網(wǎng)絡(luò)傳輸在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)傳輸在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用隨著全球安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)需求和相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖像壓縮處理、流媒體技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、自動控制技術(shù)、智能報警技術(shù)、人工智能技術(shù)等已在安防領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)代安防系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種安防設(shè)備集成應(yīng)用的基礎(chǔ)。采用合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，既可以降低安防工程的施工成本，也可以構(gòu)建規(guī)模更大的安防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一、安防系統(tǒng)中的常用網(wǎng)絡(luò)安防監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸主要用途是電源傳輸、信號傳輸，甚至二者結(jié)合傳輸。一般提到網(wǎng)絡(luò)傳輸首先考慮的是信號傳輸，信號傳輸基礎(chǔ)是“信道”。信道：傳輸信息的必經(jīng)之路稱為“信道”。從信道的傳輸介質(zhì)來分，信道可以分為有線與無線信道，而按其頻率來劃分，可以分為窄帶、話音頻帶、寬帶。如果從它所傳輸?shù)男盘栴愋蛠矸?，又有?shù)字信道與模擬信道的概念。通常網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型、星型、環(huán)型、樹型。

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一個專用信道作為傳輸媒體，所有站點(diǎn)都通過相應(yīng)的硬件接口直接連到這一公共傳輸媒體上。總線型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、易于擴(kuò)充?？偩€型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是傳輸距離有限、故障診斷和隔離較困難、實(shí)時性較差。

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由中心節(jié)點(diǎn)和通過通信鏈路接到中心節(jié)點(diǎn)的各個端節(jié)點(diǎn)組成。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是故障診斷和隔離容易、便于管理。星型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重，容易形成瓶頸，傳輸信道的安裝調(diào)試工作量較大。

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的鏈路組成一個閉合環(huán)。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是傳輸所需的物理媒介（電纜、光纖等）消耗較少，便于擴(kuò)充。環(huán)型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)故障會引起全網(wǎng)故障，信道利用率較低。

樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由從總線拓?fù)溲葑兌鴣恚螤铑愃埔豢脴?。樹型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是故障隔離較容易，便于擴(kuò)充。樹型結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是子節(jié)點(diǎn)對父節(jié)點(diǎn)、根節(jié)點(diǎn)的依賴性較大。

典型的安防傳輸網(wǎng)絡(luò)有視頻信號網(wǎng)、以太網(wǎng)、RS-232/485/422串行總線等等，下面將就一些典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用分析。二、RS-485串型總線型網(wǎng)絡(luò)幾乎所有做過安防系統(tǒng)工程安裝調(diào)試的技術(shù)人員對RS-485串型總線都不會陌生，基本上絕大多數(shù)的攝像機(jī)云臺、鏡頭控制都是通過RS-485總線完成控制的，采用RS-485通信方式具有布線成本低、施工調(diào)試方便等顯著優(yōu)點(diǎn)。

RS-232、RS-422、RS-485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，由電子工業(yè)協(xié)會（EIA）制訂并發(fā)布。RS-232于1962年發(fā)布，最初命名為EIA-232-E，作為一項(xiàng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS-422由RS-232發(fā)展而來，主要為彌補(bǔ)RS-232之不足而提出。為改進(jìn)RS-232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mb/s，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100kb/s時）,并允許在一條平衡總線上連接最多10個接收器。RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范,被命名為TIA/EIA-422-A標(biāo)準(zhǔn)。為擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA于1983年在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅(qū)動能力和沖突保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標(biāo)準(zhǔn)。由于EIA提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以RS作前綴稱謂。

RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議。因此對于在安防的應(yīng)用，許多廠家都建立了一套高層通信協(xié)議，一般作為私有協(xié)議或公開使用。國內(nèi)的安防設(shè)備廠家大多采用標(biāo)準(zhǔn)RS-485串行通信協(xié)議方式，國外廠家大多采用曼切斯特（Manchester）編/解碼協(xié)議方式通信。

RS-232、RS-422、RS-485電氣參數(shù)表

1、RS-485電氣規(guī)定RS-485一般采用兩線平衡差分信號傳輸，兩條通信線上的信號極性正好相反。通常安防工程中采用的傳輸介質(zhì)是雙絞線。采用雙絞線傳輸可以有效減少高速率長距離傳輸數(shù)字信號時常見的輻射電磁干擾（radiatedEMI）和接收電磁干擾（receivedEMI）。RS-485與RS-422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mb/s。

輻射電磁干擾：數(shù)字信號傳輸時的上升沿和下降沿處集中了信號的高頻分量，這些高頻分量在長線傳輸時會產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射電磁干擾。使用雙絞線時，兩條線上的輻射幅度相等，極性相反，凈輻射為零。

接收電磁干擾：傳輸電纜同時相當(dāng)于接收天線，會接收到空間的雜散信號（噪聲），會對有用的485通信信號造成干擾。雙絞線防止了平衡傳輸時的電磁輻射，也就減少了接收電磁干擾的可能。同時雙絞線上接收的噪聲幾乎是一樣的（這種噪聲叫共模噪聲）。RS-485接收器只尋找兩條線上形狀相同極性相反的信號。因此噪聲信號不會被接收。

2、RS-485總線匹配電阻RS-485總線方式采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個節(jié)點(diǎn)的引出線長度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴(yán)重，主要原因是信號在各支路末端反射后與原信號疊加，會造成信號質(zhì)量下降。

因此，一般在RS-485總線電纜的開始和末端都需要并接終接電阻，一般在300米以下短距離傳輸時可不需終接電阻終接電阻阻值一般為120Ω。這種匹配方法簡單有效，但有一個缺點(diǎn)，匹配電阻要消耗較大功率，對于功耗限制比較嚴(yán)格的系統(tǒng)不太適合。采用RC匹配（電阻、電容匹配）、二極管匹配等方法通過節(jié)能和削弱反射信號，可解決由于功率消耗導(dǎo)致的信號弱現(xiàn)象。3、RS-485總線接地問題電子系統(tǒng)的接地非常重要、不容被忽視。RS-485總線