基于GPRS的無線視頻監控系統

1 引言

目前，遠程視頻監控系統已經廣泛應用于工礦企業生產現場監控、電信機房監控、城市交通管理等領域。常見的遠程視頻監控系統大多是通過架設專用的有線媒介，或者租用電信運營商的通信線路傳輸視頻信號。前者工程工期長，前期投入比較大，傳輸距離有限；后者受周邊環境影響較大，可擴展性較差，這就造成在礦山等偏遠地區和地形復雜地區的應用受到限制。

隨著移動通信技術的發展，無線數據傳輸的速度有了很大提高。為了能夠向GSM用戶提供分組形式的數據業務，移動公司利用現有的GSM網絡的絕大部分基礎設施，進行軟件的升級，形成了一種新的網絡邏輯實體——通用分組無線業務(GeneralPacket Radio Service,GPRS)。中國移動GPRS網絡覆蓋率廣，具有基于IP、實時在線、按流量計費、方便、性價比高等優點。通過GPRS網絡傳送用H.263等低比特圖像壓縮標準壓縮的視頻數據已成為遠程視頻實時監控系統的新選擇。本文介紹一種基于GPRS網絡的無線視頻監控系統，該系統可以在不適合架設有線網絡的特殊地理環境下，利用現有的中國移動GPRS網絡和Internet代替傳統的有線視頻監控系統對遠程目標進行視頻監控。系統中采用嵌入式控制模塊I-7188作為監控終端的主控制器。

2 系統結構

GPRS是一種新型的GSM數據業務，可在用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。GPRS采用分組交換技術，多個用戶可共享某些固定的信道資源，免受上網斷線之苦。GPRS數據傳送速率理論上最高可達164 kb／s。雖然目前只支持53.3 kb／s的峰值傳輸速率，但是由于H.263等低比特圖像壓縮標準能以低于28.8 kb／s的碼率對單幀或者活動幀視頻進行壓縮解壓縮，因此，通過GPRS網絡傳送已壓縮的視頻信號是完全可行的。

整個無線視頻監控系統分為現場視頻采集站點、GPRS網絡及遠程視頻服務器3部分，如圖1所示。現場視頻采集站點與遠程視頻服務器之間通過GPRS網絡建立TCP連接，傳送視頻編碼和控制指令。現場視頻采集站點作為TCP連接的客戶端，遠程視頻服務器作為TCP連接的服務端。現場視頻采集站點在上電后自動尋找遠程視頻服務器。而遠程視頻服務器在與現場視頻采集站點建立TCP連接后，通過發送指令遠程控制視頻采集的開始、結束以及是采用單幀采集還是連續幀采集。

2.1 現場視頻采集站點

現場視頻采集站點包括攝像頭、云臺、視頻采集卡、I-7188嵌入式控制模塊、GPRS Modem 5個模塊，如圖1所示。其中，攝像頭可根據客戶要求的清晰度、彩色／黑白、可控性等選擇合適的型號，還可以增加云臺來控制攝像頭的動作。攝像頭輸出視頻的制式要符合視頻采集卡的要求。視頻采集卡可以選擇市面上符合H.263協議的視頻采集卡成品，也可以根據需求，采用FPGA、DSP以及專用視頻采集器件來實現。本系統設計選用北京百目公司生產的視頻編碼板-極目719EC。