前言

隨著生產(chǎn)管理水平的不斷提高，遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，也越來越成熟，而且正朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。采用3G無線傳輸數(shù)據(jù)通訊方法解決了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通訊問題，比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優(yōu)越性。由于傳送的是圖像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大且較為頻繁，可選擇不限量使用的商務(wù)套餐較為經(jīng)濟(jì)。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，3G的應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來越廣闊。

3G無線視頻監(jiān)控優(yōu)勢(shì)

目前，3G無線視頻監(jiān)控在以下場(chǎng)景中有著廣泛的應(yīng)用：有線網(wǎng)絡(luò)無法到達(dá)或者有線網(wǎng)絡(luò)價(jià)格過于昂貴的地方，如電力高壓線路、高速公路、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火、路燈、石油開采、石油輸油管線、物流、運(yùn)輸船、防洪搶險(xiǎn)等；人員無法接近的場(chǎng)所，如易燃易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)所、疾病傳染區(qū)、其他微生物危險(xiǎn)區(qū)等；相對(duì)不固定的被監(jiān)控場(chǎng)所、臨時(shí)布線會(huì)有成本浪費(fèi)的地方，公安偵查臨時(shí)布防、部隊(duì)野戰(zhàn)訓(xùn)練、臨時(shí)建筑工地、臨時(shí)活動(dòng)場(chǎng)所、會(huì)展中心等。

3G無線視頻監(jiān)控優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)：

覆蓋面廣：手機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率極高，幾乎不受山川、河流、橋梁道路等復(fù)雜地形和區(qū)域限制。

部署方便：無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)幾乎可以部署在室外的任何地方，包括水體、崎嶇地帶、偏遠(yuǎn)地方。前端編碼器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，甚至手機(jī)，采取無線接入的方式，只需要在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，就能很方便、很簡易地搭建起監(jiān)控點(diǎn)，免除復(fù)雜地形導(dǎo)致的布線繁瑣和麻煩。

高數(shù)據(jù)吞吐量：考慮到未來的WIFI和3G技術(shù)發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬可高達(dá)6Mbps~200Mbps.

高可靠性：高端無線傳輸系統(tǒng)的可靠性高達(dá)99.999%的載波級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)無中斷的安全傳輸。

成本低廉：免除了遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)布線所造成的高昂費(fèi)用。

監(jiān)控方便：可隨時(shí)隨地采用手機(jī)進(jìn)行無線視頻監(jiān)控，不局限于預(yù)先安裝好監(jiān)控客戶端的某臺(tái)電腦。

業(yè)務(wù)多樣：無線視頻監(jiān)控不僅可以覆蓋所有固網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務(wù)，還可以開展各種移動(dòng)業(yè)務(wù)，如：移動(dòng)執(zhí)法監(jiān)控、移動(dòng)采訪等。

3G無線視頻監(jiān)控面臨的困難

與2.5G類似，雖然3G已經(jīng)開始應(yīng)用于無線視頻監(jiān)控，但在傳輸數(shù)據(jù)量巨大的視頻流時(shí)，仍然存在以下一些問題：

無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬與頻率資源更為有限

由于公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)終端有效帶寬相當(dāng)有限，往往需要同時(shí)承載語音、數(shù)據(jù)等傳輸業(yè)務(wù)。目前的3G網(wǎng)絡(luò)即使用來傳輸CIF圖像，一個(gè)基站也不能超過3個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，而且無線寬帶的特點(diǎn)是傳輸當(dāng)中帶寬的不確定，目前3G網(wǎng)絡(luò)速度快的話可以達(dá)到1M，速度慢的幾十個(gè)字節(jié)，因此只能作為輔助傳輸手段。

無線信道的誤碼率比較高

特別是當(dāng)終端設(shè)備處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可用帶寬和誤碼率指標(biāo)有較大幅度下降，可用帶寬經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，高帶寬的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)易發(fā)生丟包，可靠性不高。

無線傳輸?shù)馁Y費(fèi)也遠(yuǎn)高于有線傳輸

一般來講，有線傳輸?shù)男詢r(jià)比高于無線傳輸，寬帶傳輸更是如此。3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用包括視頻源的寬帶上網(wǎng)費(fèi)、手機(jī)收看流量費(fèi)、監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)等，總的運(yùn)行費(fèi)用較高，且很難下降。

共享信道資源的公眾通信系統(tǒng)

在應(yīng)急情況下發(fā)生局部性負(fù)荷劇增時(shí)，有可能造成不可容忍的延時(shí)甚至阻塞問題。

3G無線視頻監(jiān)控技術(shù)介紹

3G無線視頻監(jiān)控以數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)，結(jié)合3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)信號(hào)的交換、控制、錄像存儲(chǔ)以及點(diǎn)播回放，并通過設(shè)立強(qiáng)大的中心業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有編解碼設(shè)備及錄像存儲(chǔ)設(shè)備的統(tǒng)一管理與集中控制。對(duì)用戶而言，僅需登錄中心業(yè)務(wù)平臺(tái)，即可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)監(jiān)控資源的統(tǒng)一調(diào)用、瀏覽與使用。

目前，3G無線視頻監(jiān)控作為一種新型的應(yīng)用形式已逐漸受到市場(chǎng)的青睞。新一代視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)不再局限于簡單地完成對(duì)視頻信號(hào)的處理、傳輸、控制，其核心乃是基于整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的多媒體信息（視頻/音頻/數(shù)據(jù)）提供一個(gè)綜合、完備的管理控制平臺(tái)。

與前幾代視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控主要是以3G網(wǎng)絡(luò)依托，以數(shù)字視頻壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心，以實(shí)用的智能圖像分析為特色，并與報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等整合到同一個(gè)平臺(tái)上，從而輕而易舉的避免了以往傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)需要專有布線網(wǎng)絡(luò)的問題，輕松解決了信號(hào)長距離的傳輸問題，方便的實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，以及與不同監(jiān)控系統(tǒng)之間的無縫融合。 

迄今為止，深圳市朗馳欣創(chuàng)科技有限公司在無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控領(lǐng)域已完成了一系列的核心技術(shù)儲(chǔ)備，其主要包括：視音頻信號(hào)優(yōu)化技術(shù)，數(shù)字通信協(xié)議棧；數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)；DSP技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)傳輸中的質(zhì)量保障體系與傳輸控制技術(shù)；分布式處理技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等等，同時(shí)，公司還在多種核心技術(shù)上進(jìn)行了重大突破，其詳細(xì)情況如下：

3G無線視頻監(jiān)控的需求和關(guān)鍵技術(shù)分析

需求分析

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的幾個(gè)重要組成部分：前端視頻采集編碼設(shè)備、中心集中管理平臺(tái)系統(tǒng)、用戶客戶端。在有線網(wǎng)絡(luò)支撐的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，這幾部分之間都是通過固網(wǎng)進(jìn)行連接的。也就是說，用戶有某個(gè)區(qū)域的視頻監(jiān)控布點(diǎn)需求時(shí)，該區(qū)域必須具備有線網(wǎng)絡(luò)是必要條件，同樣，用戶需要通過有線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，才能使用視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。

在有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)下，某些不方便部署有線網(wǎng)絡(luò)的地方無法實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控點(diǎn)的部屬，也無法通過客戶端使用視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。而這兩方面的需求，尤其是無線瀏覽客戶端的需求，市場(chǎng)方面的呼聲一直都存在并且越來越高。

通過以上分析，可以看出，如果3G無線網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬能夠滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)前端編碼設(shè)備無線上傳，3G無線終端隨時(shí)隨地瀏覽，那將真正實(shí)現(xiàn)用戶的3A服務(wù)：做到任何時(shí)候（Any time）、從任何地方（Any where）、對(duì)任何現(xiàn)場(chǎng)都能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控（Any see）。隨著3個(gè)運(yùn)營商3G建設(shè)的逐步展開，3G無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬瓶頸也逐步得到突破，3G視頻監(jiān)控將成為殺手級(jí)的應(yīng)用。

關(guān)鍵技術(shù)分析

通過以上分析，3G無線視頻監(jiān)控的關(guān)鍵主要體現(xiàn)在兩個(gè)端，即移動(dòng)客戶終端和監(jiān)控點(diǎn)的無線終端。前者用于解決移動(dòng)用戶如何看，后者解決視頻監(jiān)控點(diǎn)視頻無線上傳。所以，實(shí)現(xiàn)3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括：適用于無線傳輸?shù)囊曨l編解碼技術(shù)，3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于視頻傳輸?shù)闹С�、視頻平臺(tái)的接口技術(shù)，3G移動(dòng)終端的多媒體處理技術(shù)。其中為關(guān)鍵的是3G無線網(wǎng)絡(luò)和3G終端。

3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析

根據(jù)城市的3G無線網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng)情況，結(jié)合國內(nèi)3種3G應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸要求，推薦使用聯(lián)通WCDMA和電信EVDO

基于3G無線的視頻監(jiān)控解決方案舉例

方案一：物流網(wǎng)3G視頻監(jiān)控方案

系統(tǒng)功能特點(diǎn)說明：

該3G無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控與GPS 定位系統(tǒng)系統(tǒng)可把攝像機(jī)采集到的圖像及語音，經(jīng)視音頻壓縮編碼（高效 H.265 壓縮編碼算法）、GPS 定位信息，通過工業(yè)級(jí)WCDMA無線通訊模塊，傳輸?shù)骄哂泄潭↖P的視頻管理服務(wù)器，用戶可方便地通過 Internet/Intranet 訪問中心管理服務(wù)器，從客戶端監(jiān)控實(shí)時(shí)圖像。其功能特點(diǎn)如下：

圖像壓縮算法：采用壓縮比極高的 H.264超低碼流視音頻壓縮編碼算法。

網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸：網(wǎng)絡(luò)資源占用低，在低帶寬(50--300kbps)條件下傳輸 VCD 級(jí)別畫質(zhì)、流暢的視頻圖像。

實(shí)時(shí)監(jiān)控：遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控報(bào)警信息，為決策者在第一時(shí)間提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；對(duì)云臺(tái)、變焦的實(shí)時(shí)控制，預(yù)置位和鏡頭的輪巡。

網(wǎng)絡(luò)圖像顯示：顯示 VCD、準(zhǔn) DVD 級(jí)別畫質(zhì)、流暢的視頻圖像；支持電腦瀏覽、手機(jī)瀏覽、監(jiān)控中心電視墻瀏覽多種觀看方式，隨時(shí)隨地在線指揮。

錄像及回放：本地錄像、遠(yuǎn)程集中錄像和客戶端當(dāng)前顯示視頻錄像；支持靈活的計(jì)劃錄像、報(bào)警聯(lián)動(dòng)錄像、移動(dòng)偵測(cè)錄像等多種錄像啟動(dòng)方式；視頻流式存儲(chǔ)，可隨意下載或在線點(diǎn)播任意時(shí)間段的視頻影像；錄像回放時(shí)支持快進(jìn)、快退、暫停、單幀播放等多種方式，方便發(fā)生糾紛或刑事案件后查找證據(jù)；通過專用播放軟件還支持運(yùn)動(dòng)軌跡同步播放、及增強(qiáng)、銳化、均衡等圖像處理技術(shù)，改進(jìn)視覺效果，凸顯細(xì)節(jié)。

外接接口：開關(guān)量報(bào)警輸入，繼電器報(bào)警輸出，方便系統(tǒng)集成透明 RS232/485 接口，可以傳輸現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)；預(yù)留外接傳感器等。

可移動(dòng)性：在監(jiān)控地點(diǎn)移動(dòng)條件下，實(shí)現(xiàn)完整的視頻監(jiān)控管理指揮解決方案。

系統(tǒng)保護(hù)：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)置硬件看門狗，可 7×24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，不死機(jī)。

信息安全：充分利用網(wǎng)絡(luò)隧道、H.264視音頻壓縮算法、防火墻/VPN、權(quán)限管理、安全認(rèn)證等技術(shù)，保證監(jiān)控系統(tǒng)和錄像資料不被越權(quán)使用和破壞。

強(qiáng)大的管理平臺(tái)：分布分級(jí)式管理，用戶可以不受時(shí)間和空間的限制，對(duì)監(jiān)控管理目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)查看以及實(shí)時(shí)指揮。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：

我們將該系統(tǒng)以功能要求的不同分為前端設(shè)備層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層、中心服務(wù)應(yīng)用層（中心服務(wù)應(yīng)用層又可分為系統(tǒng)控制部分和視頻顯示與記錄部分），其大致結(jié)構(gòu)如下：

在各層之間我們均采用模塊化設(shè)計(jì)，相對(duì)獨(dú)立，在進(jìn)行設(shè)備更換時(shí)不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)層與層之間采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議和3G無線通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊，不受網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的限制。

視頻采集系統(tǒng)

根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，在各監(jiān)控點(diǎn)安裝相應(yīng)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)（彩色或黑白、固定或活動(dòng)云臺(tái)、定焦或變焦）和軟件系統(tǒng)。在每個(gè)監(jiān)控車輛可以安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，外圍再各配備一臺(tái)云臺(tái)、防護(hù)罩及云臺(tái)控制器。每個(gè)視頻采集點(diǎn)各匹配一臺(tái)3G無線視頻編碼器。監(jiān)控?cái)z像機(jī)用于各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻信號(hào)。云臺(tái)可以由控制中心的計(jì)算機(jī)控制。用戶可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行水平360度，垂直90度及變焦控制。

3G無線視頻編碼器是集音、視頻采集、音視頻壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、WEB Server、輸入輸出控制等功能于一體的無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備。3G無線視頻編碼器可以接入各種模擬攝像頭，將模擬音、視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓縮音視頻數(shù)據(jù)流，再通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/span>PC上解碼顯示。3G無線視頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行壓縮，另外也傳輸控制信號(hào)，3G無線視頻編解碼器將編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過3G無線網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，監(jiān)控人員可通過監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽視頻圖像、遙控云臺(tái)。

為充分保證每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的帶寬，采用H.264的編碼標(biāo)準(zhǔn)，帶寬占用較低，并可實(shí)現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和前端本地存儲(chǔ)，而且傳輸距離較遠(yuǎn),適用于廣闊區(qū)域的監(jiān)控。

無線傳輸系統(tǒng)

通過設(shè)備內(nèi)置的3G網(wǎng)絡(luò)模塊與運(yùn)營商基站之間形成多對(duì)1的方式建立覆蓋監(jiān)控領(lǐng)域的無線帶網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)品具有傳輸距離遠(yuǎn)、低時(shí)延（相對(duì)于行業(yè)類同類產(chǎn)品）和設(shè)備成本低的特點(diǎn)，可以提供高效和安全的視頻傳輸解決方案。WCDMA理論速率384Kbps，目前實(shí)際測(cè)試速率為250kbps左右，超過目前普通有線電話撥號(hào)上網(wǎng)的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-8倍�？梢詫⒉煌�地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)視頻信息通過無線通訊手段傳送到監(jiān)控中心。

監(jiān)控管理中心系統(tǒng)

監(jiān)控管理中心負(fù)責(zé)接收各監(jiān)控點(diǎn)通過WCDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的視頻信息，控制中心可以通過顯示器顯示各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息，并進(jìn)行數(shù)碼錄像，用戶登錄管理，控制信號(hào)的協(xié)調(diào)。

監(jiān)控中心主要由控制主機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、操作終端（PC或筆記本電腦）、監(jiān)控管理軟件與終端操作軟件都構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備的配置、圖像監(jiān)控、錄像查詢、回放、云臺(tái)控制、電子地圖預(yù)警等功能。

轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器對(duì)經(jīng)WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)傳送來的前端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)進(jìn)行設(shè)備訪問地址解析，轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控管理中心局域網(wǎng)視頻監(jiān)控服務(wù)器上，再經(jīng)交換機(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)傳播至各個(gè)相關(guān)部門或人員的客戶端。

監(jiān)控中心發(fā)出的對(duì)于云臺(tái)、鏡頭等的控制指令通過無線設(shè)備傳送到監(jiān)控點(diǎn)。用戶可以通過位于監(jiān)控中心的云臺(tái)控制設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)任意點(diǎn)的云臺(tái)、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺(tái)的上、下、左、右、自動(dòng)或輔助控制遠(yuǎn)端的電源、攝像機(jī)開關(guān)等。

現(xiàn)場(chǎng)傳回的視頻圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)服務(wù)主機(jī)上，可方便快捷地實(shí)現(xiàn)資料的存儲(chǔ)、更新、查詢、備份，為執(zhí)法工作提供依據(jù)（此存儲(chǔ)方式僅供參考）

            物流網(wǎng)3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D