文｜ 南京科安電子有限公司 徐大宇 張海晶 張寶秀

1 一體化系統(tǒng)集成

自從1984年在美國出現(xiàn)了第一幢為世人公認(rèn)的所謂智能化大樓以來，世界各國都先后出現(xiàn)了智能建筑熱潮。中國也早在20世紀(jì)80年代末、90年代初就開始研究建設(shè)智能建筑，至今已有20多年的歷史。如今，智能建筑的建設(shè)已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)新的增長點(diǎn)。而同時(shí)，智能建筑技術(shù)水平也是一個(gè)國家綜合國力和科技國力的一種體現(xiàn)。

在我國，智能建筑技術(shù)和智能建筑建設(shè)發(fā)展非常迅猛，現(xiàn)已開始從低水平的從無到有向高水平的縱深發(fā)展邁進(jìn)。

在我國，人們對(duì)建筑智能化，尤其是建筑智能化的一體化系統(tǒng)集成的認(rèn)識(shí)有一個(gè)發(fā)展的過程。

早在1998年，原建設(shè)部在上海召開的全國智能建筑技術(shù)研討會(huì)上，有兩種觀點(diǎn)是絕對(duì)對(duì)立的。一種觀點(diǎn)認(rèn)為沒有實(shí)現(xiàn)一體化系統(tǒng)集成的智能建筑就稱不起為實(shí)質(zhì)上的智能建筑；筆者所持的就是這一觀點(diǎn)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，在我國，實(shí)現(xiàn)一體化系統(tǒng)集成既無需要也無可能，各子系統(tǒng)能開通就不錯(cuò)了；當(dāng)時(shí)持此種觀點(diǎn)的人占絕對(duì)多數(shù)。

1999年，原建設(shè)部在北京召開的智能建筑系統(tǒng)集成技術(shù)研討會(huì)上，韓國來賓介紹了韓國人參煙草專賣局大樓一體化系統(tǒng)集成的案例，促使與會(huì)的國人取得了共識(shí)，即一體化系統(tǒng)集成在甲方需要時(shí)是有必要的，也是可行的，但不能一味地追求一體化系統(tǒng)集成。

2000年，原建設(shè)部在北京召開的智能建筑技術(shù)研討會(huì)上，人們不再討論需不需要和可不可能進(jìn)行一體化系統(tǒng)集成了；中心議題變成了一體化系統(tǒng)集成采用何種技術(shù)，LonWorks技術(shù)和BACnet技術(shù)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)——系統(tǒng)集成的發(fā)展向前邁進(jìn)了一大步。

2001年，原建設(shè)部在北京召開的研討會(huì)上，已經(jīng)出現(xiàn)了一些我國自己的一體化系統(tǒng)集成案例。

短短幾年間，人們的認(rèn)識(shí)發(fā)生了很大的變化。

而人們對(duì)于一體化系統(tǒng)集成的投入和產(chǎn)出的認(rèn)識(shí)也發(fā)生了很大的變化。前幾年，人們普遍認(rèn)為實(shí)施一體化系統(tǒng)集成要增加10%～15%的投資；而現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)則是實(shí)施一體化系統(tǒng)集成可以在整個(gè)智能建筑的生命周期內(nèi)減少投資10%～15%，原因是減少了重復(fù)建設(shè)投資，以及操作和維護(hù)費(fèi)用。

一體化系統(tǒng)集成對(duì)整個(gè)建筑智能化系統(tǒng)功能和性能的提升作用更是顯而易見的，可以實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果。例如，處理一次火災(zāi)報(bào)警或一次盜警突發(fā)事件，一體化集成系統(tǒng)可以調(diào)動(dòng)整個(gè)建筑智能化系統(tǒng)的管理中心、指揮中心、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等所有相關(guān)子系統(tǒng)，很可能由此挽回一次重大的經(jīng)濟(jì)損失和政治損失。

所謂一體化系統(tǒng)集成是將建筑智能化各子系統(tǒng)集成在一個(gè)局域網(wǎng)（LAN）平臺(tái)上，然后再利用交換器使之同廣域網(wǎng)（WAN）相聯(lián)。一體化系統(tǒng)集成在節(jié)能和節(jié)省人力方面的效益十分明顯。

電視監(jiān)控系統(tǒng)作為建筑智能化系統(tǒng)的一個(gè)重要的子系統(tǒng)，當(dāng)然應(yīng)該滿足一體化系統(tǒng)集成對(duì)其功能和性能的要求，而具有了相關(guān)的功能和性能，當(dāng)然也就具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控的所有功能。

2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

所謂遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，就是能通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，尤其是廣域網(wǎng)讀到、看到或聽到監(jiān)控系統(tǒng)的信息或狀態(tài)，以及向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送監(jiān)控命令或設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)。

早期純模擬式的監(jiān)控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能——其采用同軸電纜傳輸模擬音像信號(hào)的模式在傳輸距離上受到限制；而由于沒有聯(lián)網(wǎng)功能，也無法接受遠(yuǎn)程控制命令。

前些年，為了克服模擬監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)，在4C（即Computer、Communication、Control、CRT）技術(shù)高度發(fā)展的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、硬盤錄像監(jiān)控系統(tǒng)等監(jiān)控系統(tǒng)。然而從技術(shù)角度上看，這些不同名稱的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上都是由模擬系統(tǒng)數(shù)字化而產(chǎn)生的，其不同的名稱只是強(qiáng)調(diào)了某一方面的功能或性能而已。

目前能實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的監(jiān)控系統(tǒng)基本上有兩種形式（結(jié)構(gòu)），即模擬與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)和純數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1 模擬與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)

模擬與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)上已經(jīng)成熟，產(chǎn)品化程度也很高——通常所稱的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、硬盤錄像機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等都屬于此類。此類系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是對(duì)模擬音視頻信號(hào)進(jìn)行A/D變換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)字圖像處理、數(shù)字圖像傳輸，甚至是數(shù)字視頻移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和報(bào)警等功能。

此類模/數(shù)混合監(jiān)控系統(tǒng)的物理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 模/數(shù)混合監(jiān)控系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)示意圖

各種模/數(shù)混合監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)形式上有所不同，但技術(shù)措施基本上大同小異。例如許多多媒體監(jiān)控系統(tǒng)，就是在模擬監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上多媒體計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化圖像處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)裙δ?。又如硬盤錄像系統(tǒng)，是將模擬和數(shù)字系統(tǒng)一體化集成在一臺(tái)主機(jī)中。一些稱為視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或代理服務(wù)器的產(chǎn)品也都是名稱雖然不同，技術(shù)措施卻大同小異——都是通過對(duì)模擬系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

數(shù)模結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)大多采用在系統(tǒng)中心進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)；但由于模擬傳輸存在諸多弊端，也有一些數(shù)模結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)采用采集模擬信號(hào)后將之轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.2 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)

如圖2所示，所謂數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，其本身就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)——不但可以是專用網(wǎng)、網(wǎng)段、局域網(wǎng)，甚至在理論上也可以是廣域網(wǎng)，其每一個(gè)系統(tǒng)設(shè)備基本上都是直接上網(wǎng)或聯(lián)網(wǎng)的，通過有線或無線IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化形式的視頻信息傳輸。對(duì)于這種監(jiān)控系統(tǒng)而言，只要是網(wǎng)絡(luò)可以到達(dá)的地方就一定可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和記錄。此外，這種監(jiān)控系統(tǒng)還可以與很多其他類型的系統(tǒng)進(jìn)行完美的結(jié)合。

圖2 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)不需要傳統(tǒng)的模擬視頻切換矩陣和音頻切換矩陣；由于其每個(gè)系統(tǒng)部件或系統(tǒng)設(shè)備都有一個(gè)唯一的網(wǎng)址，因此每個(gè)系統(tǒng)部件或設(shè)備都具有上網(wǎng)功能，可通過各種IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控功能。

數(shù)字監(jiān)控是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信以及視頻編解碼等多項(xiàng)高新技術(shù)整合的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的監(jiān)控相比，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的視頻信息的壓縮、儲(chǔ)存、分析、顯示以及報(bào)警等自動(dòng)化處理，從而實(shí)現(xiàn)無人值守；通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控，即使是對(duì)數(shù)千千米外的監(jiān)控點(diǎn)也能獲得親臨現(xiàn)場(chǎng)般的效果；利用先進(jìn)的軟件系統(tǒng)不僅在幾分鐘內(nèi)便可完成大量的數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控效率的提高，而且能獲得更為逼真、清晰的數(shù)字化圖像，實(shí)現(xiàn)更為便捷、實(shí)用的監(jiān)控管理和維護(hù)。

數(shù)字監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)主要有六個(gè)方面的具體體現(xiàn)：

（1）可利用既有局域網(wǎng)，無需另行布設(shè)視頻線

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施是要專門鋪設(shè)視頻線、音頻線、控制線的。而大型企事業(yè)單位通常占地面積很大，鋪設(shè)這些線路費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以利用企業(yè)既有的局域網(wǎng)來傳輸視頻、音頻以及控制信號(hào)，因此實(shí)施中無需專門布線，較傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)方便得多。

（2）可高效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

要實(shí)現(xiàn)跨地域遠(yuǎn)程監(jiān)控，采用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是首選。盡管某些硬盤錄像機(jī)也具有網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓δ?；但硬盤錄像機(jī)功能側(cè)重于本地錄像，遠(yuǎn)程傳輸?shù)男蔬h(yuǎn)不及網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，軟件功能也不大完善。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是專為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控而設(shè)計(jì)的，網(wǎng)絡(luò)傳輸效率非常高，而且客戶端軟件也比錄像機(jī)的軟件要專業(yè)、易用得多。

（3）無需設(shè)置監(jiān)控中心，支持多人同時(shí)監(jiān)控

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)需要專門設(shè)置一個(gè)監(jiān)控中心，管理者如果要查看監(jiān)控畫面或錄像資料，必須前往監(jiān)控中心。而通過數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以在自己的辦公室，用自己的電腦監(jiān)控實(shí)時(shí)畫面或查看錄像資料；而且多位管理者均可各自監(jiān)控，互不影響。

（4）可實(shí)現(xiàn)多路圖像集中管理

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中，每臺(tái)硬盤錄像機(jī)最多只能管理32路圖像。而數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)則大大跨越了這個(gè)限制，可通過一臺(tái)電腦主機(jī)管理多達(dá)上千路的圖像，充分發(fā)揮出集中管理的優(yōu)勢(shì)。

（5）采用分布式架構(gòu)，易安裝、易擴(kuò)展

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式架構(gòu)，將所有視頻線、音頻線、控制線集中到監(jiān)控中心；如要增加攝像機(jī)，則需再布線；如果想搬遷監(jiān)控中心，則工程浩大。而數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、視頻服務(wù)器分布在單位中的不同位置，監(jiān)控錄像主機(jī)也可設(shè)在單位內(nèi)的任何地方——只需連接網(wǎng)線即可；攝像機(jī)的增加、監(jiān)控主機(jī)的轉(zhuǎn)移可以隨意進(jìn)行，完全沒有制約。

（6）集成了監(jiān)聽、廣播、報(bào)警、遠(yuǎn)程控制等功能

數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)除了視頻監(jiān)控外，還集成了監(jiān)聽、廣播、報(bào)警、遠(yuǎn)程控制等多項(xiàng)功能；而相關(guān)信號(hào)的傳輸全部通過網(wǎng)絡(luò)完成，無須另外布線。

實(shí)現(xiàn)了監(jiān)聽功能，監(jiān)控中心可以監(jiān)聽多個(gè)前端設(shè)備采集的聲音；實(shí)現(xiàn)了廣播功能，監(jiān)控中心可選擇通過多個(gè)前端設(shè)備對(duì)相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)喊話；實(shí)現(xiàn)了對(duì)講功能，監(jiān)控中心可與任何一個(gè)前端設(shè)備進(jìn)行雙向語音對(duì)講；實(shí)現(xiàn)了報(bào)警功能，可以通過中心管理軟件對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行布撤防管理，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警的同時(shí)聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的視頻窗口彈出、錄像、電子地圖閃動(dòng)，甚至聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)轉(zhuǎn)到相應(yīng)角度的功能；實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制功能，監(jiān)控中心可以控制網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上的報(bào)警輸出端口的輸出信號(hào)，從而控制相應(yīng)設(shè)備。

近幾年，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)得到了飛速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在技術(shù)上已逐漸趨于成熟，一些數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)工程也已相繼建成。由于較傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)擁有巨大優(yōu)勢(shì)，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的普及是大勢(shì)所趨，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)必將在建筑智能化領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

綜上所述，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)本身已具備了建筑智能化系統(tǒng)集成所需的網(wǎng)絡(luò)接口功能，只要滿足系統(tǒng)集成的信息交換的要求就可以進(jìn)行系統(tǒng)集成。集成系統(tǒng)的功能和性能，由系統(tǒng)集成軟件來決定。近些年來，系統(tǒng)集成軟件的開發(fā)已有很大的進(jìn)展，也有一些成功案例。但要人們接受一體化集成系統(tǒng)，還要有一個(gè)過程。一體化系統(tǒng)集成軟件還需進(jìn)一步完善。