展览馆等重要场所中的监控是必不可少的项目，而其在应用到视频监控系统时，更应该充分考虑到与公安、警卫、消防等业务部门资源的共享。本文以南京科技馆为例，介绍无线技术在其中的使用。

概述
    南京科技馆位于风景秀丽的南京市雨花台区宁南新区，占地面积约30万平方米，科技馆主体建筑面积3万平方米，总投资3.5亿元人民币，于2004年建设，2005年正式落成。

    其主体建筑面积3万平方米，占地面积约30万平方米，总投资3.5亿元人民币。馆内现有监控系统4年前由深圳一家监控公司完成，该系统设计有 48个监控点，现实际动作41个，监控摄像头有半球形、枪形、全方位带云台形、针孔等各种类型，主存为硬盘式结构，MPEG-4压缩技术，最大保存一周。

系统设计
    此次南京科技馆监控系统改造项目主要由馆内和馆外两部分组成。

    馆内部分主要是对原先电视监控系统的升级和改造，主要包括5个损坏设备的更换，部分死角的设备增加，MPEG-4录像系统的更新及系统集成；馆外部分主要是增加主动式红外入侵报警系统，和视频入侵报警系统，实现声光报警和多系统的联动报警，警报系统的布防和撤防等工作。

    此次主要针对馆内无线监控系统的应用和无线监控系统与原先监控系统的集成作一个具体的阐述（馆外红外联动报警部分暂不介绍）。

系统设计原则
    电视监控系统在设计过程中遵循以下原则。

1、安全可靠
    作为前端数据采集的部分，系统必须具有高度的安全性和可靠性，采用成熟的数字网络系统，保证视频信息的可靠、安全和高质量传输。整个系统构成、设备选型及互联科学合理，使得系统整体运行良好稳定，并且便于维护。

2、技术先进
    系统的数字视频处理采用MPEG-4或者H.264视频压缩技术，压缩效率高，节省传输过程中的网络带宽和存储空间，有效地提升硬件配置的经济性和使用效率；配置功能强大的系统管理软件，保证了数据处理的高效准确；系统操作权限的划分，提高了指挥中心的管理水平。

3、经济合理
    电视监控系统方案着重考虑系统的性价比，充分体现系统结构的合理性与配置的经济性，保证系统较高的可维护性与尽可能低的运营、维护成本。

4、高效实用
    电视监控系统的操作既可通过专用键盘，也可通过客户端软件完成，操作简便。从技术和管理体制上，系统尽可能考虑到与公安、警卫、消防等业务部门资源共享，实现管理与服务的紧密结合；同时预留接口与其它相关公用信息系统互联互通，以保证各项系统资源的共享。

5、规范合理
    系统的所有软、硬件指标及接口规范均符合国际、国内相关标准要求，便于实现与不同硬件设备间的连接，以及软件与数据库系统的维护及扩容，保证与交通指挥集成系统的其它各部分间无缝连接。在“统一规划、分期实施”的原则指导下，合理配置资源、服务，充分利用原有资源，实现各种子系统的信息集成、协调控制与管理。[nextpage]

6、设备升级
    监控系统软、硬件均有较强的扩展能力，具有良好的开放接口以及较高的可升级性能，满足未来系统功能扩展和二次开发的需要，从而可以不断地支持新业务，并可根据不同需求开发新功能。

馆内新增无线电视监控
1、系统介绍
    南京科技馆主体建筑为地下一层，地上三层，全部采用大跨度钢结构，最大跨度65米，但是钢结构也对场馆内部的设备安装和布线带来了不便。

    由于场馆内部高度达到了10米以上，同时在原先设计时，没有考虑到今后监控系统的安装，因此在展馆内部只有照明使用的电源线，没有预留其它相应的线缆，因此如果安装有线监控设备的话，需要很大的施工量及施工时间，而这个恰恰就是此次南京科技馆“神州七号”飞船展出不能满足的。

    而“神州七号”飞船目前还是国家的重大科研机密，因此在2009年4月22日才将设备运抵展会现场，23日才开始会场的布置工作（注：展览的正式开展时间是2009年4月25日至2009年5月24日），因此留给监控系统安装调试的时间只有短短的1天半。若还是采用老式的监控系统布置，根本达不到展会当天使用的要求。

    因此，在此次南京科技馆的监控系统中，采用了先进的无线监控技术，在满足图像质量的前提下，大大减少了施工量，在1天时间内就完成了系统设备的安装、调试工作。

2、系统组成
    如图1所示，此次南京科技馆“神七展”在科技馆的负一层举行，展出的范围为东西长80米，南北宽40米，展区的高度达到了10米以上，并且在展区内有大型的钢结构圆柱的阻挡，因此展品的布置比较分散。同时为了方便市民更好地接触展品，此次的展品有部分还是公开展出，这就对监控的布点带来了极大的不便。

    此外，此次“神七展”的展品的特殊性也更为监控系统带来了难度。不仅图像的质量要求清晰，并且还要在各个经过授权的客户端可以实时看到流畅的图像，保证展品的万无一失。

    正是在这种时间要求紧、安装困难、设备要求高、图像质量高的严格要求下，南京科技馆选择无线监控设备来应对此次的“神七展”。 [nextpage]

3、系统技术方案
    无线视频监控系统是远程监控与无线网络技术的完美结合。该系统可以通过无线传输方式将被监控点的图像信息准确、清晰、快速地传送到监控端，在监控端通过监控软件，实时掌握各个被监控点的情况，并对发生的情况做出反应和处理。

    该系统安装简易，功能强大，可以盘活馆内既有的网络资源，轻松实现实时视频监控。视频资料也可以分布式备份在各个终端的大容量SD卡中，独有的人脸识别技术与逐帧播放技术，更便于事后追踪分析，锁定可疑人员。

4、系统构建及结构图
    由图2所示，本系统主要分为两大部分：监控前端和监控中心。监控前端主要包括模拟摄像机、无线智能分体监控仪、以及无线AP，其中模拟摄像机作为前端视频采集设备，通过视频线与无线智能分析体监控仪相连，这一部分是整个监控系统的核心，而整个场馆使用两台无线AP完成所有监控区域的无线覆盖，所有AP以及无线智能分体监控仪均采用802.11g协议，54Mbps带宽完全可满足监控视频图像的流畅传输及观看。

    摄像机采集的实时模拟视频信号通过无线智能分析体监控仪压缩编码后转换为H.264格式的数字信号，然后通过其的无线功能将压缩后的实时图像发送给无线AP，同时无线智能分析体监控仪还将图像资料在本体的SD卡进行数据存储，无线AP在接收到实时图像后传入场馆本地网络，在监控中心的电脑平台上即可实时浏览现场监视图像，为了防止本地视频丢失，无线智能分析体监控仪在实时观看监控图像，本地保存图像的同时，还采取无线FTP上传的方式，将SD卡内保存的图像资料及时通过无线网络上传到监控中心指定的图像保存服务器中，做二次备份。

    为了防止非法用户接入到无线监控系统中去，整个无线网络采用WEP进行加密，无线智能分析体监控仪以及无线AP都设置了用户名和密码认证机制，并且无线AP关闭了DHCP动态分配IP功能，非法用户无法获取系统IP地址，这样的双重保护能够有效阻止非法用户访问系统。

    综上所述，整个无线监控系统集实时浏览，本地存储，远程上传于一体，保卫人员或者经过授权的人员可以通过播放器进行远程监控，实时播放现场视频流，并且可根据用户的要求，在指定的服务器或PC上再次进行图像的远程存储，保证图像不丢失。图3是在馆长室点播的监控图像示例。 [nextpage]

5、使用无线智能分体监控仪构建监控系统的优势
·低成本：使用无线网可以避免安装线缆的高成本费用、租用线路的月租费用以及设备需要移动时发增加的相关费用；
·灵活性：由于没有线缆的限制，具有灵活的扩展性，无线监控还可以随时轻松添加新的监控点；
·移动性：无线局域网设置允许用户在任何时间、任何地点访问网络数据，不需要指定明确的访问地点，因此用户可以在网络中漫游；　　
·快速安装：无线局域网的安装工作非常简单，它无需施工许可证，不需要布线或开挖沟槽，安装时间比有线网络节省许多；
·保护用户已有投资：监控点只需把无线设备搬迁至新地点安装即可，不会像有线网络一样需完全重新铺设。

与馆内原先电视监控系统的集成
    由于南京科技馆在2005年已经初步建立了一套模拟视频监控系统，但是由于建设时间较久，而且采用的DVR设备的网络功能不足，因此目前只能在保安中心才能实现图像的浏览和控制，这与南京科技馆的科技水平是不相符合的。

    同时此次科技馆不可能进行大范围的设备更换和改造，因此因地制宜，功能完善成为此次系统集成的首要目标。

系统介绍
    方案设计的主旨在于构筑为管理者提供服务的可视化管理系统，具体设计思路有以下三个部分：

1、让视频创造价值
·联网——将现有的视频图像均通过视频专网与科技馆的管理控制中心连接。在实现信息资源共享的基础上，通过控制中心的核心管理平台对所有视频资源进行统一编号、统一权限以及统一管理。联网后形成的集约化管理体系，将尽可能的节省安保人力资源，直接创造人力资源价值。在技防结合人防的前提下，尽量减少监控室的值班员人员数量或工时；
·系统优化——通过此次建设，将整个南京科技馆原有以DVR为主的模拟监控系统改造成一套更加先进及具有更多扩展功能的数模结合系统，考虑到目前已有50个视频源，出于经济性的考虑，采用平滑过渡的改造方案，为实现集中管理的最佳效果分行管理控制中心系统需新建，而为充分利用旧系统的一些设备，节省资金投入，通过二次开发实现对原有网点中部分DVR主机的接入，同时将另一部分DVR主机更换或采取复接的方式改造为可实现数模混合管理的视频服务器。[nextpage]

2、完善的管理机制
·系统兼容性——系统不但能实现对原有遗产系统的接入管理，还必须具有良好的兼容性，当后期扩展需要接入新的异质设备时，只需开发一个驱动就能实现真正的组件式兼容而非代码兼容；
·权限管理——系统必须具备三维权限管理机制，支持对系统中有限资源（如数字干线）的抢占、复用及预留，以保证资源的最佳利用率；
·可靠性和稳定性——采用分布式的体系架构和嵌入式的系统将是保证系统可靠性的关键，而支持双机热备、自由上下电、双路（或多路）容灾、断网重联以及配合强大的日志管理、操作提醒、内控管理等网管功能，将充分保证系统具有电运营级的稳定性。

3、由事后管理向事前管理过渡
·报警联动——对原有报警主机进行接入管理，报警信号触发后系统可通过声、光等模式进行提示，并可与分行管理控制中心的电子地图管理模块配合使用，以增加系统管理的易用性；
·高清——在某些特殊区域对视频图像的清晰度有非常高的要求，所以建议系统必须支持百万像素的高清摄像机的接入（此次没有建设，但是预留相应的接口）；
·智能——数模结合的系统以及百万像素高清摄像机的接入，将为系统实现智能布防、行为分析乃至人脸识别等智能应用提供基础。建议根据实际情况配置智能应用管理模块。

系统功能
1、登陆管理
    用户登录时，需要输入系统分配的用户名和密码。认证系统对其进行验证，以判断用户是否有权使用此系统。用户进行安全认证，身份验证的资料来源于集中规划的数据库，数据库管理着视频监控系统的所有用户的身份资料。用户使用用户名和密码正确登录门户系统后，门户将会维护该用户的会话信息，用户由此使用系统提供的视频监控服务。

2、图像的查看和控制
    用户可调整图像的亮度、色度、对比度等参数，用户也可通过监控器设置对IPCAM进行码流、图像质量等修改。

3、图像的集中化海量存储及图像智能检索
    监控系统可以通过以IP-SAN作为集中存储设备，存储量大，可靠性高，硬盘空间可自行配置，并随之记录下时间、地点等信息，录像时自动或录像后手动为每帧图象加智能标记，便于以后检索。采用类似于Google的检索引擎，只要输入所需图像的时间或者地点等信息，即可快速的搜索到所需的图像资料。

    同时由于采用了IP-SAN的海量存储设备，通过添加硬盘的数量，即可延长图像的保存时间。

4、网络流览
    数字化压缩处理后的视频数据根据相关网络协议打包，通过交换机在局域网上共享运行，指挥中心操作人员可直接在任意一台局域网内的PC浏览图像信息；另外，为了实现远程监控，系统可配置WEB服务器及其组件（考虑到系统安全性，条件具备可以配置路由器），与其他外部网络进行通讯，网内授权计算机可与局域网用户一起共享这些信息（本功能在有多级分控、上级领导对系统有特殊要求时需要被满足）。

与传统模拟监控方案比较
    相对于传统的闭录电视监控系统：网络摄像机监控系统无须同轴电缆、无须庞大的视频分配器；软件实现NxN多对多（即多个观察员可同时看多个镜头画面）；安装所需设备少，工程成本大幅降低（整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上安装系统管理软件），大幅减少线材；充分利用网络资源，用宽带网络图像传输非常廉价，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控，利用网络更新软件。这些都是传统的闭路电视系统无法比拟的。[nextpage]

    相对于当前的监控系统：网络摄像机监控系统对PC机的要求范围减少，一般普通配置即可；无须软件维护；无须机房，可以安装在过道和环境差的地点；可以避免了死机现象和重新启动时造成无法监控的缺陷。这些是基于PC的数字监控系统无法比拟的。

投资分析
    基于网络摄像机的监控系统和传输监控系统成本比较需要考虑许多因素。主要因素有监控点数、监控副控数、监控范围、录像范围、录像要求、报警要求等。在比较基于网络摄像机的监控系统和传统监控系统的成本时，还有一个重要的出发点：是否将网络布线和电脑计入成本？计入成本的理由很简单；不计入成本的理由是网络布线和电脑是已有投资，不做监控也需要。

    作为IP网络监控的载体，IP宽带的发展和完善将极大的提高用户对IP网络监控的信心，远程网络传输应该是监控行业的一个重要的发展方向；而在未来数年的安防、视频和自动控制市场中，其技术焦点越来越多地集中于网络集成一体化方案。这就是多个系统合用单一图形用户接口（GUI），跨平台共享数据库，而单独设计的独立系统及其单配的各种制约将会很快退出行业历史舞台。集成一体化的定义可理解为：人们为有效完成一件或一批任务而在各独立的系统、计算机和各种硬件设备中共享其各自所有的信息、数据、系统特点和功能。集成一体化消除了原先以人工在各系统、计算机和硬软件设备之间建立的连接，而在一个统一平台上处理各种信息，以快速、有效地提供所需信息来完成用户要求。

    应该看到，在网络系统飞速发展、网络日益普及的今天，在安防监控领域以IP网络为载体的远程监控必将占主导地位，而以太网技术成熟后，宽带信息网络将以太网络端口延伸到整个大楼，除了提供高速的网络接入外，还能取代铜轴电缆图像传输线路，将实时图像监控纳入宽带信息网络应用范围，这就使得信息网络代替传统闭录电视成为了必然。可以预料，网络集成一体化方案必将取代单独设计的独立系统方案，随着网络的进一步完善而得到长足的发展，IP网络监控技术必将日趋完善。