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[摘 要]针对河钢邯钢公司现有的传统有线传输网络存在布线不灵活、成本高，受环境因素影响严重，后期维护费用高等缺陷，提出一套基于无线网络的监控系统设计。
[关键词]监控系统；无线网络；无线网桥技术
中图分类号：V245.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0292-01
1 概述
河钢邯钢公司现有的监控系统采用的仍是传统的有线传输网络，需要消耗大量的人力和物力；且存在布线不灵活、成本较高，受环境因素影响严重，电缆后期维护费用较高等缺陷。
无线传输网络则无需架设电缆，只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了，比如无线针孔高清摄像头。相比于传统的有线传输网络，节省了人力物力，节省了投资，无线传输网络还具有良好的拓展性，通过桥接技术操作，即可轻松实现新增监控设备入网。
2 无线网络系统
无线网络系统在原有的以太网监控系统的基础上，利用无线网桥技术进行数据传输。该技术之难点在于无线网桥的搭建。在监控系统中，无线网桥主要负责连接被监控点和监控中心，或者将远程的多个监控点设备连接起来，同时确保数据在链路上的稳定准确传输。
2.1 无线网桥的组网类型
无线网桥在监控系统中最常见的组网类型有点对点型、点对多点型和混合型[1]。3种组网结构都有不同的适用场合，可根据实际应用进行选择。
2.1.1 点对点型
常用于固定的要连接的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远、速率高，受外界环境影响较小。
3.1.2 点对多点型
常用于有一个中心点、多个远端点的情况。最大优点是组建网络成本低、维护简单。其次，由于中心点使用了全向天线，设备调试相对容易。
3.1.3 混合型
适用于所建网络中既有远距离的点，也有近距离的点，在组建这种网络时，综合使用上述两种类型的网络连接方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式。
2.2 無线网桥的应用环境
无线网桥通过点对点、点对多点等多种形式的桥接方式，可将各类工作场所局域网连接起来，无线网桥的应用环境主要分为3种情况：
（1）企业厂区驻地
通常情况，建筑物和建筑物之间的距离比较远，往往超过100m，一般都需要铺设光缆进行连接，对于一些已经建成的企业驻地来说，开挖道路或者架设电缆线都是费钱费力的事情，而采用无线网桥实现网络互联既经济，实施起来也简单、方便。
（2）连接单位一些相邻的分支机构
以前的做法往往是采用铺设专线的方式来实现，这种做法不仅施工安装费用较高，而且每个月都要支付专线租赁费。采用无线桥接的方案，不仅节省了经常性的开支，还大幅度地减少了安装施工费用。
（3）一些临时场所的网络传输
由于场所的临时性和不固定性，若采用传统有线的方式布置网线，不仅布线、维护困难，而且会给现场网络管理带来诸多麻烦。此时，只需要在现场通过架设无线网桥构建临时网络连接，就可实现现场网络的高速接入。
3 基于无线网桥的监控系统设计
监控系统为人们的现代生活带来了便利，比如防盗、防火、公路路面监控等，同样远程监控系统在生产现场也发挥了重要的作用。针对于我公司生产现场环境恶劣，传统的有线远程监控的安装较为复杂，无线网桥就为生产现场远程监控的安装提供了方便，只要选择好一个位置较高，周围无障碍物的地点，就可以搭建无线设备，通过无线网桥就可以把现场采集到的图像和数据传输给远方的监控人员。同样，将现有视频监控网络与现场视频监控主机相连，实现实时现场图像监控、远程控制、视频录像存储、权限分级、日志管理等功能， 使领导不用频繁疲惫的往来于各个生产现场，通过在电脑上利用简单的Web页面浏览便能快速实时了解工程现场的安全生产情况，足不出户就能掌握现场的一切信息；若事故发生，还可以通过视频监控快速有效地指导现场的相关工作，实时对现场生产环境和工作情况进行督导、综合监控、分析查看，有效增强生产现场综合管理[2]。
3.1 无线网桥
本监控系统之无线网桥选用Karlnet 5800系列室外无线网桥，Karlnet 5800现场站点、远端站点的设备均由室内单元和室外单元组成。从室内到室外采用一根射频电缆连接，收发并用。现场站点设备Karlnet 5800提供一个10/100Mb/s网络IP接口，通过网线与视频监控工作站相连。远端站点同样采用10/100Mb/s网络IP接口与骨干网相连，实现相互通信。Karlnet 5800室外无线网桥是工作在5.1～5.8GHz频段上的高速无线以太网桥（Wireless Ethernet Bridge），支持点对点（PTP）和点对多点（PTMP）的网络结构。Karlnet 5800无线网桥的空中速率高达54Mb/s，相当于以太网36Mb/s的单向速率；捆绑信道空中速率可达108Mb/s。具备天线校准功能和自我诊断能力，有效地解决了无线网络安装中最困难的安装配置问题，使其安装和维护简便易行。Karlnet5800 无线网桥具有抗邻区（inter-cell）互扰能力及双向自适应调制能力，能够在8种调制方法中（从BPSK到64QAM）依次调节无线链路质量，不仅优化了频谱利用率，还解决了既定网络环境下的信号衰减问题，从而保证了最高的数据吞吐量，迎合环境的挑战。
3.2 视频部分
在监控系统设计过程中，其核心为视频部分，由于信道带宽是有限的，为了保障信道的利用率，图像基带信号必须要满足MPEG4压缩标准，这可以最大限度的节约无线资源。考虑到视频工作环境，为了保证系统可以安全稳定的工作，建议采用Spectra IV SE室外型高速球形摄影机器，使用MPEG4编码方式进行传输，利用同轴电缆，将视频图像传送至编码器，再进行压缩处理，将模拟信号直接转化为数字信号，利用以太网将其传输至无线网桥中。
3.3 网络管理
系统的网络管理采用基于PC平台的本地网管系统，它可直接通过数据网与基建现场相连，及时完成对系统的视频监控、操作维护、性能监测、录像查看等功能，主要用于系统测试、开通及现场查看，可在本地或远端对设备进行管理[3]。通过Karlnet 5800无线网桥专用网管软件及铁越视频处理单元网管软件IVP4006/S，将无线接入网与数据骨干网连接，可通过Web界面进行远程管理，真正实现系统的多功能性与高效性。
3.4 网络管理
网络安全涉及信息资源的保护、防止丢失、破坏和盗用。此套无线网络系统的安全解决方案可采用一种无线局域网数据流的安全方法，即有线对等加密（WEP）技术。WEP 是一种对称加密算法，加密和解密的密钥及算法相同。WEP 的工作原理如下：
（1）接入控制：通过检验WEP 密钥防止未授权用户接入网络；
（2）加密：通过只允许有正确WEP 密钥的用户解密来解析数据流。
在这次系统设计中，根据网络设计，采用WEP128位加密方式，进一步提高了视频信号的安全性。
4 结语
无线网桥技术作为有线技术的有益补充，代表着市场的需求和技术的发展趋势。无线网桥技术必将随着网络技术的发展越来越成熟，也必将在更多的领域发挥更大的作用。
参考文献
[1] 喜琍.楼宇监控系统国内外现状，2014，10.
[2] 蔡艳.基于无线技术的智能楼宇视频监控系统设计，2016，4.
[3] 辛健.无线网桥技术在企业局域网中的应用，2014，4.
[关键词]监控系统；无线网络；无线网桥技术
中图分类号：V245.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）20-0292-01
1 概述
河钢邯钢公司现有的监控系统采用的仍是传统的有线传输网络，需要消耗大量的人力和物力；且存在布线不灵活、成本较高，受环境因素影响严重，电缆后期维护费用较高等缺陷。
无线传输网络则无需架设电缆，只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了，比如无线针孔高清摄像头。相比于传统的有线传输网络，节省了人力物力，节省了投资，无线传输网络还具有良好的拓展性，通过桥接技术操作，即可轻松实现新增监控设备入网。
2 无线网络系统
无线网络系统在原有的以太网监控系统的基础上，利用无线网桥技术进行数据传输。该技术之难点在于无线网桥的搭建。在监控系统中，无线网桥主要负责连接被监控点和监控中心，或者将远程的多个监控点设备连接起来，同时确保数据在链路上的稳定准确传输。
2.1 无线网桥的组网类型
无线网桥在监控系统中最常见的组网类型有点对点型、点对多点型和混合型[1]。3种组网结构都有不同的适用场合，可根据实际应用进行选择。
2.1.1 点对点型
常用于固定的要连接的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远、速率高，受外界环境影响较小。
3.1.2 点对多点型
常用于有一个中心点、多个远端点的情况。最大优点是组建网络成本低、维护简单。其次，由于中心点使用了全向天线，设备调试相对容易。
3.1.3 混合型
适用于所建网络中既有远距离的点，也有近距离的点，在组建这种网络时，综合使用上述两种类型的网络连接方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式。
2.2 無线网桥的应用环境
无线网桥通过点对点、点对多点等多种形式的桥接方式，可将各类工作场所局域网连接起来，无线网桥的应用环境主要分为3种情况：
（1）企业厂区驻地
通常情况，建筑物和建筑物之间的距离比较远，往往超过100m，一般都需要铺设光缆进行连接，对于一些已经建成的企业驻地来说，开挖道路或者架设电缆线都是费钱费力的事情，而采用无线网桥实现网络互联既经济，实施起来也简单、方便。
（2）连接单位一些相邻的分支机构
以前的做法往往是采用铺设专线的方式来实现，这种做法不仅施工安装费用较高，而且每个月都要支付专线租赁费。采用无线桥接的方案，不仅节省了经常性的开支，还大幅度地减少了安装施工费用。
（3）一些临时场所的网络传输
由于场所的临时性和不固定性，若采用传统有线的方式布置网线，不仅布线、维护困难，而且会给现场网络管理带来诸多麻烦。此时，只需要在现场通过架设无线网桥构建临时网络连接，就可实现现场网络的高速接入。
3 基于无线网桥的监控系统设计
监控系统为人们的现代生活带来了便利，比如防盗、防火、公路路面监控等，同样远程监控系统在生产现场也发挥了重要的作用。针对于我公司生产现场环境恶劣，传统的有线远程监控的安装较为复杂，无线网桥就为生产现场远程监控的安装提供了方便，只要选择好一个位置较高，周围无障碍物的地点，就可以搭建无线设备，通过无线网桥就可以把现场采集到的图像和数据传输给远方的监控人员。同样，将现有视频监控网络与现场视频监控主机相连，实现实时现场图像监控、远程控制、视频录像存储、权限分级、日志管理等功能， 使领导不用频繁疲惫的往来于各个生产现场，通过在电脑上利用简单的Web页面浏览便能快速实时了解工程现场的安全生产情况，足不出户就能掌握现场的一切信息；若事故发生，还可以通过视频监控快速有效地指导现场的相关工作，实时对现场生产环境和工作情况进行督导、综合监控、分析查看，有效增强生产现场综合管理[2]。
3.1 无线网桥
本监控系统之无线网桥选用Karlnet 5800系列室外无线网桥，Karlnet 5800现场站点、远端站点的设备均由室内单元和室外单元组成。从室内到室外采用一根射频电缆连接，收发并用。现场站点设备Karlnet 5800提供一个10/100Mb/s网络IP接口，通过网线与视频监控工作站相连。远端站点同样采用10/100Mb/s网络IP接口与骨干网相连，实现相互通信。Karlnet 5800室外无线网桥是工作在5.1～5.8GHz频段上的高速无线以太网桥（Wireless Ethernet Bridge），支持点对点（PTP）和点对多点（PTMP）的网络结构。Karlnet 5800无线网桥的空中速率高达54Mb/s，相当于以太网36Mb/s的单向速率；捆绑信道空中速率可达108Mb/s。具备天线校准功能和自我诊断能力，有效地解决了无线网络安装中最困难的安装配置问题，使其安装和维护简便易行。Karlnet5800 无线网桥具有抗邻区（inter-cell）互扰能力及双向自适应调制能力，能够在8种调制方法中（从BPSK到64QAM）依次调节无线链路质量，不仅优化了频谱利用率，还解决了既定网络环境下的信号衰减问题，从而保证了最高的数据吞吐量，迎合环境的挑战。
3.2 视频部分
在监控系统设计过程中，其核心为视频部分，由于信道带宽是有限的，为了保障信道的利用率，图像基带信号必须要满足MPEG4压缩标准，这可以最大限度的节约无线资源。考虑到视频工作环境，为了保证系统可以安全稳定的工作，建议采用Spectra IV SE室外型高速球形摄影机器，使用MPEG4编码方式进行传输，利用同轴电缆，将视频图像传送至编码器，再进行压缩处理，将模拟信号直接转化为数字信号，利用以太网将其传输至无线网桥中。
3.3 网络管理
系统的网络管理采用基于PC平台的本地网管系统，它可直接通过数据网与基建现场相连，及时完成对系统的视频监控、操作维护、性能监测、录像查看等功能，主要用于系统测试、开通及现场查看，可在本地或远端对设备进行管理[3]。通过Karlnet 5800无线网桥专用网管软件及铁越视频处理单元网管软件IVP4006/S，将无线接入网与数据骨干网连接，可通过Web界面进行远程管理，真正实现系统的多功能性与高效性。
3.4 网络管理
网络安全涉及信息资源的保护、防止丢失、破坏和盗用。此套无线网络系统的安全解决方案可采用一种无线局域网数据流的安全方法，即有线对等加密（WEP）技术。WEP 是一种对称加密算法，加密和解密的密钥及算法相同。WEP 的工作原理如下：
（1）接入控制：通过检验WEP 密钥防止未授权用户接入网络；
（2）加密：通过只允许有正确WEP 密钥的用户解密来解析数据流。
在这次系统设计中，根据网络设计，采用WEP128位加密方式，进一步提高了视频信号的安全性。
4 结语
无线网桥技术作为有线技术的有益补充，代表着市场的需求和技术的发展趋势。无线网桥技术必将随着网络技术的发展越来越成熟，也必将在更多的领域发挥更大的作用。
参考文献
[1] 喜琍.楼宇监控系统国内外现状，2014，10.
[2] 蔡艳.基于无线技术的智能楼宇视频监控系统设计，2016，4.
[3] 辛健.无线网桥技术在企业局域网中的应用，2014，4.