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智慧樓宇安防建設對新技術的需求分析

發布時間:2013-08-20被閱次數:11221 來源:施學群、丁琪、毛明東

        隨著新技術的發展以及人們的安防意識和要求的提高,智能樓宇安防系統產生了數字化、高清化、集成化、智能化的需求。未來,全數字監控系統是發展趨勢,而像圖像智能分析技術、人體生物識別技術等新技術也會逐漸被應用到智慧樓宇中。

【智慧樓宇安防建設概況】

        “科技提升建筑價值”不斷得到使用單位的認可,尤其是商務樓宇,為了體現價值,紛紛加大智能化建設力度,打造5A智慧建筑。樓宇安防是智能化系統的主要組成部分,智慧樓宇安防包括視頻監控、防盜報警、出入口控制、電子巡查管理、樓宇對講、安檢排爆等。

        安防系統從單個產品及小規模系統應用發展到現在的大型、復雜的綜合安防系統,無論是應用范圍、系統規模和復雜程度都大幅提高。隨著網絡化、智能化時代的到來,在各安防系統一體化管理、智能判斷及聯動反應要求的驅使下,樓宇安防系統由傳統安防到智慧全數字化安防發生了質的變化。

        智慧樓宇安防是以網絡系統為基礎支撐,各數字化安防系統為感知,安防綜合管理平臺為核心的融合應用,實現真正有效的一體化管理。智慧樓宇安防從數字化視頻監控、網絡化聯網報警、網絡化門禁等系統,拓展到與更多的先進技術相互融合,如智能視頻分析、無線RFID識別與定位、智能家居等新技術和應用。

【智慧樓宇安防系統的新需求】

        隨著新技術的發展以及人們的安防意識和要求的提高,智慧樓宇安防系統產生了數字化、高清化、集成化、智能化的需求。

        以視頻監控系統為例,經歷了第一代全模擬技術、第二代模擬與數字化相混合,進入到第三代全數字化安防系統,同時也融入了更多的網絡化應用。目前隨著IP攝像機的成熟和網絡的普遍使用,全數字視頻監控系統必將成為將來的發展趨勢。高清攝像機分辨率的提高使基于視頻的智能分析變得越來越易實現,高清帶來的豐富的信息量降低了由于傳統模擬攝像機圖像不清晰所帶來的誤報,同時也為智能分析奠定了最基本數據基礎。遮蔽檢測、移動偵測、遺留物品檢測、車輛逆行、人員非法入侵、人流統計等智能分析功能已經廣泛應用于多個領域,而智能分析功能的廣泛應用也增加了對網絡高清攝像機的需求。

【數字監控技術在智慧樓宇安防中的應用經驗】

        智慧樓宇安防包括數字監控、智能視頻分析、無線RFID識別與定位、智能家居等很多先進的新技術。下面主要介紹數字監控技術應用的經驗。

        目前的數字監控技術主要有模擬與數字化相混合(又稱半數字化的監控系統)及全數字化安防系統兩種模式。

混合數字監控系統的優勢

        模擬與數字化相混合的數字監控系統,是采用前端模擬攝像機+編解碼器+后端數字處理技術的監控系統,即前端攝像機仍保留為傳統的模擬攝像機,模擬視頻信號通過編碼器轉換為數字信號進行傳輸的視頻監控系統。

        系統組成如下圖1所示:


圖1模擬+數字混合的數字監控系統拓撲圖

        混合數字監控系統的優勢主要體現在投資適中、前端模擬攝像機便于維護和更換便利、前端攝像機不受網絡90米鏈路限制。總結以往的使用經驗,尤其在室外監控探頭多的小區數字監控技術中推薦使用模擬和數字混合的監控技術,主要考慮室外采用IP攝像機時,受IP網絡攝像機的網線傳輸鏈路的限制,需要在室外安裝交換機,但是受室外的環境、溫濕度變化等自然條件影響,需要為交換機配置室外型箱體,極不便于管理維護。而采用模轉數監控技術,由于模擬視頻信號傳輸距離和技術遠遠比網絡傳輸便利,編碼器及交換機等核心設備就可以放在環境較好的室內,提高系統整體穩定性。另外使用模擬和數字混合的監控技術還適用于改造項目,可以利用原監控系統的視頻線,增加編碼器、交換機和管理平臺即可完成系統升級。模擬與數字化相混合的監控系統作為過渡性系統,將在一定的時間和場合長期存在。

全數字監控是發展趨勢

        相對于傳統的監控系統,數字高清監控的技術優勢明顯,全數字化安防系統應用現代數字技術,包括現代傳感技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術,加快了信息傳輸的速度,提高了安防信息采集、傳播、處理、顯示的功能,實現了安防信息和資源的充分共享,提高了系統的優化程度,增強了安全性。筆者認為全數字監控是未來監控系統的發展趨勢。

        數字高清監控系統組成如圖2所示:

 
圖2 數字高清監控系統拓撲圖

        高清攝像機一般可以做到1280x960、1920x1080、2048x1536甚至2560x1920的分辨率,在同樣的環境下,高清可以提供清晰細膩的圖像,能夠更好地捕捉細節,實現目標清晰可辨。

        使用高清攝像機也可以優化監控布點配置,在監控范圍覆蓋區域相同的條件下,一臺百萬像素網絡攝像機可以替代原有的2或3臺標清攝像機,甚至更多。

        采用網絡高清傳輸方式后,所有的數據都可以由網絡傳輸,包括視頻、音頻、報警信號,甚至有支持POE供電功能的網絡攝像機,電源都可以由網絡提供,大大簡化了安裝過程中鋪設線纜的工作量和復雜性。

        另外,高清監控可以提供更多內容,更多高清晰的細節畫面,從而為智能監控(視頻分析、聯動)的應用創造條件。在金融、辦公、酒店等項目,數字監控的布線可以與結構化布線一起考慮,從施工布線和減少公共區域橋架管線方面均存在很大的施工優勢。

【未來哪些新技術應用】

        隨著高科技需求的增長和技術的進步,大量的新技術將被應用到安防產品中,推動著安防行業的發展。近期,“物聯網”、“平安城市”、“智慧城市”成為熱點,也成為安防系統進一步快速發展的引擎。安防系統是一個涉及到多學科多技術的綜合應用系統,目前業界關注的新技術主要包括:

        圖像智能分析技術。圖像智能視頻分析技術也叫智能視頻技術,其主要解決以下兩個問題:一個是將安防操作人員從繁雜而枯燥的“盯屏幕”任務中解脫出來,即機器實現實時的智能圖像分析,主動發現問題;另一個是在海量的視頻數據中快速搜索到想要找的圖像。

        人體生物識別技術。目前,研究和使用的生物特征包括臉部、虹膜、視網膜、指紋、掌紋、手形等與生俱來的生理特征和語音、簽名、步態等后天習慣使然的行為特征。生物特征身份鑒別技術包含身份驗證和識別兩方面內容,身份驗證是確定用戶是否是其所聲明的人,身份識別是確定用戶是否為目標人群中的那個人,兩者在實現方法和鑒別系統的復雜程度上有著極大的不同。

        大容量存儲技術。由于大型安防應用系統的出現,用戶對圖像數據的海量存儲提出了很高的要求,動輒幾百上千T的數據中心已經出現。視頻監控系統的常用到DAS、NAS、SAN等大容量存儲技術。

        物聯網技術。安防行業的物聯網技術與概念也會對行業發展帶來很多變化。

        視頻監控中的攝像頭是圖像傳感器起到感知的作用,這就是一個典型的物聯網應用。智能識別技術逐漸從后臺服務器的數據分析走向嵌入前端攝像機發展,將使智能識別技術的使用走向普及。最近老牌監控公司和IT公司紛紛推出一系列高清網絡攝像機和智能監控產品,其數字化、智能化的體現,更進一步豐富了物聯網在安防應用的內涵。

        安防行業的物聯網技術主要從以下幾個方面發展:
       
        首先,需重視“標準化”,新技術的形成將出現新的技術標準。通過參與行業和其他新技術標準,在競爭中爭取話語權;

        其次,隨著基于網絡技術的安防系統的發展,將走出“閉路”電視監控的封閉網絡環境,在網絡這一開放的架構下,將吸引更多企業參與到安防行業中,推動行業的快速發展。IT行業的H3C參與平安城市建設、中國電信的“全球眼”和中國聯通的“神眼”就是典型案例;

        最后,要關注無線技術,包括運營商無線網絡的覆蓋,采用無線傳輸的各種安防設備將逐步取代傳統的有線設備。

        互聯網的發展,既給安防行業發展帶來了機遇,開放的環境也對安防從業人員帶來新的挑戰,只有把握新技術,才能發展的更好。

 

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