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摘要：建筑工地的视频监控因不适宜大量布线，对覆盖范围，安全性，扩展灵活性，成本投入等要求又较高，目前流行的WIFI，Wimax，Zigbee，AD Hoc等主流无线技术，又各自有优缺点，任何一种单独的组网方式都未能较好地满足建筑工地的视频监控要求。对此，本文基于ODMA技术原理及特点，与上述无线技术相融合，针对建筑工地对于视频监控的网络需求，提出应用ODMA结合无线WIFI技术组网，实现建筑工地视频监控功能的解决方案。
关键词：无线局域网；建筑工地；视频监控
前言
对建筑工地进行视频监控，既能实现远程监视，又有助于现场实地管理，对解决纷争，保障建筑材料设备的安全也有较大的意义。随着国家政策的引导，城市的发展，各种建设工程规模不断扩大，工艺流程纷繁复杂，如何搞好现场的施工管理，降低事故发生频率，杜绝各种违规操作和不文明施工行为，实现无盲点监控，一直是施工企业、政府有关管理部门关注的焦点。建筑工地无线视频监控系统的建设，就是利用现代的无线通信技术，优化监控手段，实现实时、全过程的不间断的安全监管。
建筑工地的视频监控因不适宜大量布线，目前流行的无线组网技术又各有优缺点，如WIFI技术应用广泛，高带宽，兼容性好，但覆盖范围受建筑物内部结构的影响较大，易有盲点，安全性也不高。Wimax尽管需要依赖基站，投入成本大，但却有较高的通讯传输速率。Zigbee组网技术有着小功耗低成本的优点，但通讯传输速率却受限。AD Hoc无线自组网技术建网速度快，可实现多跳通信和智慧选径，组网灵活，但网络安全性差，无线传输带宽有限，节点间通信协议的设计难度大。因此，上述任何一种无线组网技术都难以满足建筑工地视频监控的要求。
ODMA无线宽带智能有机网络，是自组网和传统蜂窝网络相结合的接入技术。本文利用其特有的高速移动接入、高带宽、多路由、低功耗和低成本等特点，与应用广泛兼容性好的无线WIFI网络技术相结合，组建无线局域网，既丰富了ODMA网络的可扩展性，扩大了其应用范围，又解决了WIFI网络覆盖范围小，安全性差，存在盲点的问题，从而更好地实现了建筑工地的视频监控功能。
1.技术简介和需求分析
1.1ODMA和WIFI的含义和技术简介
ODMA（Opportunity driven multiple access）机会驱动多址接入，是可以随机调整，智能选径，多径并联、自组互助，支持高速移动的无线宽带智能有机网络技术。它是在数字技术的分支——低频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
ODMA作为一种新兴的智能有机网络技术，具备高速移动接入、高带宽、多路由接入的特点。
■ 它不需要经过服务器或基站等处理通信数据，采用基于P2P的无线分布式架构，通过增加节点来扩大传输距离和范围。
■ 在智能路径选择上，可以选择最佳的通信路径，最短距离和传输质量最佳的时段来传输通信讯号。
■ 节省能耗，用户信息难被破解。
■ 支持高速移动，能够抵抗信号干扰。
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。Wi-Fi作为802.11b的昵称，与以太网络作为IEEE802.3的昵称道理一样。经过Wi-Fi联盟兼容性测试的无线网络产品，即使制造商不同，也可互通与兼容，如PCMCIA无线网卡、USB无线模块等。它是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性。由于其传输速率高，成本低廉，组网方式简单，目前已经得到广泛的应用，支持无线WIFI的网络摄像枪也有相当数量的成熟产品。
1.2建筑工地的视频监控需求
建筑工地对于视频监控有以下要求：
1)布线简单，工程量小，施工进度快
2）网络相对稳定，安全性高，传输速率快
3）视频图像可以远程调用，影像显示延时小
4）动态存储，快速调阅，监控角度可灵活调节
5）可扩展性强，施工成本低
通过视频监控快速了解现场管理问题，方便远程沟通协调
1.3有线和无线组网的特点比较
传统的有线网络用于建筑工地的视频监控有如下不足：
施工工程量大，工期长；组网成本相对较高，施工困难；网络覆盖范围直接受线路影响，没有布置线路的地方易出现监控盲点；项目建成后造成视频监控的线缆浪费；线路纷繁复杂，管理维护有一定难度；扩展性不好，监控点的设置不够灵活，增加监控点需要重新布线。
建筑工地组建无线网络实现视频监控的优点：
组网更快更便捷；可以在网络基础空白的地方建网；监控点的设置位置变更灵活；内部结构复杂的建筑物，可以结合有线的方式，基本实现监控无盲点；组建网络的投入成本低，设备重复利用率高；网络的覆盖范围大，通信抗干扰能力强；利用ODMA加WIFI技术组网安全性好，网络独立，节点地位平等，没有中心节点，网络稳定性高；可实现多跳通信智慧选径，数据接力传输，中继节点设置灵活等。
2.网络硬件设计和系统的实现
2.1系统架构和网络拓扑
系统的硬件设计是通过修改底层协议来实现ODMA设备与WIFI芯片的整合，实现系统的兼容。无线局域网部分由如图所示的三层结构组成：
图2-1 系统架构拓扑图
首先，由普通节点设备组成网络的接入层，各区域内的普通节点设备通过无线和有线相结合的方式，接入前端的网络摄像枪、音视频的信息采集设备、终端等，组成该区域内的局部ODMA网络。相邻区域之间的普通节点设备同时具有中继点功能，连接不同区域的前端终端设备，可以免受上下级网络故障的干扰，实现点对点通信，这也是ODMA网络的优点。
其次，由位于接入层之上的种子节点设备组成网络中继层，它负责ODMA网络的汇聚和相互衔接。在种子节点与普通节点之间，或者种子节点相互之间均可形成ODMA多跳传输，网络稳定性、安全性都有很大的提高。
最后是网关层，设备网关通过光纤连接的方式下挂多台种子节点，负责ODMA节点与外部网络的数据交换。在网络需要扩容时，可以通过网关设备增加下挂的种子节点来实现。
这种无线局域网结构通过WIFI和ODMA相结合的方式，既利用了WIFI无线网络的兼容性好，高带宽的特点，又充分发挥了ODMA技术的智慧选径，组网灵活的优势，更好地满足了建筑工地对视频监控的要求。
2.2主节点分布和前端摄像机的布点原则
普通节点负责小范围的覆盖，通过有线与无线相结合的方式接入网络摄像枪。对于室内结构复杂，地下室等区域，可以通过测试增加足够的中继节点，以满足稳定连接的要求。
种子节点的分布要合理规划，与各普通节点之间能形成有效的通讯距离，种子节点之间是平等的地位，各节点可以根据网络状况，自动挑选最近的“邻居”和最有效的路径，以接力的方式传输数据。
建筑工地的视频监控系统对前端监控点的设计，要求在重点区域要实现全方位布点，不留监控盲区。通过多摄像头之间的配合，并合理规划，完全能够实现大范围无盲点的监控效果。
3.监控中心和监控软件
视频监控中心主要实现信令控制、媒体交换、业务管理、用户管理、设备管理、网络管理、认证鉴权等方面的功能。由视频服务器、网管工作站、三层交换机和出口路由器的设备组成。它是建筑工地视频监控系统的集中监测点。
利用视频监控系统软件，可以调节各个前端摄像枪的角度、方向和焦距，通过监视墙实现采集视频的实时显示。视频服务器还可以不间断地对采集设备传送过来的视频流进行压缩存储，作为视频中转站为远端用户通过互联网查看和监控内网络，给建筑工地的管理带来极大的便利。
4.结束语
本文在研究ODMA的技术基础上，结合实际项目中建筑工地对视频监控的要求，应用ODMA与WIFI技术相融合的方式，组建了高效稳定的无线局域网络，实现了建筑工地的视频监控功能。该系统既有效地避免了传统有线监控方式带来的工程量大，施工困难，建设成本高，扩展不灵活等问题，同时也解决了单一无线组网方式带来的安全性差、信号覆盖有盲点等难题。经过实际应用和网络测试，均表明该组网方式能达到建筑工地对视频监控要求的效果。本文介绍的ODMA与WIFI相结合的无线组网方式，只是一些基础应用。在此基础上还可以开发出更多更广泛的应用，跟上互联网，大数据的时代步伐，共享科技带来的便利。
参考文献：
[1]郑少仁.王海涛.赵志峰.米志超.黎宁.Ad Hoc网络技术. [M].人民邮电出版社.2005
[2]李少谦等. 无线局域网标准、应用与发展[J].电信技术.2003.10
]3[汪光华.视频监控系统应用 [M]. 中国政法大学出版社. 2009.3
[4]梁笃国. 张艳霞. 郑泽民等 网络视频监控技术及应用 [M].人民邮电出版社.2009.9
[5]全国安全防范报警系统标准化技术委员会. 视频安防监控系统工程设计规范[M]. 中国计划出版社.2007（25-29）
论文作者:何兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：节点论文; 网络论文; 建筑工地论文; 视频监控论文; 技术论文; 方式论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第13期论文;