基于GPRS的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1 引言

目前，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控、電信機(jī)房監(jiān)控、城市交通管理等領(lǐng)域。常見的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多是通過架設(shè)專用的有線媒介，或者租用電信運(yùn)營商的通信線路傳輸視頻信號。前者工程工期長，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(kuò)展性較差，這就造成在礦山等偏遠(yuǎn)地區(qū)和地形復(fù)雜地區(qū)的應(yīng)用受到限制。

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扔辛撕艽筇岣?。為了能夠向GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動公司利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的絕大部分基礎(chǔ)設(shè)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——通用分組無線業(yè)務(wù)(GeneralPacket Radio Service,GPRS)。中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋率廣，具有基于IP、實(shí)時在線、按流量計費(fèi)、方便、性價比高等優(yōu)點(diǎn)。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送用H.263等低比特圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮的視頻數(shù)據(jù)已成為遠(yuǎn)程視頻實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的新選擇。本文介紹一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在不適合架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的特殊地理環(huán)境下，利用現(xiàn)有的中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)對遠(yuǎn)程目標(biāo)進(jìn)行視頻監(jiān)控。系統(tǒng)中采用嵌入式控制模塊I-7188作為監(jiān)控終端的主控制器。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GPRS是一種新型的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可在用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，多個用戶可共享某些固定的信道資源，免受上網(wǎng)斷線之苦。GPRS數(shù)據(jù)傳送速率理論上最高可達(dá)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(biāo)準(zhǔn)能以低于28.8 kb／s的碼率對單幀或者活動幀視頻進(jìn)行壓縮解壓縮，因此，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送已壓縮的視頻信號是完全可行的。

整個無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為現(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)、GPRS網(wǎng)絡(luò)及遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器3部分，如圖1所示?，F(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)與遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器之間通過GPRS網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接，傳送視頻編碼和控制指令?，F(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)作為TCP連接的客戶端，遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器作為TCP連接的服務(wù)端。現(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)在上電后自動尋找遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器。而遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器在與現(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)建立TCP連接后，通過發(fā)送指令遠(yuǎn)程控制視頻采集的開始、結(jié)束以及是采用單幀采集還是連續(xù)幀采集。

2.1 現(xiàn)場視頻采集站點(diǎn)

現(xiàn)場視頻采集站點(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個模塊，如圖1所示。其中，攝像頭可根據(jù)客戶要求的清晰度、彩色／黑白、可控性等選擇合適的型號，還可以增加云臺來控制攝像頭的動作。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(jù)需求，采用FPGA、DSP以及專用視頻采集器件來實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計選用北京百目公司生產(chǎn)的視頻編碼板-極目719EC。