基于ZigBee定位系统的办公楼安防监控系统设计

陈应平

（甘肃省新业资产经营有限责任公司，甘肃兰州　730000）

基于ZigBee定位系统的办公楼安防监控系统设计

陈应平

（甘肃省新业资产经营有限责任公司，甘肃兰州730000）

办公楼安防管理工作中，传统视频监控系统的缺点越发凸显，近年由于安防工作不到位引发的办公楼盗窃事件屡屡发生，更有机关企事业单位涉密场所丢失机密信息，越发突出办公楼安防工作的重要性与迫切性。本文通过现今成熟的技术手段有机整合定位系统与视频监控系统，挖掘两大系统的优势互补，提升办公楼安防管理工作的水平。

办公楼安防ZigBee定位系统视频监控系统

目前对于办公楼的监控和管理，采用的方法以人工结合监控摄像头等方式，智能化程度不高，且过分依赖人工经验判别，有效识别率极低。人员出入信息、停留地点等数据，都是通过人工登记进行的，也根本无法证实信息的真实有效性，一旦发生事故，将无法回溯追查。

系统设计的核心技术采用ZigBee定位技术，ZigBee定位技术采用2.4G公共频段，传输速度可达1Mbps。由于ZigBee技术的工作特性，接收端与发射端无需连续性双向传输，大幅度降低了功耗、延长电池续航时间，用来实现安防监控隐蔽性高。为此，本文依托ZigBee定位技术及其构建的监控系统，整合集成视频监控系统、RFID卡门禁系统、红外线传感系统共同构成完整的办公楼安防监控系统。

1　系统构架

系统总构架由定位系统、视频监控系统这两部分共同组成。

1.1定位系统组成

定位系统是由采集端、服务器端、客户端三部分构成。采集端硬件包括基站、定位器、定位终端。其工作流程为由定位器采集定位终端信号，并激活基站，由基站接收归集数据上传至服务器端。服务器端硬件由高性能IBM兼容服务器构成，专司负责系统内各基站上报的数据，并对数据中的定位信息、报警信息、设备状态信息进行存储并进行分析汇总。客户端则主要用于基本信息的录入、数据状态显示，及系统中必须由人工完成的工作内容，这包括：人员信息录入、发卡、注销等内容。同时，向服务器端发送数据请求，并返回显示数据信息，包括定位轨迹信息、报警信息、定位器失联报警信号、设备状态不良报警信号等内容。

1.2视频监控系统组成

视频监控系统由采集端、服务器端、客户端三部分构成。视频监控系统采集端主要是由，定焦监控摄像机和球型云台变焦监控摄像机，这两种设备完成视频数据信号采集工作。服务器端由高性能嵌入式数字硬盘录像机组成，根据采集端监控摄像机的数量，决定嵌入式数字硬盘录像机的布置数量，呈正比增长。嵌入式数字硬盘录像机能够无缝接入以太网络，这对视频信号的二次处理带来极大的方便。视频监控系统的客户端主要功能偏向于监控系统的日常维护、数据查询、故障排查等内容，因此客户端主要功能即为视频信号数据的历史查询、数据导出等基本功能。

1.3设备布设

定位系统的设备布局，由定位器布局方式而决定。定位器布局则遵循人员出入口布置、长距离通道均匀分布布置、相邻两点之间互为可视无遮挡等为原则布设。视频监控系统的设备布局，由监控摄像机布局方式而决定。布局方式遵循人员出入口布置、通道内均匀覆盖布置、人员巡查视觉死角布置等为原则布设。其它相关辅助性质设备，如RFID卡门禁系统、红外线传感器等。

2　系统功能整合与实现

定位系统的定位信息实时存储在服务器端，并随时可与视频监控系统进行信息共享并同步控制。要实现人员移动轨迹的实时视频监控功能，仅通过视频监控系统来实现的话，这需要同时控制多个监控摄像机进行跟踪拍摄，涉及到图像识别技术、云台控制技术、多监控摄像机设备联动技术等非常复杂的系统平台技术，实施难度很大，并且所使用的设备专一性强，成本居高不下。通过定位系统与视频监控系统的系统整合，可以将定位系统与视频监控系统的不足进行互为补充，既发挥了定位系统的精准定位特长，又凸显了视频监控系统的实时直观特点。通过共享定位系统的定位信息，可以很方便的联动控制视频监控摄像机进行图像跟踪，大大提高了系统运行效率，同时也降低了系统施工、维护成本。

作为安防系统来说，技防水平无论达到什么层次，都离不开人防的严格执行。因此，本系统的设计始终贯彻“人防第一，技防跟进”的基本原则。任何安防系统都有“管理关键点”，本系统的“管理关键点”就在于人员佩戴卡片型定位器。如人防管理要求不严密，无法有效控制人员佩戴卡片型定位器，则技防系统毫无用武之地。据此采取如下解决方案：

卡片型定位器整合了RFID卡功能，这使得“一卡通”功能得以实现。办公楼固定工作人员配发实名登记注册的卡片型定位器，外来访问人员配发临时卡片型定位器。未持有卡片型定位器的人员将无法通过RFID卡门禁系统。这便是通过技术层次，强迫办公楼出入人员佩戴卡片型定位器这一人防管理目标得以实现。

为有效控制受管理人员“人卡分离”所引发的不安全因素，本系统设计中在办公楼重要区域设置红外线传感器，如办公楼配电机房、供水机房、电梯机房、涉密档案库房、涉密办公室等重点安防区域。其工作逻辑模式为：当有热红外逸散物体或任何体积大小超过30CM的移动物体，均会触发重点安防区域设置的红外线传感器，红外线传感器上报信号至定位服务器，由定位服务器首先判断红外线传感器所属区域，再轮询该区域定位基站是否检测到合法的定位器以及数量。如未查询到任何合法的定位器，则触发监控室声光报警器，同时传递报警信号至视频监控服务器，由视频监控服务器控制放大突出显示该区域视频监控画面，或控制对应区域的一个或多个球型云台变焦监控摄像机，触发监控区域预置点进行突出显示。多人进入重点安防区域时，通过在必经通道设置间隔红外传感器，以红外传感器触发时间间隔判断人员数量，其计算算法由定位服务器完成人员数量判断。

3　施工技术要点

根据本系统设计目标，要实现办公楼内所有人员的定位监控、防止非法人员进入重点安防区域、突发事件时准确提供办公楼内人4结语

员分布情况。为及时精确控制事发地点，及时疏散、撤离人员提供有力的技术保障。因此，本系统施工遵循“信号线缆独立布放，供电系统独立配置”的基本施工原则，具体措施着重体现为：所有信号传输电缆必须严格执行国标标准布放安装，坚决杜绝与强电电缆同井、同槽，并且要求主信号电缆必须采取防火、防盗、抗屏蔽措施。供电系统则要求必须与办公楼一级主配电系统直接连接。同时，必须设置后备供电系统，后备供电系统由UPS供电电池组与全自动程控柴油发电机组成，以保证办公楼供电切断时，安防系统仍能长时间保持正常运行。

定位系统与传统的视频监控系统相结合，充分发挥了各自的优势。本系统设计不但实现了办公楼人员定位信息的实时监控，还同时充分发挥了视频监控的优势特长，并高效的结合、互补了两种不同领域系统的优势，大大提升了办公楼安防管理的水平，同时节约了大量的建设成本与运行成本。

［1］Luis M. Fuentes（1）.Sergio A. Velastin（2）《视频监控中的人物追踪》（1）阿尔卡拉大学物理学系，科学学会，安蒂奥基亚大学，巴利亚多利德大学，巴利亚多利德47071，西班牙（2）数字成像研究中心，金斯顿大学，金士顿-泰晤士河畔，本雷恩路校园，萨里KT1 2EE，英国.

［2］夏东.智能视频监控中目标检测、跟踪和识别方法研究［J］.2011（10）.

［3］窦琴.智能视频监控中基于粒子滤波的目标跟踪系统研究［J］. 2009（6）.

［4］华钢，金灏.如何实现人员精确定位——基于WSN技术的第三代人员定位系统［M］.2011.11.

［5］黄成玉，李思敏，肖海林.基于ZigBee技术的矿井人员定位算法研究［J］，通信技术2010（43）：195-198.