朱 濤

（貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州貴陽 550008）

GPRS無線信號(hào)視頻傳輸和實(shí)際應(yīng)用

朱 濤

（貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州貴陽 550008）

基于融合化、聯(lián)網(wǎng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化與高清晰度發(fā)展方向，結(jié)合廈蓉公路某標(biāo)段實(shí)例，在闡述實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，對(duì)其遠(yuǎn)程現(xiàn)場視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案展開深入分析，旨在為監(jiān)控系統(tǒng)的不斷完善與發(fā)展提供可靠的參考。

GPRS；無線信號(hào)視頻傳輸；實(shí)際應(yīng)用

1　GPRS簡介

GPRS通用無線分組交換技術(shù)是介于第2代和第3代之間的一種通信技術(shù)它采用與GSM相同的頻段，頻帶寬度，突發(fā)結(jié)構(gòu)，無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)頻規(guī)則以及相同的TD-MA幀結(jié)構(gòu)，技術(shù)特定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多服務(wù)，以“分組”形式傳送數(shù)據(jù)。GPRS以運(yùn)營商傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時(shí)間為基準(zhǔn)來計(jì)算，只要GPRS流量不欠費(fèi)用戶可以就做到“永遠(yuǎn)在線”，減少連接時(shí)間，因此采用GPRS作為傳輸通道，適用于分散監(jiān)控點(diǎn)的圖像監(jiān)控。然而受到單個(gè)GPRS信道的的帶寬和速率的局限，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心無法得到較為流暢的監(jiān)控圖像，為此有必要采用雙GPRS通道的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

2　系統(tǒng)組成

無線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控分為兩部分，監(jiān)控前端和監(jiān)控中心。監(jiān)控前端由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，單卡／多卡網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器型號(hào)JZ-1000，（內(nèi)置海思ARM處理器，GPRS通訊模塊，視頻圖像處理器等器件）防雷器，電源等部分組成。監(jiān)控中心主要是有公網(wǎng)的IP服務(wù)器，視頻播放軟件等組成客戶機(jī)和監(jiān)控中心服務(wù)器如圖1所示。

圖1　視頻播放軟件等組成客戶機(jī)和監(jiān)控中心服務(wù)器

3　圖像監(jiān)控終端GPRS通訊實(shí)現(xiàn)

數(shù)字遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控是利用數(shù)字圖像壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻，音頻通信。為了在數(shù)字信道上傳輸，經(jīng)過數(shù)字化使圖像壓縮編碼成H.264格式，數(shù)據(jù)復(fù)合，信道接口等處理工作。那么在信號(hào)接收端是一個(gè)逆過程，解壓縮后的圖像數(shù)據(jù)可直接顯示在電腦屏幕上，也可以在電視監(jiān)視器上顯示，為實(shí)現(xiàn)前端攝像機(jī)采集的圖像遠(yuǎn)程傳輸，視頻服務(wù)器當(dāng)中的GPRS模塊與Internet相連時(shí)需先完成撥號(hào)，以此建立PPP鏈路。協(xié)商物理層對(duì)應(yīng)的傳輸配置，在得到IP以后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)包收發(fā)，所以在得到相應(yīng)IP以前，由于無法明確目標(biāo)終端的信息，也就是IP地址，因此監(jiān)控中心無法對(duì)終端實(shí)施主動(dòng)連接和控制。為此，還需進(jìn)行必要的連網(wǎng)配置，并對(duì)主動(dòng)發(fā)起和監(jiān)控中心的連接，以此確保服務(wù)器軟件可以連接一旦移動(dòng)監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心創(chuàng)建連接，二者都可以互相了解對(duì)方IP，則無線監(jiān)控終端就好比在網(wǎng)絡(luò)存在固定主機(jī)一般，二者均能自由的進(jìn)行命令與數(shù)據(jù)收發(fā)。

3.1監(jiān)控管理軟件

它是監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，對(duì)用戶分組，監(jiān)控設(shè)備，連接IP進(jìn)行管理，不同組的用戶只能看分配給該組的視頻，不能看到其他組的視頻。分組用戶只能有位移終端名稱，用戶名稱，用戶密碼，服務(wù)IP地址，客戶端軟件通過這個(gè)地址連接服務(wù)器對(duì)自己視頻的瀏覽，由于線程存在一定獨(dú)立性，所以客戶端和終端的數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)受到任何的影響。數(shù)據(jù)傳輸過程中，有一定幾率會(huì)發(fā)生連接中斷的現(xiàn)象，所以程序需運(yùn)用斷點(diǎn)續(xù)傳、超時(shí)重新傳送等基本功能，確保視頻資料傳輸?shù)目煽啃?，服?wù)器監(jiān)控軟件界面。

在連接終端和服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器不僅能通過網(wǎng)線和Internet相連，還能借助GPRS模塊實(shí)現(xiàn)連接，使服務(wù)器IP存在一定不確定性，所以應(yīng)使用動(dòng)態(tài)域名解析。服務(wù)器啟動(dòng)過程中，花生殼動(dòng)態(tài)域名解析軟件隨之自動(dòng)開啟，終端在獲取短信以后，會(huì)通過服務(wù)器IP實(shí)施相應(yīng)的解析，然后再和服務(wù)器進(jìn)行連接。

3.2實(shí)際應(yīng)用

（1）在技術(shù)上通過視頻監(jiān)控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

（2）為業(yè)主和現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)理方提供了現(xiàn)場施工情況，做到了有據(jù)可查。

（3）采用主流，網(wǎng)絡(luò)式，符合發(fā)展方向的技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)滿足可視化防控需要，橋梁隧道信息化建設(shè)邁向數(shù)字化管理、道路安全監(jiān)控、日常路政管理、使得橋梁隧道可視化管理、應(yīng)急指揮和交通事件防控?cái)?shù)字化水平得到有效的提高。

（4）橋梁隧道全程

監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)突出應(yīng)用，在建設(shè)中應(yīng)以現(xiàn)實(shí)需求為導(dǎo)向，以有效應(yīng)用為核心，以技術(shù)建設(shè)與工作機(jī)制的同步協(xié)調(diào)為保障，確保系統(tǒng)能有效服務(wù)于各個(gè)業(yè)務(wù)部門和信息子系統(tǒng)的工作需要，充分利用前端豐富的信息資源，結(jié)合各種應(yīng)用業(yè)務(wù)。

（5）橋梁隧道這種監(jiān)控模式真正給業(yè)主監(jiān)理起到了“咨詢”和“顧問”作用，及時(shí)上傳視頻資料，滿足在建工程監(jiān)控管理7*24小時(shí)不間斷持續(xù)運(yùn)行的需要。

（6）系統(tǒng)實(shí)際建設(shè)以實(shí)用、夠用為原則，充分評(píng)估建設(shè)、使用、線路租用、維護(hù)費(fèi)用及升級(jí)改造費(fèi)用，在確保工程建設(shè)質(zhì)量、系統(tǒng)實(shí)用性、先進(jìn)性的前提下，擇優(yōu)選擇可行的方案。

（7）橋梁隧道全程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架下的有機(jī)組成，系統(tǒng)采用的軟硬件根據(jù)統(tǒng)一的規(guī)范、協(xié)議和要求選型，根據(jù)最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并經(jīng)過具有相應(yīng)資格的軟件評(píng)測中心、產(chǎn)品檢測中心的測試，質(zhì)量達(dá)標(biāo)，性能穩(wěn)定，能夠持續(xù)有效運(yùn)行。

4　系統(tǒng)運(yùn)行情況

（1）運(yùn)行上，遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控的選型原則實(shí)用性設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用方便，設(shè)備的開放性，前端設(shè)備采用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的H264圖像壓縮技術(shù)。

（2）可靠性上，后端設(shè)備采用軟解壓與可靠性較強(qiáng)的TCP／IP協(xié)議，這樣有效避免信息丟失等現(xiàn)象。但在實(shí)際情況中，由于無線信號(hào)強(qiáng)度存在一定差別，所以每過一段時(shí)間就有可能發(fā)生一次GPRS modem斷線情況。為此，可在系統(tǒng)當(dāng)中增設(shè)具有自動(dòng)撥號(hào)功能的模塊，也可在布網(wǎng)過程中確保所有接入點(diǎn)均具有較高的信號(hào)強(qiáng)度。

（3）運(yùn)行速度上，GPRS存在一定網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，從前端至中心的延時(shí)大約在1～2s左右。為防止發(fā)生丟包問題，延時(shí)最長不得超過7s，即場景改變所產(chǎn)生的信號(hào)需要在7s以內(nèi)抵達(dá)服務(wù)器，這種程度的延時(shí)是完全可以接受的。

（4）存儲(chǔ)容量上，由于實(shí)行“正常少傳輸、異常多傳輸”的方案，所以視頻儲(chǔ)量通常較少，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)發(fā)射臺(tái)的月視頻儲(chǔ)量不超過5Gbyte，相對(duì)于實(shí)時(shí)視頻而言，該儲(chǔ)量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

5　結(jié)束語

伴隨著全國公路交通體系的建設(shè)熱潮，視頻監(jiān)控子系統(tǒng)作為機(jī)電建設(shè)中不可或缺的一部分，在橋梁隧道運(yùn)營管理中也發(fā)揮著越來越大的作用。一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的省份紛紛采用全程監(jiān)控的方式，解決了物理監(jiān)控盲區(qū)的問題，同時(shí)監(jiān)控中心也擁有了豐富的視頻圖像資源。除了用于日常的橋梁隧道運(yùn)營管理外，如何更好的利用這些視頻圖像資源為公眾提供便捷、優(yōu)質(zhì)的視頻圖像增值服務(wù)，最大限度的發(fā)揮它的價(jià)值，也是我們正在思考的問題。

［1］ 劉建華，陳祖爵，周明.基于GPRS的無線視頻監(jiān)控［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，（5）：1144-1147.

［2］ 王超智.基于GPRS的鐵路無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2009，（10）：139-142.

［3］ 韓云.監(jiān)控視頻信號(hào)的無線通信設(shè)計(jì)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2008，（28）：234-235.

U492

C

1008-3383（2016）10-0179-02

2016-04-18

朱濤（1973-），男，江西人，助理工程師，研究方向：電氣工程信息技術(shù)。