基于無線Mesh網(wǎng)絡的小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)設計

摘 要：本文介紹防監(jiān)控系統(tǒng)的重要性和無線Mesh網(wǎng)絡技術的特點，將自組網(wǎng)技術和監(jiān)控系統(tǒng)結合起來，給出了一種基于自組織網(wǎng)絡的無線Mesh小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的構架和所采用的路由協(xié)議進行了闡述。具有一定的實用參考意義。

關鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；網(wǎng)絡架構；自組織網(wǎng)絡；路由協(xié)議

監(jiān)控系統(tǒng)是一種自動化控制與調度管理系統(tǒng)，主要以計算機網(wǎng)絡技術為平臺，通過對現(xiàn)場環(huán)境和設備的監(jiān)視和控制，自動傳遞相關信息并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制以及產生各種報警信號。小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)是對小區(qū)的各大門出入人員、樓幢的廊道、電梯、地下停車場進行視頻圖像采集并實施傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，是防止治安事件和火災等事故，確保小區(qū)安全的重要手段。目前大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)中采用的基本都是有線通信網(wǎng)方式，對于較大的住宅小區(qū)，此方式的成本高，且施工和維護不便，難以滿足系統(tǒng)擴展的要求?；诖?，本文討論了一個基于無線自組網(wǎng)的小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)，主要闡述了移動自組網(wǎng)的基本概念和發(fā)展、監(jiān)控系統(tǒng)的體系結構和所用到的通信協(xié)議。

1 無線Mesh網(wǎng)絡技術分析

無線Mesh網(wǎng)絡（WMN）是一種多跳的、具有自組織特性的高速率、大容量的寬帶網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，它是無線局域網(wǎng)和移動自組網(wǎng)的有機結合，與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡相比，具有更好的魯棒性和可擴展性，可以更好的解決“最后一英里”問題。

無線Mesh網(wǎng)絡中的節(jié)點都可以同時作為主機或路由器發(fā)送、轉發(fā)和接收信號，節(jié)點可以與其通信范圍內的鄰居節(jié)點進行直接通信，或者借由其他中間節(jié)點進行數(shù)據(jù)轉發(fā)直到目的節(jié)點，即多跳訪問方式。此外，當某條鏈路上的流量業(yè)務過多導致?lián)砣踔练纸M丟棄時，可以通過負載平衡策略，將數(shù)據(jù)業(yè)務切換到負載較輕的路由上進行傳輸，確保網(wǎng)絡業(yè)務的QoS。

2 系統(tǒng)結構分析

某住宅小區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)分為三層結構，如圖1所示。最底層為數(shù)據(jù)采集層，通過溫度傳感器、聲音傳感器、以及其他視頻攝像頭，對小區(qū)各個樓宇的廊道、電梯、停車場進行數(shù)據(jù)采集，并按照相關的編碼格式進行數(shù)據(jù)處理，打包形成實時數(shù)據(jù)經(jīng)過無線通信網(wǎng)傳送到監(jiān)控管理中心；第二層為通信層，系統(tǒng)采用了2.4G/5.8GHz擴頻通信技術，該技術無需申請頻段，采用跳擴頻技術，具有很強的實用優(yōu)勢。

最上層為監(jiān)控中心由監(jiān)控電腦、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、監(jiān)控軟件組成。其中數(shù)據(jù)服務器以SQL Server作為其數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)，保存底層傳輸來的數(shù)據(jù)信息，如溫度，濕度，噪聲；圖像數(shù)據(jù)則保存在視頻服務器中，并實時顯示在監(jiān)控電腦上。監(jiān)控人員可以根據(jù)視頻圖像進行各個環(huán)境人和物的變化，監(jiān)控軟件也可以根據(jù)采集到的信息數(shù)據(jù)進行判斷，如有警告，則驅動轟鳴器進行警示。

3 系統(tǒng)路由協(xié)議分析

總體來說，無線WMN網(wǎng)絡使用的路由協(xié)可分為單路徑協(xié)議和多路徑協(xié)議兩種。典型的單路徑協(xié)議有AODV、DSDV、DSR、TORA等。單路由協(xié)議只維護一條源節(jié)點至目的節(jié)點的路徑，節(jié)點中某個節(jié)點由于能量耗盡或者由于移動到網(wǎng)絡之外，就容易導致路徑失效。此外，由于業(yè)務量過于集中，會引起網(wǎng)絡擁塞，增加了業(yè)務的端到端延時，嚴重時甚至會導致大量分組被丟棄，使得網(wǎng)絡的吞吐量大大降低；與單一路徑不同的是。多路徑協(xié)議在是在路由發(fā)起過程中同時建立并維護多條路徑，在傳輸路徑可以具有更好的容錯性和可靠性，也是實現(xiàn)負載平衡的關鍵，在傳輸業(yè)務時，可以只使用一條路徑，也可以同時使用多條路徑來實現(xiàn)負載平衡，如圖2所示。典型的多徑路由協(xié)議有AODV-BR、AOMDV等。通常在見刊系統(tǒng)中采用AOMDV作為WMN的路由協(xié)議。

4 總結

無線Mesh網(wǎng)絡廣泛的應用于無固定基礎設施的場合，具有，本文借助無線Mesh網(wǎng)絡構建了分布式電源監(jiān)控系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)采集層，采用AOMDV路由協(xié)議作為多徑的路由協(xié)議，從而實現(xiàn)了平衡系統(tǒng)負載，提高系統(tǒng)運行效率的目的。

[參考文獻]

[1]謝新慶.支持無線通信的智能樓宇遠程監(jiān)控方案[J].才智，2009年29期.

[2]錢瑩，曾周末，張志榮.智能化住宅小區(qū)安全服務系統(tǒng)[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2001年02期.

[3]賴才華，陶洋.無線mesh網(wǎng)絡多徑路由算法研究[J].廣東通信技術，2010年01期

[4]林蔚，楊永田.自組網(wǎng)負載平衡路由協(xié)議[J].哈爾濱工程大學學報，2007年05期.

[5]羅莉瓊.多路徑按需路由協(xié)議改進方案分析[J].湖南冶金職業(yè)技術學院學報，2008年02期.