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移動端

無線監(jiān)控終端與客戶終端關鍵技術應用

2013年10月30日 14:48$artinfo.Reprint點擊量:1488

  目前,無線網(wǎng)絡在安防中主要有兩大類應用,一是無線監(jiān)控終端,二是無線監(jiān)控客戶端。通過無線網(wǎng)絡和視頻監(jiān)控技術,可以衍生出很多智能化、化的行業(yè)應用,例如*應急指揮、保險(放心保)遠程定損、公交智能調度等等。未來主要面對的問題,其實就是隨著終端數(shù)量的增加,行業(yè)用戶的增多,如何更地利用無線網(wǎng)絡有限的資源的問題。這個問題的解決,需要通過技術和管理的手段,向用戶提供一套更完善的解決方案。
  
  無線監(jiān)控終端
  
  無線監(jiān)控終端,我們可以理解為將有線網(wǎng)絡替換為無線網(wǎng)絡的監(jiān)控終端。這類終端有一個共同點:某些場景有迫切的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需求,但由于應用環(huán)境的限制,通常不能使用有線網(wǎng)絡,如車載、船載、手持單兵等。這類在移動場景的監(jiān)控需求,通常只能通過無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)實時聯(lián)網(wǎng)。從技術角度講,這類監(jiān)控場景都需要實現(xiàn)以下幾點:1.無線傳輸優(yōu)化;2.硬盤防震;3.電源高穩(wěn)定性;4.主機防護等級高。
  
  常見的無線監(jiān)控終端有車載DVR、單兵、無線編碼器、無線攝像機等,主要應用于移動或臨時性安裝的場合,有部署方便、應用靈活的特點。無線監(jiān)控終端主要有以下關鍵技術。
  
  無線傳輸技術
  
  由于3G網(wǎng)絡的出現(xiàn),使得無線監(jiān)控在一定程度上得到了普及,但是3G網(wǎng)絡目前所能夠提供的網(wǎng)絡帶寬以及穩(wěn)定性,傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡相比還有一定的差距。因此,對無線網(wǎng)絡傳輸?shù)膬?yōu)化是zui關鍵的技術點。
  
  在視頻無線傳輸方面,需要做兩方面工作,一是通過率編碼壓縮算法,將所需要的視頻碼流盡可能地壓縮,以適應無線網(wǎng)絡帶寬。一般來說,無線監(jiān)控終端都具有雙碼流的功能,通常主碼流用于本地錄像,子碼流用于網(wǎng)傳。由于3G網(wǎng)絡上行帶寬通常在500kbps至800kbps,因此單路視頻通道的子碼流需要壓縮在128kbps-256kbps左右。另一方面,無線信號覆蓋、扇區(qū)的用戶數(shù)量、系統(tǒng)噪聲分布都是不均勻的,并且這些因素隨著用戶行為變化也會產(chǎn)生一定的波動。因此,無線網(wǎng)絡即使進行過多次優(yōu)化,網(wǎng)絡提供的帶寬也是相對不穩(wěn)定的,會隨著一些系統(tǒng)因素進行波動。
  
  單兵設備傳輸?shù)膶崟r視頻與網(wǎng)絡點播視頻有一個很大的差異性,就是用戶對延遲的感知。例如,在播放電影的時候,為了保證流暢,通常會增加一段時間的緩存,并且在帶寬允許的情況下緩存會越積越多。也就是說,傳輸文件的過程中,用戶看到的視頻都是之前已經(jīng)傳輸至客戶端的視頻。這樣能夠保證流暢性,用戶又不會感覺到延時。但是通常使用單兵的用戶,既對視頻的流暢度要求很高,又對視頻的實時性要求非常高。在應急指揮等應用中,通常對延遲的要求是10秒以下。所以,單兵視頻系統(tǒng)通常只能使用小于3秒的緩存。
  
  因此,單純通過緩存來應對網(wǎng)絡的波動顯然不現(xiàn)實。為了增強視頻的實時性和流暢性,視頻碼流必須通過控制算法,實時評估網(wǎng)絡帶寬,對實時的碼流進行控制。在網(wǎng)絡帶寬較低的情況下,通過控制算法,調整視頻傳輸?shù)膮?shù),保證視頻的流暢性。
  
  一般的碼流控制過程為:監(jiān)測->計算->控制。
  
  在無線視頻傳輸過程中則表現(xiàn)為:*步,同步監(jiān)測無線傳輸狀況;第二步,將獲取到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算,得出當前需要控制的級別(以碼率Kbps反映);第三步,根據(jù)不同的等級選擇不同的處理方式,切換通道、抽幀、抽場等。
  
  抽幀控制也就是通過將非關鍵幀去掉,保證原有視頻序列能夠繼續(xù)正常播放。
  
  自動控制方案非常多,比較典型的帶寬控制模型如圖2:帶寬-碼率=誤差。帶寬高,碼率低時,正誤差大,驅動碼率調節(jié)器提高碼率;帶寬低,碼率高時,負誤差大,驅動碼率調節(jié)器降低碼率;閉環(huán)負反饋系統(tǒng)循環(huán)促使誤差越來越小,帶寬碼率。
  
  通過這類循環(huán)控制模型和抽幀、抽場算法等手段,可以有效的實現(xiàn)視頻傳輸?shù)淖哉{節(jié)。
    
  硬盤的抗震設計
  
  由于車載、船載等監(jiān)控終端長期應用在顛簸、震動、搖擺等惡劣環(huán)境下,要保證設備長期穩(wěn)定工作,對加固技術有較高的要求,尤其硬盤減振加固技術是該系統(tǒng)重點難題。車載主機硬盤減振方案采用不銹鋼鋼絲繩減振器。使用一根不銹鋼鋼絲繩與上下兩塊夾板繞制成不銹鋼鋼絲繩減振器,其剛度和阻尼取決于鋼絲繩直徑股數(shù)、長度、圈數(shù)、纏繞方式及松緊程度,阻尼特性與隔振器變形有關。
  
  硬盤驅動器振動失效原因分析:硬盤工作時,磁盤高速旋轉,磁頭依靠空氣的阻力懸浮于盤面上面,伺服機構驅動磁頭沿著盤面的徑向移動,實現(xiàn)對磁盤進行讀/寫。為了保證磁頭對盤面記錄信號的敏感性,磁頭與盤面的間隙變得很小,一般在20?50nm之間。硬盤工作時磁頭和盤片距離非常小,易受到外部環(huán)境的影響。
  
  對硬盤保護措施是盡量減少外部沖擊和硬盤共振。硬盤減振加固技術原理是使用隔振材料吸收外部振動能量,避免硬盤受到猛烈的沖擊。
  
  寬幅電源設計
  
  目前,標準汽車電瓶提供的均是直流12V或24V電源,行駛過程電源一般可穩(wěn)定在12?16V或24?28V之間,期間可能還會出現(xiàn)各種高壓毛刺,因此各種車載電子設備應該配備較性能好的電源系統(tǒng)。車載終端需采用寬幅隔離電源,可自動適應DC6?36V的電源輸入,并能夠過濾高達DC150V的高壓毛刺,良好適應各種汽車的電氣特性要求。
  
  散熱、防塵設計
  
  由于工作環(huán)境特殊,散熱、防塵性能成為衡量車載DVR性能的一個重要因素,普通DVR采用的風扇、孔窗式散熱結構也不適合于車載DVR。在全封閉式機箱、無風扇的設計要求下實現(xiàn)了良好的散熱和防塵性能:在內(nèi)部結構上,根據(jù)熱量分布情況對電路板進行合理布局,避免熱量聚集;在設備外觀上,主體機身采用優(yōu)良的鋁質材料,并且巧妙融入散熱片的設計理念,使整個機箱即等同于一個巨大的散熱片,在沒有風扇、孔窗的條件下可以將機箱內(nèi)部的熱量及時傳遞給外界環(huán)境。
  
  無線監(jiān)控客戶端
  
  近兩年,借助智能手機、平板電腦發(fā)展的東風,無線監(jiān)控客戶端(也稱移動客戶端)得到了極大地發(fā)展,各種應用軟件都可以很方便的下載,這是順應無線網(wǎng)絡發(fā)展的產(chǎn)物,其主要特點和優(yōu)點是靈活、方便。
  
  無線監(jiān)控客戶端是為了滿足人們隨時隨地進行監(jiān)控的需要,目前的主要發(fā)展方向也就是手機、平板客戶端。
  
  無線客戶端不但可以應用于專家、領導遠程指揮,并且還能夠大力地推動民用監(jiān)控的發(fā)展。由于以往的商鋪監(jiān)控、家庭監(jiān)控都無法通過聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程查看,使得應用效果大大降低,僅僅能夠作為一個事后查證的依據(jù),對于商鋪被盜、老人身體不適等情況無法及時得知。通過無線監(jiān)控終端,可以及時聯(lián)網(wǎng)進行查看,快速對突發(fā)情況進行響應,不但對事故有查證作用,還能在一定程度預防事故發(fā)生,降低事故損失。
  
  從技術層面來講,無線客戶端應用環(huán)境通常要在穩(wěn)定的場景下進行,采用手機、平板等終端,無線網(wǎng)絡的下行帶寬往往大于上行帶寬,所以在傳輸、抗震、電源等方面,技術難點相對較小。但是由于客戶端往往需要承擔主要的業(yè)務功能,也就是面向用戶的功能。在軟件功能的設計方面,需要根據(jù)各個行業(yè)的特點,進行定制化處理。目前的無線客戶端往往還很難與PC客戶端一樣強大。今后,業(yè)務功能的開發(fā)將是無線監(jiān)控客戶端的一個重點,也是無線監(jiān)控面向更多行業(yè)的一個重點。
  
  4G網(wǎng)絡已經(jīng)在多個重點城市測試,等到4G牌照正式發(fā)布,4G網(wǎng)絡全國推廣的時候,無線安防將邁上一個新的臺階。相信在不久的將來,無線監(jiān)控將在很多行業(yè)可以替代有線監(jiān)控。
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