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3G视频监控应用浅析

随着网络技术的不断创新与发展,如今3G网络正在逐渐地向用户推广开来,而作为视频监控的重要应用手段,3G网络也在不断地向稳定性方面寻求平衡,以期待更加完善的监控效果...
资讯频道文章B
        随着网络技术的不断创新与发展,如今3G网络正在逐渐地向用户推广开来,而作为视频监控的重要应用手段,3G网络也在不断地向稳定性方面寻求平衡,以期待更加完善的监控效果。本文主要介绍的是3G监控在安防领域的重要应用,希望能给读者提供一些参考。

3G监控优势
        2009年是中国3G监控元年。3G牌照发放后,三大运营商均大力推进3G网络的建设与完善。3G网络具有带宽高、覆盖广、安全性突出等技术特点,突破了视频监控信号远程数字化传输的瓶颈,摆脱了复杂环境和网络条件对传统监控的束缚,开辟了无线视频监控的新时代。

        3G监控是对传统监控的继承和拓展,在保持了传统固网监控特点的同时,更具备了传统监控所没有的优势,具体如下。

1、移动视频监控
        由于摆脱了电源线、网线和视频线缆的束缚,在车载取电、电池供电的帮助下,借助于3G无线网络传输,监控设备可以在运动的环境下进行视频监控,这一监控方式是传统固网监控所不能企及的。现已有很多这样的应用:如公交车载监控、110巡逻车载监控、地铁监控等。

2、监控覆盖面广
        借助3G网络广覆盖的特点,在一些偏远地区、或固网无法遍及的或采用固网监控成本过高的地区,也可方便地部署监控点,变不可能为可能。

3、监控更便捷
        通过手机等无线终端设备,用户不需要再像传统方式一样,只能空等在监控显示屏前,或者守候在监控大厅的电视前才能监看监视画面,而是可以随时随地通过手机了解监控点的实时状况,这一点对于监控的普及和监控便捷性都有很大的提升作用。

3G监控技术浅析
        3G监控主要包含无线PU监控和CU监控(包含手机、PDA、上网本等使用3G网络接入的移动终端)两大方面,在PU、CU两端提供完整的端到端无线视频监控方案,配合成熟的固网监控网络,可真正实现任何时间、任何地点、任何终端的视频监控应用。[nextpage]

        目前,在3G网络开通的前提下,许多厂家针对3G监控的应用纷纷推出了端到端的整体监控解决方案。在3G监控系统中,一般前端PU方面提供基于3G网络的R_PU、可以涵盖中国电信EVDO、中国联通WCDMA、中国移动TD-SCDMA三种网络制式。设备类型可以包括固定式、车载式、单兵、便携式视频编码器或网络摄像机等。而CU浏览方面提供手机终端监控浏览,并提供完整的手机监控解决方案,参见图1。


3G监控主要系统架构解析
        下面将从PU和CU两个方面对3G无线监控方案做详细介绍。

R_PU监控
1、R_PU
        R_PU是无线PU的英文简称,是无线视频监控系统的前端子系统,主要实现音视频、报警信息的采集、3G网络传输以及云镜控制等功能。

        R_PU在进行视音频信号和报警信号的多通道传输时将数据包划分成多个小包,分别在不同的链路上进行传输。R_PU会根据各链路上的丢包率动态调整各链路上的传输数据量,自动适应各链路的带宽。对链路带宽的自适应数据传输的功能,使R_PU对网络带宽的利用率最大化,R_PU部署架构如图2。


[nextpage]2、MRPA
        MRPA即多无线通道接入模块,是将R_PU顺利接入监控平台的关键网元。MRPA一般与平台有限网络侧的前端设备接入服务器PUI一同部署,形成完整的无线接入方案,并针对无线传输网络的无线特性做出相关的适配,以提高无线传输质量。MRPA主要功能包括:

·接入无线PU,完成其向监控平台注册的过程;
·点击对应无线PU监控点,获取码流,进行解码与显示;
·支持PU的基本功能操作,如录像、抓拍、参数配置、告警联动等;
·对前端设备进行控制,放大、缩小、变倍等;
·支持QCIF与CIF视频图像,获得良好的显示效果;
·支持无线PU与平台之间双向语音传输;
·支持多卡绑定扩展通道进行无线传输;
·支持无线PU中GPS信息的传输。

R_PU监控业务
        无线PU监控方案的监控业务实现主要包括平台注册、视频浏览、云镜控制三方面。

1、R_PU注册到平台和发送码流的实现
        R_PU通过MRPA和PUI接入注册到监控平台,并通过3G网络完成监控码流的传输,具体流程可参看图3。


2、视频浏览
视频浏览的实现主要分为控制流和媒体流两部分。
控制流主要流程如下(停止视频浏览与“开始视频浏览”流程类似):
·开始视频浏览;
·CU请求视频浏览信令;[nextpage]
·CMU通过PUI转发视频浏览请求;
·R_PU通过PUI响应视频流请求信令。
媒体流主要流程如下:
·R_PU发送码流给MRPA;
·MRPA转发码流给VTDU;
·如果需要转码,MRPA完成码流重整后将码流转发给VTDU;
·VTDU将码流发送给CU。

3、云镜控制
控制流主要流程如下:
·CU请求进行PTZ控制;
·CUI转发PTZ请求给中心管理模块CMU;
·CMU通过PUI转发PTZ请求给R_PU。

(CU)手机监控
        在CU监控浏览方面,手机监控是最普及、最方便,也是最具代表性的一种终端浏览方式。而一些“手机监控”解决方案,会针对不同档次的手机提供不同的手机浏览方式,手机监控模型可参考图4。


1、高档3G智能手机
        这种手机性能高,用户属于高端群体,对应用要求比较高,多属于行业专网应用,例如公安的“平安城市”应用、环保监控应用。对于这部分用户群体,系统可提供MCU浏览方式,只需在智能手机上安装一个MCU软件,用户便可以完成大部分监控PC的监控功能,如视频实时浏览、视频录像、视频录像回放、摄像机PTZ控制、图片抓拍、语音对讲等。[nextpage]

2、中高档手机
        这类手机具备一定的智能功能,但是受限于手机本身的处理能力,无法完成复杂的控制功能。某些手机监控方案则可提供基于手机内置流媒体播放器的流媒体监控方式,可以对于视频监控点进行实时视频监控。

3、低端手机
        这类手机属于最简单的手机,性能比较弱,无法完成视频播放功能,而手机监控提供彩信PUSH的方式,让用户通过浏览连续的前端抓拍图片来了解前端实时状况。

        另外,在手机上进行视频监控,通常受制于手机屏幕尺寸和分辨率,可能无法关注画面细节,而某些手机监控方案提供了视频和图片相结合的浏览方式来解决这个问题,用户可以通过前端抓拍高清的JPEG图片来关注前端监控现场细节,并且可以保留作为调查取证的依据。

(CU)手机监控业务
        手机监控实现主要分为视频浏览、数字云台控制、云镜控制三方面。

1、视频浏览
控制流主要流程如下(除不包含第一条外,停止视频浏览与开始视频浏览流程类似):
·M_CU请求RTSP URL;
·M_CU和VRS之间建立RTSP会话;
·VRS向VMU进行视频浏览请求;
·如果需要转码,VMU进行VMTU调度,并通知VMTU准备转码;
·VMU进行视频浏览请求。

媒体流主要流程如下:
·PU发送码流给VTDU;
·VTDU转发码流给VMDU;
·如果需要转码,VMDU将码流转发给VMTU;
·VMTU将转码后的码流发给VMDU;
·VMDU将码流发送给M_CU。

2、云镜控制
控制流主要流程如下:
·M_CU请求进行PTZ控制;
·VMU转发PTZ请求给CMU。[nextpage]

3、数字云台
控制流主要流程如下:
·M_CU请求进行数字云台控制;
·VMU发送转码请求给VMTU。
媒体流流程同“视频浏览”相类似。

手机监控具体应用

        目前某些手机监控解决方案可适应各种复杂的网络环境,顺利地实现手机移动监控,如NAT穿越,私网与公网的的互联通信等,参见图5手机监控组网图。


1、NAT穿越
        首先参见图6“NAT穿越组网图”,可以看见MSP、VAU和平台都部署在公网,通过支持NAT功能的WAP网关与私网互联,采用非双跨方式实现WAP手机的移动监控业务。M_CU向VAU发送NAT探测包,VAU感知到M_CU映射后的公网地址,并向该公网地址发送媒体流,从而实现手机监控视频浏览。


[nextpage]2、专网穿越网闸
        有些固网监控基于专网建设,通过网闸连接到公网,WAP和NET方式的手机要想能够监控专网监控系统的前端,就必须穿越网闸,实现专网与公网的互联通信(部署方案见图7)。


该方案部署方面应遵循以下几个要点:
·VAU建设在公网;
·在公网上建设映射平台(含AAA),专网平台和映射平台各部署代理服务器;
·按照专网平台的模式,映射平台建立一批手机用户账号(手机通过这些用户账号进行移动监控);
·映射平台和专网平台进行相应的设备映射和客户映射,以及设备划归;
·穿越网闸的平台间信令采用TCP端口映射模式,码流采用Socks5代理模式。

3G监控应用
        3G监控部署灵活、应用范围广、监控便捷,主要可以应用在以下领域。

1、特定行业移动性无线视频监控
        主要包括城管车载、金融押运、公交、客运、轮渡、地铁、油罐车、特殊物品运输等交通运输工具内部监控应用,单兵监控、警察巡查、消防火场监控应用等。

2、临时性监控
        这种监控需求时间紧,使用时间短,采用无线监控部署可大大节省部署时间和部署成本。如自然灾害抢险救灾、突发性群体事件等。

3、特殊应用环境/场合监控
        这类场合通常无法部署固定监控或者部署成本太高,如森林防火、水文监控等,3G无线监控覆盖范围广,无需复杂布线,可轻松满足这类应用需求。[nextpage]

3G监控的发展
        3G无线视频监控的应用是一个逐步推进的过程,大致可分为三个阶段。

1、高端用户先行
        部分传统监控高端用户可率先实现3G无线监控应用,如手机监控与无线前端的移动部署。

2、新的监控业务模式
        开辟3G监控新应用,建立新的监控业务模式,从部分已经习惯了无线监控的用户开始尝试,并引领其他人跟随,如家庭监控、宝宝在线等业务。

3、无线监控的普遍应用
        无线视频监控成为与有线监控同样重要的监控模式;随着3G的发展,广阔的民用市场将成为无线视频监控的主要市场。

        3G监控与3G网络的发展相辅相成,3G监控能有效应用3G网络的带宽特性,提升网络的利用率,给运营商带来巨大的收益,从而进一步推动3G网络的发展,而3G网络的完善,又能促进3G监控的发展与普及,这两者的结合,将会有更广阔的发展前景。

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