1 概述
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。如图1所示。
随着计算机技术的发展,数字视频监控逐渐取代模拟的视频监控。数字视频监控相比模拟的视频监控具有数据处理方便、传输距离远、图像质量高、系统维护简单等特点。
数字视频监控系统需要极大的传输带宽,目前远距离的数字视频监控系统主要是通过以太网络的方式进行传输。在一些不方便布线的应用场合(如城市公交等)使用视频监控就急需使用无线的视频监控系统解决方案。
随着我国3G网络的发展,3G网络逐步得到完善。相比2G/2.5G网络,3G网络的最大优点是打破了无线带宽瓶颈的限制。当前国内三种3G网络(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 EV-DO)标准可达到几百kb/s到几Mb/s的带宽,完全可以满足CIF格式视频流的上传带宽需求。
2 传统的无线视频监控
在步进3G网络之前,传统的无线视频监控主要是通过以下几种方式实现:
(1)微波无线视频监控
微波传输是采用调频调制或调幅调制的办法,将视频图像信号搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。使用微波进行传输的无线视频监控具有传输带宽大,传输视频质量好等优点,但使用微波通信的视频监控设备复杂,费用非常高,微波信号容易被高大建筑物阻挡,传输距离受到限制,并且微波通信容易受到外界电磁等干扰,特别是天气影响较为严重,微波信号在雨雪天气会受到严重的衰减。
(2)基于2.5G网络的多通道无线视频监控
2.5G的网络(如CDMA2000 1X)由于带宽有限(一般最高只有几十kb/s的带宽),传输视频信号具有一定的困难,需要通过多个2.5G的无线数传设备并行传输图像信号。多个2.5G的无线数传设备并行传输可解决带宽问题,但使用多个无线数传设备成本费用高,数据处理复杂,随着3G网络的发展,完全可以使用一个3G无线数传设备替代多个2.5G无线数传设备传输视频信号。
3 监控系统的组成
基于3G网络的无线视频监控系统如图2所示。该系统由视频监控终端、3G无线数传设备、监控中心服务器软件等组成。
(1)视频监控终端
视频监控终端包括视频监控摄像头、云台、视频处理服务器。视频处理服务器主要完成摄像头视频流的采集、视频流的压缩编码及云台控制。
视频流的压缩采用H.264标准,采用了高精度、多模式预测技术来提高压缩比以降低码流。H.264标准具有低码流、图像质量高、容错能力强及网络适应性强等特点,非常适合于使用GPRS、CDMA等无线网络传输视频流的应用。
视频处理服务器通过把视频流压缩编码后使用3G无线数传设备传输到监控中心服务器软件,并可通过3G无线数传设备接收服务器软件上的指令控制云台的动作。
(2)3G无线数传设备
3G无线数传设备(DTU)由广州致远电子有限公司设计及生产,其使用工业级3G模块,内嵌自主知识产权的PPP、TCP/IP协议栈,为用户提供高速、全透明的数据通道,使用简单、设备稳定可靠,同时3G无线数传设备具有大缓存区的设计,采用动态划分技术,满足不同数据量的传输要求。根据实际应用网络的不同,3G无线数传设备可采用TD-SCDMA DTU、WCDMA DTU、CDMA2000 EV-DO DTU。
3G无线数传设备产品的外形图如图3所示。
ZWT-34A的主要性能指标如下:
· 大缓存区设计(收发各约1 MB),采用动态划分技术,提高缓存区使用效率;
· 最多可缓存14 800帧数据(每帧64 B),适合小数据帧快速连续传输;
· 每帧可设置为1 460 B长度(缓存650帧),适合大数据量连续传输;
· 使用工业级3G模块,内嵌可靠协议栈;
· 6 V~26 V宽范围供电;
· 具有设备电源关断功能,方便用户控制;
· 数据全透明传输,用户无需了解复杂的TCP/IP、PPP等协议;
· 支持数据中心动态域名或IP地址访问;
· 支持备用数据中心;
· 支持APN虚拟专网业务;
· 支持永远在线、空闲下线和空闲掉电三种工作方式;
· 支持短信和电话唤醒功能;
· 支持断线自动重连功能;
· 具有连接时机可控功能,节约流量;
· 支持本地和远程图形化界面配置与维护;
· 支持短信配置与维护;
· 支持本地和远程固件升级;
· 支持数据中心虚拟串口功能,无缝衔接现有上位机软件;
· 多重软硬件可靠设计,复合式看门狗技术,使设备安全运行。
(3)监控中心服务器软件
监控中心由宽带网络、服务器、监控软件及监视器等组成。服务器采用固定IP或域名的方式建立,监控中心服务器软件实现包括文件管理、视频播放、多画面切换、视频回放及云台控制等功能。监控中心软件还可实现WEB服务器功能,使用户在有以太网络的地方随时通过IE浏览器实时查看远端无线监控的设备。
4 系统安装注意事项
由于无线视频监控系统需要使用公用的网络资源,在安装使用无线数传设备过程中需要注意以下两点:
(1)当前3G无线网络还在建设初期,在全国范围内3G网络还不能做到无缝覆盖,在设备安装之前需要确认安装点是否覆盖3G网络或根据覆盖的3G网络选用不同网络制式的设备。
(2)由于视频监控系统使用无线的网络,需要确认设备不能安装到具有屏蔽无线信号的地点,如铁箱体内。
3G无线视频监控系统突破了无线带宽瓶颈的限制,可以从任意地点上传现场视频图像,在任意位置接收远方视频图像,并和固网视频监控系统融合实现随时随地、无所不在的视频监控应用。3G无线视频监控系统具备安装应用简单、便捷及不受地域的限制等特点,应用前景非常广阔。
随着我国三大运营商对3G网络的发展,逐步把3G网络进行无缝覆盖并升级为HSPA网络,3G网络的传输速度将变得更快,无线视频监控系统将能传输更清晰的视频图像。