视频监控技术以其直观、方便、信息丰富的特点，近年来在银行、重要建筑区、人流密集区等场合有着广泛的应用。无线视频监控系统是智能监控系统发展的新阶段，随着无线局域网技术的发展，无线视频监控技术也在迅速发展并得到广泛应用。

      1 无线视频监控系统在城市管理中的应用

      随着国民经济的不断发展，数字化城市的建设也在加快脚步，下面介绍甘肃某城市建立的无线视频监控系统。

      系统功能：

      (1)对被监控区域进行全天候(24小时)监控；

      (2)监控中心对各监控点的图像进行存储，以便日后随时回放和图像处理。

      1.1 系统组成结构

      部分监测点分布如图1所示，其中(2)号监测点所在的位置是城市中的最高位置，与指挥中心之间无障碍物，(1)号监测点与指挥中心之间有障碍物，(3)号监测点与指挥中心之间有正在施工的工程，所以，综上考虑，我们在(2)号监测点设立中继，采用如图1所示的传输方式。

      系统组成框图如图2所示。

      1.1.1 监控摄像系统：摄像机等配套设施

      指挥员通过矩阵键盘进行控制，矩阵主机将控制命令通过无线网桥传给前端的视频服务器，视频服务器将控制命令转换成RS 485控制信号，然后通过云台解码板控制两台步进电机，以此来控制云台和镜头左右和上下的转动，镜头的变焦。

      1.1.2 无线网络传输系统：高功率带宽无线网桥系统

      网桥的传输方式有两种：一种是点对点的传输方式，一种是中继方式。点对点传输距离比较远，但是由于2.4 GHz的穿透能力和绕射能力比较弱，所以在无线组网时一定要在“可视”的环境下架设才能发挥其优越性。如果在目标两点间有阻碍的话，选用中继技术来解决信号传输的遮挡，实现网络链接。

      无线局域网是干扰受限系统，同频干扰会带来接入点(AP)的性能下降，需尽量将两个相邻AP设定在频率不相交叠的信道上。802.11 b／g频率范围为2 400～2 483.5 MHz，通信带宽83.5 MHz，载频间隔为5 MHz，共13个频点。2.4 GHz WLAN工作时，每个信道占用带宽约为22 MHz，所以相隔5个信道，可基本满足频率互不交叠的要求。为了尽量减少干扰，我们在设置AP的信道时选用了信道1，6，11。

      1.1.3 监控中心系统

      包括矩阵主机，视频编解码系统，码分配器，画面液晶显示器等设备。

      前端摄像机把所拍摄到的移动变化的图像经视频服务器编码，再通过无线网桥以TCP／IP数据包的形式传到监控中心，由码分配器进行码速变换之后进入矩阵主机，再由相关软件进行处理。

      在监控指挥中心，可以及时准确地掌握所监视重点建筑物、重点路段周围的车辆、行人的状况，为指挥人员提供迅速直观的信息，从而对监控现场所发生的意外状况做出准确判断并及时进行处理，以免造成更大损失。

      1.2 无线监控部分的安装

      监控前端设备连接安装如图3所示。

      1.3 链路分析

      无线网络的传输距离受诸多因素的影响，比如通信设备性能、收发天线的增益和方向性、架设高度等。设定在室外无线网桥的发射功率为PT，发射天线的增益为GT，工作频率为f，网桥的接收功率为PR，接收天线的增益为GR，网桥接收灵敏度为SR，那么在无环境干扰的情况下，传播途中的无线电波损耗L，可通过下式计算：

      本系统中，网桥的发射和接收功率均为100 mW，PT=101g 100 dBm=20 dBm，发射和接收天线的增益都是13 dBi，即GT=GR=13 dBi，天线的工作频率为f=2.4 GHz，遵循802.11b／g标准，无线网桥在11 Mb／s带宽下的接收灵敏度SR=-85 dBm。则根据式(1)，(2)可得：

      以上是在理想环境下能传输的理论值。如果考虑发射端和接收端的天线馈线及接头插入损耗，经验值是12 dB，留出衰减储备，经验值是16 dB。衰减储备主要用于预算建筑物、地形、树木、空气等自然影响。这样，实际传输的距离R可通过如下计算得到：

      市区内的的几个测试点都在1 km以内，所以综上所述，选择功率为100 mW、接收灵敏度不小于85 dBm的无线网桥，增益为13 dBi的收发天线进行安装，符合标准及工程上的需要。

      1.4 系统优化——双极化天线

      世界通信界总结出这样一个规律：“网络优化时天线投资仅占整个投资的3％～4％，而整个网络的效率可提高30％～40％”，具有很高的投入产出比。城市里高楼云集，行人和车辆密集，多径快衰落现象更加明显，信号传输的衰减严重影响网络性能。

      分集技术是克服多径效应的有效方法，针对以上情况，研制开发的双极化天线是双馈源、双极化、高增益的板式定向天线，具有抗干扰能力强，增益高，副瓣小，前后比大，隔离度系数高，吸收话务量大，可以下倾或对准高层建筑上倾，安装方便、快捷，可以满足现代城市通信网络建设和优化的要求。

      其优势主要体现在：

      (1)节省天线数目。由于采用双极化、双馈源，所以一副双极化天线可相当于两副单极化天线使用，节省投资。

      (2)抗干扰能力强。本天线的±45°极化正交特性，提供极化分集，抗多径衰落和其他干扰效果显著。

      (3)阻抗匹配良好。

      (4)双极化天线的波束有方向性，可更好地控制辐射的范围，降低同频、邻频干扰，方便网络的优化。

      其中一个极化方向的驻波系数如图5所示。

      双极化板式天线其中一极化方向H面方向图如图6所示。

      1.5 数据测试

      系统构建完成，通过相关软件进行性能测试，得到的结果如表1所示。热稳定性测试，结果见表2。抗干扰能力测试，结果见表3。由指挥中心视频图像检测结果和数据测试结果分析，系统运行可靠、稳定，传输率满足设计要求。

      由于本系统具有不需要布线、结构灵活等特点，因此不仅适用于广场、学校等面积很大、人流密度很大的区域进行无线视频监控，也适用于对存放危险品的库房、存放贵重物品的场所、关键通道的门卫、移动性强的值班岗位的监视。