基于CDMA2000-VPDN的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：設(shè)計了一種點對點的實時移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于嵌入式硬件平臺，以TI公司的TMS320DM365多媒體處理器為核心處理器，采用嵌入式Linux技術(shù)，通過電信CDMA2000-VPDN(Virtual Private Dia-Network)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸。由于VPDN具有可靠性高、保密性強(qiáng)等特點，該系統(tǒng)在家庭室內(nèi)和車載監(jiān)控等保密性要求高的場合有較高的應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：TMS320DM365；3G-VPDN；視頻監(jiān)控；嵌入式Linux

引言
隨著3G技術(shù)在國內(nèi)的逐步推廣，3G技術(shù)在視頻監(jiān)控行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)成為熱點。CDMA2000作為三種主流3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，在國內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展迅速。中國電信CDMA2000系統(tǒng)主要應(yīng)用在語音和低速數(shù)據(jù)的CDMA2000 1x以及視頻和高速率數(shù)據(jù)的CDMA20001xEV-DO(Evolution-Data Only)上。CDMA20001xEV-DO在一個無線信道傳送高速數(shù)據(jù)報文的情況下，理論上支持下行數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)3．1Mbps，上行速率最高到1．8Mbps。中國電信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)費用按流量或時間計算，隨著中國電信大力推廣3G業(yè)務(wù)，費用也在逐步降低，為CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用普及提供有利的條件。3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控也越來越受人們關(guān)注。本文正是在此背景下提出了基于CDMA2000-VPDN的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)功能及特點
1．1 功能描述
本文所提出的系統(tǒng)具有以下功能：
①支持前端設(shè)備3G無線方式接入，實現(xiàn)免布線，提高安裝速度。
②有權(quán)限用戶可以瀏覽實時圖像，并可控制監(jiān)控點的云臺、鏡頭。
③用戶可通過3G手機(jī)客戶端實時瀏覽監(jiān)控點。
④平臺告警包括運(yùn)動檢測告警、紅外檢測告警，并可通過撥號方式通知用戶。
⑤錄像和圖片資源集中存儲在前段編碼器，視頻流由設(shè)備直接傳給用戶3G手機(jī)客戶端。
1．2 系統(tǒng)特點
①處理器采用TI公司基于達(dá)芬奇技術(shù)的新型TMS320DM365數(shù)字媒體處理器。TMS320DM365高度集成了眾多組件，如H264、MPEG4、MPEG2編解碼器，可滿足智能視頻處理功能的集成影像信號處理(ISP)解決方案，集成組件使開發(fā)周期大大減少，并降低開發(fā)成本。本文采用TMS320D-M365中高性能的H264編碼器組件，大大壓縮了視頻數(shù)據(jù)，為3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸減輕了負(fù)擔(dān)。
②采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用了開源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。其良好的可裁減性與可移植性、卓越的效率和穩(wěn)定性，以及支持多種處理器體系架構(gòu)的特點，使得Linux越來越廣泛地應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域。
③以電信CDMA2000的3G-VPDN平臺為支撐。 本系統(tǒng)是基于電信CDMA2000的3G-VPDN平臺，3G-VPDN(Virtual Private Network)采用安全專用隧道技術(shù)，對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)提供了高安全的防護(hù)，防止了用戶的隱私、信息等泄漏。而且采用3G手機(jī)客戶端可以隨時隨地接入，實現(xiàn)實時移動式監(jiān)控。
④系統(tǒng)監(jiān)控采用運(yùn)動檢測技術(shù)。本系統(tǒng)采用了運(yùn)動檢測技術(shù)、視頻運(yùn)動檢測結(jié)合紅外檢測，大大加強(qiáng)了系統(tǒng)告警的可靠性。隨著視頻監(jiān)控的智能化，運(yùn)動檢測、模式識別等新技術(shù)被引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。智能化是視頻監(jiān)控在今后發(fā)展的必然趨勢。

2 實現(xiàn)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2．1 系統(tǒng)總體框架
系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。系統(tǒng)包括前端嵌入式智能視頻監(jiān)控器、3G-VPDN認(rèn)證平臺、手機(jī)監(jiān)控客戶端。整個系統(tǒng)以嵌入式智能視頻監(jiān)控器為核心，以電信CDMA2000-VPDN為網(wǎng)絡(luò)支撐，以3G智能手機(jī)為遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端。

嵌入式智能視頻監(jiān)控器采集現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)，通過運(yùn)動檢測技術(shù)，結(jié)合監(jiān)控器的紅外告警模塊，判斷是否有人在監(jiān)控區(qū)域活動。若檢測到有人在監(jiān)控區(qū)活動時，立即撥打系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的3G手機(jī)號碼進(jìn)行告警。3G手機(jī)接收到呼叫后，用戶選擇啟動手機(jī)視頻監(jiān)控客戶端，發(fā)起VPDN連接，通過3G-VPDN認(rèn)證平臺認(rèn)證后，嵌入式視頻監(jiān)控器同時也建立VPDN連接，建立視頻監(jiān)控器和手機(jī)客戶端點對點VPDN連接。利用UDP和TCP協(xié)議，與嵌入式智能控制器進(jìn)行交互，如用戶是否請求嵌入式智能控制器發(fā)送現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)到手機(jī)客戶端、是否請求云臺控制、解除告警等。同時3G手機(jī)客戶端在未告警時，也可以主動呼叫嵌入式視頻監(jiān)控器，申請建立VPDN連接進(jìn)行主動訪問，經(jīng)授權(quán)可以實時瀏覽本地監(jiān)控畫面。