列车网络化视频无线监控管理系统解决方案

太阳驹列车监控系统―世界列车反恐颠峰之作

太阳驹列车监控系统――― 世界列车反恐颠峰之作

   太阳驹列车监控系统是自主知识产权的H.264++及世界最先进的无线mesh技术同时结合太阳驹公司在列车监控领域的10多年的实际经验，开发的一套具有世界先进水平并被业界同仁认为是太阳驹公司的又一颠峰之作！

主要特点：

1.采用5.8G,802.11b/q/a协议，

2车厢任意编队组合，无需改动IP地址。

3.有效解决运动中高清晰图像的传输（704×576）

    考虑到列车运行的状况和车辆的特殊结构，在各列车车厢之间采用传统的网络布线方式进行连接具有较大难度。由于每列车的车厢和车厢数量不是固定的，特别是在节假日期间会根据旅客数量的变化经常变动，监控系统必须能够根据列车编组情况的变化随时增加或者减少被监测点。

    列车在结构上相对稳定的最小单位是车厢，采用有线传输的方式，在列车运行情况下，有线传输线路在车厢两头的连接存在很大问题，较难保证整列传输线路长期、稳定、可靠工作。另外，列车根据运营需要随时可能重新编组，重新编组时有线传输电缆的切换将是一个大难题。

    我们确定为采用无线射频传输方式，可以有效解决重新编组的兼容和管理问题。采用无线网络方式，可以在不破坏车厢原有结构的情况下，方便地将多个车厢的被监测点与监控中心连接起来，迅速建立起无线网络链路。由于无线网络搭建具有很高的灵活性，在遇到需要临时更换或增减车厢的情况时，又可以方便地在最短的时间内增加或减少被监测点。

    为了保证视频压缩文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽，不同的视频压缩文件对网络带宽的要求各不相同，为了达到更好的视频质量，网络带宽就更为重要。无线网络标准协议IEEE802. 11a定义的网络带宽为54Mbps，有效数据传输带宽为22Mbps，无线链路能达到54Mbps的高网络带宽。基于IEEE802.11a的高速无线网桥产品支持54Mbps网络带宽，完全能够保证采用MPEG-4格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。

视频无线监控系统组成结构

本监控系统共分为三大部分：

    前端视频采集系统：此系统主要实现对前端列车车箱视频信号的采集，同时将采集到的视频信号进行压缩编码处理。

    无线视频信号传输系统：此系统主要对处理的信号进行传输，实现监控点到控制中心的网络互联。

    中心控制及显示系统：中心控制系统实现信号解码还原，信号的显示及控制。同时对前端各监控点的监控图像进行录像，可以实现录像回放、检索、实时观看等功能。

■系统结构拓扑图

系统结构描述

    在系统的设计当中，我们将整个系统分为三个部分, 第一部分为前端视频采集部分:在列车的每节旅客车厢的两端安装了2台专用的摄像机,用于监控整节车厢的情况,同时在每节旅客车厢列车员休息室可以安装一台小液晶监视器,方便列车乘务员即便在休息室也能够实时的了解车厢内的情况；

    第二部分为无线视频信号传输部分（即：无线通讯链路）：无线通讯链路分为两部分，中心点和其它各从点。以中间的主控车厢用户4作为中心。在用户4上安装一套SPY-5000向全车的从节点进行覆盖；用户1，2……7（4除外）或更多的车厢中，每节车厢中都安装一套SPY-4000，与用户4上的一套SPY-5000主站桥接。这样设计可支持车厢组合的变化：由于SPY-4000/5000具有的MESH桥接功能，列车在增加、减少车厢时不受数量的限制，而且除用户4以外，其他车厢位置的随意变化，无需做任何配置即可保证网络的正常连接。

    对于列车车厢之间的信号桥接，由于传输距离比较短（1千米左右），节点较多（几十个），节点的次序也不固定，需要有一定的带宽传输视频及数据信号，因此选择具备MESH桥接功能的SPY-4000/5000来满足要求。SPY-4000/5000的传输距离最远可达3公里以上，支持较多节点之间的互联通讯，可完全满足列车箱之间的桥接，信号接收强度高，桥接的效果比较好，其54M的带宽可满足视频信号及数据的传输，并且在增加节点时非常方便、基本不受限制。因此使用SPY-4000/5000作为桥接的设备，在功能满足要求的前提下可以节省采购费用，减少维护工作量及成本，使用和配置更加方便、快捷，并且具有很强的可扩展性能。

    在所有的SPY-4000/5000上都安装一部全向天线，在水平和垂直角度都可以满足列车在大角度转弯等其它行进变化中通讯链路的畅通。这样各车厢的视频信号和数据都可以快速、稳定的传输到监控中心。

    第三部分为中心控制及显示部分：在中心安装有列车视频监控主机SPY-50001套，用于接收无线信号。并通过网络交换机与2套视频录像服务器主机进行网络连接，视频录像服务器主机将信号进行解压还原成视频模拟信号，通过监视器进行显示，而且同时进行录像。视频录像服务器主机将录像资料存储于硬盘当中，方便事后的查询浏览，为公安等执法部门提供第一手资料作为有力的执法依据。

视频无线监控系统主要优势和特点

视频无线监控系统主要优势和特点

1、保护原有环境设施：考虑到火车车厢的特殊结构和安全因素，无线网络系统最大的优势是可在不破坏原有车厢结构设施的情况下建立网络系统。

2、安装施工容易：考虑到火车列车车辆的特殊结构方式，采用点对多点方式，只要在监控中心车厢建立一个中心站，并在其它每节车厢安装一个远端站设备，就可建立覆盖整个列车的网络系统。大大减少或免去了大量的网络布线工作。

3、可实现快速建网：避免或减少了网络布线的工作量，具有施工周期短，性价比高的特点。
4、灵活性高：列车监控系统由多个监控单元组成，每个列车车厢是一个独立的监控单元，根据需要可随时增加或取消监控单元。

5、扩展性强： 当需要增加车厢监控点数量时，无需进行大面积的网络改造，只要增加或减少被监控点的无线设备，就可以完成被监控点的增加或减少。

6、维护简单：在网络上任何节点可进行远管理，配置和软件升级。

7、成本相对低：采用有线方案实际的成本开销很大，而且此次工程中的移动网络功能是有线所不能具备的。
在数据流量方面，列车采用点对多点的桥接方式，如用户4和用户3数据流量较大时，由于SPY-5000中心点具备对各从点的带宽分配功能，因此不会阻塞用户4与用户1，2，3等节点之间的数据通讯。并且由于用户4设置了一套功能更强大的中心点设备，更增加了整套链路的接口带宽，使链路通讯更为流畅，扩展性更强。
在安全方面，SPY-4000/5000群组是通过share密码进行认证的，保护无线网络的安全，确保未被认可的无线信息无法进入网络。SPY-4000/5000符合802.3af PoE以太供电标准，在一些供电不方便的环境，我们可以采用PoE(以太网供电)交换机进行供电(或者是PoE供电模块)。

视频无线监控主要产品性能及技术指标介绍

1.SPY-4000/5000列车视频监控主机

搭建伸缩自如的无线局域网络

    SPY-4000/5000接入点是性能最强大的无线局域网解决方案。SPY-4000/5000的内存容量大，预置了三种模式，对所有类型客户机，无论其是802.11b，802.11g或802.11a都能提供自动支持——SPY-4000/5000是搭建企业无线网络的完美选择。

■自动、通用的Wi-Fi客户机操作性

■同时运行802.11g和802.11a，可达40 Mbps的吞吐量

■内置自动检测并报告网络内未经授权的 802.11b/g和802.11a接入点

■接入点与接入点之间的无线通信，覆盖有线以太网不可达到的区域

■独特的802.11a可扩充性——外置天线接头可延长传输距离

■内存容量为同类接入点的两倍，确保软件的升级能力

安全多用途Wi-Fi网络

    SPY-4000除了采用现有的标准化安全措施，还可同时支持多种安全设置。

   利用虚拟局域网（VLAN）为每个接入点提供多种安全设置，每无线信道最多可配置16个VLAN，每个SPY-4000/5000最多可配置32个VLAN。

多个工作组的安全设置——现在，员工、客人和承包商都可以轻松、安全地分享同一个网络。

领先的安全措施，保护您的网络

ORiNOCO接入点支持最新的安全标准，例如Wi-Fi保护接口（WPA），同时增添了其他行之有效的安全措施。

认证的WPA，适用于IEEE 802.1X相互鉴权

按用户、按次动态密钥轮换

未经授权的接入点检测和通知

可软件升级支持AES和802.11i

同一AP服务区内部阻塞，以防止客户机之间的监听

易于部署和管理

    易于部署和集成到有线网络中是成功建设可赢利的无线局域网的关键因素。ORiNOCO接入点的重要功能尤其出色，简化了无线局域网的部署。

    迅速安装和优化网络的有力工具：自动选择无线工作信道、可调节的输出功率、外置天线接头为没有有线以太网的区域提供无线中继功能

通过SNMPv3和HTTPS（SSL）实现安全的远程管理

支持丰富的RADIUS计费功能

通过Wavelink移动管理，提供强大的工作组配置、软件升级和自动报警功能

视频无线监控可靠的设计

    凭借我们在无线局域网产品设计和制造领域十多年的丰富经验，深谙服务提供商和企业要求无线网络具备与有线网络同样的无故障运行时间和可靠保证。ORiNOCO接入点可提供：

可靠的企业、公网接入特性

供电故障恢复后，自动重新配置原有网络参数和安全策略

有保障的软件升级——如果软件或配置更改发生故障，可以恢复到原始版本

IEEE 802.3af以太网线供电技术、高阻燃材料、内置集成化天线并提供外部天线接头

2.SPY-4000的部分网络特性描述

1） 自动信道选择（动态频段选择DFS）

    该功能是欧洲指定标准，当设备启动后不需要手动的指定设备选用的无线频段，而由设备自身扫描周边的环境的2.4G频段占用情况，从可用的频段中选择和周边的无线环境干扰最小的频段。

2） 移动IP支持Mobile IP?

    当无线客户端从一个网段的AP漫游到另外一个网段的AP覆盖时，设备通过自动设定中继代理的方式，可以保持通讯，并且其他的客户端一直通过原有的IP地址继续访问该移动的设备。

3） SPY-4000/5000支持的加密方法和加密位

WEP 加密方式：

IEEE802.11标准一种可选的加密特性，通讯双方通过用一种明码的加密方式.

WPA加密方式：

WPA是一种WEP的替代加密方式，比WEP有以下改良

a、 采用更高级的TKIP和MIC加密算法

b、 每个用户每个进程采用动态的加密值，每个客户端通过单播和AP通讯，并且采用不同的密码加密和解密。

c、 每个客户端和AP进行的单个进程动态的变换加密值。

d、 AP采用一个统一的一个加密和客户端交换信息。

e、 每个用户和每个进程的加密值在一定的时间间隔内自动变化。

f、 WPA采用128位的加密码

g、 AP产生和维护动态的KEY的分发

h、 支持802.1x的认证方式

视频无线监控WPA的认证模式

    WPA采用802.1x认证方式（raduis）对客户端进行认证，客户的认证信息，用户名、用户的密码由一个统一的Raduis Server进行管理，客户端和AP通过WPA认证建立连接后，客户端这是不能访问任何网络，即使是本AP下的客户端也不能相互访问。无线客户端向AP发出Raduis 认证请求，AP把客户端的认证信息和Raduis server验证后，开放客户端对无线网络和访问权限。

Raduis 可以同时对无线客户端的进入进行响应的计费和记录操作。

WPA－PSK 认证模式：

    在一些网络环境没有Raduis Server 的情况下，可以通过在AP中配置一个统一的共享密码，密码的长度位256位。或者通过设置一个容易记忆的句子，由PSK Pass Phrase 产生一个64位的16进制密码作为公用密码。

802．11i（WPA2） 认证方式：

    根据802.11i草案，该方式采用802.1x的认证方式，但是采用更加严密HASH算法的AES 加密方式加密数据。

802.11i－PSK 认证模式：

    在一些网络环境没有Raduis Server 的情况下，可以通过在AP中配置一个统一的共享密码,算法采用HASH 的DES，密码的长度位256位。或者通过设置一个容易记忆的句子，由PSK Pass Phrase 产生一个64位的16进制密码作为公用密码。

4） MAC地址过滤

    每个SPY-4000/5000可以通过指定mac地址的方式，通过或者阻塞掉客户端的接入，类似于ACL，每个SPY-4000/5000可以对1000个MAC地址过滤。

5） AP对VLAN的支持

    SPY-4000/5000上联到VLAN交换机后，SPY-4000/5000把传送过来的不通的VLAN数据通过VLAN对应的SSID传送到响应的无线SSID网络中，再把不同的SSID的无线客户端的信息在传送到上联的VLAN交换机的时候打上相应的VLAN ID TAG，实现VLAN的划分。每个模块支持16个不同的VLAN的划分，SPY-4000/5000共支持32个VLAN。
每个不同的VLAN可以配置不同的安全方式。

6） 无赖诊测功能

    当一个完好的无线SPY-4000/5000网络中未经允许的情况下有另外一个SPY-4000/5000时，周边的SPY-4000/5000会诊测到该SPY-4000/5000的存在，并向SNMP或者syslog的系统进行告警，放置内部员工自行加入不安全的SPY-4000/5000到现有安全的网络中，放置外部的SPY-4000/5000对内部员工信息的偷窃。

SPY-4000/5000的其他特性：

■发射电平可调，SPY-4000/5000发射电平最大20dBm（11a，11b，11g），在企业网络中部署多个SPY-4000/5000时，为了避免SPY-4000/5000之间的干扰，可以调整发射电平。

■自动网络配置，一个企业网络里，通过一个统一的配置文件管理，SPY-4000/5000不用再单独配置，SPY-4000/5000启动时直接到网络中TFTP的server中下载配置文件即可

■双内核支持，SPY-4000/5000在从一个版本的软件升级到另外一个版本，者两个版本会同时存在于内存里，方便客户的版本转换。
■安全的管理接口
NMPv3
SSL