《電子技術應用》
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3G 无线视频监控系统
广州致远
摘要: 视频监控是安全防范系统的重要组成部分,其具有实时、直观、准确等特点,在城市安全监控、野外作业安全监控、城市公交监控等领域都发挥着极其重要的作用。
關鍵詞: 2.5G|3G 视频监控
Abstract:
Key words :

1 概述
  視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分,其具有實時、直觀、準確等特點,在城市安全監(jiān)控、野外作業(yè)安全監(jiān)控、城市公交監(jiān)控等領域都發(fā)揮著極其重要的作用。如圖1所示。


  隨著計算機技術的發(fā)展,數字視頻監(jiān)控逐漸取代模擬的視頻監(jiān)控。數字視頻監(jiān)控相比模擬的視頻監(jiān)控具有數據處理方便、傳輸距離遠、圖像質量高、系統(tǒng)維護簡單等特點。
  數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要極大的傳輸帶寬,目前遠距離的數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過以太網絡的方式進行傳輸。在一些不方便布線的應用場合(如城市公交等)使用視頻監(jiān)控就急需使用無線的視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。
  隨著我國3G網絡的發(fā)展,3G網絡逐步得到完善。相比2G/2.5G網絡,3G網絡的最大優(yōu)點是打破了無線帶寬瓶頸的限制。當前國內三種3G網絡(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 EV-DO)標準可達到幾百kb/s到幾Mb/s的帶寬,完全可以滿足CIF格式視頻流的上傳帶寬需求。
2 傳統(tǒng)的無線視頻監(jiān)控
  在步進3G網絡之前,傳統(tǒng)的無線視頻監(jiān)控主要是通過以下幾種方式實現:
  (1)微波無線視頻監(jiān)控
  微波傳輸是采用調頻調制或調幅調制的辦法,將視頻圖像信號搭載到高頻載波上,轉換為高頻電磁波在空中傳輸。使用微波進行傳輸的無線視頻監(jiān)控具有傳輸帶寬大,傳輸視頻質量好等優(yōu)點,但使用微波通信的視頻監(jiān)控設備復雜,費用非常高,微波信號容易被高大建筑物阻擋,傳輸距離受到限制,并且微波通信容易受到外界電磁等干擾,特別是天氣影響較為嚴重,微波信號在雨雪天氣會受到嚴重的衰減。
    (2)基于2.5G網絡的多通道無線視頻監(jiān)控
    2.5G的網絡(如CDMA2000 1X)由于帶寬有限(一般最高只有幾十kb/s的帶寬),傳輸視頻信號具有一定的困難,需要通過多個2.5G的無線數傳設備并行傳輸圖像信號。多個2.5G的無線數傳設備并行傳輸可解決帶寬問題,但使用多個無線數傳設備成本費用高,數據處理復雜,隨著3G網絡的發(fā)展,完全可以使用一個3G無線數傳設備替代多個2.5G無線數傳設備傳輸視頻信號。
3 監(jiān)控系統(tǒng)的組成
  基于3G網絡的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示。該系統(tǒng)由視頻監(jiān)控終端、3G無線數傳設備、監(jiān)控中心服務器軟件等組成。

  (1)視頻監(jiān)控終端
  視頻監(jiān)控終端包括視頻監(jiān)控攝像頭、云臺、視頻處理服務器。視頻處理服務器主要完成攝像頭視頻流的采集、視頻流的壓縮編碼及云臺控制。
  視頻流的壓縮采用H.264標準,采用了高精度、多模式預測技術來提高壓縮比以降低碼流。H.264標準具有低碼流、圖像質量高、容錯能力強及網絡適應性強等特點,非常適合于使用GPRS、CDMA等無線網絡傳輸視頻流的應用。
  視頻處理服務器通過把視頻流壓縮編碼后使用3G無線數傳設備傳輸到監(jiān)控中心服務器軟件,并可通過3G無線數傳設備接收服務器軟件上的指令控制云臺的動作。
  (2)3G無線數傳設備
  3G無線數傳設備(DTU)由廣州致遠電子有限公司設計及生產,其使用工業(yè)級3G模塊,內嵌自主知識產權的PPP、TCP/IP協(xié)議棧,為用戶提供高速、全透明的數據通道,使用簡單、設備穩(wěn)定可靠,同時3G無線數傳設備具有大緩存區(qū)的設計,采用動態(tài)劃分技術,滿足不同數據量的傳輸要求。根據實際應用網絡的不同,3G無線數傳設備可采用TD-SCDMA DTU、WCDMA DTU、CDMA2000 EV-DO DTU。
  3G無線數傳設備產品的外形圖如圖3所示。

  ZWT-34A的主要性能指標如下:
  · 大緩存區(qū)設計(收發(fā)各約1 MB),采用動態(tài)劃分技術,提高緩存區(qū)使用效率;
  · 最多可緩存14 800幀數據(每幀64 B),適合小數據幀快速連續(xù)傳輸;
  · 每幀可設置為1 460 B長度(緩存650幀),適合大數據量連續(xù)傳輸;
  · 使用工業(yè)級3G模塊,內嵌可靠協(xié)議棧;
  · 6 V~26 V寬范圍供電;
  · 具有設備電源關斷功能,方便用戶控制;
  · 數據全透明傳輸,用戶無需了解復雜的TCP/IP、PPP等協(xié)議;
  · 支持數據中心動態(tài)域名或IP地址訪問;
  · 支持備用數據中心;
  · 支持APN虛擬專網業(yè)務;
  · 支持永遠在線、空閑下線和空閑掉電三種工作方式;
  · 支持短信和電話喚醒功能;
  · 支持斷線自動重連功能;
  · 具有連接時機可控功能,節(jié)約流量;
  · 支持本地和遠程圖形化界面配置與維護;
  · 支持短信配置與維護;
  · 支持本地和遠程固件升級;
  · 支持數據中心虛擬串口功能,無縫銜接現有上位機軟件;
  · 多重軟硬件可靠設計,復合式看門狗技術,使設備安全運行。
  (3)監(jiān)控中心服務器軟件
  監(jiān)控中心由寬帶網絡、服務器、監(jiān)控軟件及監(jiān)視器等組成。服務器采用固定IP或域名的方式建立,監(jiān)控中心服務器軟件實現包括文件管理、視頻播放、多畫面切換、視頻回放及云臺控制等功能。監(jiān)控中心軟件還可實現WEB服務器功能,使用戶在有以太網絡的地方隨時通過IE瀏覽器實時查看遠端無線監(jiān)控的設備。
4 系統(tǒng)安裝注意事項
  由于無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要使用公用的網絡資源,在安裝使用無線數傳設備過程中需要注意以下兩點:
  (1)當前3G無線網絡還在建設初期,在全國范圍內3G網絡還不能做到無縫覆蓋,在設備安裝之前需要確認安裝點是否覆蓋3G網絡或根據覆蓋的3G網絡選用不同網絡制式的設備。
  (2)由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用無線的網絡,需要確認設備不能安裝到具有屏蔽無線信號的地點,如鐵箱體內。
  3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)突破了無線帶寬瓶頸的限制,可以從任意地點上傳現場視頻圖像,在任意位置接收遠方視頻圖像,并和固網視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合實現隨時隨地、無所不在的視頻監(jiān)控應用。3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備安裝應用簡單、便捷及不受地域的限制等特點,應用前景非常廣闊。
  隨著我國三大運營商對3G網絡的發(fā)展,逐步把3G網絡進行無縫覆蓋并升級為HSPA網絡,3G網絡的傳輸速度將變得更快,無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)將能傳輸更清晰的視頻圖像。

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