基于GPRS的無(wú)線(xiàn)視頻監控系統

1 引言

目前，遠程視頻監控系統已經(jīng)廣泛應用于工礦企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)監控、電信機房監控、城市交通管理等領(lǐng)域。常見(jiàn)的遠程視頻監控系統大多是通過(guò)架設專(zhuān)用的有線(xiàn)媒介，或者租用電信運營(yíng)商的通信線(xiàn)路傳輸視頻信號。前者工程工期長(cháng)，前期投入比較大，傳輸距離有限；后者受周邊環(huán)境影響較大，可擴展性較差，這就造成在礦山等偏遠地區和地形復雜地區的應用受到限制。

隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)數據傳輸的速度有了很大提高。為了能夠向GSM用戶(hù)提供分組形式的數據業(yè)務(wù)，移動(dòng)公司利用現有的GSM網(wǎng)絡(luò )的絕大部分基礎設施，進(jìn)行軟件的升級，形成了一種新的網(wǎng)絡(luò )邏輯實(shí)體——通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(GeneralPacket Radio Service,GPRS)。中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )覆蓋率廣，具有基于IP、實(shí)時(shí)在線(xiàn)、按流量計費、方便、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送用H.263等低比特圖像壓縮標準壓縮的視頻數據已成為遠程視頻實(shí)時(shí)監控系統的新選擇。本文介紹一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)視頻監控系統，該系統可以在不適合架設有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的特殊地理環(huán)境下，利用現有的中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò )和Internet代替傳統的有線(xiàn)視頻監控系統對遠程目標進(jìn)行視頻監控。系統中采用嵌入式控制模塊I-7188作為監控終端的主控制器。

2 系統結構

GPRS是一種新型的GSM數據業(yè)務(wù)，可在用戶(hù)和數據網(wǎng)絡(luò )之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶(hù)提供高速無(wú)線(xiàn)IP和X.25分組數據接入服務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，多個(gè)用戶(hù)可共享某些固定的信道資源，免受上網(wǎng)斷線(xiàn)之苦。GPRS數據傳送速率理論上最高可達164 kb／s。雖然目前只支持53.3 kb／s的峰值傳輸速率，但是由于H.263等低比特圖像壓縮標準能以低于28.8 kb／s的碼率對單幀或者活動(dòng)幀視頻進(jìn)行壓縮解壓縮，因此，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送已壓縮的視頻信號是完全可行的。

整個(gè)無(wú)線(xiàn)視頻監控系統分為現場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)、GPRS網(wǎng)絡(luò )及遠程視頻服務(wù)器3部分，如圖1所示?，F場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)與遠程視頻服務(wù)器之間通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )建立TCP連接，傳送視頻編碼和控制指令?，F場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)作為T(mén)CP連接的客戶(hù)端，遠程視頻服務(wù)器作為T(mén)CP連接的服務(wù)端?，F場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)在上電后自動(dòng)尋找遠程視頻服務(wù)器。而遠程視頻服務(wù)器在與現場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)建立TCP連接后，通過(guò)發(fā)送指令遠程控制視頻采集的開(kāi)始、結束以及是采用單幀采集還是連續幀采集。

2.1 現場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)

現場(chǎng)視頻采集站點(diǎn)包括攝像頭、云臺、視頻采集卡、I-7188嵌入式控制模塊、GPRS Modem 5個(gè)模塊，如圖1所示。其中，攝像頭可根據客戶(hù)要求的清晰度、彩色／黑白、可控性等選擇合適的型號，還可以增加云臺來(lái)控制攝像頭的動(dòng)作。攝像頭輸出視頻的制式要符合視頻采集卡的要求。視頻采集卡可以選擇市面上符合H.263協(xié)議的視頻采集卡成品，也可以根據需求，采用FPGA、DSP以及專(zhuān)用視頻采集器件來(lái)實(shí)現。本系統設計選用北京百目公司生產(chǎn)的視頻編碼板-極目719EC。