吳 清

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源與電氣工程學(xué)院，江蘇南京 210023

安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

吳 清

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源與電氣工程學(xué)院，江蘇南京 210023

本文主要針對(duì)安防系統(tǒng)集成領(lǐng)域，核心場(chǎng)景是園區(qū)（特別是大規(guī)模園區(qū)）?？紤]到集成平臺(tái)未來(lái)發(fā)展，需要規(guī)劃該產(chǎn)品未來(lái)可能涉及的更廣闊的領(lǐng)域。安防集成平臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控的本質(zhì)是采集傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行加工處理后做為管理者提供指導(dǎo)其行動(dòng)的依據(jù)。因此，安防集成平臺(tái)未來(lái)發(fā)展的方向是物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，通過(guò)高效的接入和采集各類(lèi)數(shù)據(jù)，為用戶(hù)提供豐富的數(shù)據(jù)展現(xiàn)和決策分析。

視頻監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集；安防集成

當(dāng)今時(shí)代，科技快速發(fā)展?？萍嫉陌l(fā)展促使安防系統(tǒng)的能力和范圍不斷擴(kuò)展，安防設(shè)備的總類(lèi)和安防子系統(tǒng)的數(shù)量日益增多。安防系統(tǒng)的建設(shè)者和使用者因此面臨更多的挑戰(zhàn)，包括以下內(nèi)容。

1）每個(gè)安防子系統(tǒng)都自成體系，有獨(dú)立的管理軟件，造成一個(gè)安防項(xiàng)目管理人員需要同時(shí)兼顧多個(gè)軟件客戶(hù)端，頻繁在多個(gè)客戶(hù)端之間切換。而且各子系統(tǒng)（經(jīng)常還是由不同廠家提供）的管理軟件在展現(xiàn)形式和使用習(xí)慣上差別也通常較大，造成管理人員的工作負(fù)擔(dān)加重，工作效率下降。

2）安防系統(tǒng)需要接入多個(gè)不同廠家的設(shè)備，很多設(shè)備沒(méi)有統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備互聯(lián)不僅需要定制開(kāi)發(fā)，還需要協(xié)調(diào)廠家之間配合。造成安防項(xiàng)目進(jìn)展緩慢，建設(shè)投入和維護(hù)費(fèi)用增高。

3）安防子系統(tǒng)相互之間缺乏關(guān)聯(lián)。雖然有些安防子系統(tǒng)可以部分接入其它子系統(tǒng)或設(shè)備，形成一些聯(lián)動(dòng)操作，但這仍是站在以某一個(gè)子系統(tǒng)為主的角度考慮系統(tǒng)協(xié)作，而沒(méi)有把整個(gè)安防系統(tǒng)中的所有部分有機(jī)的、統(tǒng)一的整合在一起。因此，整個(gè)安防體系難以形成有效的協(xié)作。

安防系統(tǒng)的建設(shè)者需求通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一集成平臺(tái)來(lái)解決這些問(wèn)題，集成平臺(tái)需要具備高效的擴(kuò)展性，可以快速的接入不同廠家的設(shè)備或子系統(tǒng)。除此之外，集成平臺(tái)能有效的整合所有安防子系統(tǒng)，保證各子系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)意愿充分協(xié)作，并為用戶(hù)提供具有統(tǒng)一體驗(yàn)的交互模式。

1 系統(tǒng)的邏輯框架

安防集成管理系統(tǒng)基于“平臺(tái)化”的戰(zhàn)略考慮，如圖1所示，分為業(yè)務(wù)層、平臺(tái)層和傳感層，其中平臺(tái)層是整個(gè)架構(gòu)的核心。平臺(tái)層的目標(biāo)是成為打通傳感器與業(yè)務(wù)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)中間件。傳感器、平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用形成一個(gè)企業(yè)家物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

平臺(tái)層分為接入子層、服務(wù)子層和邏輯子層。

1）接入子層提供可快速定制的接入服務(wù)，通過(guò)與配置信息結(jié)合，將不同協(xié)議的設(shè)備或子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成平臺(tái)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。接入子層還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的初步處理，包括虛擬監(jiān)控量計(jì)算、報(bào)警判斷、自診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。

2）服務(wù)子層的目標(biāo)是提供統(tǒng)一、豐富的基礎(chǔ)服務(wù)接口，包括提供平臺(tái)基礎(chǔ)的公共服務(wù)，如賬戶(hù)管理、日志管理、license管理等。提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)共享服務(wù)（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警、事件）和數(shù)據(jù)處理服務(wù)（聯(lián)動(dòng)分析、預(yù)警分析、統(tǒng)計(jì)分析等）。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

3）邏輯子層向業(yè)務(wù)層提供業(yè)務(wù)所需的邏輯接口，例如門(mén)禁中的授權(quán)、云臺(tái)遙控等。邏輯子層向業(yè)務(wù)提供基于SOA的服務(wù)接口，業(yè)務(wù)層通過(guò)邏輯子層的邏輯接口實(shí)現(xiàn)快速的定制化拼組。

業(yè)務(wù)層分為垂直業(yè)務(wù)子層和公共業(yè)務(wù)子層。

4）垂直業(yè)務(wù)子層包含與專(zhuān)業(yè)有關(guān)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，每個(gè)垂直業(yè)務(wù)都可視為一個(gè)獨(dú)立的管理子系統(tǒng)。內(nèi)部或外部開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)開(kāi)發(fā)不同的垂直業(yè)務(wù)應(yīng)用，滿足不同用戶(hù)的定制需要。

5）公共業(yè)務(wù)子層（或稱(chēng)橫向業(yè)務(wù)子層）內(nèi)的業(yè)務(wù)是基礎(chǔ)性的業(yè)務(wù)功能，每個(gè)公共業(yè)務(wù)都可以包含所有垂直業(yè)務(wù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)和功能。其中，電子地圖是目前最重要的公共業(yè)務(wù)，電子地圖提供圖形化的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，本身提供插件式擴(kuò)張能力，可以定制呈現(xiàn)不同業(yè)務(wù)所需的圖形化界面。

2 系統(tǒng)技術(shù)框架

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)如圖2所示，其核心是中心服務(wù)器（軟件），每個(gè)平臺(tái)對(duì)應(yīng)一個(gè)中心服務(wù)器（雙機(jī)熱備場(chǎng)景除外）。中心服務(wù)器與其他平臺(tái)的中心服務(wù)器通訊實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)。中心服務(wù)器主要負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)內(nèi)的通訊管理和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。

考慮到已有視頻基礎(chǔ)平臺(tái)視頻監(jiān)控平臺(tái)，視頻相關(guān)基礎(chǔ)功能由視頻監(jiān)控平臺(tái)完成，中心服務(wù)器與視頻監(jiān)控平臺(tái)的CMS（中心管理服務(wù)器）鏈接，對(duì)接完成視頻相關(guān)功能。

接入服務(wù)器如圖3所示，負(fù)責(zé)與設(shè)備（或子系統(tǒng)平臺(tái)）通訊，完成協(xié)議解析和初步處理。接入服務(wù)器根據(jù)接入規(guī)?？梢栽O(shè)置一個(gè)或多個(gè)，實(shí)現(xiàn)分布式接入。接入服務(wù)器將歷史數(shù)據(jù)（除報(bào)警以外的非緊急呈現(xiàn)數(shù)據(jù)）直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

接入服務(wù)器在設(shè)備接入部分采用插件式程序框架，框架可以動(dòng)態(tài)加載不同的接入模塊，每個(gè)模塊根據(jù)需要可以接入一個(gè)子系統(tǒng)、一個(gè)設(shè)備或一組設(shè)備?？蚣芸梢员O(jiān)測(cè)每個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)、日志情況和通訊數(shù)據(jù)，可以啟動(dòng)、停止、重啟某個(gè)模塊。模塊應(yīng)向框架提供有效的工作數(shù)據(jù)，便于調(diào)試和故障定位。

圖3 接入服務(wù)器邏輯結(jié)構(gòu)

業(yè)務(wù)服務(wù)器負(fù)責(zé)特定的非交互業(yè)務(wù)功能?？梢耘渲靡粋€(gè)或多個(gè)業(yè)務(wù)服務(wù)器，每個(gè)業(yè)務(wù)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)業(yè)務(wù)功能。業(yè)務(wù)功能例如報(bào)警短信（郵件）發(fā)送、數(shù)據(jù)在線分析。中心服務(wù)器也可以承擔(dān)業(yè)務(wù)服務(wù)器的功能，在無(wú)需或較少業(yè)務(wù)功能的場(chǎng)景，可以由中心服務(wù)器完成相應(yīng)工作。

整個(gè)系統(tǒng)主要針對(duì)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)場(chǎng)景，定制開(kāi)發(fā)、二次開(kāi)發(fā)等情況較多，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性有一定要求但未達(dá)到工業(yè)控制系統(tǒng)的程度，建議盡量使用托管語(yǔ)言C#/JAVA作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言/平臺(tái)提供應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)定制的穩(wěn)定性。

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1674-6708（2015）149-0162-02

吳清，碩士研究生，研究方向：控制理論與控制工程