石化、化工、罐區(qū)等工業(yè)現(xiàn)場存在諸多危險區(qū)域，對于這些危險區(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、人工方式增加危險區(qū)域的安全性，無法實現(xiàn)對危險區(qū)域的全天候、實時、自動化地管理要求。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、視頻智能識別、人員定位、設備定位等的自動識別及身份鑒別系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托Wi-Fi無線網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)在整個工業(yè)廠區(qū)的監(jiān)控及定位服務，方便管理人員隨時了解人員和設備的實時位置，對整個工廠的調(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開口，以便授權(quán)人員在一定的授權(quán)下進出本分區(qū)。這個開1：3就成了安全防護最薄弱的地方，非授權(quán)人員比較容易從此處進入危險區(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別能力，能在非法闖入時自動發(fā)出報警，具有一定的自動化能力。但是電子圍界智能識別有無闖入發(fā)生，無法判別是合法的進入還是非法的闖入，合法人員進出電子圍界時只能將其關(guān)閉，自動化程度不高。安保人員：在危險區(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出，提供較“智能”的多元化的判別、管理和報警功能。但是安保人員由于安全意識、工作認真程度、疲勞等多種因素會產(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)域人員無法長期駐守，不適合安排安保人員。視頻監(jiān)控：使用監(jiān)控攝像機拍攝關(guān)鍵區(qū)域影響，傳輸至監(jiān)控中心集中監(jiān)控廠區(qū)去各個區(qū)域的實時圖像畫面。這種監(jiān)管方式需要安保值班人員在監(jiān)控同時查看全廠幾十甚至幾百個監(jiān)控畫面，認為分辨危險區(qū)域是否有人闖入，識別到人之后需要與管理部門或者現(xiàn)場進行確認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，會漏掉關(guān)鍵畫面，導致沒有發(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)控位置相對比較復雜，設備維護成本較高。

　　2、基于Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)的綜合管控方案設計

　　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/設備定位系統(tǒng)、Wi-Fi通信網(wǎng)絡組成。

　　Wi-Fi人員/設備定位系統(tǒng)能夠定位到Wi-Fi信號覆蓋范圍內(nèi)的Wi-Fi定位標簽、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，對于沒有攜帶Wi-Fi通信設備的人員和設備，定位系統(tǒng)將無法進行有效的定位和監(jiān)管。Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)能夠?qū)�Wi-Fi監(jiān)控攝像機拍攝到的畫面通過Wi-Fi網(wǎng)絡將監(jiān)控畫面?zhèn)魉偷奖O(jiān)控中心智能視頻分析服務器，服務器分析識別后按需保存和發(fā)出報警信號。能夠及時分局畫面識別到闖入動作，但是無法判斷人員和設備身份，智能化程度無法達到預期目的。

　　本方案設計將Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)和Wi-Fi定位系統(tǒng)聯(lián)動，彌補各自的不足，實現(xiàn)了自動化地、精確地判別非法闖入，及時提供報警信號，同時還能按需進行合法進出記錄以便追溯。本系統(tǒng)采用Wi-Fi技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了全無線的系統(tǒng)構(gòu)架，整個系統(tǒng)新增和變更監(jiān)控點、定位目標、目標權(quán)限方便，網(wǎng)絡運行靈活多變。系統(tǒng)使用的Wi-Fi AP、Wi-Fi攝像機、Wi-Fi定位標簽等均符合本安認證，能夠在危險區(qū)域使用，到達安保人員和普通設備無法到達的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)功能。

　　3、Wi-Fi人員/設備定位系統(tǒng)方案實現(xiàn)

　　基于Wi-Fi的定位系統(tǒng)結(jié)合無線局域網(wǎng)、射頻識別和實時定位等多種技術(shù)，應用在Wi-Fi網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域，實現(xiàn)復雜的人員/設備定位、監(jiān)測和追蹤任務，并準確搜尋到目標對象，實現(xiàn)對人員/設備的實時定位與監(jiān)管。
 

　　3.1定位系統(tǒng)的工作原理

　　在Wi-Fi網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域，工作人員身上佩戴的定位標簽會周期性的發(fā)出定位信號，定位標簽附近的無線局域網(wǎng)訪問點(Wi-Fi AP)接收到定位信號后，將定位信號傳遞給定位服務器(RTLS Engine)。定位服務器根據(jù)定位信號的強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，而是采用了更為準確的基于RF指紋識別的定位方法。這種方法首先在定位服務器中將每個電子標簽發(fā)射的信號特征記錄下來，根據(jù)這些特征和不同位置的信號建立信號紋來指示電子標簽的位置，利用信號紋和相對應的位置信息建立起數(shù)據(jù)庫后，定位系統(tǒng)根據(jù)事先收集到的信號特征，就能計算位置了。算法同時采用了歷史移動軌跡、修正信號突變等方法盡量降低干擾帶來的定位誤差。

　　基于RF指紋識別的定位原理，按照參數(shù)不同，可分為基于接收信號強度(RSSI)檢測方法、基于到達角度檢測方法和基于到達時間的檢測方法。本文采用的基于信號強度的檢測方法是在發(fā)送端以接收端事先預知的固定信號能量進行發(fā)射，接收端通過測量接收信號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)接收信號的能量與發(fā)送信號能節(jié)的對比來確定最終的收發(fā)端距離。
 

　　3.2定位系統(tǒng)的部署設計

　　定位系統(tǒng)的部署就是對AP的部署。AP具體的部署位置要根據(jù)現(xiàn)場環(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，考慮每個位置點的中斷數(shù)量峰值，以及每個AP的吞吐能力。根據(jù)AP的功率和環(huán)境，判斷AP的有效信號所能覆蓋的范圍，保證覆蓋范圍內(nèi)的任何一個定位點所收到的AP信號中，至少有3個AP的RSSI值大于一70，并且至少有一個AP的RSSI值大于一50。

　　AP的部署是連接服務器和定位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)生的故障嚴重時會導致整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的癱瘓。因此在AP部署以后的調(diào)測試工作也是非常重要的，AP的安裝和選點需要專業(yè)的Wi-Fi信號勘測工具，以滿足無線信號對定位區(qū)域的全面覆蓋，保證定位的精度和準確性。

　　4、Wi-Fi智能視頻系統(tǒng)方案實現(xiàn)

　　基于Wi-Fi的視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡建設的靈活性、便捷性、擴展性方面擁有獨特的優(yōu)勢，利用已經(jīng)布好的無線網(wǎng)絡資源，可以快速搭建監(jiān)控平臺。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)絡傳輸存在著需要導體介質(zhì)而帶來規(guī)劃布線、預設接口、線路檢測、線路擴容等一系列問題，隨著無線技術(shù)的發(fā)展，成本低、架設簡單、擴展性強的無線網(wǎng)絡也大量應用于視頻監(jiān)控領(lǐng)域。
 

　　本文應用的基于Wi-Fi無線網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示，整個監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、無線傳輸網(wǎng)絡和視頻采集設備組成。其中視頻采集設備采用無線網(wǎng)絡攝像機，信號傳輸系統(tǒng)由無線AP構(gòu)成，監(jiān)控中心由服務器和監(jiān)控終端組成。系統(tǒng)采用了先進的數(shù)字處理技術(shù)，將監(jiān)控攝像機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)絡傳輸?shù)竭h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，還有對視頻內(nèi)容進行分析的功能，通過對監(jiān)控畫面的分析系統(tǒng)能夠識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)出警報和提供有用信息，協(xié)助安全人員更加有效的處理危機，并最大限度的降低誤報和漏報現(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監(jiān)控畫面進行監(jiān)視和分析的模式，通過視頻服務器中的智能分析模塊對監(jiān)控畫面進行分析，智能分析模塊則根據(jù)預先設計好的分析算法和報警條件，使系統(tǒng)實現(xiàn)自動報警功能，避免了人為因素造成的誤報和漏報，大大提高了報警的準確度。目前智能視頻監(jiān)控技術(shù)的應用主要分為兩大類，安全相關(guān)應用和非安全相關(guān)應用。安全相關(guān)應用主要有非法入侵、車輛識別、遺留物檢測、物品移動檢測等；非安全相關(guān)應用主要有人流量統(tǒng)計、人群聚集控制等。

　　5、應用

　　本系統(tǒng)在中國邊檢監(jiān)管的貨運碼頭項目上得到了運用，系統(tǒng)部署靈活方便，可隨時改變監(jiān)管策略，部署監(jiān)控區(qū)域。本系統(tǒng)的運行實現(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。項目的投運得到了中國邊檢的高度贊賞，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

　　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、智能的和自動化的監(jiān)控解決方案：系統(tǒng)可方便地設置相應的智能視頻分析規(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，可過濾掉95％以上的無效視頻，減輕安保人員工作強度，提高了報警準確性和響應速度。同時采用工業(yè)級的Wi-Fi通信設備，符合本安要求，可以保證系統(tǒng)能夠在石化、化工等各種嚴苛的工業(yè)場合全天候運行。本系統(tǒng)采用工業(yè)級Wi-Fi無線通信技術(shù)，擺脫線纜束縛，監(jiān)控點、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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本文標題：Wi-Fi工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在工廠安全管理中的應用

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