安防系統(tǒng)集成及通信接口技術(shù)的開(kāi)放途徑

肖 銀

（武漢虹信技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司上海分公司，上海 200942）

0 引言

科技的發(fā)展帶動(dòng)時(shí)代的進(jìn)步，隨之而來(lái)的就是安防領(lǐng)域的發(fā)展。在傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)中，監(jiān)控是主要的安防形式，而隨著多年來(lái)的技術(shù)發(fā)展與革新，現(xiàn)代化安防系統(tǒng)已經(jīng)囊括了聲音、視頻、門(mén)禁、報(bào)警、巡更以及停車(chē)場(chǎng)管理等諸多體系。而在科學(xué)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步中，這些原本獨(dú)立、分散的安防體系也正在朝著集成化的方向發(fā)展。這種集成化的安防系統(tǒng)和集中式的安防管理不僅可以讓監(jiān)控點(diǎn)獲得了更好的監(jiān)控效果，同時(shí)也可以顯著節(jié)約安防管理的成本。

1 安防系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成部分，主要的結(jié)構(gòu)有3 個(gè)。1）基礎(chǔ)層結(jié)構(gòu)，包括監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。2）傳輸層結(jié)構(gòu)，主要是IP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。3）管理層結(jié)構(gòu)，主要是對(duì)安防系統(tǒng)的多功能管理平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

安防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成基礎(chǔ)層是由很多單一的子系統(tǒng)組成，每一個(gè)子系統(tǒng)都是安防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的部分，且每一個(gè)子系統(tǒng)又都具備獨(dú)立運(yùn)行的能力。傳輸層主要可以為安防系統(tǒng)中的通信提供保障，讓通信接口技術(shù)具備良好的開(kāi)放途徑，以此來(lái)滿(mǎn)足安防系統(tǒng)的信息傳輸需求[1]。在管理層設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用了系統(tǒng)集成技術(shù)，進(jìn)而將一個(gè)綜合性的安防管理平臺(tái)提供給用戶(hù)，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，用戶(hù)可以實(shí)時(shí)了解安防區(qū)域內(nèi)的實(shí)際情況，可接收?qǐng)?bào)警信息，也可發(fā)布相應(yīng)的指令。

2 安防系統(tǒng)集成中的基礎(chǔ)層設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)可以按照中心系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和前端系統(tǒng)這3 個(gè)部分進(jìn)行劃分。

在前端系統(tǒng)，主要的組成部分也有3 個(gè)。1）信號(hào)采集裝置。2）遙控型的動(dòng)作裝置。3）視頻處理裝置。通過(guò)信號(hào)采集裝置，可以對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。通過(guò)可遙控型的動(dòng)作裝置，可以對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)視頻處理裝置，可以用硬件的方式或者是軟件的方式，將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以網(wǎng)絡(luò)傳輸形式將轉(zhuǎn)換好的數(shù)字信號(hào)傳輸給控制中心。同時(shí)，視頻處理裝置還可以將來(lái)自于監(jiān)控中心的指令轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并將其發(fā)送給各個(gè)聯(lián)動(dòng)設(shè)備。

傳輸系統(tǒng)的主要功能是上傳和下達(dá)各種的信息和指令。

中心控制系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)可以負(fù)責(zé)管理和控制整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的工作。對(duì)于接收到的信息，中心控制系統(tǒng)可以進(jìn)行分析、管理和儲(chǔ)存。

2.2 門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

門(mén)禁系統(tǒng)的主要組成部分包括門(mén)禁控制主機(jī)和讀卡器、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等前端設(shè)備。在門(mén)禁系統(tǒng)的具體工作中，首先借助于前端的識(shí)別設(shè)備來(lái)進(jìn)行信號(hào)接收，然后將接收到的信號(hào)發(fā)送給門(mén)禁主機(jī)，門(mén)禁主機(jī)在接收到信號(hào)之后會(huì)立即對(duì)其進(jìn)行處理，如果符合相應(yīng)的身份規(guī)定，門(mén)禁主機(jī)就會(huì)下達(dá)相應(yīng)大門(mén)的開(kāi)啟指令。如果不符合相應(yīng)的身份規(guī)定，門(mén)禁系統(tǒng)將不會(huì)下發(fā)任何指令，相應(yīng)的大門(mén)也就不會(huì)開(kāi)啟。

在門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)功能，可以設(shè)置總線(xiàn)制形式的聯(lián)網(wǎng)接口，也可以設(shè)置IP 形式的聯(lián)網(wǎng)接口。

2.3 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

報(bào)警系統(tǒng)主要由3 個(gè)部分組成。1）中心報(bào)警控制主機(jī)。2）傳輸系統(tǒng)。3）前端探測(cè)器。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，前端探測(cè)器可以對(duì)各種報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，比如玻璃破碎信號(hào)、煙霧信號(hào)和震動(dòng)信號(hào)等。然后通過(guò)傳輸系統(tǒng)將采集到的報(bào)警信號(hào)發(fā)送給中心報(bào)警控制主機(jī)。傳輸系統(tǒng)可以通過(guò)有線(xiàn)方式進(jìn)行報(bào)警信號(hào)的傳輸，也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行報(bào)警信號(hào)的傳輸[2]。在中心報(bào)警控制主機(jī)接收到來(lái)自前端探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)之后，將會(huì)立刻觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作，比如應(yīng)急燈的開(kāi)啟和報(bào)警信號(hào)的響起等，并與110 聯(lián)動(dòng)中心接通。

3 安防系統(tǒng)集成中的傳輸層設(shè)計(jì)

在整個(gè)安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成設(shè)計(jì)中，傳輸層是為其提供網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境的關(guān)鍵。目前安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成方案有很多種，比如PSTN 電話(huà)網(wǎng)、數(shù)字微波、DDN 技術(shù)、ISDN 技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、Internet 和衛(wèi)星通信技術(shù)等很多技術(shù)都可以成為安防系統(tǒng)中的通信媒介。下文就針對(duì)安防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成中的通信接口技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1 有線(xiàn)寬帶接入技術(shù)

3.1.1 ADSL技術(shù)

ADSL 技術(shù)又稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路，該技術(shù)主要通過(guò)ADSL Modern 技術(shù)，按照3 個(gè)通信通道來(lái)劃分電話(huà)線(xiàn)。表1 是這3 個(gè)通道的具體情況。

在多媒體信息的傳輸中，ADSL 技術(shù)十分適用，但是由于該技術(shù)的信號(hào)傳輸距離比較短，對(duì)于線(xiàn)路質(zhì)量又有著比較高的要求，所以在一般的線(xiàn)路質(zhì)量條件下，該技術(shù)的應(yīng)用和推廣都比較困難。

表1 電話(huà)線(xiàn)3 個(gè)通道具體情況

3.1.2 VDSL技術(shù)

VDSL 技術(shù)又稱(chēng)為甚/超高數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)路，該技術(shù)是以非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)、對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)、視頻會(huì)議和HDTV 為基礎(chǔ)發(fā)展的一種有限寬帶技術(shù)。與ADSL 技術(shù)相比，該技術(shù)有著更寬的傳輸帶和更快的傳輸速度，其傳輸速度可達(dá)到52 Mpbs。所以在光纖網(wǎng)絡(luò)未覆蓋的條件下，該技術(shù)是高速接入問(wèn)題的最佳解決方案。但是該技術(shù)的有效距離也很短，僅可以達(dá)到1 km 以?xún)?nèi)[3]。

3.1.3 以太網(wǎng)接入技術(shù)

以太網(wǎng)接入技術(shù)不僅性能優(yōu)越、安裝簡(jiǎn)單具有可擴(kuò)展性，而且價(jià)格也比較合理。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)在傳輸距離上也得到了顯著提升，可以滿(mǎn)足當(dāng)今的接入網(wǎng)通信需求以及城域網(wǎng)通信的需求。因此，在當(dāng)前的大多數(shù)企事業(yè)單位中，以太網(wǎng)接入技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。尤其是在當(dāng)前的安防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成中，以太網(wǎng)接入技術(shù)更受歡迎。

3.2 無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)

3.2.1 WLAN技術(shù)

WLAN 技術(shù)又叫做寬帶無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)是在便攜式移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)，多便攜式微機(jī)是其網(wǎng)絡(luò)終端。將該技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成傳輸中，可以讓系統(tǒng)和用戶(hù)終端之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)連接，以此來(lái)達(dá)到信號(hào)的無(wú)線(xiàn)傳輸與接收效果。

3.2.2 蜂窩移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

蜂窩移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)主要應(yīng)用的是蜂窩結(jié)構(gòu)，以此來(lái)達(dá)到頻率的重復(fù)利用效果，可覆蓋很大的區(qū)域。且由于該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)和漫游切換，所以即使是在高速移動(dòng)的情況下，也可以保障通信不間斷。從20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始，1G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就開(kāi)始出現(xiàn)，隨之而來(lái)的就是2G、3G 和4G，目前5G 也已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入應(yīng)用與推廣階段。

伴隨著IP 技術(shù)的發(fā)展和完善，越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始將該技術(shù)作為主要的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，很多將以太網(wǎng)作為基礎(chǔ)的無(wú)線(xiàn)通信接入技術(shù)也開(kāi)始得到應(yīng)用和普及。而將無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的通信傳輸模式，也正是當(dāng)今無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。

將無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)引入安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成中，不僅可以給安防系統(tǒng)提供一個(gè)足夠優(yōu)質(zhì)的聯(lián)網(wǎng)集成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時(shí)也可以進(jìn)一步提升安防系統(tǒng)的通信速度。

4 安防系統(tǒng)集成中的管理層設(shè)計(jì)

4.1 平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在安防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集成化設(shè)計(jì)中，管理層平臺(tái)應(yīng)用了J2EE標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)屬于一種企業(yè)應(yīng)用程序方面的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)多層應(yīng)用程序平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和部署。在安防業(yè)務(wù)平臺(tái)中，主要的體系結(jié)構(gòu)有4 個(gè)。1）業(yè)務(wù)層。2）應(yīng)用層。3）中間層。4）設(shè)備和信息資源的抽象層。

4.1.1 業(yè)務(wù)層

該結(jié)構(gòu)層主要可以為用戶(hù)提供智能化、個(gè)性化和專(zhuān)業(yè)化的服務(wù)。比如視頻監(jiān)控服務(wù)、應(yīng)急指揮服務(wù)和預(yù)測(cè)工具等。

4.1.2 應(yīng)用層

該結(jié)構(gòu)可以對(duì)安全管理中的具體業(yè)務(wù)進(jìn)行抽象和歸納處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用模塊的生成，然后將這些模塊組織到一起，為不同業(yè)務(wù)提供應(yīng)用支持。比如，在為刑事案件提供線(xiàn)索時(shí)，就需要應(yīng)用到語(yǔ)音對(duì)講、監(jiān)控錄像回放等很多功能模塊，如果將這些功能模塊組合在一起，就可以為業(yè)務(wù)處置提供一個(gè)完整的流程[4]。

4.1.3 中間層

在安防系統(tǒng)中的中間層是軟件平臺(tái)的核心，通過(guò)高性能的中間服務(wù)器插件和各種管理工具、智能引擎等，將基礎(chǔ)服務(wù)、管理方法、工具和管理策略等提供給應(yīng)用層，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)備信息的組織、調(diào)度和管理。

4.1.4 設(shè)備和信息資源的抽象層

該結(jié)構(gòu)層的主要功能是對(duì)來(lái)自于安防設(shè)備中的信息進(jìn)行歸納抽象，然后將這些文本、圖片、視頻等信息接入系統(tǒng)平臺(tái)中，并對(duì)其進(jìn)行集成化管理，以此來(lái)幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的組織和調(diào)度。

4.2 主要的服務(wù)器功能

4.2.1 Web服務(wù)器

將J2EE 體系和Web Service 標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，給安防系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的Web 訪問(wèn)界面，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)、系統(tǒng)管理、集中儲(chǔ)存和檢索等功能。同時(shí)也可以給前端控制器提供一個(gè)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控和查詢(xún)的統(tǒng)一Web 訪問(wèn)界面。

4.2.2 管理中心服務(wù)器

該服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)組織角色的維護(hù)和管理。統(tǒng)一的身份認(rèn)證、統(tǒng)一的權(quán)限控制、任務(wù)計(jì)劃的調(diào)度與執(zhí)行、設(shè)備的集中配置、報(bào)警預(yù)案的管理、日志管理、巡檢維修管理等功能。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，安防系統(tǒng)如今已經(jīng)開(kāi)始朝著集成化的方向發(fā)展。而在安防系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集成發(fā)展中，集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因此，在具體的安防系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，做好各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，并借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為其提供合理支撐。這樣才可以保證安防系統(tǒng)的集成質(zhì)量，使其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中充分地發(fā)揮作用與優(yōu)勢(shì)。