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前言

隨著生產管理水平的不斷提高，遠程圖像監控系統得到了廣泛的應用，也越來越成熟，而且正朝著網絡化、智能化的方向發展。采用3G無線傳輸數據通訊方法解決了遠程監控系統的通訊問題，比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優越性。由于傳送的是圖像數據，數據量大且較為頻繁，可選擇不限量使用的商務套餐較為經濟。隨著3G網絡的逐漸完善和應用技術的不斷成熟，3G的應用領域也會越來越廣闊。

3G無線視頻監控優勢

目前，3G無線視頻監控在以下場景中有著廣泛的應用：有線網絡無法到達或者有線網絡價格過于昂貴的地方，如電力高壓線路、高速公路、環境監測、森林防火、路燈、石油開采、石油輸油管線、物流、運輸船、防洪搶險等；人員無法接近的場所，如易燃易爆等危險場所、疾病傳染區、其他微生物危險區等；相對不固定的被監控場所、臨時布線會有成本浪費的地方，公安偵查臨時布防、部隊野戰訓練、臨時建筑工地、臨時活動場所、會展中心等。

3G無線視頻監控優勢主要體現：

覆蓋面廣：手機無線網絡覆蓋率極高，幾乎不受山川、河流、橋梁道路等復雜地形和區域限制。

部署方便：無線視頻監控系統幾乎可以部署在室外的任何地方，包括水體、崎嶇地帶、偏遠地方。前端編碼器或網絡攝像機，甚至手機，采取無線接入的方式，只需要在移動網絡覆蓋下，就能很方便、很簡易地搭建起監控點，免除復雜地形導致的布線繁瑣和麻煩。

高數據吞吐量：考慮到未來的WIFI和3G技術發展，無線網絡傳輸帶寬可高達6Mbps~200Mbps.

高可靠性：高端無線傳輸系統的可靠性高達99.999%的載波級，可以實現無中斷的安全傳輸。

成本低廉：免除了遠距離網絡布線所造成的高昂費用。

監控方便：可隨時隨地采用手機進行無線視頻監控，不局限于預先安裝好監控客戶端的某臺電腦。

業務多樣：無線視頻監控不僅可以覆蓋所有固網監控業務，還可以開展各種移動業務，如：移動執法監控、移動采訪等。

3G無線視頻監控面臨的困難

與2.5G類似，雖然3G已經開始應用于無線視頻監控，但在傳輸數據量巨大的視頻流時，仍然存在以下一些問題：

無線網絡的帶寬與頻率資源更為有限

由于公共移動通信網絡的單個終端有效帶寬相當有限，往往需要同時承載語音、數據等傳輸業務。目前的3G網絡即使用來傳輸CIF圖像，一個基站也不能超過3個監控點，而且無線寬帶的特點是傳輸當中帶寬的不確定，目前3G網絡速度快的話可以達到1M，速度慢的幾十個字節，因此只能作為輔助傳輸手段。

無線信道的誤碼率比較高

特別是當終端設備處于移動狀態時，可用帶寬和誤碼率指標有較大幅度下降，可用帶寬經常發生波動，高帶寬的視頻監控數據易發生丟包，可靠性不高。

無線傳輸的資費也遠高于有線傳輸

一般來講，有線傳輸的性價比高于無線傳輸，寬帶傳輸更是如此。3G無線視頻監控系統的運行費用包括視頻源的寬帶上網費、手機收看流量費、監控系統運行費等，總的運行費用較高，且很難下降。

共享信道資源的公眾通信系統

在應急情況下發生局部性負荷劇增時，有可能造成不可容忍的延時甚至阻塞問題。

3G無線視頻監控技術介紹

3G無線視頻監控以數字信號處理為基礎，結合3G無線網絡傳輸的方式實現信號的交換、控制、錄像存儲以及點播回放，并通過設立強大的中心業務平臺，實現對系統內所有編解碼設備及錄像存儲設備的統一管理與集中控制。對用戶而言，僅需登錄中心業務平臺，即可實現全網監控資源的統一調用、瀏覽與使用。

目前，3G無線視頻監控作為一種新型的應用形式已逐漸受到市場的青睞。新一代視頻監控管理系統不再局限于簡單地完成對視頻信號的處理、傳輸、控制，其核心乃是基于整個IP網絡和無線網絡的多媒體信息（視頻/音頻/數據）提供一個綜合、完備的管理控制平臺。

與前幾代視頻監控系統相比，3G無線網絡視頻監控主要是以3G網絡依托，以數字視頻壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以實用的智能圖像分析為特色，并與報警系統、門禁系統等整合到同一個平臺上，從而輕而易舉的避免了以往傳統監控系統需要專有布線網絡的問題，輕松解決了信號長距離的傳輸問題，方便的實現了多點遠程監控，以及與不同監控系統之間的無縫融合。 

迄今為止，深圳市朗馳欣創科技有限公司在無線網絡視頻監控領域已完成了一系列的核心技術儲備，其主要包括：視音頻信號優化技術，數字通信協議棧；數字視音頻編解碼技術；DSP技術；網絡傳輸中的質量保障體系與傳輸控制技術；分布式處理技術及嵌入式系統技術等等，同時，公司還在多種核心技術上進行了重大突破，其詳細情況如下：

3G無線視頻監控的需求和關鍵技術分析

需求分析

視頻監控系統的幾個重要組成部分：前端視頻采集編碼設備、中心集中管理平臺系統、用戶客戶端。在有線網絡支撐的視頻監控系統中，這幾部分之間都是通過固網進行連接的。也就是說，用戶有某個區域的視頻監控布點需求時，該區域必須具備有線網絡是必要條件，同樣，用戶需要通過有線網絡上網，才能使用視頻監控業務。

在有線視頻監控系統下，某些不方便部署有線網絡的地方無法實現視頻監控點的部屬，也無法通過客戶端使用視頻監控業務。而這兩方面的需求，尤其是無線瀏覽客戶端的需求，市場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無線網絡提供的帶寬能夠滿足視頻監控系統的需求，能夠實現前端編碼設備無線上傳，3G無線終端隨時隨地瀏覽，那將真正實現用戶的3A服務：做到任何時候（Any time）、從任何地方（Any where）、對任何現場都能實現監控（Any see）。隨著3個運營商3G建設的逐步展開，3G無線網絡的帶寬瓶頸也逐步得到突破，3G視頻監控將成為殺手級的應用。

關鍵技術分析

通過以上分析，3G無線視頻監控的關鍵主要體現在兩個端，即移動客戶終端和監控點的無線終端。前者用于解決移動用戶如何看，后者解決視頻監控點視頻無線上傳。所以，實現3G無線視頻監控系統的關鍵技術包括：適用于無線傳輸的視頻編解碼技術，3G移動網絡對于視頻傳輸的支持、視頻平臺的接口技術，3G移動終端的多媒體處理技術。其中為關鍵的是3G無線網絡和3G終端。

3G網絡環境分析

根據城市的3G無線網絡布網情況，結合國內3種3G應用技術標準和網絡視頻傳輸要求，推薦使用聯通WCDMA和電信EVDO

基于3G無線的視頻監控解決方案舉例

方案一：物流網3G視頻監控方案

系統功能特點說明：

該3G無線網絡視頻監控與GPS 定位系統系統可把攝像機采集到的圖像及語音，經視音頻壓縮編碼（高效 H.265 壓縮編碼算法）、GPS 定位信息，通過工業級WCDMA無線通訊模塊，傳輸到具有固定IP的視頻管理服務器，用戶可方便地通過 Internet/Intranet 訪問中心管理服務器，從客戶端監控實時圖像。其功能特點如下：

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。

網絡圖像傳輸：網絡資源占用低，在低帶寬(50--300kbps)條件下傳輸 VCD 級別畫質、流暢的視頻圖像。

實時監控：遠程實時監控，實時接收現場監控報警信息，為決策者在第一時間提供準確的現場數據；對云臺、變焦的實時控制，預置位和鏡頭的輪巡。

網絡圖像顯示：顯示 VCD、準 DVD 級別畫質、流暢的視頻圖像；支持電腦瀏覽、手機瀏覽、監控中心電視墻瀏覽多種觀看方式，隨時隨地在線指揮。

錄像及回放：本地錄像、遠程集中錄像和客戶端當前顯示視頻錄像；支持靈活的計劃錄像、報警聯動錄像、移動偵測錄像等多種錄像啟動方式；視頻流式存儲，可隨意下載或在線點播任意時間段的視頻影像；錄像回放時支持快進、快退、暫停、單幀播放等多種方式，方便發生糾紛或刑事案件后查找證據；通過專用播放軟件還支持運動軌跡同步播放、及增強、銳化、均衡等圖像處理技術，改進視覺效果，凸顯細節。

外接接口：開關量報警輸入，繼電器報警輸出，方便系統集成透明 RS232/485 接口，可以傳輸現場采集的數據；預留外接傳感器等。

可移動性：在監控地點移動條件下，實現完整的視頻監控管理指揮解決方案。

系統保護：嵌入式系統設計，內置硬件看門狗，可 7×24 小時連續運行，不死機。

信息安全：充分利用網絡隧道、H.264視音頻壓縮算法、防火墻/VPN、權限管理、安全認證等技術，保證監控系統和錄像資料不被越權使用和破壞。

強大的管理平臺：分布分級式管理，用戶可以不受時間和空間的限制，對監控管理目標進行實時監控、實時管理、實時查看以及實時指揮。

系統設計結構：

我們將該系統以功能要求的不同分為前端設備層、傳輸網絡層、中心服務應用層（中心服務應用層又可分為系統控制部分和視頻顯示與記錄部分），其大致結構如下：

在各層之間我們均采用模塊化設計，相對獨立，在進行設備更換時不會影響整個系統的正常運行。同時層與層之間采用標準的TCP/IP協議和3G無線通信標準進行通訊，不受網絡平臺的限制。

視頻采集系統

根據監控點的具體情況，在各監控點安裝相應的監控攝像機（彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦）和軟件系統。在每個監控車輛可以安裝一個或數個監控攝像機，外圍再各配備一臺云臺、防護罩及云臺控制器。每個視頻采集點各匹配一臺3G無線視頻編碼器。監控攝像機用于各監控點實時視頻信號。云臺可以由控制中心的計算機控制。用戶可對攝像機進行水平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、網絡傳輸、WEB Server、輸入輸出控制等功能于一體的無線網絡視頻傳輸設備。3G無線視頻編碼器可以接入各種模擬攝像頭，將模擬音、視頻信號轉換為壓縮音視頻數據流，再通過3G無線網絡傳輸到PC上解碼顯示。3G無線視頻編解碼器負責把攝像機的模擬視頻信號轉變成數字信號，同時進行壓縮，另外也傳輸控制信號，3G無線視頻編解碼器將編碼壓縮處理后的監控信息通過3G無線網絡匯集到監控管理中心，監控中心能看到各監控點的實時狀況，監控人員可通過監控中心局域網或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺。

為充分保證每個監控點的帶寬，采用H.264的編碼標準，帶寬占用較低，并可實現圖像的優質傳輸和前端本地存儲，而且傳輸距離較遠,適用于廣闊區域的監控。

無線傳輸系統

通過設備內置的3G網絡模塊與運營商基站之間形成多對1的方式建立覆蓋監控領域的無線帶網絡。產品具有傳輸距離遠、低時延（相對于行業類同類產品）和設備成本低的特點，可以提供高效和安全的視頻傳輸解決方案。WCDMA理論速率384Kbps，目前實際測試速率為250kbps左右，超過目前普通有線電話撥號上網的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數據傳輸的6-8倍�？梢詫⒉煌�地點的現場視頻信息通過無線通訊手段傳送到監控中心。

監控管理中心系統

監控管理中心負責接收各監控點通過WCDMA網絡傳輸過來的視頻信息，控制中心可以通過顯示器顯示各現場監控點的圖像信息，并進行數碼錄像，用戶登錄管理，控制信號的協調。

監控中心主要由控制主機、轉發服務器、操作終端（PC或筆記本電腦）、監控管理軟件與終端操作軟件都構成，可實現對前端設備的配置、圖像監控、錄像查詢、回放、云臺控制、電子地圖預警等功能。

轉發服務器對經WCDMA無線網絡傳送來的前端監控點攝像機采集的視頻信號進行設備訪問地址解析，轉發到監控管理中心局域網視頻監控服務器上，再經交換機通過內部局域網傳播至各個相關部門或人員的客戶端。

監控中心發出的對于云臺、鏡頭等的控制指令通過無線設備傳送到監控點。用戶可以通過位于監控中心的云臺控制設備控制現場任意點的云臺、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺的上、下、左、右、自動或輔助控制遠端的電源、攝像機開關等。

現場傳回的視頻圖像轉化為數字信號存儲在存儲服務主機上，可方便快捷地實現資料的存儲、更新、查詢、備份，為執法工作提供依據（此存儲方式僅供參考）

            物流網3G視頻監控系統拓撲圖