王興偉

（塔里木油田，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

0 引 言

隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)以及多媒體的進(jìn)步。我國(guó)在多個(gè)地方已經(jīng)建成了多個(gè)大型遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足各行各業(yè)日益增長(zhǎng)的需求。從技術(shù)上看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有3個(gè)階段的發(fā)展過(guò)程。第一個(gè)階段是模擬閉路電視系統(tǒng)，第二階段主要是“PC+多媒體卡”時(shí)代，第三階段主要是IP網(wǎng)絡(luò)時(shí)代[1]。為了適應(yīng)未來(lái)新的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)滿足在未來(lái)新業(yè)務(wù)中的需求，視頻監(jiān)控系統(tǒng)要不斷發(fā)展新技術(shù)。

云計(jì)算視頻監(jiān)控技術(shù)在視頻監(jiān)控的范圍內(nèi)取得了很大的進(jìn)步，該系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)，并且可以充分挖掘視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)背后的信息，同時(shí)釋放視頻監(jiān)控的價(jià)值。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中控中心與被觀察點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，當(dāng)被監(jiān)控點(diǎn)的位置比較分散時(shí)，傳統(tǒng)的技術(shù)成本高、網(wǎng)速慢，且存在一些特殊的地理?xiàng)l件，如湖泊和高山等時(shí)，有線網(wǎng)絡(luò)布線很困難[2]。在這種情況下，利用無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)無(wú)線通信的優(yōu)勢(shì)可以快速實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接，實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)和中控中心的數(shù)據(jù)傳輸，提供了適用于各種應(yīng)用的視頻監(jiān)控功能。

1 無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)的概述

1.1 無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)

無(wú)線網(wǎng)橋主要是指通過(guò)指定頻段發(fā)射微波信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送和接收。微波傳輸是線性的，當(dāng)信號(hào)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋傳輸時(shí)，需要確保在接收點(diǎn)和發(fā)送點(diǎn)之間的傳輸路徑上沒(méi)有阻礙[3]。無(wú)線網(wǎng)橋根據(jù)通信機(jī)制可以分為兩種，一種為電路網(wǎng)橋，另一種為數(shù)據(jù)網(wǎng)橋。無(wú)線網(wǎng)橋的基本特性與有線網(wǎng)橋相同，它通過(guò)接收數(shù)據(jù)、過(guò)濾地址以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通[4]。

1.2 無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)的工作原理

該技術(shù)的工作原理可以概括為驗(yàn)證、訓(xùn)練、轉(zhuǎn)發(fā)、過(guò)濾以及泛洪。每個(gè)網(wǎng)橋都會(huì)存儲(chǔ)一個(gè)動(dòng)態(tài)路由表，網(wǎng)橋?qū)⑼ㄟ^(guò)反向?qū)W習(xí)獲取路由信息，并將路由信息存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)路由表中。當(dāng)其中一個(gè)路由數(shù)據(jù)超過(guò)一定的時(shí)間限制并且不適用時(shí)，網(wǎng)橋會(huì)自動(dòng)刪除該信息以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。?dāng)網(wǎng)橋接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，它首先查詢路由表，并根據(jù)目的地址將其轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。如果該地址在路由表中不存在，則將使用該地址并將泛洪算法廣播到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械亩丝赱5]。無(wú)線網(wǎng)橋的工作原理如圖1所示，兩個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)A和B通過(guò)兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)橋連接，當(dāng)PC1發(fā)送消息時(shí)，AP1首先檢查無(wú)線網(wǎng)絡(luò)前面消息幀的目的地址。如果目的地是A，則丟棄該消息。如果目的地是B，則AP1從端口2向端口3發(fā)送消息，端口4將消息轉(zhuǎn)發(fā)給具有目的地地址的設(shè)備。

圖1 無(wú)線網(wǎng)橋的工作原理

無(wú)線網(wǎng)橋的工作模式根據(jù)信號(hào)傳輸方式的不同可以分為4種，第一種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、第二種是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、第三種是中繼、第四種是反射。第一種工作模式的傳輸方式相對(duì)來(lái)說(shuō)是最簡(jiǎn)單的，一臺(tái)設(shè)備發(fā)送信號(hào)，一臺(tái)設(shè)備接收信號(hào)，常用于只需要連接兩個(gè)固定網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中[6]。第二種工作模式是一個(gè)接收機(jī)接收多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)，這種工作方式適用于傳輸距離短、監(jiān)測(cè)點(diǎn)多以及分布密集的情況[7]。組網(wǎng)簡(jiǎn)單易操作，成本低，適用于小型網(wǎng)絡(luò)，一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)癱瘓。很明顯，這種工作模式成本比較高，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中為了節(jié)省成本不采用這種模式。

2 無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)主要是無(wú)線射頻技術(shù)與傳統(tǒng)有線技術(shù)的結(jié)合，適合應(yīng)用在水域、森林、臨時(shí)場(chǎng)地以及建筑工地等特殊地理環(huán)境的數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)勢(shì)如下[8]。

2.1 有效提高網(wǎng)絡(luò)的延展性

局域網(wǎng)具有較大的傳輸范圍限制，但是無(wú)線網(wǎng)橋可以有效提高網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和延伸性，并且還可以連接到距離相對(duì)較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)等，以更有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和信息交流。在無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)覆蓋范圍內(nèi)的正常條件下，都可以使用該技術(shù)來(lái)連接和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。

2.2 保證安全的信息傳輸

局域網(wǎng)寬帶是固定不變的，因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣葧?huì)隨著網(wǎng)絡(luò)上連接設(shè)備數(shù)量的增加而減速。但是無(wú)線網(wǎng)橋的技術(shù)特性之一是它可以在本地網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行必要的網(wǎng)絡(luò)分段，有效防止大量的不適當(dāng)信息搶占信息信道，造成網(wǎng)絡(luò)堵塞的現(xiàn)象，以此來(lái)保證信息傳輸?shù)乃俣群托畔⑼ǖ赖陌踩?/p>

2.3 迅速組建通信鏈路

線網(wǎng)橋技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是可隨時(shí)配置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)添加鏈路，方便安裝和擴(kuò)展。不僅如此，無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)可以快速建立通信通道。同時(shí)，在無(wú)線網(wǎng)橋系統(tǒng)中，維護(hù)無(wú)線信道只需要維護(hù)無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)可以快速找到故障原因，恢復(fù)線路的正常運(yùn)行。有線網(wǎng)絡(luò)通信維護(hù)需要全線巡檢，故障點(diǎn)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，線路損壞恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)。

3 無(wú)線網(wǎng)橋在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 局域網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

由于我國(guó)科技的不斷發(fā)展，局域網(wǎng)正朝著提高計(jì)算機(jī)移動(dòng)計(jì)算能力和數(shù)據(jù)傳輸速度的方向發(fā)展。在提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度方面，使用以太網(wǎng)和ATM局域網(wǎng)技術(shù)可以有效提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度；在計(jì)算機(jī)移動(dòng)計(jì)算能力方面，以網(wǎng)絡(luò)的暢通為前提，采用無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)漫游。局域網(wǎng)技術(shù)使用移動(dòng)紅外線和無(wú)線電設(shè)備，具有建網(wǎng)靈活度高和可移動(dòng)的特點(diǎn)。在配置網(wǎng)絡(luò)時(shí)，局域網(wǎng)技術(shù)可以結(jié)合有線局域網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)的特點(diǎn)，提高局域網(wǎng)組建的可用性和穩(wěn)定性。此外，在有效連接廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)層面有決定性作用的為無(wú)線網(wǎng)橋。

3.2 在基礎(chǔ)建設(shè)場(chǎng)地視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

視頻監(jiān)控在給人們帶來(lái)方便的同時(shí)，在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著非常重要的作用，因此具有廣泛的應(yīng)用，如防火和防盜系統(tǒng)監(jiān)控等[9]。同樣，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目也需要視頻監(jiān)控，但由于經(jīng)常面臨各種不利因素，完成一個(gè)有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，并且工作量比較大。因此，將無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)應(yīng)用到其中能夠很好地完成基礎(chǔ)設(shè)施場(chǎng)地視頻系統(tǒng)的組建。無(wú)線視頻監(jiān)控的靈活性和便利性都非常高，只需要選擇一個(gè)沒(méi)有山巒阻擋的交通便利的地方就足夠了。同時(shí)在配置安裝無(wú)線設(shè)備后，就可以收集現(xiàn)場(chǎng)的圖像信息，并且經(jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

例如，選擇一個(gè)變電站并在這個(gè)地方安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以便于對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行視頻監(jiān)控。由于環(huán)境惡劣，需要采用先進(jìn)的攝像技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)采集高質(zhì)量視頻圖像的目標(biāo)。在這個(gè)過(guò)程中，最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何利用5.8 GHz頻段無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)把主機(jī)的監(jiān)控和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合起來(lái)，并通過(guò)視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸來(lái)監(jiān)督變電站施工現(xiàn)場(chǎng)的狀況。得益于無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)督管理人員無(wú)需走訪各個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工地，只需通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和計(jì)算機(jī)成像軟件，就可以跟蹤和了解并控制施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)。而且，如果基礎(chǔ)設(shè)施施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故，則可以通過(guò)無(wú)線視頻監(jiān)控全面評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)情況，同時(shí)可以指導(dǎo)其采取合理措施，立即解決問(wèn)題。借助無(wú)線視頻監(jiān)控，可以有效地對(duì)變電站情況進(jìn)行綜合監(jiān)控和分析，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的管理[10]。

3.2.1 無(wú)線網(wǎng)橋

本次基礎(chǔ)建設(shè)場(chǎng)地視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用外置無(wú)線網(wǎng)橋樂(lè)視Radwin2000c，監(jiān)控站點(diǎn)包括外部主設(shè)備和一個(gè)內(nèi)部電源設(shè)備兩個(gè)設(shè)備來(lái)無(wú)線連接。室外無(wú)線網(wǎng)橋設(shè)備是一種高速無(wú)線以太網(wǎng)橋，可以在5～6 GHz的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)需要選擇合適的工作頻率。

3.2.2 視頻監(jiān)控

無(wú)線和有線傳輸都有一定的寬帶，假設(shè)使用有線寬帶時(shí)不進(jìn)行分析和處理，信息傳輸通道的利用率會(huì)降低。因此，這次采用MPEG-4視頻壓縮技術(shù)對(duì)視頻和圖像信號(hào)進(jìn)行壓縮，以減少數(shù)據(jù)帶寬的使用，節(jié)省寬帶資源，大大提高信號(hào)傳輸利用率。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)管理

基于無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)本地PC平臺(tái)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)控制，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接可以及時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，檢測(cè)系統(tǒng)性能。并使用Radwin2000c開(kāi)放式無(wú)線網(wǎng)橋和鐵越視頻進(jìn)行處理，連接無(wú)線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，就可以使本地PC平臺(tái)管理遠(yuǎn)程設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)線視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程管理。

4 結(jié) 論

通過(guò)本文的分析發(fā)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)橋相較于有線網(wǎng)絡(luò)而言有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，具有一定的靈活性和移動(dòng)性，可以充分滿足各種環(huán)境的需求，在不同條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)是一種重要的網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)，在一定程度上彌補(bǔ)了有線技術(shù)的不足，相信必將成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。