淺談利用高速蜂窩式網(wǎng)絡(luò)簡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的部署
數(shù)字式的IP攝像機(jī)是專為與網(wǎng)絡(luò)連接所設(shè)計(jì)，它的效能指標(biāo)，包括：圖像分辨率、數(shù)字縮放和簡化儲(chǔ)存影像內(nèi)容的管理等，都優(yōu)于傳統(tǒng)的模擬式CCTV攝像機(jī)。隨著相關(guān)功能的改善，也同時(shí)開啟了監(jiān)控?cái)z像機(jī)的多樣化應(yīng)用。
球各地的企業(yè)多廣泛利用監(jiān)控?cái)z像機(jī)來建置門禁系統(tǒng);建筑業(yè)則用它來監(jiān)控施工作業(yè)與強(qiáng)化勞工安全;工業(yè)界則利用監(jiān)控?cái)z像機(jī)來監(jiān)控制造流程與安全性;而家庭會(huì)用它來確保住家環(huán)境的安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，視頻監(jiān)控市場規(guī)模將從2018年的176億美元高速起飛，預(yù)計(jì)到2023年將成長至326億美元，龐大商機(jī)不容忽視。
一、移動(dòng)式視頻監(jiān)控站
為了提倡利用高速蜂窩式網(wǎng)絡(luò)來建置監(jiān)控?cái)z像機(jī)應(yīng)用的概念，過去一年來u-blox曾在多個(gè)展會(huì)上展示自行開發(fā)的移動(dòng)式視頻監(jiān)控站。其配置是把12臺(tái)透過以太網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)相連的IP攝像機(jī)中的影像先傳送到內(nèi)建Toby?L4 LTE Cat 6模塊的網(wǎng)關(guān)，然后再從此蜂窩式網(wǎng)關(guān)，把影像串流透過具備高數(shù)據(jù)傳輸率的4G LTE網(wǎng)絡(luò)傳送到云端。
一旦數(shù)據(jù)傳送到云端之后，該影像可透過視頻管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控即服務(wù)(Video Surveillance as a Service，VSaaS)，或取決于不同的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，亦可通過AI服務(wù)器來代管與處理。終端用戶能從其連網(wǎng)裝置來遠(yuǎn)程監(jiān)控影像，并控制攝像機(jī)相關(guān)設(shè)定，包括：傾斜角度和縮放、影像分辨率和每秒幀數(shù)等。
二、具備可移植性、易用性和低成本
此移動(dòng)式解決方案最明顯的優(yōu)點(diǎn)是，視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備可移植性。因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)置是完全無線的，監(jiān)控作業(yè)的啟動(dòng)僅需要安裝攝像機(jī)和網(wǎng)關(guān)，并確保這些裝置能彼此互連即可。除了簡化視頻監(jiān)控的建置以提升重要大型活動(dòng)(如因COVID-19疫情延至2021年舉辦的東京奧運(yùn))的公共安全之外，它還大幅提升了在犯罪現(xiàn)場、大規(guī)模示威活動(dòng)或緊急情況下(如自然災(zāi)害)的應(yīng)變部署能力。
低成本和易用性也是這個(gè)設(shè)計(jì)的另一項(xiàng)優(yōu)勢。通過此設(shè)置，更能清楚掌握云端服務(wù)所需的服務(wù)費(fèi)用，VSaaS也可免除前期成本，無須專業(yè)人員來部署監(jiān)控?cái)z像機(jī)網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)槿粢勒諅鹘y(tǒng)的建置方式，還需要處理檔案儲(chǔ)存、服務(wù)器維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全以及硬件更新等各項(xiàng)工作。
由于此設(shè)置是在4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)作，而不是自行托管的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因此擴(kuò)充監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)非常簡單，僅需在系統(tǒng)中增加攝像機(jī)即可，后端所需的功能更新都可在云端無縫處理。
三、移動(dòng)式IP攝像機(jī)
移動(dòng)式IP攝像機(jī)則是利用蜂窩式網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式監(jiān)控的另一個(gè)使用案例。以警察出勤時(shí)配備的穿戴式攝像機(jī)為例，近年來已日益普遍。
四、為警察勤務(wù)執(zhí)行提升顯著效益
根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Memoori的報(bào)告指出，目前在全球各地已經(jīng)有約200萬名警察配備此裝置，并帶來了顯著的效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)警察配戴隨身攝像機(jī)時(shí)，對(duì)警察執(zhí)行勤務(wù)的投訴減少了93%，而且降低了近60%需要警察強(qiáng)制干預(yù)的事件。由于效益顯著，未來可望會(huì)有更多的警政單位朝此方向部署，甚至其他相關(guān)業(yè)務(wù)的使用者(例如保全業(yè))也會(huì)開始采用。
此外，通過云端服務(wù)，越來越多的穿戴式攝像機(jī)無需提供影像儲(chǔ)存功能，而是把影像實(shí)時(shí)傳送到服務(wù)器，方便總部人員檢視，或是利用AI進(jìn)行自動(dòng)分析。還有些穿戴式攝像機(jī)會(huì)內(nèi)建傳感器，以提高其環(huán)境感知能力，例如：能夠自動(dòng)開機(jī)，并在聽到槍擊聲時(shí)，立即從警察的角度提供現(xiàn)場影像等。為了能在關(guān)鍵時(shí)刻可靠地傳送高分辨率影像，就需要采用可靠的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)覆蓋，甚至當(dāng)警察從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)蜂窩移動(dòng)到另一個(gè)蜂窩時(shí)，也不會(huì)因?yàn)橛嵦?hào)交遞(hand-over)而造成影像流失。
因?yàn)檫@類產(chǎn)品是可攜帶的，而且需連續(xù)操作數(shù)個(gè)小時(shí)，因此必須外型精巧而且省電，再加上采購警用設(shè)備的預(yù)算主要來自納稅人的稅金，合理的硬件價(jià)格以及所需的影像儲(chǔ)存服務(wù)器也很重要，才有可能擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。
除了警察及保全業(yè)，移動(dòng)式攝像機(jī)行動(dòng)監(jiān)控應(yīng)用的范圍非常廣泛。
五、LTE Cat 1通訊技術(shù)是移動(dòng)式視頻監(jiān)控的理想選擇
事實(shí)上，除了警察單位以及安保行業(yè)的應(yīng)用，移動(dòng)式攝像機(jī)行動(dòng)監(jiān)控應(yīng)用的范圍非常廣泛，例如：研究物種多樣性的保育生物學(xué)家以及野生動(dòng)物研究人員，可利用裝置于如水坑等特定位置的攝像機(jī)來觀察動(dòng)物種群。同樣地，市政機(jī)構(gòu)、交通大隊(duì)以及工業(yè)使用者也能夠輕松建立臨時(shí)的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，來追蹤諸如抗議、交通意外或安全相關(guān)事件的過程與后續(xù)發(fā)展。
不管是用于警務(wù)、保全作業(yè)、田野研究、緊急救援或是在贍養(yǎng)中心，針對(duì)移動(dòng)式攝像機(jī)的設(shè)計(jì)，有幾個(gè)重點(diǎn)是一定要滿足的。尤其在選擇蜂窩式調(diào)制解調(diào)器時(shí)，占位面積、成本與覆蓋范圍是主要的考慮。
在4G LTE通訊涵蓋的所有蜂窩式技術(shù)中，LTE Cat 1是這類移動(dòng)式視頻監(jiān)控應(yīng)用的理想選擇。因?yàn)樗邆淞舜鱄D影像的能力，而且與LTE Cat 4相比，Cat 1的功耗低20%，且其蜂窩式通訊模塊的尺寸與成本也低了30%。此外，Cat 1還能提供更一致的連接速率，而Cat 4的速度較取決于與蜂窩式基地臺(tái)的接近程度。綜合這些因素，使得Cat 1成為移動(dòng)式攝像機(jī)的理想選擇，可用來部署于各類的行動(dòng)監(jiān)控應(yīng)用。
結(jié)語：由本文討論的各種應(yīng)用案例可知，我們可利用LTE Cat 6和LTE Cat 1技術(shù)的不同功能特性來滿足不同的視頻監(jiān)控應(yīng)用需求。此外，另一項(xiàng)LTE-M技術(shù)是屬于低數(shù)據(jù)率的低功耗廣域(LPWA)蜂窩式技術(shù)，亦可利用它把IP攝像機(jī)變身為智能視覺傳感器，提供比原始影像更高的價(jià)值，可應(yīng)用在不同的垂直市場。
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