以太網(wǎng)報警主機在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一體化應(yīng)用

文｜天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司 鄧 曄

1 報警主機的發(fā)展趨勢

防盜報警系統(tǒng)的作用是在防護監(jiān)測區(qū)域內(nèi)利用微波、紅外等技術(shù)，自動探測入侵行為并產(chǎn)生報警信號，將警情信息傳送至控制中心的管理主機，聯(lián)動發(fā)出聲光報警并提供警情位置信息，輔助提示安保人員啟動應(yīng)急對策預(yù)案。

防盜報警系統(tǒng)一般由探測器、防區(qū)控制器和報警管理主機組成。防區(qū)控制器是防盜報警系統(tǒng)重要的管理節(jié)點，其作用是接收報警探測器的信號，控制延時報警時間，驅(qū)動報警輸出動作。而報警管理主機能將指定區(qū)域內(nèi)所有的探測器組合起來形成防區(qū)，一旦出現(xiàn)警情，及時顯示警報來源位置并根據(jù)預(yù)設(shè)編程聯(lián)動繼電器輸出動作。報警探測器與防區(qū)控制器之間采用開關(guān)量信號傳輸，比較適合于現(xiàn)場靈活搭配使用和布線安裝的需要。報警管理主機和防區(qū)控制器之間大多通過RS485或CAN BUS方式的專用總線通信，節(jié)點間距離一般能達到幾百米，而且受通信速率限制，如果相距較遠，就需要增加總線驅(qū)動模塊，而每個模塊支持的防區(qū)控制器地址也是有限的。

防盜報警系統(tǒng)發(fā)展的最終目標(biāo)是對入侵信號的探測快速響應(yīng)、精準(zhǔn)判斷和智能聯(lián)動、便捷獲取。除了通過應(yīng)用各類先進的光電生物技術(shù)和智能過濾分析算法來提升報警探測器的指標(biāo)外，還可以通過與視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成的圖像復(fù)核手段快速準(zhǔn)確地判斷警情。隨著矩陣、DVR、DVS以及視頻管理軟件在報警處理聯(lián)動管理上的功能強化（比如矩陣的宏指令功能、DVR的報警管理模板功能、DVS的視頻智能分析功能），原先采用的，獨立部署報警主機的核心管理作用將進一步弱化，由具備多種偵測功能的視頻監(jiān)控主機取而代之。報警管理主機的聯(lián)動處理功能將被移植到視頻監(jiān)控主機中，防區(qū)控制器轉(zhuǎn)發(fā)的對象也將變成視頻監(jiān)控主機。目前很多視頻監(jiān)控設(shè)備都自帶報警接入端口或提供報警信號接入設(shè)備，用戶只要根據(jù)系統(tǒng)實際需求選擇主控設(shè)備，即可實現(xiàn)常規(guī)的報警功能（包括集成聯(lián)動、視頻復(fù)核和聯(lián)網(wǎng)管理等功能）。

雖然監(jiān)控報警一體化的設(shè)計應(yīng)用思路已經(jīng)在很多產(chǎn)品上得以體現(xiàn)（如快球、DVR、DVS、矩陣大多提供了多路報警輸入/輸出接口），但這并不意味著報警系統(tǒng)將徹底消亡，退出市場。由于在實際應(yīng)用中，報警探測器的安裝比視頻攝像機更加靈活，局部區(qū)域的部署密度也有很大差別，使得報警防區(qū)控制器作為采集轉(zhuǎn)發(fā)聯(lián)動的核心節(jié)點作用反而凸顯了出來。如何強化本體功能，適于多系統(tǒng)融合將是報警系統(tǒng)發(fā)展演變的一個主要內(nèi)容和研究方向，這需要報警系統(tǒng)業(yè)者解決三個問題：

（1）報警防區(qū)控制器與控制中心主機之間采用哪種聯(lián)網(wǎng)方式？防盜報警系統(tǒng)的平均點位數(shù)量從原先的幾個、十幾個增加到了上百個、數(shù)百個，防范區(qū)域面積不斷擴大、施工布線日趨復(fù)雜、探測器擴容和分布位置后期調(diào)整的要求不斷提高，這些都對防盜報警系統(tǒng)的控制管理方式乃至系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計提出了新的要求。分布在各個區(qū)域的報警控制器必須有完善先進的通信網(wǎng)絡(luò)支撐，才能使控制中心的安保人員對系統(tǒng)內(nèi)的所有探測器的報警狀態(tài)一目了然，因此報警防區(qū)控制器與控制中心主機之間采用哪種聯(lián)網(wǎng)方式便成了決定系統(tǒng)是否穩(wěn)定健壯，能否靈活擴展的關(guān)鍵。

（2）報警防區(qū)控制器能否直接觸發(fā)聯(lián)動矩陣/DVR/DVS等視頻監(jiān)控設(shè)備？包括視頻復(fù)核聯(lián)動功能在內(nèi)的多系統(tǒng)多平臺集成已經(jīng)成為安防系統(tǒng)發(fā)展的一個主要方向。一般情況下，安保人員無法在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)警情時迅速出現(xiàn)在現(xiàn)場，更不可能在同時出現(xiàn)多處警情時分身去多個地方。如果防盜報警系統(tǒng)能夠聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，就可以使安保人員在控制中心即時觀察報警現(xiàn)場的實時情況，準(zhǔn)確識別復(fù)核是否有入侵行為還是發(fā)生誤報，還可以自動記錄報警時間和位置信息、進行視頻抓拍和錄像并通知相關(guān)執(zhí)法部門。

（3）能否建立一種以報警信息為觸發(fā)事件的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流，在多個系統(tǒng)間實時傳輸共享，在獨立運行的各安防子系統(tǒng)間建立起面向緊急事件的關(guān)聯(lián)模式？傳統(tǒng)防盜報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成大多是通過硬件聯(lián)動完成開關(guān)量觸點的報警信息轉(zhuǎn)發(fā)，不便于多平臺多系統(tǒng)集成所需的底層信息數(shù)據(jù)的傳遞和共享。而完善的報警綜合管理系統(tǒng)不僅能顯示警情關(guān)聯(lián)區(qū)域附近所有的視頻監(jiān)控圖像并錄像，而且能聯(lián)動門禁系統(tǒng)鎖死相關(guān)門區(qū)、進行電子地圖自動示警、啟動周界強電照明系統(tǒng)、建立報警信息數(shù)據(jù)庫以便快速檢索和分析。

由此可見，區(qū)域聯(lián)網(wǎng)化、聯(lián)動集成化、信息共享化已經(jīng)成為報警主機的發(fā)展趨勢，而將防區(qū)控制器與報警管理主機之間聯(lián)網(wǎng)通信IP化，不僅可以優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、減輕系統(tǒng)部署實施的難度，還可以降低警情數(shù)據(jù)在傳輸過程中受到的誤報干擾。

2 以太網(wǎng)報警主機的技術(shù)優(yōu)勢

IP化的技術(shù)風(fēng)潮已經(jīng)席卷了各安防子系統(tǒng)，防盜報警系統(tǒng)也要應(yīng)需而變，將入侵行為以數(shù)字化信息的形式提供給其他子系統(tǒng)進行綜合處理。目前大多數(shù)平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口還是傳統(tǒng)的RS232/485/422格式，在實時性、準(zhǔn)確性、可靠性、交互性等方面均有不足，而以太網(wǎng)通信技術(shù)對于串口通信而言是一種比較徹底的技術(shù)革新。以太網(wǎng)的優(yōu)勢在于不僅傳輸距離不限、數(shù)據(jù)傳輸速率高、采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，而且在網(wǎng)絡(luò)底層具有CRC校驗、重發(fā)機制，在協(xié)議上層增加了可靠的握手協(xié)議，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，通信數(shù)據(jù)采用加密傳輸，同時對發(fā)送數(shù)據(jù)端進行身份識別，隔離外界的干擾，保障通信的穩(wěn)定。將報警信息用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議封裝后，由于指令規(guī)范，與監(jiān)控、消防、樓控、門禁等平臺的集成融合更靈活、更先進?；赥CP/IP方式的網(wǎng)絡(luò)通信，還可以通過在線檢測縮小故障范圍，快速排查問題節(jié)點。

如果報警防區(qū)控制器具備IP接口，就可以進一步將報警主機的部分管理功能剝離出來，移植到報警防區(qū)控制器中，使得控制器能夠?qū)崿F(xiàn)在線布防/撤防、脫機聯(lián)動和延時報警等功能，使得控制器發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)報警信息，可以發(fā)送到指定IP的主機端口，從而建立起分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于將系統(tǒng)風(fēng)險分散到每個防區(qū)控制器單元，使得即便某幾處節(jié)點的控制器出現(xiàn)故障，也不會影響整個報警系統(tǒng)的運行。而總線制報警系統(tǒng)的正常運行則必須依賴于一根通信線路的準(zhǔn)確傳輸和每個模塊的完好運行，雙總線架構(gòu)的優(yōu)化改進方案也只是多預(yù)留了一條備用數(shù)據(jù)鏈路。此外，組建大型防盜報警系統(tǒng)時，需要報警主機對各分支節(jié)點的報警防區(qū)控制器協(xié)同管理。系統(tǒng)功能強大的同時帶來總線通信數(shù)據(jù)量的倍增，RS485/CAN BUS總線接口的通信速度無法保證高速并發(fā)控制時的數(shù)據(jù)實時性和可靠性，勢必成為束縛系統(tǒng)的瓶頸。而基于TCP/IP方式的網(wǎng)絡(luò)通信則沒有這一局限性。

具備以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換能力的報警防區(qū)控制器（簡稱以太網(wǎng)報警主機）不僅數(shù)據(jù)傳輸可靠、即時，還具備安裝靈活快捷的優(yōu)勢。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，不但數(shù)據(jù)擴展及通信能力不受限制，而且利用交換機就可連接到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的任意節(jié)點，不受設(shè)備距離和空間環(huán)境的限制，這就為實現(xiàn)系統(tǒng)的簡捷控制提供了無限的可能性。而使用串口方式通信，需要設(shè)置許多轉(zhuǎn)接，如果現(xiàn)場控制點數(shù)龐大，還需要很多物理連線，更可能出現(xiàn)通信異常。

以天地偉業(yè)推出的以太網(wǎng)報警主機（網(wǎng)絡(luò)并行報警信號處理器，如圖1所示）為例，該產(chǎn)品具備多路開關(guān)量輸入接口（最小8路，最大64路），可以接收來自報警探測器的常開、常閉、電平輸入信號，并將其轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號，通過以太網(wǎng)與矩陣、硬盤錄像機等主控設(shè)備通信，實現(xiàn)報警觸發(fā)聯(lián)動圖像切換、攝像機預(yù)置位等特定動作。此外，該產(chǎn)品還提供1路報警輸出，可聯(lián)動觸發(fā)繼電器吸合控制現(xiàn)場燈光、警號等設(shè)備，聯(lián)動時間0～240s可設(shè)。目前，已有可以配合其網(wǎng)絡(luò)報警協(xié)議的矩陣和硬盤錄像主機推出。借助以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)矩陣和硬盤錄像機可以接收來自指定IP的網(wǎng)絡(luò)型報警信號處理器的報警信息，不但極大地擴展了管理報警探測區(qū)域的范圍，做到了多點報警狀態(tài)即時準(zhǔn)確傳輸，而且使主控設(shè)備提供的智能聯(lián)動模版可以實現(xiàn)警情相關(guān)多場景切換顯示和錄像抓拍，簡化安保人員的處警操作，提高安保人員的響應(yīng)速度。

圖1 8路/16路/64路以太網(wǎng)報警主機

由于能夠大幅減少用戶布線施工的難度，并提高報警信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實時性，目前，搭配該產(chǎn)品的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在監(jiān)獄、勞教所、居民社區(qū)和智能樓宇項目中得到批量應(yīng)用，此外，對無人值守電力機房的遠程管理也提供了幫助。

3 以太網(wǎng)報警主機的典型應(yīng)用

以太網(wǎng)報警主機具備獨立的IP地址，可以通過網(wǎng)絡(luò)向16臺不同IP地址的視頻監(jiān)控主機發(fā)送報警信息，滿足用戶多平臺多系統(tǒng)共享警情數(shù)據(jù)的要求。它不僅可以開放報警協(xié)議，以便第三方平臺軟件的集成開發(fā)；還提供基于Web方式的IE設(shè)置環(huán)境，使用戶無需安裝軟件，通過IE瀏覽器即可登錄到以太網(wǎng)報警主機的設(shè)置頁面，進行手動/自動布撤防操作，令用戶的遠程管理更為方便靈活。

通過Web方式，用戶可以輕松維護網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一臺以太網(wǎng)報警主機；通過操作記錄功能，用戶可以在主機內(nèi)部存儲1000條各類操作信息，包括開機時間、關(guān)機時間、報警布防、報警撤防、用戶登錄。這些信息也可導(dǎo)出為“.CSV”格式，導(dǎo)入到各類數(shù)據(jù)庫文件中。

當(dāng)系統(tǒng)中接入多臺以太網(wǎng)報警主機時，每臺主機都可以根據(jù)設(shè)置參數(shù)進行獨立布防、撤防、記錄報警、聯(lián)動操作，而各報警主機之間以及與視頻監(jiān)控主機之間需要以標(biāo)準(zhǔn)的時鐘作為參照，才能保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實時性。以太網(wǎng)報警主機可以方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時鐘校準(zhǔn)功能，采用計算機通用的時鐘協(xié)議可以根據(jù)指定IP地址的主機（或矩陣、計算機）時鐘進行全系統(tǒng)時鐘統(tǒng)一。

（1）以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通信模式

以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通信模式即將以太網(wǎng)報警主機和視頻監(jiān)控主機均接入到局域網(wǎng)中，如圖2所示。為保證警情數(shù)據(jù)的保密性和可靠性，比較可行的方式是將綁定的IP地址作為信息發(fā)送的依據(jù)，即在以太網(wǎng)報警主機Web頁面的設(shè)備管理中添加注冊視頻監(jiān)控主機的IP地址，在視頻監(jiān)控主機Web頁面的設(shè)備管理中添加注冊以太網(wǎng)報警主機的IP地址。為滿足多平臺、多設(shè)備、多系統(tǒng)的多樣化需求，一臺以太網(wǎng)報警主機可以將警情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給多臺視頻監(jiān)控主機，而一臺視頻監(jiān)控主機也可以接受多臺以太網(wǎng)報警主機的警情數(shù)據(jù)。

圖2 以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)通信模式示意圖

（2）RS485聯(lián)網(wǎng)通信模式

網(wǎng)絡(luò)通信雖然比較方便，但在實際使用中，也存在通信矩陣受限、戶外鋪設(shè)不便、IP地址分配資源不足的問題；所以，在提供以太網(wǎng)接口的同時，以太網(wǎng)報警主機還應(yīng)設(shè)有RS485級聯(lián)接口以提供輔助的總線式通信，從而適應(yīng)不具備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安裝現(xiàn)場。多個以太網(wǎng)報警主機可以通過RS485串口級聯(lián)的模式，連接到視頻監(jiān)控管理主機。其工作原理是借助RS485總線將多個以太網(wǎng)報警主機的報警輸入板卡虛擬映射為一個IP地址，通過該IP統(tǒng)一管理所有的報警主機（最近端的以太網(wǎng)報警主機須通過網(wǎng)絡(luò)接到視頻監(jiān)控主機），如圖3所示。

圖3 RS485聯(lián)網(wǎng)通信模式示意圖

（3）與視頻矩陣的集成聯(lián)動

如圖4所示。

圖4 以太網(wǎng)報警主機與視頻矩陣集成聯(lián)動的示意圖

（4）與工控式DVR的集成聯(lián)動

如圖5所示。

（5）與嵌入式DVR的集成聯(lián)動

如圖6所示。

4 結(jié)束語

圖5 以太網(wǎng)報警主機與工控式DVR集成聯(lián)動的示意圖

圖6 以太網(wǎng)報警主機與嵌入式DVR集成聯(lián)動的示意圖

依托于科技強警和平安城市建設(shè)的顯著成果，很多單位和地區(qū)已初步建立起“覆蓋到面、監(jiān)測到線、控制到點”的全天候、多功能科技防范網(wǎng)絡(luò)體系，以太網(wǎng)報警主機的興起和矩陣、DVR、綜合管理軟件等主控設(shè)備平臺在智能化聯(lián)動處理方面的功能的完善，簡化了集成管理視頻復(fù)核的復(fù)雜度和難度。然而，應(yīng)用以太網(wǎng)報警主機不僅需要占用一定的信息點和IP資源，還要改變工程商基于RS-485總線的使用習(xí)慣；因此，以太網(wǎng)報警主機的普及尚需時日，需要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的規(guī)范和統(tǒng)一以及更多報警主機廠家和視頻監(jiān)控廠家的共同參與和引導(dǎo)。