)對視頻監(jiān)控信息的采集、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、調(diào)度和管理，可在監(jiān)控中心調(diào)用、控制、設置任何一路前端視頻，支持視頻的擴展和不同視頻監(jiān)控設備的接入。

11、視頻監(jiān)控平臺軟件

監(jiān)視功能：

   通過綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)大容量、分布式的實時直播：即在系統(tǒng)中可通過監(jiān)控管理終端和專用的操作設備(如專用控制鍵盤)方便、

   快捷的對前端監(jiān)控點進行切換、云臺快速轉(zhuǎn)動、鏡頭縮放的操作，從而及時的發(fā)現(xiàn)違法犯罪行為及各種突發(fā)事件，并通過對被監(jiān)控對象的跟蹤顯示，及時通知相關人員進行圍捕或處理。

   各級領導、相關單位及其它授權客戶也能查看任意監(jiān)控點的實時圖像，并可對前端監(jiān)控點進行權限內(nèi)的操作。

   監(jiān)控管理終端和授權客戶端可實時監(jiān)視多路實時圖像信息可實現(xiàn)一機多屏同時監(jiān)視；監(jiān)控管理終端和多個網(wǎng)絡客戶端可以同時監(jiān)控任一前端圖像?？梢栽诙喾N畫面分割模式中切換顯示。

   系統(tǒng)還可通過視頻解碼器的硬解碼方式，在監(jiān)控室配置的液晶監(jiān)視器、PDP、CRT等顯示設備上可以實時顯示前端任意一個或多個監(jiān)控點的圖像，并可通過專用操作鍵盤進行切換操作及對前端監(jiān)控點進行云鏡控制。

特點：

   監(jiān)控管理終端可實時監(jiān)視多路實時圖像信息并實現(xiàn)一機多屏同時監(jiān)視；多個網(wǎng)絡客戶端可以同時監(jiān)控任一前端圖像

   攝像機分組：支持按照監(jiān)控區(qū)域、管理權限和實際使用情況（如行進路線）分組，設置簡單

   輪巡：系統(tǒng)具備視頻自動巡視功能，在可設定的間隔時間內(nèi)對全網(wǎng)的監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，輪巡間隔時間可設置。

   攝像機信息設置：設置系統(tǒng)內(nèi)所有攝像機的位置、IP、別名、所在區(qū)域、場所等信息

   支持實時設定視頻編解碼器的各種參數(shù)，如碼率、品質(zhì)、分辨率、制式、幀頻、色彩、音量等

圖像選擇功能：

   值班人員可選擇或自動切換前端任意一路圖像（只要權限允許），圖像顯示方式包括自動循環(huán)切換、分屏顯示、手動切換。

攝像機控制功能：

   值班員可手動控制高速球型攝像機、云臺攝像機的所有可變參數(shù)，包括焦距、光圈、監(jiān)控范圍等。

   云臺攝像機和高速球型攝像機控制功能：支持方向控制、自動掃描、預置位管理、光圈焦距管理、鏡頭縮放；云臺速度可調(diào)；

   支持燈光、雨刷、電源開關控制；支持自定義輔助開關控制；支持攝像機鎖定與解鎖；方便進行云臺／快球控制器的參數(shù)設定。

   在進行云臺控制時，高級別的用戶具有優(yōu)先的級別，當高省級監(jiān)控中心的用戶在進行控制操作時，下一級管理站的用戶就無法控制云臺，系統(tǒng)支持多個控制級別的劃分。

動態(tài)字符疊加功能：

   系統(tǒng)能將采集到的現(xiàn)場狀態(tài)實時數(shù)據(jù)、攝像機的號碼、所在位置、攝像日期和時間等信息于圖像進行疊加，以便在監(jiān)視器上顯示。

可在圖像的任意位置疊加圖片和黑屏框以屏蔽需隱藏的圖像區(qū)域。一旦發(fā)生報警，實時疊加的狀態(tài)數(shù)據(jù)會閃爍，提示有警情發(fā)生。

數(shù)字虛擬矩陣功能：

   IP網(wǎng)絡具有虛擬視頻矩陣切換功能，并支持攝像機在監(jiān)視視窗上的拖拽或瀏覽應用程序上攝像機的雙擊功能。

   虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡）能有效的從編碼器（實時模式）切換到NVR上的視頻/音頻記錄（回放模式），反之亦可。

   只要有足夠的權限，虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡）允許用戶以實時或回放訪問IP網(wǎng)絡中NVR上的音頻/視頻記錄。

   只要有足夠權限，用戶可在虛擬視頻矩陣上的任何瀏覽工作站進行云臺，云鏡和快球控制。

系統(tǒng)網(wǎng)絡管理功能：

   在控制中心的安防系統(tǒng)網(wǎng)管終端應能夠?qū)σ曨l監(jiān)控系統(tǒng)中包含的視頻前端設備、控制設備、存儲設備等的運行狀態(tài)進行綜合的監(jiān)視與管理，在必要時可修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)及配置。

多級用戶權限管理功能：

   在整個系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有精細權限管理功能，能對系統(tǒng)中所有權限用戶進行統(tǒng)一、準確、精細的管理和權限劃分，保障系統(tǒng)中高級用戶和各級領導在重大情況或緊急情況下對系統(tǒng)的操作控制優(yōu)先權。

安全管理功能：

   系統(tǒng)實行操作權限管理，按實際的管理架構對每個用戶賦予不同權限等級；系統(tǒng)登錄、操作都需要進行權限查驗；

   系統(tǒng)所有重要操作,如登錄、控制、退出、報警確認等，均有操作記錄，系統(tǒng)可對操作記錄進行查詢和統(tǒng)計，所有操作記錄具有不可刪除和不可更改性。

配置功能：

   系統(tǒng)的所有前端設備的參數(shù)都可以在監(jiān)控中心由系統(tǒng)管理人員遠程配置和修改，在進行系統(tǒng)設備配置時，不會對系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生絲毫影響。

三、系統(tǒng)架構示意圖

1、中心服務器：

   對其他服務器及前端設備進行統(tǒng)一管理，完成用戶權限的鑒定、設備的分發(fā)配置、其他服務器的配置管理及日志的管理等。

   針對客戶端用戶的登錄，中心服務器對登陸的用戶名和密碼進行鑒定，如果用戶名和密碼合法，則會根據(jù)用戶的權限為客戶端分配資源；

   如果客戶端使用管理員權限賬戶登錄，則會分配所有權限給該客戶端，為限制管理員權限被濫用，中心服務器將管理員權限設置為在同一時間僅僅能夠有一個管理員權限賬戶在線。

2、用戶登錄界面：

   系統(tǒng)登陸通過賬號密碼方式進行認證，管理者能在系統(tǒng)內(nèi)為不同賬號的登入者設置不同訪問權限，保障系統(tǒng)信息和運作安全。

   中心服務器會定時對客戶端及管理的設備進行巡檢，判斷客戶端及設備是否正常，一旦設備出現(xiàn)掉線及時提醒用戶關注，查看設備異常原因。

3、錄像存儲服務器：

   存儲前端設備的視頻錄像文件，包括計劃錄像、報警錄像。在客戶端可以實時檢索已存在的錄像文件，

   錄像查詢可以按照錄像原因、錄像時間、前端攝像點、報警事件等條件進行查詢，方便客戶觀看保存的錄像，及時查找事件原因。

   錄像服務器除了能夠管理本地磁盤存儲空間之外，還能夠管理網(wǎng)絡上的在線磁盤。

錄像存儲服務器可對存儲空間進行管理，通過特定存儲策略、空間管理策略、文件覆蓋策略、文件安全備份策略保證磁盤空間的安全、高效的使用。

四、總結

   根據(jù)工地現(xiàn)場的需要，需要先進的數(shù)字無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)采用工業(yè)級3G/4G無線網(wǎng)絡視頻傳輸設備。

   在前端的塔吊上安裝高清球機和無線視頻監(jiān)控設備，通過3G/4G無線網(wǎng)絡傳輸?shù)椒掌?/span>。最后通過一條網(wǎng)線進入監(jiān)控室一樓的NVR做存儲、錄像，和球機云臺的控制。就這樣整個方案安裝非常簡單、省時、省力，既方便的管理同時又能輕輕松松的在監(jiān)控室調(diào)度每路圖像的操控。