无线网状网技术在小区安防智能化的应用

　　住宅小区安防智能化是目前的发展趋势，由于小区住宅监控系统对成本非常敏感，采用无线技术可以比采用有线方案节省90%以上的成本。本文将讨论无线Mesh技术用于构建住宅小区安防智能化的方案和分析。

　　同比传统的模拟视频监控网络，今天的IP网络视频监控系统提供了强大的解决方案，提供了更大的灵活性、可可靠性并且进一步的降低了部署成本。在过去，无线视频监控被认为是点到点的解决方案，可靠性较差。随着越来越多的用户在Strix无线Mesh网络上实施了视频监控，无线Mesh网络改变了这种认识。过去几年被认为是不可能的覆盖距离和范围，都通过无线Mesh网络健壮的高性能、低时延和多跳可扩展性得以实现。

　　在全球角度，视频监控市场可达百亿美元以上。根据iSuppli Corporation的报告，视频监控设备到2011年可达120亿美元，这包括视频监控摄像头、DVR和视频服务器等设备。“预计在2015-2016年，基于网络的监控系统将全面的替代模拟监控系统”，IMS Research指出到2009年底”模拟录像设备将仅占有5%的市场份额。“

　　随着现有网络部署的扩展和全新的网络数字监控系统的发展，IP视频监控市场的发展也顺利成章。随着DVR数字视频录像到NVR（网络视频录像）技术的转变，IP技术应用在视频监控市场的发展也在迅速的普及。此外，IP视频监控技术也将扩大视频监控市场，覆盖更多的新应用和新的细分市场。无线Mesh网络技术也已经成为视频监控市场的新方向。

　　Strix无线Mesh网络促进了大规模的分布式视频监控部署，为IP视频监控系统提供了业界最高的吞吐量、最低的时延、无与伦比的灵活性和可靠性。 Strix无线Mesh网络在全球范围内广泛的部署，尤其当用户要求无线网络性能与有线网络相当、或者为关键的监控系统提供承载的时候。Strix Access/One®是业界唯一得到独立实验室测试、实际全球部署的验证的的无线网络架构。

　　传统部署采用同轴电缆、昂贵的光纤多工器分布放大器等方式，甚至采用私有的类似以太网线的双绞线方案，现在情况在迅速变化，通过消除线缆的限制，减少了很多部署障碍和额外成本，以往无法实现监控系统都成为可能;只要是无线Mesh网络架构的覆盖范围内，视频监控头和视频服务器可以任意的放置，因此更多的用户发现该方案的优势，并且逐渐替代传统的模拟视频监控系统。

　　分布式视频监控网络助力小区安防智能化系统建设

　　Strix无线Mesh网络令大规模部署和战略性的IP视频监控成为可能，尤其无论是用于政府、市政、公共安全或者企业安防，视频监控都是关键的应用系统;也非常适合价格敏感的住宅小区智能化系统。

　　分布式视频监控提供了强大的查看、共享和分发视频的能力，与类似门禁系统或者入侵监测系统的统计信息和集成信息配合，消除了集中式服务器群和单点故障的隐患。Strix提供了完全分布式的无线Mesh视频监控系统，包括了视频摄像头、视频服务器、存储集群、客户应用系统和远程查看等部分。

　　此外，网络视频监控同诸如远程告警系统等应用配合，进一步的提高了安防部门的效率，也降低了误告警的响应成本，据统计对于大部分政企单位来说，该功能降低了90%误告警率。

　　

　　小区安防智能化系统建设

　　IP视频监控的优点

　　根据用户需求可扩展的部署

　　充分利用无线和其它架构，可利用现有的IP网络设备

　　同其它安全系统协同工作，与其他网络设备良好的互操作性

　　优化视频流减少存储空间，传统视频压缩技术需要更多的存储空间

　　利用无线技术可将视频分发到多个地点，降低时间和人力成本

　　提高安防覆盖区域和提高视频传输质量

　　手持终端可在任意地点任意时间查看视频监控信息

　　安装更快速便捷，易于升级和迁移

　　解决方案评估

　　为了做出最准确的网络评估，有几个因素是非常关键的，包括视频压缩算法、摄像头数量、视频服务器位置和远程查看位置等。

　　不要同模拟监控中的NTSC和PAL混淆，VGA标准定义了IP视频监控的分辨率。视频压缩算法决定了视频质量、图像尺寸、桢数，同图像更新技术一起决定了视频监控的带宽要求。视频监控的带宽可以从每秒几百K到几兆，以每秒最高30桢数来传输。

　　为了降低带宽消耗，智能摄像头和带宽优化特性可以减少图像传输的大小和速度，同时也要考虑远程查看和PTZ功能的带宽和延时。根据所用摄像头的不同，PTZ控制延时一般小于250ms，并且在模拟配置中，编码/解码过程会郑家150-200ms。由于与视频服务器连接进行监控，远程查看应用也会消耗一部分视频传输带宽;尽管管理人员可以直接访问摄像头。每个厂家的远程查看技术使用户可以选择查看视频监控摄像头的数量、摄像头编组、分辨率、桢数和PZT控制。

　　为了充分地解决带宽问题，需要更进一步的讨论视频压缩、IP摄像头和网络视频服务器等设备。

　　视频压缩方法

　　不经压缩的普通模拟视频流可以消耗高达165Mb/s带宽，而百万像素的IP摄像头可以消耗多大几个G的带宽。因此，必须采用视频压缩激素，以便降低图像尺寸保留更多的带宽。

　　压缩程度会影响射频监控质量，导致视频不清洗或者失真，因此要在压缩视频图像尺寸和保持视频清晰之间做好平衡。通常，IP视频监控头和视频服务器厂家的方案都已经达到了这种平衡，并且厂家可以采用的标准也早已确立。

　　目前有多种压缩方式，主要包括H.264、MPEG4和MJPEG;可以分为两类，即每桢压缩编码方式以及动态编码方式。

　　当考虑视频压缩方法时，MJPEG是最为广泛使用的每桢压缩技术，完全是针对每个视频桢进行压缩。这项技术允许可预测的确定视频需求，但是在此同时，MJPEG的带宽效率不高，尤其是在类似树叶移动等情况下。

　　H.263、H.264和MPEG4技术得以不断普及并且广泛的应用于带宽略低并且允许图像质量略低的视频部署。动态压缩全部的关键桢，对于后面的枕就不是全部压缩了，存在变化的桢会被压缩和传输。因此，这项技术的优势就是仅发送关键桢之外存在变化的部分，这样可以节省50-80%的带宽。Strix Access/One增加了性能优势，并且增加网络可扩展性。

　　IP视频监控摄像头

　　目前的IP摄像头不仅提高了传统技术并且增加了网络接口，而且在采用新的模拟转换技术上取得了巨大的进步。在过去的几年里，CMOS技术促进了低成本的IP视频传输的数模转换。逐行扫描更好的显示了移动物体，而模拟摄像头在4CIF高分辨率下会产生隔行扫描问题，导致移动物体模糊。模拟视频图像是线组成的，并且每幅图像是逐行扫描形成，当图像包含了很多移动物体，图像就会在逐行扫描处变得模糊。

　　IP视频监控数字像素图像采样的先进技术超越了传统的模拟CCD技术。通过数字像素图像采用技术，可以一次性获取一幅图像，即使是在高度移动情况下，仍然可以提供清晰的图像。最新的像素图像采样技术支持低亮度和特殊的灯光条件，完全实现了CCD技术的所有功能。内嵌智能算法包括内建的动态发现、自动压缩选择、带宽和网络优化控制，以及视频发送决策流程。新一代的视频摄像头包括可编程的API接口和DSP，DSP可以被直接访问或者通过NVR的编程接口来访问。

　　这样，可以通过编程令PTZ摄像头识别物体，放大以获取高分辨率图像然后向安防人员触发告警，电话或者电子邮件。另外，通过进入百万像素成像技术，IP摄像头可以超越业界传统的NTSC/PAL的高分辨率方案。同今天的数字/模拟摄像头（像素越为40万）比较，百万像素级别的摄像头可以提供100万到500万像素图像，未来可实现更高的像素水平。

　　新的带宽优化技术，例如桢速率控制技术，已经成为内建的功能，而传统的模拟摄像头却总是发送所有的视频。网络视频监控的桢速率控制技术意味着IP摄像头/视频服务器仅以特定的桢数发送视频，没有不必要的视频在网络上传输，IP视频摄像头/视频服务器可以配置为发现移动目标后增加桢数，或者为不同的接收者发送不同的桢数等等，这些特性对于远程地点带宽不高的情况下非常适合。

　　另外一项重要的开发工作是VMD（可变运动发现）技术。VMD是IP摄像头和NVR的集成功能，提供了了优于DVR的很多优点。VMD作为IP摄像头或者视频服务器内建功能，减轻了录像设备的负荷，使基于事件的视频监控成为可能。在视野内没有运动发生时，不会有任何视频发送给操作员或者录像设备。关于活动信息的VMD数据可以包含在视频流中，以简化在存储中寻找活动。VMD也可以位于视频管理软件，为不具备VMD功能的IP摄像头提供该功能。

　　IP摄像头和视频服务器本地的VMD功能的优势包括：节省带宽、降低录像设备的CPU负载、节约存储空间，并且摄像头可以同其他系统通过输入/输出端口配合（例如触发告警）。

　　基于以上的动态特性，估算监控系统所需带宽会非常困难，因此下表中列出了根据分辨率计算带宽的通用参考依据。这样，通过简单的计算图像的大小，并且乘以每秒桢数就可以确定带宽需求。