陳應(yīng)平

（甘肅省新業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州　730000）

基于ZigBee定位系統(tǒng)的辦公樓安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳應(yīng)平

（甘肅省新業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730000）

辦公樓安防管理工作中，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)越發(fā)凸顯，近年由于安防工作不到位引發(fā)的辦公樓盜竊事件屢屢發(fā)生，更有機(jī)關(guān)企事業(yè)單位涉密場(chǎng)所丟失機(jī)密信息，越發(fā)突出辦公樓安防工作的重要性與迫切性。本文通過(guò)現(xiàn)今成熟的技術(shù)手段有機(jī)整合定位系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，挖掘兩大系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升辦公樓安防管理工作的水平。

辦公樓安防ZigBee定位系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

目前對(duì)于辦公樓的監(jiān)控和管理，采用的方法以人工結(jié)合監(jiān)控?cái)z像頭等方式，智能化程度不高，且過(guò)分依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)判別，有效識(shí)別率極低。人員出入信息、停留地點(diǎn)等數(shù)據(jù)，都是通過(guò)人工登記進(jìn)行的，也根本無(wú)法證實(shí)信息的真實(shí)有效性，一旦發(fā)生事故，將無(wú)法回溯追查。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)采用ZigBee定位技術(shù)，ZigBee定位技術(shù)采用2.4G公共頻段，傳輸速度可達(dá)1Mbps。由于ZigBee技術(shù)的工作特性，接收端與發(fā)射端無(wú)需連續(xù)性雙向傳輸，大幅度降低了功耗、延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，用來(lái)實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控隱蔽性高。為此，本文依托ZigBee定位技術(shù)及其構(gòu)建的監(jiān)控系統(tǒng)，整合集成視頻監(jiān)控系統(tǒng)、RFID卡門(mén)禁系統(tǒng)、紅外線傳感系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的辦公樓安防監(jiān)控系統(tǒng)。

1　系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)總構(gòu)架由定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)這兩部分共同組成。

1.1定位系統(tǒng)組成

定位系統(tǒng)是由采集端、服務(wù)器端、客戶(hù)端三部分構(gòu)成。采集端硬件包括基站、定位器、定位終端。其工作流程為由定位器采集定位終端信號(hào)，并激活基站，由基站接收歸集數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端。服務(wù)器端硬件由高性能IBM兼容服務(wù)器構(gòu)成，專(zhuān)司負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)各基站上報(bào)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)中的定位信息、報(bào)警信息、設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行存儲(chǔ)并進(jìn)行分析匯總?？蛻?hù)端則主要用于基本信息的錄入、數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示，及系統(tǒng)中必須由人工完成的工作內(nèi)容，這包括：人員信息錄入、發(fā)卡、注銷(xiāo)等內(nèi)容。同時(shí)，向服務(wù)器端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并返回顯示數(shù)據(jù)信息，包括定位軌跡信息、報(bào)警信息、定位器失聯(lián)報(bào)警信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)不良報(bào)警信號(hào)等內(nèi)容。

1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由采集端、服務(wù)器端、客戶(hù)端三部分構(gòu)成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集端主要是由，定焦監(jiān)控?cái)z像機(jī)和球型云臺(tái)變焦監(jiān)控?cái)z像機(jī)，這兩種設(shè)備完成視頻數(shù)據(jù)信號(hào)采集工作。服務(wù)器端由高性能嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)組成，根據(jù)采集端監(jiān)控?cái)z像機(jī)的數(shù)量，決定嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的布置數(shù)量，呈正比增長(zhǎng)。嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)能夠無(wú)縫接入以太網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)視頻信號(hào)的二次處理帶來(lái)極大的方便。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的客戶(hù)端主要功能偏向于監(jiān)控系統(tǒng)的日常維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、故障排查等內(nèi)容，因此客戶(hù)端主要功能即為視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的歷史查詢(xún)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等基本功能。

1.3設(shè)備布設(shè)

定位系統(tǒng)的設(shè)備布局，由定位器布局方式而決定。定位器布局則遵循人員出入口布置、長(zhǎng)距離通道均勻分布布置、相鄰兩點(diǎn)之間互為可視無(wú)遮擋等為原則布設(shè)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備布局，由監(jiān)控?cái)z像機(jī)布局方式而決定。布局方式遵循人員出入口布置、通道內(nèi)均勻覆蓋布置、人員巡查視覺(jué)死角布置等為原則布設(shè)。其它相關(guān)輔助性質(zhì)設(shè)備，如RFID卡門(mén)禁系統(tǒng)、紅外線傳感器等。

2　系統(tǒng)功能整合與實(shí)現(xiàn)

定位系統(tǒng)的定位信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在服務(wù)器端，并隨時(shí)可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息共享并同步控制。要實(shí)現(xiàn)人員移動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能，僅通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的話，這需要同時(shí)控制多個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行跟蹤拍攝，涉及到圖像識(shí)別技術(shù)、云臺(tái)控制技術(shù)、多監(jiān)控?cái)z像機(jī)設(shè)備聯(lián)動(dòng)技術(shù)等非常復(fù)雜的系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)，實(shí)施難度很大，并且所使用的設(shè)備專(zhuān)一性強(qiáng)，成本居高不下。通過(guò)定位系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)整合，可以將定位系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足進(jìn)行互為補(bǔ)充，既發(fā)揮了定位系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位特長(zhǎng)，又凸顯了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)直觀特點(diǎn)。通過(guò)共享定位系統(tǒng)的定位信息，可以很方便的聯(lián)動(dòng)控制視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行圖像跟蹤，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，同時(shí)也降低了系統(tǒng)施工、維護(hù)成本。

作為安防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，技防水平無(wú)論達(dá)到什么層次，都離不開(kāi)人防的嚴(yán)格執(zhí)行。因此，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)始終貫徹“人防第一，技防跟進(jìn)”的基本原則。任何安防系統(tǒng)都有“管理關(guān)鍵點(diǎn)”，本系統(tǒng)的“管理關(guān)鍵點(diǎn)”就在于人員佩戴卡片型定位器。如人防管理要求不嚴(yán)密，無(wú)法有效控制人員佩戴卡片型定位器，則技防系統(tǒng)毫無(wú)用武之地。據(jù)此采取如下解決方案：

卡片型定位器整合了RFID卡功能，這使得“一卡通”功能得以實(shí)現(xiàn)。辦公樓固定工作人員配發(fā)實(shí)名登記注冊(cè)的卡片型定位器，外來(lái)訪問(wèn)人員配發(fā)臨時(shí)卡片型定位器。未持有卡片型定位器的人員將無(wú)法通過(guò)RFID卡門(mén)禁系統(tǒng)。這便是通過(guò)技術(shù)層次，強(qiáng)迫辦公樓出入人員佩戴卡片型定位器這一人防管理目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

為有效控制受管理人員“人卡分離”所引發(fā)的不安全因素，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中在辦公樓重要區(qū)域設(shè)置紅外線傳感器，如辦公樓配電機(jī)房、供水機(jī)房、電梯機(jī)房、涉密檔案庫(kù)房、涉密辦公室等重點(diǎn)安防區(qū)域。其工作邏輯模式為：當(dāng)有熱紅外逸散物體或任何體積大小超過(guò)30CM的移動(dòng)物體，均會(huì)觸發(fā)重點(diǎn)安防區(qū)域設(shè)置的紅外線傳感器，紅外線傳感器上報(bào)信號(hào)至定位服務(wù)器，由定位服務(wù)器首先判斷紅外線傳感器所屬區(qū)域，再輪詢(xún)?cè)搮^(qū)域定位基站是否檢測(cè)到合法的定位器以及數(shù)量。如未查詢(xún)到任何合法的定位器，則觸發(fā)監(jiān)控室聲光報(bào)警器，同時(shí)傳遞報(bào)警信號(hào)至視頻監(jiān)控服務(wù)器，由視頻監(jiān)控服務(wù)器控制放大突出顯示該區(qū)域視頻監(jiān)控畫(huà)面，或控制對(duì)應(yīng)區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)球型云臺(tái)變焦監(jiān)控?cái)z像機(jī)，觸發(fā)監(jiān)控區(qū)域預(yù)置點(diǎn)進(jìn)行突出顯示。多人進(jìn)入重點(diǎn)安防區(qū)域時(shí)，通過(guò)在必經(jīng)通道設(shè)置間隔紅外傳感器，以紅外傳感器觸發(fā)時(shí)間間隔判斷人員數(shù)量，其計(jì)算算法由定位服務(wù)器完成人員數(shù)量判斷。

3　施工技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)辦公樓內(nèi)所有人員的定位監(jiān)控、防止非法人員進(jìn)入重點(diǎn)安防區(qū)域、突發(fā)事件時(shí)準(zhǔn)確提供辦公樓內(nèi)人4結(jié)語(yǔ)

員分布情況。為及時(shí)精確控制事發(fā)地點(diǎn)，及時(shí)疏散、撤離人員提供有力的技術(shù)保障。因此，本系統(tǒng)施工遵循“信號(hào)線纜獨(dú)立布放，供電系統(tǒng)獨(dú)立配置”的基本施工原則，具體措施著重體現(xiàn)為：所有信號(hào)傳輸電纜必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)布放安裝，堅(jiān)決杜絕與強(qiáng)電電纜同井、同槽，并且要求主信號(hào)電纜必須采取防火、防盜、抗屏蔽措施。供電系統(tǒng)則要求必須與辦公樓一級(jí)主配電系統(tǒng)直接連接。同時(shí)，必須設(shè)置后備供電系統(tǒng)，后備供電系統(tǒng)由UPS供電電池組與全自動(dòng)程控柴油發(fā)電機(jī)組成，以保證辦公樓供電切斷時(shí)，安防系統(tǒng)仍能長(zhǎng)時(shí)間保持正常運(yùn)行。

定位系統(tǒng)與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)不但實(shí)現(xiàn)了辦公樓人員定位信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還同時(shí)充分發(fā)揮了視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)特長(zhǎng)，并高效的結(jié)合、互補(bǔ)了兩種不同領(lǐng)域系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，大大提升了辦公樓安防管理的水平，同時(shí)節(jié)約了大量的建設(shè)成本與運(yùn)行成本。

［1］Luis M. Fuentes（1）.Sergio A. Velastin（2）《視頻監(jiān)控中的人物追蹤》（1）阿爾卡拉大學(xué)物理學(xué)系，科學(xué)學(xué)會(huì)，安蒂奧基亞大學(xué)，巴利亞多利德大學(xué)，巴利亞多利德47071，西班牙（2）數(shù)字成像研究中心，金斯頓大學(xué)，金士頓-泰晤士河畔，本雷恩路校園，薩里KT1 2EE，英國(guó).

［2］夏東.智能視頻監(jiān)控中目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別方法研究［J］.2011（10）.

［3］竇琴.智能視頻監(jiān)控中基于粒子濾波的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)研究［J］. 2009（6）.

［4］華鋼，金灝.如何實(shí)現(xiàn)人員精確定位——基于WSN技術(shù)的第三代人員定位系統(tǒng)［M］.2011.11.

［5］黃成玉，李思敏，肖海林.基于ZigBee技術(shù)的礦井人員定位算法研究［J］，通信技術(shù)2010（43）：195-198.