基于校園無線網(wǎng)的視頻監(jiān)控研究
——以南寧學(xué)院為例

徐家麗，黃 唯

（1.南寧學(xué)院，廣西 南寧 530000；2.廣西廣播電視臺，廣西 南寧 530000）

0 引言

學(xué)校是國家和社會發(fā)展、科技和技術(shù)進(jìn)步的人才培養(yǎng)基石，校園安全是社會安全問題中的重要研究課題，校園安全問題關(guān)系著社會各行業(yè)高質(zhì)量人才的來源，是國家和社會穩(wěn)定發(fā)展的重要因素之一。無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控有別于傳統(tǒng)有線視頻監(jiān)控，其靈活方便的特點可以監(jiān)控到更多監(jiān)控死角，與傳統(tǒng)有線視頻監(jiān)控結(jié)合，極大地提高了高校校園的安全性。

1 現(xiàn)狀和背景

在現(xiàn)代社會發(fā)展中，視頻監(jiān)控是保障社會安全的重要手段，我國十分重視視頻監(jiān)控體系的建設(shè)，如著名的“天網(wǎng)”，遍布全國各個城市，是公安系統(tǒng)的重要部分。國家發(fā)展和改革委員會早在2015年就發(fā)布了政策—《關(guān)于加強(qiáng)公共安全視頻監(jiān)控建設(shè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工作的若干意見》，其中就指出視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是新形勢下維護(hù)國家公共安全和社會穩(wěn)定的重要手段。

信息化時代里，高校紛紛發(fā)展數(shù)字化校園，將高校的學(xué)習(xí)、科研環(huán)境、生活和安全管理等信息匯總，統(tǒng)一在網(wǎng)絡(luò)信息平臺上進(jìn)行管理，而其中的視頻監(jiān)控調(diào)度是校園安全的重要環(huán)節(jié)。以南寧學(xué)院為例，南寧學(xué)院中的許多重要位置皆安裝了有線監(jiān)控攝像頭來保障校園安全。以此為基礎(chǔ)，依托全校覆蓋的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)，靈活地安裝無線監(jiān)控攝像頭，有效消除了有線監(jiān)控的死角，真正做到360°無死角監(jiān)控[1]。

1.1 研究意義

本課題致力于研究校園無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性優(yōu)勢，解決校園監(jiān)控死角，提供校園安全的有力保障。實施校園無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，研究靈活性強(qiáng)的無線視頻監(jiān)控體系的必要性及意義有以下幾點。

第一，實現(xiàn)可靈活部署的無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅能夠有效地監(jiān)控校園安全死角，還能更高效地分配視頻監(jiān)控系統(tǒng)的資源；做到動態(tài)管理校園安全問題，有效地預(yù)防并打擊違法行為，切實提高校園公共安全水平。

第二，維護(hù)校園的安全，為師生提供一個安全穩(wěn)定的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠保證高校培養(yǎng)人才的質(zhì)量，同時也能夠吸引外界社會資源進(jìn)入高校，幫助高校發(fā)展[2]。

1.2 需求分析

（1）操作簡易需求。

無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)視頻監(jiān)控相比，可操控性更強(qiáng)，高校環(huán)境中管理者多為教師，因此需要提供一種簡潔明了的操作管理模式，協(xié)助管理。

（2）靈活部署需求。

南寧學(xué)院校園總面積近86.67公頃（1 300畝），教學(xué)樓、宿舍樓、圖書館、體育館、活動中心等建筑共計三十余棟，校道與綠化地小路交錯，尤其是校內(nèi)的不孤湖景區(qū)和風(fēng)雨橋，對監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控點布置復(fù)雜度要求很高，無線監(jiān)控的靈活性無可替代。

（3）數(shù)據(jù)管理需求。

校園監(jiān)控采集的龐大數(shù)據(jù)流將時刻匯入控制中心的服務(wù)器，需要高性能服務(wù)器完成數(shù)據(jù)分析和存儲；依托校園網(wǎng)絡(luò)已有的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和校園組網(wǎng)，嚴(yán)格保護(hù)數(shù)據(jù)安全，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院捅Ｃ苄裕曨l數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程要求高速且穩(wěn)定，應(yīng)用單播IP能夠滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸需求。

（4）冗余性需求。

實際上任何設(shè)施建設(shè)，無論是理論設(shè)計階段還是實施安裝階段，都不可能一勞永逸地解決所有問題，需要做包容性強(qiáng)的冗余設(shè)計體系，能夠使后續(xù)維修或更換設(shè)備、添加新設(shè)備的工作順利進(jìn)行，這恰恰也是無線視頻監(jiān)控的最大優(yōu)勢之一。

2 無線視頻監(jiān)控優(yōu)勢

2.1 安裝靈活

校園局域網(wǎng)不同于電網(wǎng)，架設(shè)網(wǎng)線的工程量巨大且時間周期長，由于需要在地下或者墻壁中架管穿線，容易對周邊造成破壞，因此往往都隨著校園施工建設(shè)一并完成，后續(xù)擴(kuò)容難度高，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安放位置和數(shù)量受到一定的限制。而無線視頻監(jiān)控依托于全面覆蓋的校園WiFi，最大優(yōu)勢就是不受網(wǎng)絡(luò)布線的限制，大大減少工作量的同時，能夠在無線網(wǎng)內(nèi)任意位置完成部署，提供安全服務(wù)[3]。

2.2 成本低且冗余性強(qiáng)

相比有線監(jiān)控必須依托現(xiàn)有網(wǎng)線或者需要額外牽引網(wǎng)線的缺點，無線視頻監(jiān)控的優(yōu)勢體現(xiàn)在：無線網(wǎng)絡(luò)的范圍即是無線監(jiān)控的范圍，且不需要在規(guī)劃建設(shè)時就考慮非常多的未來發(fā)展需求，也就不會出現(xiàn)因為信息點利用率低或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)施發(fā)展超出規(guī)劃，導(dǎo)致花費更多的資源進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造的問題，其建設(shè)成本低效率高。無線局域網(wǎng)內(nèi)能夠“漫游（roaming）”的特性，使其無線視頻監(jiān)控的靈活性進(jìn)一步提高，而且隨著無線網(wǎng)升級，服務(wù)器內(nèi)存變大，無線監(jiān)控攝像頭的數(shù)量和質(zhì)量也能夠根據(jù)管理者的需求提供更強(qiáng)的安全保障[4]。

2.3 應(yīng)用范圍廣和時效性強(qiáng)

無線視頻監(jiān)控作為有別于傳統(tǒng)有線監(jiān)控的技術(shù)手段，它的應(yīng)用范圍十分廣泛，最主要的作用體現(xiàn)在范圍廣、分布零散的安全監(jiān)控，時效性要求較高的場合同樣十分符合其應(yīng)用特點，如表1所示。

表1 無線視頻監(jiān)控適用范圍

3 無線監(jiān)控系統(tǒng)概述

3.1 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架

本課題提出的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻采集端（攝像頭）、網(wǎng)絡(luò)傳輸、監(jiān)控管理3個部分組成，如圖1所示。中心服務(wù)器采集和處理視頻信號數(shù)據(jù)，并給予管理員高效率的操作管理方式，存儲服務(wù)器（IPSAN）存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)，顯示墻能夠多功能、多畫面顯示監(jiān)控信息。在部署過程中應(yīng)測試好無線網(wǎng)信號強(qiáng)度，保障無線視頻信號能夠暢通無阻地回到控制中心。

圖1 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

另外，安保人員能夠遠(yuǎn)程登錄監(jiān)控系統(tǒng)，使用移動設(shè)備就能隨時隨地查看異常報警信息，使主動權(quán)把握在安保手中，及時發(fā)現(xiàn)并制止安全事件的發(fā)生。

3.2 無線監(jiān)控多功能用途

無線視頻監(jiān)控在靈活性強(qiáng)的優(yōu)勢下，特殊功能的攝像頭能夠發(fā)揮更強(qiáng)大的作用，例如：體溫探測攝像頭、人臉識別攝像頭、夜視攝像頭等。2020年的新冠疫情來勢洶洶，為了減少接觸，大型商場出入口就有安放體溫探測攝像頭進(jìn)行無接觸測溫，安全且高效，南寧學(xué)院校門口和食堂等人群聚集地的出入口，同樣有擺放體溫探測攝像頭，起到控制疫情傳播的重要作用。無線監(jiān)控設(shè)備安裝方便，根據(jù)不同需求快速部署并開始工作，極大地提高了工作效率。

類似情況中，應(yīng)用人臉識別或者夜視攝像頭等具有特殊功能的攝像頭，在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將極大地發(fā)揮其保障校園安全的重要作用，切切實實地實現(xiàn)數(shù)字化校園管理[5]。

4 應(yīng)對安全威脅

數(shù)字化時代，進(jìn)行惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊的黑客不只存在于電影中，而是實實在在會構(gòu)成威脅的安全因素。目前會對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)造成安全威脅的主要因素有以下幾點。

（1）設(shè)備劫持和替換：前端設(shè)備（無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭）一般安裝的是嵌入式操作系統(tǒng)，在啟動及運行過程中很少進(jìn)行針對性的安全保護(hù)措施，容易被病毒等手段侵入前端設(shè)備。

（2）協(xié)議攻擊：仿造協(xié)議，甚至是篡改通信協(xié)議，非法入侵并控制設(shè)備。

（3）視頻資源非法訪問：當(dāng)管理員賬戶的登錄口令相對簡單時，遭受字典掃描或者暴力破解的攻擊手段時容易被截取，使黑客得以非法訪問系統(tǒng)。

（4）視頻數(shù)據(jù)竊取和篡改：在數(shù)據(jù)傳輸過程中，利用網(wǎng)絡(luò)旁路攻擊等非法手段截獲視頻數(shù)據(jù)；偽造視頻數(shù)據(jù)的編碼格式（視頻數(shù)據(jù)以明文傳輸），用編造的視頻替換原本采集的視頻數(shù)據(jù)，篡改真實的記錄信息。

面對這些威脅，廠商均已有防范手段，本文以南寧學(xué)院為例，依托校園網(wǎng)已有的完整的網(wǎng)絡(luò)安全體系，包括下一代防火墻NF、入侵檢測系統(tǒng)IDS、入侵防御系統(tǒng)IPS等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全管理員，能掃描到所受的攻擊類型及對象，自動查詢是否有遭遇劫持、篡改等非法侵入的跡象，提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)作用。

另外，管理員對視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)有一套嚴(yán)格的運維管理規(guī)章制度，巡檢、故障維修、網(wǎng)絡(luò)信號和視頻采集測試，這種物理層防御手段也是確保管理安全的重要安全措施。

5 結(jié)語

現(xiàn)今國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的情況下，無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠滿足高校校園安全監(jiān)控實際需求以及日益發(fā)展的冗余措施。最大程度上利用高清監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)、無線視頻監(jiān)控的優(yōu)點，結(jié)合已經(jīng)十分成熟的人像識別技術(shù)等，高效率監(jiān)控校園的安全隱患，能夠節(jié)省大量安保人手，把安全監(jiān)控遍布校園每一個角落，切實保障校園安全問題。

無線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是一個新時代的產(chǎn)物，其優(yōu)點是傳統(tǒng)有線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)無法比擬的，將無線監(jiān)控與傳統(tǒng)有線監(jiān)控結(jié)合使用，組成的“天網(wǎng)”能夠保障校內(nèi)的師生可以專注學(xué)習(xí)與科研，為社會與國家輸送源源不斷的人才。