石化、化工、罐區(qū)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在諸多危險(xiǎn)區(qū)域，對(duì)于這些危險(xiǎn)區(qū)域傳統(tǒng)的安全管理方式方法為搭建圍欄、增加安保人員、視頻監(jiān)控等等。這些方法均屬于被動(dòng)、人工方式增加危險(xiǎn)區(qū)域的安全性，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的全天候、實(shí)時(shí)、自動(dòng)化地管理要求。為此提出了一整套基于Wi-Fi的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括無線視頻監(jiān)控、視頻智能識(shí)別、人員定位、設(shè)備定位等的自動(dòng)識(shí)別及身份鑒別系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在整個(gè)工業(yè)廠區(qū)的監(jiān)控及定位服務(wù)，方便管理人員隨時(shí)了解人員和設(shè)備的實(shí)時(shí)位置，對(duì)整個(gè)工廠的調(diào)度和安全管理起到積極作用。

　　1、傳統(tǒng)分區(qū)安全管理方法簡(jiǎn)介

　　圍界管理：使用圍墻圍欄將不同的區(qū)域分隔開，這是最古老的分區(qū)管理方法，也是最有效直接阻攔非法闖入的方法。但是圍欄必須存在一個(gè)開口，以便授權(quán)人員在一定的授權(quán)下進(jìn)出本分區(qū)。這個(gè)開1：3就成了安全防護(hù)最薄弱的地方，非授權(quán)人員比較容易從此處進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。而且圍墻圍欄影響美觀，在一些特殊區(qū)域不便搭建。

　　電子圍界：在傳統(tǒng)圍界的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種依靠電子技術(shù)搭建隱形圍欄的方法。電子圍界具有一定的識(shí)別能力，能在非法闖入時(shí)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，具有一定的自動(dòng)化能力。但是電子圍界智能識(shí)別有無闖入發(fā)生，無法判別是合法的進(jìn)入還是非法的闖入，合法人員進(jìn)出電子圍界時(shí)只能將其關(guān)閉，自動(dòng)化程度不高。安保人員：在危險(xiǎn)區(qū)域的出人口增加安全保衛(wèi)人員來判別和管理合法人員的進(jìn)出，提供較“智能”的多元化的判別、管理和報(bào)警功能。但是安保人員由于安全意識(shí)、工作認(rèn)真程度、疲勞等多種因素會(huì)產(chǎn)生漏判、誤判的情況產(chǎn)生，造成一定的安全漏洞。而且在一些高危區(qū)域人員無法長(zhǎng)期駐守，不適合安排安保人員。視頻監(jiān)控：使用監(jiān)控?cái)z像機(jī)拍攝關(guān)鍵區(qū)域影響，傳輸至監(jiān)控中心集中監(jiān)控廠區(qū)去各個(gè)區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像畫面。這種監(jiān)管方式需要安保值班人員在監(jiān)控同時(shí)查看全廠幾十甚至幾百個(gè)監(jiān)控畫面，認(rèn)為分辨危險(xiǎn)區(qū)域是否有人闖入，識(shí)別到人之后需要與管理部門或者現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)才能判別是否是非法闖入。由于監(jiān)控畫面太多，容易產(chǎn)生視覺疲勞，會(huì)漏掉關(guān)鍵畫面，導(dǎo)致沒有發(fā)現(xiàn)非法闖人。而且傳統(tǒng)視頻監(jiān)控多采用有線傳輸、變更和新增監(jiān)控位置相對(duì)比較復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)成本較高。

　　2、基于Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)的綜合管控方案設(shè)計(jì)

　　Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)綜合管控方案包括：Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)、Wi-Fi人員/設(shè)備定位系統(tǒng)、Wi-Fi通信網(wǎng)絡(luò)組成。

　　Wi-Fi人員/設(shè)備定位系統(tǒng)能夠定位到Wi-Fi信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的Wi-Fi定位標(biāo)簽、Wi-Fi定位腕帶、Wi-Fi手持終端以及帶有Wi-Fi功能的筆記本電腦等，對(duì)于沒有攜帶Wi-Fi通信設(shè)備的人員和設(shè)備，定位系統(tǒng)將無法進(jìn)行有效的定位和監(jiān)管。Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)能夠?qū)�Wi-Fi監(jiān)控?cái)z像機(jī)拍攝到的畫面通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控畫面?zhèn)魉偷奖O(jiān)控中心智能視頻分析服務(wù)器，服務(wù)器分析識(shí)別后按需保存和發(fā)出報(bào)警信號(hào)。能夠及時(shí)分局畫面識(shí)別到闖入動(dòng)作，但是無法判斷人員和設(shè)備身份，智能化程度無法達(dá)到預(yù)期目的。

　　本方案設(shè)計(jì)將Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)和Wi-Fi定位系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，彌補(bǔ)各自的不足，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化地、精確地判別非法闖入，及時(shí)提供報(bào)警信號(hào)，同時(shí)還能按需進(jìn)行合法進(jìn)出記錄以便追溯。本系統(tǒng)采用Wi-Fi技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全無線的系統(tǒng)構(gòu)架，整個(gè)系統(tǒng)新增和變更監(jiān)控點(diǎn)、定位目標(biāo)、目標(biāo)權(quán)限方便，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行靈活多變。系統(tǒng)使用的Wi-Fi AP、Wi-Fi攝像機(jī)、Wi-Fi定位標(biāo)簽等均符合本安認(rèn)證，能夠在危險(xiǎn)區(qū)域使用，到達(dá)安保人員和普通設(shè)備無法到達(dá)的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)功能。

　　3、Wi-Fi人員/設(shè)備定位系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)

　　基于Wi-Fi的定位系統(tǒng)結(jié)合無線局域網(wǎng)、射頻識(shí)別和實(shí)時(shí)定位等多種技術(shù)，應(yīng)用在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的人員/設(shè)備定位、監(jiān)測(cè)和追蹤任務(wù)，并準(zhǔn)確搜尋到目標(biāo)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員/設(shè)備的實(shí)時(shí)定位與監(jiān)管。
 

　　3.1定位系統(tǒng)的工作原理

　　在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，工作人員身上佩戴的定位標(biāo)簽會(huì)周期性的發(fā)出定位信號(hào)，定位標(biāo)簽附近的無線局域網(wǎng)訪問點(diǎn)(Wi-Fi AP)接收到定位信號(hào)后，將定位信號(hào)傳遞給定位服務(wù)器(RTLS Engine)。定位服務(wù)器根據(jù)定位信號(hào)的強(qiáng)度和定位算法來確定工作人員的位置信息。

　　Wi-Fi定位系統(tǒng)沒有采用傳統(tǒng)的三角定位法，而是采用了更為準(zhǔn)確的基于RF指紋識(shí)別的定位方法。這種方法首先在定位服務(wù)器中將每個(gè)電子標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)特征記錄下來，根據(jù)這些特征和不同位置的信號(hào)建立信號(hào)紋來指示電子標(biāo)簽的位置，利用信號(hào)紋和相對(duì)應(yīng)的位置信息建立起數(shù)據(jù)庫(kù)后，定位系統(tǒng)根據(jù)事先收集到的信號(hào)特征，就能計(jì)算位置了。算法同時(shí)采用了歷史移動(dòng)軌跡、修正信號(hào)突變等方法盡量降低干擾帶來的定位誤差。

　　基于RF指紋識(shí)別的定位原理，按照參數(shù)不同，可分為基于接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)檢測(cè)方法、基于到達(dá)角度檢測(cè)方法和基于到達(dá)時(shí)間的檢測(cè)方法。本文采用的基于信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)方法是在發(fā)送端以接收端事先預(yù)知的固定信號(hào)能量進(jìn)行發(fā)射，接收端通過測(cè)量接收信號(hào)的能量以及衰減來估算收發(fā)之間的距離，并依照現(xiàn)有的各種室內(nèi)外傳播模型，根據(jù)接收信號(hào)的能量與發(fā)送信號(hào)能節(jié)的對(duì)比來確定最終的收發(fā)端距離。
 

　　3.2定位系統(tǒng)的部署設(shè)計(jì)

　　定位系統(tǒng)的部署就是對(duì)AP的部署。AP具體的部署位置要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和定位精度的要求而定，首先要從定位的需求考慮，確定需要定位區(qū)域信息，考慮每個(gè)位置點(diǎn)的中斷數(shù)量峰值，以及每個(gè)AP的吞吐能力。根據(jù)AP的功率和環(huán)境，判斷AP的有效信號(hào)所能覆蓋的范圍，保證覆蓋范圍內(nèi)的任何一個(gè)定位點(diǎn)所收到的AP信號(hào)中，至少有3個(gè)AP的RSSI值大于一70，并且至少有一個(gè)AP的RSSI值大于一50。

　　AP的部署是連接服務(wù)器和定位AP的紐帶，起著定位和信息通路的關(guān)鍵作用，作為傳輸高速數(shù)據(jù)的通訊鏈路，鏈路產(chǎn)生的故障嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓。因此在AP部署以后的調(diào)測(cè)試工作也是非常重要的，AP的安裝和選點(diǎn)需要專業(yè)的Wi-Fi信號(hào)勘測(cè)工具，以滿足無線信號(hào)對(duì)定位區(qū)域的全面覆蓋，保證定位的精度和準(zhǔn)確性。

　　4、Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)

　　基于Wi-Fi的視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的靈活性、便捷性、擴(kuò)展性方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，利用已經(jīng)布好的無線網(wǎng)絡(luò)資源，可以快速搭建監(jiān)控平臺(tái)。智能監(jiān)控系統(tǒng)包括無線視頻監(jiān)控和智能分析兩部分。

　　4.1 Wi-Fi無線視頻監(jiān)控

　　由于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸存在著需要導(dǎo)體介質(zhì)而帶來規(guī)劃布線、預(yù)設(shè)接口、線路檢測(cè)、線路擴(kuò)容等一系列問題，隨著無線技術(shù)的發(fā)展，成本低、架設(shè)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò)也大量應(yīng)用于視頻監(jiān)控領(lǐng)域。
 

　　本文應(yīng)用的基于Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和視頻采集設(shè)備組成。其中視頻采集設(shè)備采用無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，信號(hào)傳輸系統(tǒng)由無線AP構(gòu)成，監(jiān)控中心由服務(wù)器和監(jiān)控終端組成。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，將監(jiān)控?cái)z像機(jī)拍攝的圖像信息處理為基于TCP/IP的數(shù)據(jù)包，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端監(jiān)控中心。

　　4.2智能視頻監(jiān)控

　　智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)不同于一般的視頻監(jiān)控，它是視頻監(jiān)控的一種更高端的應(yīng)用。智能視頻監(jiān)控除了具有獲取視頻信息的功能以外，還有對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行分析的功能，通過對(duì)監(jiān)控畫面的分析系統(tǒng)能夠識(shí)別不同的物體和行為，從而發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)和提供有用信息，協(xié)助安全人員更加有效的處理危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。

　　智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了目前由安全工作人員對(duì)監(jiān)控畫面進(jìn)行監(jiān)視和分析的模式，通過視頻服務(wù)器中的智能分析模塊對(duì)監(jiān)控畫面進(jìn)行分析，智能分析模塊則根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的分析算法和報(bào)警條件，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能，避免了人為因素造成的誤報(bào)和漏報(bào)，大大提高了報(bào)警的準(zhǔn)確度。目前智能視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用主要分為兩大類，安全相關(guān)應(yīng)用和非安全相關(guān)應(yīng)用。安全相關(guān)應(yīng)用主要有非法入侵、車輛識(shí)別、遺留物檢測(cè)、物品移動(dòng)檢測(cè)等；非安全相關(guān)應(yīng)用主要有人流量統(tǒng)計(jì)、人群聚集控制等。

　　5、應(yīng)用

　　本系統(tǒng)在中國(guó)邊檢監(jiān)管的貨運(yùn)碼頭項(xiàng)目上得到了運(yùn)用，系統(tǒng)部署靈活方便，可隨時(shí)改變監(jiān)管策略，部署監(jiān)控區(qū)域。本系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了陸上人員管理、海上船員監(jiān)管、重要物資監(jiān)管、車輛監(jiān)管等碼頭區(qū)域的全方位安全管理。項(xiàng)目的投運(yùn)得到了中國(guó)邊檢的高度贊賞，開創(chuàng)了一種新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安全管理方法。

　　6、結(jié)束語(yǔ)

　　這種基于Wi-Fi的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以有效的結(jié)合Wi-Fi人員定位系統(tǒng)和Wi-Fi智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提供一種全面的、智能的和自動(dòng)化的監(jiān)控解決方案：系統(tǒng)可方便地設(shè)置相應(yīng)的智能視頻分析規(guī)則，靈活地給Wi-Fi定位系統(tǒng)分配權(quán)限，視頻與定位聯(lián)動(dòng)，可過濾掉95％以上的無效視頻，減輕安保人員工作強(qiáng)度，提高了報(bào)警準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。同時(shí)采用工業(yè)級(jí)的Wi-Fi通信設(shè)備，符合本安要求，可以保證系統(tǒng)能夠在石化、化工等各種嚴(yán)苛的工業(yè)場(chǎng)合全天候運(yùn)行。本系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)Wi-Fi無線通信技術(shù)，擺脫線纜束縛，監(jiān)控點(diǎn)、通信AP、定位系統(tǒng)能夠方便靈活地部署，是一種理想的廠區(qū)安全管控解決方案。

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本文標(biāo)題：Wi-Fi工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在工廠安全管理中的應(yīng)用

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