基于無線視頻監(jiān)控對建筑工地的應(yīng)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(xì)節(jié)的掌握，所以采用無線監(jiān)控，無線視頻高清傳輸來實(shí)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(jī)的過往來回，容易壓斷有線，同時塔吊的不斷升高也導(dǎo)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(diǎn)的無線監(jiān)控，由于建筑工地的進(jìn)度施工，在前期先安裝幾個網(wǎng)絡(luò)高清球機(jī)，分別安裝在塔吊的操作室下方，利用球機(jī)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(luò)傳輸，不存在攝像頭到監(jiān)控室距離問題。前端攝像機(jī)點(diǎn)位位于監(jiān)控室的一側(cè) 180度角度，在后端將會采用到無線數(shù)字視頻傳輸設(shè)備做接收。在此項(xiàng)目上必須給到無線傳輸設(shè)備供電，在前端必須從塔吊操控室內(nèi)取電，安裝給攝像機(jī)和無線視頻傳輸設(shè)備的供電箱，保證正常設(shè)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(diǎn)位。

為加強(qiáng)科學(xué)建設(shè)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(jìn)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(shè)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(shí)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(shè)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(shè)備、無線局域網(wǎng)傳輸設(shè)備、防雷和接地基礎(chǔ)建設(shè)等組成。

3、無線視頻傳輸示意圖

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

4、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

    無線傳輸系統(tǒng)是保證監(jiān)控點(diǎn)與指揮監(jiān)控中心正常通訊的基礎(chǔ)，在設(shè)計上要遵循技術(shù)先進(jìn)、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(hù)及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。

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

    另外，選擇無線設(shè)備還能確保在遠(yuǎn)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)的系列設(shè)備，一般傳輸距離越遠(yuǎn)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(shè)計應(yīng)該足夠滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

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

    可以遠(yuǎn)程監(jiān)視網(wǎng)橋傳輸速率和遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù)，調(diào)節(jié)設(shè)備；便于人員維護(hù)。

5、無線網(wǎng)橋設(shè)計

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

    監(jiān)控點(diǎn)每個帶寬至少8兆帶寬，通過點(diǎn)位累加，最大位置為50兆?？紤]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(shè)備統(tǒng)一性和后期的擴(kuò)容。

6、無線傳輸部分——無線網(wǎng)橋

標(biāo)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(hù)罩

為保障高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)正常運(yùn)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(xué)玻璃，保持通視透亮。

8、設(shè)備防雷系統(tǒng)

    由于塔吊過高，雷電侵入通信等網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)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(luò)及其設(shè)備的電磁脈沖干擾等。

9、監(jiān)控中心建設(shè)

    控制子系統(tǒng)

    控制子系統(tǒng)主要包含視頻管理服務(wù)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(guān)配套設(shè)備。

    顯示控制子系統(tǒng)

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

    本次方案設(shè)計由網(wǎng)絡(luò)高清解碼器解碼，通過HDMI線直接輸出至顯示器，以便實(shí)時預(yù)覽。在客戶端電腦安裝客戶端軟件，對攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時預(yù)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(shè)，建立市級防火業(yè)務(wù)基礎(chǔ)框架，為未來的進(jìn)一步擴(kuò)展奠定良好的基礎(chǔ)。

    視頻監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)：實(shí)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(shè)置任何一路前端視頻，支持視頻的擴(kuò)展和不同視頻監(jiān)控設(shè)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(shí)現(xiàn)大容量、分布式的實(shí)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(shè)備(如專用控制鍵盤)方便、

    快捷的對前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)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(guān)人員進(jìn)行圍捕或處理。

    各級領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)單位及其它授權(quán)客戶也能查看任意監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時圖像，并可對前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行權(quán)限內(nèi)的操作。

    監(jiān)控管理終端和授權(quán)客戶端可實(shí)時監(jiān)視多路實(shí)時圖像信息可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多屏同時監(jiān)視；監(jiān)控管理終端和多個網(wǎng)絡(luò)客戶端可以同時監(jiān)控任一前端圖像。可以在多種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(shè)備上可以實(shí)時顯示前端任意一個或多個監(jiān)控點(diǎn)的圖像，并可通過專用操作鍵盤進(jìn)行切換操作及對前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行云鏡控制。

特點(diǎn)：

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

    攝像機(jī)分組：支持按照監(jiān)控區(qū)域、管理權(quán)限和實(shí)際使用情況（如行進(jìn)路線）分組，設(shè)置簡單

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

    攝像機(jī)信息設(shè)置：設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)所有攝像機(jī)的位置、IP、別名、所在區(qū)域、場所等信息

    支持實(shí)時設(shè)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(quán)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(jī)控制功能：

    值班員可手動控制高速球型攝像機(jī)、云臺攝像機(jī)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(jī)和高速球型攝像機(jī)控制功能：支持方向控制、自動掃描、預(yù)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(guān)控制；支持自定義輔助開關(guān)控制；支持?jǐn)z像機(jī)鎖定與解鎖；方便進(jìn)行云臺／快球控制器的參數(shù)設(shè)定。

    在進(jìn)行云臺控制時，高級別的用戶具有優(yōu)先的級別，當(dāng)高省級監(jiān)控中心的用戶在進(jìn)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(shí)時數(shù)據(jù)、攝像機(jī)的號碼、所在位置、攝像日期和時間等信息于圖像進(jìn)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(shí)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(luò)具有虛擬視頻矩陣切換功能，并支持?jǐn)z像機(jī)在監(jiān)視視窗上的拖拽或?yàn)g覽應(yīng)用程序上攝像機(jī)的雙擊功能。

    虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡(luò)）能有效的從編碼器（實(shí)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(quán)限，虛擬視頻矩陣（IP網(wǎng)絡(luò)）允許用戶以實(shí)時或回放訪問IP網(wǎng)絡(luò)中NVR上的音頻/視頻記錄。

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

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理功能：

    在控制中心的安防系統(tǒng)網(wǎng)管終端應(yīng)能夠?qū)σ曨l監(jiān)控系統(tǒng)中包含的視頻前端設(shè)備、控制設(shè)備、存儲設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)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(quán)限管理功能：

    在整個系統(tǒng)中，系統(tǒng)具有精細(xì)權(quán)限管理功能，能對系統(tǒng)中所有權(quán)限用戶進(jìn)行統(tǒng)一、準(zhǔn)確、精細(xì)的管理和權(quán)限劃分，保障系統(tǒng)中高級用戶和各級領(lǐng)導(dǎo)在重大情況或緊急情況下對系統(tǒng)的操作控制優(yōu)先權(quán)。

安全管理功能：

    系統(tǒng)實(shí)行操作權(quán)限管理，按實(shí)際的管理架構(gòu)對每個用戶賦予不同權(quán)限等級；系統(tǒng)登錄、操作都需要進(jìn)行權(quán)限查驗(yàn)；

    系統(tǒng)所有重要操作,如登錄、控制、退出、報警確認(rèn)等，均有操作記錄，系統(tǒng)可對操作記錄進(jìn)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(shè)備的參數(shù)都可以在監(jiān)控中心由系統(tǒng)管理人員遠(yuǎn)程配置和修改，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備配置時，不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生絲毫影響。

三、系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

1、中心服務(wù)器：

    對其他服務(wù)器及前端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成用戶權(quán)限的鑒定、設(shè)備的分發(fā)配置、其他服務(wù)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(wù)器對登陸的用戶名和密碼進(jìn)行鑒定，如果用戶名和密碼合法，則會根據(jù)用戶的權(quán)限為客戶端分配資源；

    如果客戶端使用管理員權(quán)限賬戶登錄，則會分配所有權(quán)限給該客戶端，為限制管理員權(quán)限被濫用，中心服務(wù)器將管理員權(quán)限設(shè)置為在同一時間僅僅能夠有一個管理員權(quán)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(jìn)行認(rèn)證，管理者能在系統(tǒng)內(nèi)為不同賬號的登入者設(shè)置不同訪問權(quán)限，保障系統(tǒng)信息和運(yùn)作安全。

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

3、錄像存儲服務(wù)器：

    存儲前端設(shè)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(shí)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(diǎn)、報警事件等條件進(jìn)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(wù)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(luò)上的在線磁盤。錄像存儲服務(wù)器可對存儲空間進(jìn)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(jié)

    根據(jù)工地現(xiàn)場的需要，需要先進(jìn)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(luò)視頻傳輸設(shè)備。

    在前端的塔吊上安裝高清球機(jī)和無線視頻監(jiān)控設(shè)備，通過3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器。最后通過一條網(wǎng)線進(jìn)入監(jiān)控室一樓的NVR做存儲、錄像，和球機(jī)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。