广州工商学院三水校区 黄 文

安防监控系统的设计探讨

广州工商学院三水校区 黄 文

实验室是用于实验研究的重要场所，其安全性必须得到保证，传统监控系统已无法满足实验室安全管理的要求，智能安防监控系统的设计已经被人们关注。本文阐述了安防监控系统设计的意义，分析了安防监控系统结构设计，最后从戒区域、物品安全检测、目标跟踪以及行为识别四个方面重点分析了系统功能体系结构设计，希望能够为今后的研究提供一定的参考依据。

实验室；安防监控系统；设计探讨

0 引言

在传统安防监控系统无法满足日益变化的复杂环境的安全监控需求的情况下，视频监控系统作为信息化建设的具体体现，是保证实验者生命安全和财产安全的关键措施，在实验室安全管理中发挥着重要的作用。

1 安防监控系统设计的意义

1.1 有利于实验者的实验开展

实验室是实验者进行相关研究的场所，实验操作是一个持续性的过程，具有系统性、复杂性的特点，要想获取理想的实验结果，就必须在以往的实验基础上不断对实验设计进行完善和优化，改进实验过程中的不合理操作，安防监控系统的设计和安装有利于实验设计和操作的优化与改进，满足实验者实验开展的需求，进而促进实验的进程，获取理想的实验效果。

1.2 有利于实验者安全的保证

在进行实验的过程中，由于实验存在不确定，因而实验者的安全也存在很大的不确定，实验室财产安全也面临遭受损失的威胁。在实验室中设计安装安防监控系统，通过视频的回放观看，能够清晰地记录并观测到实验期间存在的问题，从而予以改进。这样实验者的安全将得到保证，实验室的物品、设备、器材等财产安全也有安全保障。

2 安防监控系统结构的设计

2.1 总体方案的设计

安防监控系统既包括软件系统，也包括硬件系统，还包括网络系统，其构成比较复杂。硬件系统由各种设备组成，如视频摄像机、视频压缩处理芯片、无线数据通信芯片、接受设备、发送设备等；软件系统如前端摄像机控制系统、视频图像处理系统、数据备份系统、数据信息恢复系统等[1]。

2.2 传统监控平台的改造方案

随着很多新情况的出现使得传统安防系统的结构设计已难以满足实验室安全监控的需要，尤其是在传统的监控平台中存在同轴电缆传输距离有限、应用不灵、无法集中管理等缺点，实现对传统监控平台的改造刻不容缓[2]。以某高校实验室安防监控系统拓扑结构图为例，对传统监控平台提出了3点改造方案：

1)已经安装摄像机，可以采用同轴电缆有效传输的距离内增加网络视频服务器节点，在利用校园网的前提下，将网络视频服务器直接连通道监控识别服务器[3]。

2)没有安装摄像机，监控节点有限，直接安装网络摄像机，借助实验室周围的校园网络节点直接连通到监控器服务识别器。

3)未能接入校园网，传输距离有效范围内，可以增加无线摄像机、无线AP以及校园网络的方法连接到监控识别服务器。

3 安防监控系统功能体系结构设计

实验室安防监控系统根据功能作用的不同分为6层，分别是数据压缩层、声音图像获取层、数据解压缩层、网络传输层、数据层以及功能应用层。以某高校实验室网络化监控系统为例，在对该系统进行充分地研究之后，完成了智能监控系统功能的设计，详情如图1所示。

图1 某高校实验室网络智能监控系统

从图1中可看出，该网络智能监控系统包括常规功能和智能功能两个模块。常规功能：语音对讲、视频录像、异常抓图、系统日志等，智能功能：行为识别、目标跟踪、物品安全检测、警戒区域。本文将重心集中在智能功能的研究上。

3.1 警戒区域

实验室安防监控系统警戒区域功能的实现，关键在于对运动目标的跟踪检测，运动目标检测也就是说在监控视频图像序列中判断是否有前景目标的运动，若有目标运动，则对该目标进行初始定位并跟踪检测。那么，安防监控系统中何为警戒区域呢？所谓警戒区域指的是系统在监控区域中设定一个特定区域，如果有目标进入到该区域，系统将会自动发出警报信息进行报警；如果运动目标在境界区域以外的区域运动时，警戒区域的功能将无法发挥出报警预报[4]。

3.2 行为识别

行为识别是视觉计算的高层阶段，可以简单地认为是时变数据的分类问题，也就是将测试序列与预先标定的代表典型行为的参与序列进行匹配[5]。安防监控系统中，行为识别这一项功能发挥的关键是怎样获取参考行为序列(从学习样本中)。行为识别建立在识别人日常认识的基础上，系统的规则知识库对人体的各部分正常行为已经做了标准定义。同过与视频流中当前帧图像的对比，计算出异常行为的模糊度，通过对异常行为模糊度的分析，认定行为者的行为是否异常。

3.3 目标跟踪

目标跟踪就是对运动目标持续进行跟踪的过程。在安防监控系统中，目标跟踪需要在特定的环境中，选择唯一能够表示目标的特征，并在后续帧中搜索与该特征最匹配的目标位置的过程。目标跟踪功能的实现，必须要有一个目标设定，在目标设定的情况下，监控摄像机将会对进入警戒区域内的任何运动目标自动跟踪，将运动目标的“运动轨迹”全程自动化记录下来。目标跟踪功能在实验室安防监控系统中非常实用。

3.4 物品安全检测

实验室中各种实验所需的药物不少，这些药物的存在对实验的成果具有重要的影响，药品安全不容忽视。实验室安防监控系统物品安全检测指的是系统可以为实验室内的物品目标进行实时定点的监控功能设置，如果物品目标消失在监控区域内，系统将启动自动报警系统，保证物品物品目标的安全。

4 结语

本文针对某高校实验室安防智能监控系统的设计，从系统总体的结构设计出发，着重分析了警戒区域、物品安全检测、目标跟踪以及行为识别等系统各功能体系结构的设计。通过本次研究，了解到安防监控系统的结构组成和设计程序，意识到安防监控系统对实验室安全管理的重要性，在当前网络信息技术不断发展的背景下，智能化的安防监控系统将会拥有更加广阔的市场。

[1]齐广新．智能小区安防监控系统设计探讨[J]．城市建设理论研究:电子版,2012,12(7)．

[2]徐勇．网络高清安防监控系统的设计探讨[J]．科研,2016,12(7)．

[3]陆兴．视频安防监控系统的设计探讨[J]．科学之友,2012,28(6)．

[4]吕延岗,张红瑞,张军 等．保障实验室安防的智能监控系统[J]．实验室研究与探索,2011,30(6)．

[5]陈力．基于无线网络技术的智能化安防监控系统的设计与实现[J]．科技展望,2015,25(31)．

黄文（1986—），男，广东信宜人，就职广州工商学院三水校区，研究方向：计算机实训室建设规划。