基于3G的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、計(jì)算機(jī)時(shí)代2011年第9期0引言近年來，隨著Internet 的普及和全球信息化的發(fā)展，信息化建設(shè)全面鋪開，信息技術(shù)給汽車運(yùn)輸領(lǐng)域帶來了深刻的變革。目前國內(nèi)很多汽車運(yùn)輸公司、物流公司、出租車公司、汽車租賃公司等已經(jīng)推行基于GPS 的運(yùn)輸車輛實(shí)時(shí)定位，確保及時(shí)準(zhǔn)確地掌握車輛在途信息。如今城市安防意識普遍增強(qiáng)，無線車載視頻監(jiān)控已成為平安城市建設(shè)中不可或缺的一部分。早期的車載GPS系統(tǒng)通信主要采用GSM短信方式來實(shí)現(xiàn)1，2,GSM 短信通信方案是把采集到的GPS 位置和速度信息,以短信的方式發(fā)送給監(jiān)控中心相應(yīng)的短信服務(wù)系統(tǒng)或者指定手機(jī)號碼。通用無線分組業(yè)務(wù)(GeneralPacket Radio S

2、ervice,GPRS 是在現(xiàn)有GSM 網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展出來的一種新的分組交換數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù),后期采用GPRS 作為GPS 車載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信方案，比GPS 短信通信方案優(yōu)勢明顯3，4。無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求更高,通信量和通信頻率的增加，使得采用GSM/GPRS作為GPS 車載系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信方案已不能達(dá)到將該應(yīng)用推廣的目的。隨著3G 的正式到來，移動通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為承載視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸提供了更好的條件和保障5，6?；?G 的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，是將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS ）與地理信息系統(tǒng)（GIS ）相結(jié)合，同時(shí)輔助天氣情況，地面交通情況，通過3G 網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控調(diào)度中心通信，智能地選擇最佳

3、行駛路徑，實(shí)時(shí)傳遞車內(nèi)實(shí)況錄像。這一運(yùn)輸行業(yè)的服務(wù)流程更新設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控各類運(yùn)輸信息，而且能使整個(gè)運(yùn)輸管理平臺最大地發(fā)揮整體效益，對配送全過程進(jìn)行同步視頻跟蹤控制，對路線路況信息完整采集保存，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度和事故車輛的緊急援助，進(jìn)一步提高了運(yùn)輸企業(yè)的市場競爭力。1系統(tǒng)功能及架構(gòu)基于3G 的無線監(jiān)控傳輸系統(tǒng)與很多安防監(jiān)控產(chǎn)品相比，由于其移動性的特點(diǎn)和服務(wù)對象不同，在功能上存在著很大的差異，具體而言，該系統(tǒng)包括以下功能：車輛實(shí)時(shí)無線視頻監(jiān)控。基于不同時(shí)間、不同空間的智能車載遠(yuǎn)程跟蹤監(jiān)控，有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。將圖像回傳至監(jiān)控調(diào)度中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛位置、車內(nèi)外實(shí)況和行駛路線，防止司機(jī)繞路、私

4、自載貨和偷油等。車載行駛路徑智能選擇。根據(jù)交通管理系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)的接口提供的數(shù)據(jù)，掌握在途運(yùn)輸車輛所在區(qū)域交通流量狀況和沿途天氣情況，智能地選擇最佳行駛路徑，可以降低油耗、控制行駛路線和時(shí)間、加強(qiáng)安全管理。預(yù)報(bào)警處理。監(jiān)控和保障車輛、司機(jī)和貨物的安全狀況，異常及意外情況報(bào)警處理。車輛錄像軌跡回放。對任意車輛支持軌跡播放、暫停、幀放、慢放、快進(jìn)、快退等傳統(tǒng)播放功能?；?G 的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用吳紅娉,楊森(杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院信電系，浙江杭州310018摘要：為了進(jìn)一步加強(qiáng)在途運(yùn)輸車輛的安全監(jiān)督管理，結(jié)合3G 網(wǎng)絡(luò)模式的推廣，提出了基于3G 的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案

5、，給出了該系統(tǒng)的總體框架、工作流程，以及車載終端和監(jiān)控中心的具體設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性佳，可在很大程度上降低企業(yè)成本，該設(shè)計(jì)具有可行性。關(guān)鍵詞：無線視頻監(jiān)控；3G 通信網(wǎng)絡(luò)；車載終端；監(jiān)控中心中圖分類號：TP303文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8228（2011）09-19-02Design and Application of 3G-based Wireless Video Surveillance Transmission SystemWU Hong-ping ，YANG Sen（Dept. of Information Science &Electronics

6、, Hangzhou Vocational &Technical College, Hangzhou, Zhejiang 310018, China ）Abstract ：In order to further strengthen the safety supervision and management of in-transit vehicles, combining the popularity of 3G network model, we propose the design and implementation scheme of 3G-based wireless vi

7、deo surveillance transmission system, give the whole framework and work process of the system, as well as the specific design of vehicle terminal and surveillance center. The test result proves that the system has good real-time performance and good stability, and it can reduce enterprise cost to a

8、great extent, so this design is feasible.Key words ：wireless video surveillance ；3G communication network ；vehicle terminal ；surveillance center收稿日期：2011-8-02作者簡介：吳紅娉(1982-，女，浙江省金華市，講師，碩士研究生，主要研究方向：計(jì)算機(jī)智能控制，車載跟蹤。··19Computer Era No. 92011基于3G 的無線監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)，由車載設(shè)備、3G 無線通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控調(diào)度中心三大部分組成。其中，車載設(shè)備端主

9、要由攝像頭、無線監(jiān)控錄像機(jī)、GPS 模塊、通信模塊、LCD 顯示屏和主控制器構(gòu)成；監(jiān)控調(diào)度中心則由GPS 模塊、GIS 模塊、通信模塊和中央處理機(jī)構(gòu)成。應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖1所示。車載攝像車載攝像車載攝像主控制器GPS 模塊無線監(jiān)控通信模塊LCD 顯示車載設(shè)備GPS 模塊GIS 模塊通信模塊中央處理智能管理監(jiān)控調(diào)度中3G 網(wǎng)圖1物流運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)框圖基于上述架構(gòu)的運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的基本工作流程如下。當(dāng)物流運(yùn)輸車輛在路線上運(yùn)行時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭對車輛內(nèi)場景或路況進(jìn)行錄像；車載通信模塊會與監(jiān)控調(diào)度中心保持實(shí)時(shí)交互，它通過GSP 模塊定位，計(jì)算出自身所處的地理位置的坐標(biāo)；車載設(shè)備通過3G 無線通信網(wǎng)絡(luò)把車輛

10、信息發(fā)送給調(diào)度中心。調(diào)度信息中心將接收到的位置坐標(biāo)以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以在中心的監(jiān)控視頻上顯示車載內(nèi)外實(shí)況錄像，也可與GIS 系統(tǒng)的電子地圖進(jìn)行匹配，在電子地圖上直觀顯示車輛的準(zhǔn)確位置，并且可以通過與交通管理系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)的接口，根據(jù)運(yùn)輸車輛所在區(qū)域交通流量狀況和沿途天氣情況對運(yùn)輸車輛的行駛路徑進(jìn)行優(yōu)化。調(diào)度監(jiān)控中心通過CMS 向車輛發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。車載設(shè)備也可以根據(jù)自身行駛途中的突發(fā)狀態(tài)與調(diào)度中心交互，發(fā)出預(yù)警。當(dāng)運(yùn)輸車輛回到總站時(shí)通過U 盤拷貝或更換硬盤的方式下載指定時(shí)段錄像；通過回放分析軟件實(shí)現(xiàn)對下載錄像的分析。通過運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)度中心的管理人員可以實(shí)時(shí)掌握運(yùn)輸車輛的

11、動態(tài)信息，如位置、速度、行駛狀態(tài)等，并且可以通過視屏監(jiān)控即時(shí)主觀的呈現(xiàn)運(yùn)輸車輛畫面，使安防效果更到位。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案GPS 智能管理監(jiān)控調(diào)度中心組成：由CDMA2000EVDO 通信網(wǎng)關(guān)、通信管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、管理終端、大屏幕顯示系統(tǒng)等組成整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。功能模塊：提供了CDMA 2000EVDO 網(wǎng)關(guān)接口，處理所有GPS 警情數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息（位置、報(bào)警、記錄等）進(jìn)行存儲、分發(fā)到通訊網(wǎng)絡(luò)控制中心和公交調(diào)度中心。車載設(shè)備組成：需要定位、跟蹤的車輛必須安裝車載單元（本系統(tǒng)稱車載終端）。車載終端組成包括主機(jī)（由GPS 接收機(jī)、CDMA2000EVDO 收發(fā)模塊、車載硬盤錄像機(jī)、車載

12、顯示器和語音報(bào)站器構(gòu)成）。車載監(jiān)控的產(chǎn)品組合方案如圖2所示。功能模塊：車載終端是公交車輛監(jiān)控調(diào)度的重要部件，GPS 接收機(jī)完成GPS 衛(wèi)星信號的分析計(jì)算，通過CDMA 2000EVDO 通信模塊發(fā)送給公交調(diào)度中心。顯示設(shè)備可收發(fā)消息、實(shí)現(xiàn)調(diào)度功能、發(fā)出提示信息，攝像頭可拍攝視頻并由車載硬盤錄像機(jī)將視頻信號編碼記錄并上報(bào)到中心，GPS 模塊連接自動報(bào)站器可實(shí)現(xiàn)自動報(bào)站功能。圖2系統(tǒng)監(jiān)控產(chǎn)品組合服務(wù)平臺組成：由GPS 調(diào)度服務(wù)器、存儲數(shù)據(jù)庫、視頻注冊服務(wù)器、視頻存儲服務(wù)器和磁盤陣列組成，架設(shè)在通信網(wǎng)絡(luò)控制中心，可通過Internet 及專線訪問中心Web 服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對車輛的網(wǎng)上管理。功能模塊：網(wǎng)上

13、平臺基于B/S結(jié)構(gòu)，其最大優(yōu)點(diǎn)是客戶端不需要下載配置地圖，地圖可直接由服務(wù)器發(fā)布到客戶端。Web服務(wù)平臺提供了地圖服務(wù)、請求響應(yīng)、GPS 警情數(shù)據(jù)處理、車輛資料管理等功能。3試驗(yàn)結(jié)果該系統(tǒng)目前已經(jīng)進(jìn)入推廣試驗(yàn)階段，在武義汽車運(yùn)輸總公司試用了一年的運(yùn)行結(jié)果顯示，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性佳。公司目前已有兩輛車安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，表1是其中一個(gè)車輛近一年有關(guān)投入系統(tǒng)后與投入系統(tǒng)前的數(shù)據(jù)對比。表1安裝無線監(jiān)控傳輸系統(tǒng)前后數(shù)據(jù)對比未安裝3G 無線監(jiān)控錄像傳輸系統(tǒng)按每輛車每天多走5公里和跳款50元計(jì)算年多用燃料：5公里/輛/天×365天×20升/百公里×6.8元/升(以當(dāng)?shù)赜蛢r(jià)為準(zhǔn)=約

14、12410元/輛年多用輪胎：5公里/輛/天×365天=1825公里輛按每套輪胎行駛1000公里損耗約35元約計(jì)64元/套×4套=256元加速車輛損耗：約計(jì)1000元跳款50*365=18250元/輛合計(jì)每年多支付約31916元/輛安裝3G 無線監(jiān)控錄像傳輸系統(tǒng)3G 無線監(jiān)控錄像傳輸系統(tǒng)設(shè)備總價(jià):8000元/輛技術(shù)服務(wù)費(fèi):400元/月/輛×12個(gè)月=4800元/輛通訊費(fèi)(以當(dāng)?shù)匾苿邮召M(fèi)為標(biāo)準(zhǔn):20元/月×12個(gè)月=240元/輛合計(jì)總支付費(fèi)用13040元/輛很明顯，從上述數(shù)據(jù)比對中可以得出安裝3G 無線監(jiān)控錄像可以有效防止司機(jī)繞路跳票，省下一筆不必要的支出，

15、全面應(yīng)用可以很大程度上降低公司支出。更重要的是，直觀的畫面呈現(xiàn)可以為交通事故糾紛的案件處理提供重要的依據(jù)，還能對司乘人員起到警示作用。··20計(jì)算機(jī)時(shí)代2011年第9期4結(jié)束語建立基于3G 的無線視頻監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)，使運(yùn)輸企業(yè)能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握車輛的運(yùn)行狀況，通過直觀呈現(xiàn)的車輛畫面，對車輛進(jìn)行監(jiān)督調(diào)度管理，為駕駛員提供交通和服務(wù)信息，從而保障車輛安全、按時(shí)到達(dá)目的地。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)的使用節(jié)約了成本，使運(yùn)輸車輛的管理簡單有效，因此，我們認(rèn)為該系統(tǒng)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1曹沖.國內(nèi)外車載GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢J.全球定位系統(tǒng),2000.25(1:10142郭嘉儉.我國GPS 車輛定位管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向探討J.全球定位系統(tǒng),2001.26(4:16223何小衛(wèi),王愛華,馬躍.基于GPRS 的GPS 車載終端通信技術(shù)研究J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用.2008.28(11:295229544吳萬榮,譚祖香,謝習(xí)華.GPS/GPRS工程裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中車載端的應(yīng)用研究J.機(jī)電工程技術(shù),2006.3