无线网络在视频监控系统中的案例剖析

【安防在线 www.anfang.cn】　　近年来，随着中国城市化进程的加速，城市规模不断扩大张，城市人口不断增长。快速增长的人口以及由此而来的不断增大的人口流动性，给城市治安监管带来很大的压力。传统的以人力防范和事后处理为主的公安管理模式已经开始制约城市治安管理水平的进一步提高。城市公安管理部门迫切需要采取更多的技术手段来提高管理范围和效率，弥补人力管理资源缺乏和效率不高的缺点。在这个大背景下，各地政府陆续开工建设“平安城市”项目。

2007年三山科技中标南山区“平安城市”监控系统，整套系统主要采用无线网络作为视频传输的手段，其大规模应用在业内引起了不小的反响。几年来，业内相关的无线设备厂商及安防监控设备厂商都在摸索及不断改进无线视频传输的技术，使两者能更能有效的结合，充分发挥基于无线技术的会技防的优势点。

　　1.1. 无线网络技术的发展

无线网络技术自1997年标准确定到现在已经有十多年的历程了，在这十多年里，无线技术以其无需布线、灵活性强等特点给人们的生活带来了全新的理念。

本文中所提到的无线网络是指基于802.11协议组的，工作在2.4G及5G频段的无线微波网络。

1997年IEEE制订了第一个802.11的无线标准，传输速率可达到2Mbps，之后出现802.11b协议，其工作在2.4Ghz频段，传输速率达到11Mbps，后期推出的802.11a协议由于其工作在5.8G频段，因此不能向下兼容。随之又出现了802.11g及现场的802.11n，传输速率也由原来的2Mbps逐步提高到11Mbps、54Mbps直至300Mbps。

由于802.11a协议的特性，使得其企业化应用越来越多，同时一些电信级的应用也开始逐步尝试采用802.11a的协议，并在802.11a协议的基础上对其稳定性及安全性进行自主开发，例如西方多路、奥维通、摩托罗拉等相关厂商，其无线产品均具有自身的一些特点。

　　无线网络的特点：

无线网络安装施工方便：使用无线网络，减少了网络布线的工作量，又不破坏原有环境设施，具有施工周期短，性价比高的特点。

无线网络可以实现快速覆盖：无线数字微波系统最大的优势是能够实现快速覆盖。采用点对多点无线通信方式，一般只需要安装一个或多个无线中心站设备，就可建立覆盖整个社区区域的宽带无线接入网络系统。

无线网络灵活性高：社区级的视频监控具有分布范围广、地理位置分散的特点。无线网络建成后，在无线信号覆盖区域内的任一个位置架设无线终端站，就可以实现网络接入，具有很高的灵活性。

无线网络具有传输距离远的特点，具有很强的抗干扰的能力，且具备多种通信加密手段，保证数据的安全。

采用无线网络的视频监控系统具有很强的扩展性，可以很好的地保护投资，当某些监控点因为环境或者使用的原因而不再需要时，可将整套设备迁移至其他需要的监控区域，只需要针对软件或者网络做出一些必要的设置，就可以投入正常使用中。

1.2. 视频监控技术的发展

我国视频监控系统自20上世纪890年代起，已经经过了二十多几年时间的发展，从最早模拟监控到现在的网络视频监控，可以说发生了巨大的变化。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV)，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(基于DVR)，到第三代网络视频监控系统(基于DVS)，如今数字化网络视频监控已经成为业内所采用的主流技术。

目前监控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等几种视频编码压缩技术。对于最终用户而来言他，最为关心的主要有：清晰度、存储量(、带宽)、稳定性。采用不同的压缩技术，将在很大程度上影响以上几大要素。

MJPEG

MJPEG(MotionJPEG)压缩技术，主要是基于静态视频压缩发展起来的技术，它的主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩。

MPEG-1/2

MPEG-1标准主要针对SIF标准分辨率(NTSC制为352×X240;PAL制为352×X288)的图像进行压缩.压缩位率主要目标为1.5Mb/s.，较MJPEG技术，MPEG1在实时压缩、每帧数据量、处理速度上有显著的提高。但MPEG1也有较多不利地方：存储容量还是过大、清晰度不够高和网络传输困难。

MPEG-2在MPEG-1基础上进行了扩充和提升，兼容和MPEG-1向下兼容，主要针对存储媒体、数字电视、高清晰等应用领域，分辨率为：低(352×x288)，中(720×x480)，次高(1440×x1080)，高(1920×x1080)。MPEG-2视频相对MPEG-1提升了分辨率，满足了用户高清晰的要求，但由于压缩性能没有多少提高，使得存储容量还是太大，也不适和合网络传输。

MPEG-4

MPEG-4视频压缩算法相对于MPEG-1/2在低比特率压缩上有着显著提高，在CIF(352×*288)或者更高清晰度(768×*576)情况下的视频压缩，无论从清晰度还是从存储量上都比MPEG1具有更大的优势，也更适合网络传输。另外MPEG-4可以方便地动态调整帧率、比特率，以降低存储量。

H.264/AVC

H.264集中了以往标准的优点，在许多领域都得到突破性进展，使得它获得比以往标准好得多的整体性能：

和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可节省50%的码率，使存储容量大大降低;

H.264在不同分辨率、不同码率下都能提供较高的视频质量;

采用“网络友善”的结构和语法，使其更有利于网络传输。

H.264采用简洁设计,使它比MPEG4更容易推广，更容易在视频会议、视频电话中实现，更容易实现互连互通，可以简便地和G.729等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。

2. 基于无线网络的视频监控系统

2.1. 无线网络视频监控系统

无线视频监控系统是将无线网络与视频监控结合而成的，前端摄像机采集的视频信号通过视频编码器将模拟视音频信号转化为数字信号(或者IP摄像机)，通过无线网络传输传输至后端监控中心，监控中心通过数字监控系统的平台软件，直接针对数据流进行读取，将前端的视音频数据还原至大屏幕进行观看，实时掌握各个监控点的情况，并对发生的情况进行相应的处理。

2.2. 无线视频监控技术的优缺点

采用无线传输技术的视频监控系统，在系统架设、项目施工、后期维护及结构调整方面均有着显著的特点，下面将与有线视频监控技术进行相关的对比：

带宽方面：目前无线视频传输的最高带宽可达到300Mbps的空中速率，实际传输带宽也可达到100Mbps，虽然比较有线网络来讲，目前的带宽还是有些低，但在视频传输方面也可以满足绝大多数的应用的需求。

施工方面：相比有线网动辄几公里的光纤网的环境来讲，无线网络在施工方面就具备较大的优势，只需要在两端分别架设相应的无线设备即可完成整条链路的构建议，尤其对于城高市主干道无法破路的情况，以及野外长距离传输的场景均有较大的优势。

后期维护方面，由于不存在中间链路的问题，在设备出现问题的时候只需要简单更换两端的设备即可完成整个系统的维护与保养工作;而有线网络，如果中间某条链路出现问题，则需要对整条链路进行详细排查，找出故障点，情况严重的时候还需要更换整条链路，所涉及的费用及时间都将远远高于无线网络。

结构调整方面，为保证视频监控在将来一段时间内的可调整性，采用有线网络建设的时候，需要重复架设多条冗余链路用来备用，而采用无线网络则只需要将远端站或者中间站进行迁移即可完成结构的调整。