智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)

趙雨境+劉海英

摘 要：以探討物聯(lián)網(wǎng)時(shí)期，智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用為目的，首先簡(jiǎn)單描述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能和組成，并對(duì)智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理做簡(jiǎn)要介紹;然后通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行分析，著重闡述智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及功能特點(diǎn);最后通過(guò)分析視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程及現(xiàn)實(shí)需求，總結(jié)得出智能家居視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化將是今后發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能家居;視頻監(jiān)控;智能化;網(wǎng)絡(luò)化

中圖分類號(hào)：TP273 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：2095-1302（2015）01-00-02

0 ?引 ?言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范技術(shù)體系中的一個(gè)重要組成部分。它不同于一般的工業(yè)電視或民用閉路電視系統(tǒng)，是特指用于安全防范為目的，對(duì)監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的視頻和音頻信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)以及回放等操作的安全防范系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)熱點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠監(jiān)控，為公共場(chǎng)所的安全防范、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)監(jiān)控、道路交通智能化管理、家庭安全監(jiān)控等提供了有效手段。是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄保存等部分組成。它可以通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)及其它輔助設(shè)備（云臺(tái)、鏡頭等）直接觀看被監(jiān)視場(chǎng)所，現(xiàn)場(chǎng)情況一目了然;同時(shí)它可以把被監(jiān)視場(chǎng)所的圖像和聲音全部或部分的內(nèi)容進(jìn)行記錄保存，這樣就為日后對(duì)某些事件處理提供了方便條件和重要的依據(jù)。隨著圖像處理技術(shù)、通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，趨向網(wǎng)絡(luò)化和智能化，它與防盜報(bào)警等其它安全技術(shù)防范體系聯(lián)合行動(dòng)，使防范能力更加強(qiáng)大。

1 ?智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是攝像機(jī)采集到視音頻信息后，通過(guò)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將聲音和圖像傳輸?shù)街醒肟刂铺幚韱卧刂浦鳈C(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)及顯示等，如發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并將現(xiàn)場(chǎng)聲音和圖像通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給主人手機(jī)或小區(qū)控制中心等。操作人員可通過(guò)遠(yuǎn)程的手機(jī)、計(jì)算機(jī)或家庭內(nèi)部控制面板、遙控設(shè)備等發(fā)出指令，對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)的上、下、左、右動(dòng)作進(jìn)行控制及對(duì)鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作，并可實(shí)現(xiàn)在多路攝像機(jī)及云臺(tái)之間的切換。工作原理如圖1所示。

圖1 ?智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作原理圖

2 ?智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

根據(jù)智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)各部分功能的不同，一般可分為五個(gè)組成部分，分別是前端設(shè)備、家庭內(nèi)部傳輸網(wǎng)、家庭信息處理控制單元、外部傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程信息處理監(jiān)控設(shè)備等。如圖2所示。與普通企事業(yè)單位及公共場(chǎng)所視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比較，智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般沒(méi)有監(jiān)視墻、控制臺(tái)、多畫面分割器、專用監(jiān)視器等設(shè)備;另外家庭內(nèi)部傳輸網(wǎng)覆蓋范圍不會(huì)太大，所以也很少用到光纜及光收發(fā)設(shè)備等。

圖2 ?智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 ?前端設(shè)備

這部分主要包括各類攝像機(jī)以及與之配套的鏡頭、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼驅(qū)動(dòng)器、報(bào)警喇叭等。這些設(shè)備主要負(fù)責(zé)家庭內(nèi)部重要部位、區(qū)域的視頻信息采集、編碼，并通過(guò)家庭內(nèi)網(wǎng)將信息傳輸?shù)叫畔⑻幚砜刂茊卧?它們也從家庭內(nèi)網(wǎng)接收控制命令，對(duì)云臺(tái)、鏡頭光圈、焦距等進(jìn)行調(diào)整以及控制報(bào)警喇叭發(fā)出報(bào)警聲等。前端設(shè)備是智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，這部分設(shè)備的選型、位置的設(shè)定直接影響系統(tǒng)功能的好壞。

2.2 ?家庭內(nèi)部傳輸網(wǎng)

根據(jù)傳輸方式劃分，家庭內(nèi)網(wǎng)可分為有線傳輸方式和無(wú)線傳輸方式。而根據(jù)采用的傳輸技術(shù)的不同，有線傳輸還可以劃分成利用模擬傳輸技術(shù)的同軸電纜傳輸方式和利用數(shù)字傳輸技術(shù)的絞線傳輸方式;無(wú)線傳輸可以劃分為采用ZigBee技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等多種傳輸方式?，F(xiàn)在采用模擬技術(shù)的同軸電纜傳輸方式已很少被使用，它將逐漸退出歷史舞臺(tái);而采用數(shù)字傳輸技術(shù)的雙絞線傳輸方式是當(dāng)下市場(chǎng)的主流;無(wú)線傳輸方式雖然現(xiàn)今市場(chǎng)占有率不高，但它將是今后的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主要使用的器材包括同軸電纜、雙絞線以及與之配套的接頭、交換機(jī)等或者是采用上述無(wú)線傳輸技術(shù)的無(wú)線傳輸模塊。家庭內(nèi)部傳輸網(wǎng)絡(luò)到底采用哪種傳輸技術(shù)和方式？需要根據(jù)每個(gè)家庭實(shí)際情況而定，而且有線傳輸方式和無(wú)線傳輸方式可以結(jié)合使用。

2.3 ?家庭信息處理控制單元

這部分主要包括智能網(wǎng)關(guān)、視頻監(jiān)控主機(jī)、監(jiān)視控制面板、遙控器等;另外，智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有專門的監(jiān)視器，主要是利用家里的電視、電腦以及各種控制面板作為顯示屏。

家庭信息處理控制單元是整個(gè)智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它是系統(tǒng)技術(shù)含量最高、最能反映系統(tǒng)科技水平的部分。其中視頻監(jiān)控主機(jī)安裝有視頻監(jiān)控軟件，負(fù)責(zé)對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理、分析、存儲(chǔ)等，對(duì)云臺(tái)、鏡頭焦距、光圈等進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)異常發(fā)出報(bào)警信息等。智能網(wǎng)關(guān)的主要功能是使家庭內(nèi)網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)高效、安全的鏈接，視頻信息或報(bào)警信息等通過(guò)它傳送到外網(wǎng)小區(qū)監(jiān)控中心等相關(guān)部門以及家庭合法用戶等，外部控制信息也是通過(guò)它傳送到家庭內(nèi)網(wǎng)。在家庭內(nèi)部還可以通過(guò)各種視頻監(jiān)控面板、電腦、遙控器等監(jiān)看視頻信息和控制前端設(shè)備。

2.4 ?外部傳輸網(wǎng)

外部傳輸網(wǎng)是指現(xiàn)在各種承載互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)平臺(tái)，如有線電視網(wǎng)、固定電話網(wǎng)以及無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)等。它主要是完成家庭內(nèi)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，是內(nèi)部信息能夠傳送到外部相關(guān)部門或合法用戶，也可將外部控制等信息傳送到家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

2.5 ?遠(yuǎn)程信息處理監(jiān)控設(shè)備

這部分包括安裝在小區(qū)監(jiān)控中心、派出所等部門的視頻監(jiān)控主機(jī)、報(bào)警器等設(shè)備，以及家庭成員用于遠(yuǎn)程監(jiān)控的計(jì)算機(jī)、PDA、手機(jī)等。

前端設(shè)備采集的視頻信息既可以傳輸?shù)絻?nèi)部視頻監(jiān)控主機(jī)也可以傳輸?shù)酵獠恳曨l監(jiān)控主機(jī)，而且兩個(gè)位置設(shè)備的功能可以保持相同，也可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求有所不同。而其他遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備主要是實(shí)現(xiàn)家庭成員隨時(shí)隨地對(duì)家庭內(nèi)部視頻信息進(jìn)行監(jiān)控的功能，而且出現(xiàn)異常情況時(shí)，報(bào)警信息也會(huì)通過(guò)外部傳輸網(wǎng)傳送到指定的視頻監(jiān)控主機(jī)或電話、手機(jī)等遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備上。

3 ?智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

回顧視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程，它經(jīng)歷了由模擬系統(tǒng)到數(shù)字系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，是智能家居中不可缺少的重要組成部分，它的主要功能是幫助家庭成員對(duì)家庭內(nèi)重要區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視，以保護(hù)家庭人員、設(shè)施和財(cái)產(chǎn)的安全。目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)多為獨(dú)立的一套系統(tǒng)，與人們期望的智能家居中智能型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還有一定的距離。但伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，軟件和硬件技術(shù)的進(jìn)步，使視頻監(jiān)控獲得了更為廣泛的應(yīng)用。用戶可以不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，方便地對(duì)監(jiān)控目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理與記錄，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的遠(yuǎn)程化、管理的網(wǎng)絡(luò)化和使用的智能化將是今后發(fā)展方向。

（1）前端設(shè)備的一體化、小型化

將前端除外設(shè)以外的設(shè)備集成到一體，利用先進(jìn)的嵌入式技術(shù)，使設(shè)備小型化，以充分簡(jiǎn)化施工要求，提高安裝速度，增強(qiáng)隱蔽性等。

（2）操作簡(jiǎn)單化

設(shè)計(jì)好操作界面及操作方式，并在基本操作中盡量避免復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置和操作。使網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)使用起來(lái)方便、容易，從而降低了最終用戶的使用門檻，有利于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控使用群體的擴(kuò)展。

（3）信息傳輸無(wú)線化

在通常情況下，由于監(jiān)控點(diǎn)分布較廣，并且與視頻監(jiān)控服務(wù)器的距離較遠(yuǎn)，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，可擴(kuò)展性差、線路鋪設(shè)難度高，而且施工周期長(zhǎng)。而采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式就解決了上述問(wèn)題，用戶無(wú)需鋪設(shè)視頻電纜，可迅速方便地在各種需要的地方部署攝像設(shè)備，建立新的視頻監(jiān)控系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，搭建迅速，可以在最短的時(shí)間內(nèi)迅速建立起無(wú)線鏈路。具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)充性，是未來(lái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

（4）控制遠(yuǎn)程化

依托網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮寬帶網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，把視頻監(jiān)控服務(wù)器安裝在任何一個(gè)可以連接互聯(lián)網(wǎng)的點(diǎn)，或者利用其他無(wú)線監(jiān)視控制設(shè)備（手機(jī)、PDA等），通過(guò)Internet進(jìn)行互聯(lián)結(jié)合，達(dá)到理想的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)控效果，也極大擴(kuò)展了監(jiān)控的范圍

（5）管理智能化

智能家居系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為安防系統(tǒng)的重要組成部分，其目的就是要將不同的視頻設(shè)備聯(lián)接起來(lái)，它需要和消防報(bào)警、門禁、車庫(kù)管理等子系統(tǒng)之間進(jìn)行交互聯(lián)動(dòng)。通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)來(lái)管理，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。同時(shí)通過(guò)安防系統(tǒng)中的報(bào)警機(jī)制以及相應(yīng)的安防策略對(duì)各種突發(fā)事情進(jìn)行自動(dòng)處理。

（6）信息處理高效化

對(duì)于智能家居的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它所需要了解的并不是具體的圖像，而是圖像所包含的內(nèi)容信息，以及是否能自主的對(duì)異常信息進(jìn)行偵測(cè)、分析和報(bào)警。因此，要充分利用圖像識(shí)別和圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域內(nèi)的畫面進(jìn)行分析，包括聲音識(shí)別、物體識(shí)別、入侵檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤等，提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性和及時(shí)性。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)一直是監(jiān)控領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，它以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)這種系統(tǒng)，可以在監(jiān)控地點(diǎn)布置報(bào)警設(shè)備與監(jiān)控終端設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng);當(dāng)發(fā)生一些異常情況時(shí)，系統(tǒng)可通過(guò)事先設(shè)置好的報(bào)警模式，通過(guò)EMAIL、手機(jī)短信等方式將警告信息傳送給定制用戶，并對(duì)異常情況進(jìn)行錄像抓拍;而它還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)的聲音、圖像和數(shù)據(jù)信息的傳輸，保證在第一時(shí)間準(zhǔn)確真實(shí)的得到現(xiàn)場(chǎng)的情況。所以不論是從效率還是從安全角度考慮，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在很大程度上滿足了家庭和社會(huì)的需求。

智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)、視頻服務(wù)器為核心，綜合全面的利用數(shù)字視頻處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和人工智能技術(shù)等，集語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)為一體，不僅有普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速視頻處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄等優(yōu)點(diǎn)，而且強(qiáng)化了安全管理力度，提高了安全報(bào)警系統(tǒng)的整體時(shí)效，是一種非常直觀，現(xiàn)實(shí)，便捷的監(jiān)控方式。用戶在世界的任何角落、在任何時(shí)間都有 “回家”的感覺(jué)，使世界越變?cè)叫　?/p>

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