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移动式视频监控系统的组成与工作原理

  2022-10-11

移动式视频监控系统是利用公用移动通信网络将远程的多个监控点设备连接起来,而进行的一种传输视频和控制信号的新型系统,它采用了先进的视频压缩算法H.264,甚至H265流媒体视频数据压缩技术的无线传输网络解决方案,并整合了公用移动通信网络的数据通信功能和数字视频编码功能。

即把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩,通过无线通信终端发射到公用移动通信网络,实现视频数据的交互、发送/接收、加/解密、加/解码、链路的控制维护等功能。根据应用,把实时动态图像传到距离用户最近的移动通信网络,并可以通过Internet访问系统服务器得到实时图像信息。

该系统整合了公用移动通信网络和Internet网络的优势,从而在空间和距离上产生了突破性的拓展。移动视频监控系统的组成与原理框图如图1所示,由图可知,移动视频监控系统主要由移动终端(手机等)、监控前端、传输网络、监控管理中心四个部分组成。

一,移动终端(客户端)

移动视频监控系统的移动终端包括具有中国移动的GSM/GPRS网络与中国联通的CDMA网络(如联通CDMA2000-1X网络),运行BREW/WinCE/Linux平台的手机或者PDA,以及带CDMA网卡的笔记本电脑等。显然,这些终端需安装专用视频解码软件,方可实现移动视频监控功能。

二,监控前端(采集端)

移动视频监控系统的监控前端主要由信号采集设备、可遥控动作设备、嵌入式数字硬盘录像机DVR、网络视频服务器DVS,以及安装音/视频压缩卡的PC式DVR构成。信号采集设备包括音/视频信号、报警信号采集及其他模拟采集设备,主要由摄像机、拾音设备、报警器、红外探头、门磁、烟雾传感器等组成,其作用主要是提供监控前端各种信号采集功能,如音/视频、震动、烟雾、非法入侵等其他异常信号及相关参数的采集。可遥控动作设备包括电动变焦镜头、全方位云台、室外电控防护罩及射灯开关等其他可控机电设备,这些设备按照中心控制端发来的遥控指令进行动作。

嵌入式数字硬盘录像机DVR、网络视频服务器DVS及PC式DVR是整个系统中最重要的设备,负责将采集到的音/视频、报警等模拟信号编码、压缩为数字信号,按照标准的网络通信协议通过局域网、互联网或专网传输到监控管理中心机房。同时,还可以将监控管理中心机房发出的数字控制命令转化为模拟信号指令发给机电、报警等前端设备。整个系统可以做到监控前端无人值守、高效监控的运作方式。

三,传输网络

移动视频监控系统的前端监控设备(硬盘录像机DVR、网络视频服务器DVS)数据上传通道将采用1P网络,如局域网、宽带接入、ADSL拨号等方式实现数据上传,对于少数无法采用有线通道实现上传的应用环境,也可以采用5.8GHz无线宽带设备、无线局域网,以保证视频数据采集的实时性。

移动视频监控系统的终端设备(PDA、手机、笔记本电脑)数据下传通道采用中国移动的GSM/GPRS网络与中国联通CDMA2000-1X公用移动通信网络实现音7视频实时监控,并最好使用后者。CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支一扩频通信技术上发展起来的一种移动电通信技术。

它原是中国联通在完善优化CDMA网络建设过程中推出的第“2.75”代通信技术,在IS-95CDMA网络的基础上进一步升级了无线接口,使其支持高速补充业务信道,从而可实现高速互联网接入服务。CDMA2000-1X的最高下载速度可以达到153kbps,能满足视频监控对数据传输速度的需求。

显然,这种速度是GPRS数据传输的2~3倍,而且网络使用成本较低,特别适合像金融交易、远程监测等行业的通信需求,可完全取代过去传统的有线Modem、X.25、数传电台、短信等通信方式。除上述公众移动通信网络外,还有Wi-Fi与WiMAX宽带移动通信网络。随着第三代移动通信技术(3G)商业化规模的不断拓展,其无线移动网络传输的带宽能达到2Mbps,而目前又已进入4G时代,并还在向5G推进,显然这些都将会大大推动无线网络的移动视频监控的发展。

四,监控管理中心

移动视频监控系统的监控管理中心按照逻辑功能可以划分为下列服务器群。

(1)数据库服务器。数据库服务器提供系统数据的集中管理服务。该服务器采用MySQL数据库进行数据综合管理,主要用于移动终端的流媒体业务支持能力的协商。该数据库系统功能有用户账号、登录信息管理;DVR视频服务器信息管理;计费和流量统计管理。

(2)管理服务器。管理服务器主要负责与数据库交互,为整个移动监控系统提供业务逻辑控制。其功能模块包括建立并维护多个客户端的网络连接;鉴权和身份认证;维护用户的登录会话;接收用户的服务器定位搜索请求,从数据库服务器返回结果;根据用户的监控点要求,将用户需要浏览的服务器数据流复位位到客户端设备。

(3)流媒体服务器。流媒体服务器是移动流媒体业务平台的服务器,是提供流媒体业务的核心设备,主要负责移动流媒体的录像保存、实时流媒体转发和码流负载均衡控制。

(4)备用服务器。备用服务器在管理服务器或者数据库服务器发生意外故障时,能够自动转入服务状态,替代执行管理服务或者数据库服务。根据数据库服务器、流媒体服务器和管理服务器的架构可以为每一台服务器都架设一台备用服务器,备用服务器与主服务器组成双机冗余热备份系统。


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