5G“双无线”监控摄像机创新研究及应用

杨文清 中国电信九江分公司 九江市 332000

0 引言

随着平安城市、智慧城市的快速建设，视频监控应用也越来越广。但在项目实施过程中，我们发现监控点的建设受限现场环境影响较大：没有管道、不能敷设架空明线，没有光缆路由；市电引入未到位，无法提供电力保障。一方面，监控点的规模部署，带来了监控范围的不断扩大，而且对监控内容和画面清晰度要求也越来越高；另一方面，我们发现监控点建设施工难度在逐步增大。在城区，卫生城市、文明城市建设对缆线敷设的要求越来越规范，市政开挖的审批难度加大。很多重要且关键的场景，因为受限于布线，而无法完成建设，造成了监控和管理盲点，影响了安全管理和应急保障。另外，有些监控点由于分布在野外，距离远，光缆布线成本高、电源接入困难，这些点的部署建设同样受到影响。

1 无线数据传输实现方案

如何有效解决视频监控规模部署过程中碰到的实际问题，快速解决当前需求与实现之间的矛盾？通过不断探索、创新、试验，我们努力寻找一套合适的解决方案。在线路传输方面，面对有线敷设困难，采用5G、大功率WiFi、微波等无线方式替代；在供电方面，面对取电难的问题，我们采用太阳能电源系统来解决。以下是几种无线传输替代方案的比较。

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通过以上方案比较，我们发现利用5G的高带宽、低时延特点，特别是上行带宽，利用电联频谱可达370M，如采用超级上行技术可达790M，完全能够满足视频信号多路接入、高清传送的要求。同时，通过5G网络切片技术，我们可以对视频类业务组建专网，既保障稳定、可靠、流畅的传送效果，又提高了信号传送的安全性。5G网络方案中前端监控点5G接口实现也简单，对现有在用摄像机，可通过加装5G信号转换设备（可实现RJ45接口转换），快速升级为5G监控摄像机；而对于新建设项目，可直接采购带5G模组的监控摄像机。

2 电力无线解决方案

针对取电难的问题，我们采用太阳能电池板+蓄电池组成的移动电源来解决。太阳能电池板实现了正常天气下蓄电池充电任务，当出现阴雨天气时，蓄电池能持续保持供电；当连续阴雨天时，我们通过更换后备蓄电池的方式保障视频监控点不间断运行。

5G“双无线”监控摄像机电源系统配备的太阳能电池板，在容量设计时要充分考虑蓄电池容量及充电电流；蓄电池为便于更换，采取可插拔式模块化电池，蓄电池设计容量按3-5天的保障要求。具体蓄电池及太阳能电池板容量可根据国标测算。

3 5G“双无线”监控摄像机的运营管理

通过5G无线替代有线光纤，通过太阳能电池板+蓄电池组成的可移动电源替代供电电缆接入，这就是5G“双无线”监控摄像机建设模式。

要实现5G“双无线”监控摄像机广泛规模应用，必须要实现可运营、可管理的运维要求。实现“双无线” 监控摄像机可运营、可管理，一是通过已有的或厂家自带的视频监控运营管理平台对前端摄像点、传输链路及图像质量进行网管和监控，建立自动检测、自动告警、自动派单抢修、闭环管控的运维体系；二是要将太阳能电池板、蓄电池组成的电源系统纳入视频监控运营管理平台进行监控管理，如下图所示。

利用电流电压传感器，通过窄带物联网NB-IOT，实时采集监测太阳能电池板、蓄电池的工作状况。当太阳能电池板出现充电电流异常时，运营管理平台自动分析判断故障，并通过手机APP推送、短信或WEB工单等方式，自动派单至包区维护人员，包区维护人员接单后现场完成抢修并回单形成闭环管理，同时运营管理平台根据监测信息确认故障的修复。当出现蓄电池放电超过预设阈值，运营管理平台自动产生放电超限预警，并生成更换后备蓄电池工单，包区维护人员接单并现场更换电池。电池更换后，包区维护人员回单形成工单闭环，同时运营管理平台根据监测信息确认新换蓄电池可用情况及容量，并消除预警。

4 结论

5G“双无线”监控摄像机是在5G、物联网等新技术发展及5G网络规模部署的基础上，结合工程建设过程中碰到的实际问题而提出的针对性解决方案，它具有良好的实际应用效果，特别是它的可运营可管理能力。这种5G“双无线”监控摄像机将可应用于城市的智慧管理，智慧旅游、智慧农业、工业互联网、智能制造、森林消防、气象环保监测等多种场景和领域，它将助力推进智慧城市和数字经济的建设和发展。