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3G為監(jiān)控插上隱形的翅膀

2011/06/24

　　隨著21世紀互聯網時代的到來，原有的模擬視頻監(jiān)控系統正在逐步被網絡視頻監(jiān)控系統所取代，基于網絡技術展開的各種應用也層出不窮，例如視頻監(jiān)控系統聯網整合，高清監(jiān)控系統，智能監(jiān)控系統，無線監(jiān)控系統，視頻監(jiān)控系統與視頻會議系統的完美融合等等，數不勝數，琳瑯滿目。一時之間監(jiān)控行業(yè)風起云涌，市場也出現了井噴的歷史機遇。

　　網絡技術的開放性以及良好的對通性使得監(jiān)控系統不再局限于提供監(jiān)控現場視頻資源的簡單功能，而在安全防范、提高工作效率、合理監(jiān)管等方面提供更多的技術支持。例如：通過網絡，用于對道路卡口進行監(jiān)管的視頻監(jiān)控系統可將行駛車輛的顏色、型號、車速，行駛軌跡，以及車輛牌照提供給智能分析服務模塊進行分析，從中提取出車牌號碼并判斷是否超速，是否逆向行駛，同時也可與道路管理部門后臺數據庫進行交互，已判斷該車是否是肇事車輛，逾期未年檢車輛等等。所以，基于網絡技術的視頻監(jiān)控系統是未來監(jiān)控發(fā)展的一大趨勢。

　　顧名思義，網絡視頻監(jiān)控系統中的信令及碼流傳輸都是通過網絡進行傳輸的。一談到網絡，大部分人想到的就是網線，路由器，交換機這些東西。舉個生活中的例子來講，我們把一套視頻監(jiān)控系統比作一個龐大的鐵路系統，各個平臺及模塊就是遍布在這個鐵路系統中的各個車站，信令和碼流就是這些車站之間需要運輸的貨物，而網線可以想成是連接各個車站的鐵路。貨物（信令及碼流）先在車站（平臺或者模塊）按照某種順序裝載到貨運車廂（協議）的封裝，然后通過鐵路（有線網絡）運送到各個車站，然后再由各個車站將貨物從車廂里卸載（協議解析）下來，最后在分配到不同的處理部門進行處理。實際上網絡視頻監(jiān)控的基本原理就是這么簡單。實際上，在上面的例子中，貨物不僅可以通過鐵路進行運輸，也可通過空中走廊進行運輸，翻譯成行業(yè)里面的話講，網絡視頻監(jiān)控已經不再局限于在有線網絡上進行傳輸，隨著無線技術的不斷發(fā)展，無線網絡也可以作為監(jiān)控系統的碼流及信令傳輸方式，而且在很多方面擁有有線網絡無法比擬的優(yōu)勢，現如今主要用于無線監(jiān)控的無線傳輸方式有3G,WIFI,微波，衛(wèi)星，WIMAX等等，正是這些技術的日益成熟，為監(jiān)控插上了隱形的翅膀，從而讓監(jiān)控真正的飛起來。

　　不同的無線傳輸方式應對與不同的應用場景，3G監(jiān)控適合在3G信號覆蓋較好的區(qū)域進行部署，例如城市及城市周邊地區(qū)；WIFI雖然帶寬較高，但傳輸距離有限，一般不會超過100M，所以僅限于小范圍內的無線監(jiān)控；微波及衛(wèi)星一般僅會被軍隊或公安等特殊部門使用。今天主要針對3G監(jiān)控為大家做一個淺顯的介紹。

　　3G意指第三代移動通信技術，它通過蜂窩移動通訊技術可支持高速數據的傳輸，速率一般可達到幾百kbps以上，目前國內應用較廣的3G標準分別為中國聯通的WCDMA,中國電信的CDMA2000以及中國移動的TD-SCDMA。其中WCDMA是沿用歐洲標準，CDMA2000則是采用美國標準，而TD-SCDMA則屬于國內自主研發(fā)的標準。這其中的孰優(yōu)孰劣是一個仁者見仁，智者見智的問題，相信接觸過3G的同行都有不同的看法，在此就不一一言表。

　　言歸正傳，由于3G可支持高速數據的傳輸，所以針對于監(jiān)控信令及碼流完全可以借助于3G網絡進行傳輸。當然這其中也有很大部分的原因是H.264編碼技術，可以在保證視頻質量的基礎上將原本較大的視頻流壓縮成為很小的數據包進行傳輸，所以3G監(jiān)控已經不再是夢，而是如今呈現在我們面前的現實。按照入網位置(前端或者客戶端)的不同，我們可分為3G客戶端監(jiān)控及3G前端監(jiān)控。談到3G客戶端，主要依賴3G網絡的下行帶寬，依據我們的測試，在3G信號良好的狀況下，現在3個電信運營商的3G卡都可支持客戶端瀏覽的帶寬需求。客戶端既可以安裝于電腦，也可安裝于智能手機終端，借助電腦或者手機上的3G模塊聯入互聯網，以便于接受平臺轉發(fā)過來的碼流并對圖像進行解碼顯示，所不同的是一般安裝在電腦上的客戶端和安裝在手機上的客戶端稍有不同，主要差異體現在處理性能上，因為手機硬件的局限性，所以針對高清的解碼略顯不足，相信在不久的將來會有支持高清監(jiān)控視頻瀏覽的手機終端出現。

　　接著再來說說3G前端，此種前端實際是在網絡視頻前端的基礎上增設了3G模塊，利用3G模塊來替代原有的以太網口，常見的有無線編碼器，3G網絡攝像機。那么基于這些設備可以展開哪些應用呢？下面聽我一一道來。

　　首先要提到的是便攜式監(jiān)控，我們在一些項目中經常會遇到由于成本及環(huán)境無法鋪設有線網絡的問題，這些局限性的條件經常讓我們頭疼不已，于是基于3G傳輸技術的便攜式監(jiān)控解決方案就應運而生了。便攜式監(jiān)控的核心設備通常是一個集成了3G模塊的無線編碼器，同時可根據需要配給符合使用環(huán)境的前端攝像頭，能夠提供戶外供電的蓄電池，云臺，支架等等。組成該套解決方案的所有設備可以承載在一個箱子里，方便攜帶，架設簡單，故稱為便攜式監(jiān)控設備。此種解決方案對于應對突發(fā)事件，搶險救災，臨時集會現場監(jiān)控等等應用場景非常適合，為處理這些事件提供了先進的技術輔助手段。前端攝像機采集到的視頻圖像先通過無線編碼器的編碼模塊將視頻流進行壓縮編碼，在編碼的過程中可編成兩路碼流（雙碼流），其中主流用于本地存儲，以便于日后的調查取證，輔流可通過3G模塊將壓縮編碼后的視頻流傳輸到遠方的視頻監(jiān)控指揮中心，為指揮中心作出精確指揮提供必要的圖像依據。
便攜式監(jiān)控設備

便攜式監(jiān)控設備
　　接下來再來介紹無線單兵系統，整個無線單兵視頻監(jiān)控構架由單兵視頻監(jiān)控終端、傳輸網絡和監(jiān)控中心組成三層聯網式綜合監(jiān)管系統，提供前端視頻圖像實時無線傳輸、事故快速響應、呼叫指揮等功能，以解決對事發(fā)現場進行動態(tài)指揮管理問題。

　　無線單兵監(jiān)控采用車輛安裝無線單兵視頻服務器，外接無線單兵攝像機。視頻服務器通過3G無線網絡，監(jiān)控中心能夠對車輛內的圖像進行實時監(jiān)控和傳送，并采用了雙碼流技術，本地錄像采用D1分辨率，網絡傳輸采用CIF/QVGA/QCIF分辨率，實現本地編碼存儲和遠程存儲。

　　無線單兵終端是對外界監(jiān)控管理系統的前端設備，作為單兵系統，可以非常便捷的攜帶，通過設備自帶的皮包，可以輕松挎在身上，并且可以配合頭盔式攝像頭、備用電池、微型本地回顯液晶屏等外設，滿足各種場合下使用。

　　最后我們來看看車載監(jiān)控的相關解決方案，我們在這里所講的車載監(jiān)控多指在司法行政機關的執(zhí)法車或巡邏車上安裝的無線監(jiān)控系統，而不涉及公共交通行業(yè)的公交車監(jiān)控。

　　在司法行政機關依照國家法律秉公執(zhí)法的同時，為了避免沖突糾紛，所以需要在執(zhí)法車和巡邏車上安裝視頻監(jiān)控系統，一方面震懾暴力抗法現象的出現，一方面也對司法機關文明執(zhí)法進行監(jiān)督。在這樣一個大的背景下，車載監(jiān)控作為視頻監(jiān)控的延伸應用正在國內大規(guī)模的進行推廣。

　　車載監(jiān)控解決方案往往可以通過在車載無線編碼器上安裝GPS模塊與公安系統GIS/GPS系統相結合，結合之后可發(fā)揮更大的效用，舉個例子來說，110指揮中心可以通過GIS/GPS系統看到離突發(fā)事件區(qū)域最近的巡邏車，并通過語音呼叫安排該巡邏車前往處理，在處理的過程中可通過巡邏車上的無線監(jiān)控前端實時瀏覽前端現場圖像，便于及時掌握第一線的進展情況。在之前做過的一些案例中，此解決方案也可為督察提供工作績效考量的依據。
科達車載監(jiān)控解決方案

科達車載監(jiān)控解決方案
車載監(jiān)控本地預覽

車載監(jiān)控本地預覽
車載監(jiān)控遠程客戶端瀏覽

車載監(jiān)控遠程客戶端瀏覽
　　洋洋灑灑談了這么多，實際上3G監(jiān)控并不像很多人想象的那么復雜，也許在實際應用中會碰到這樣或者那樣的問題，例如最初筆者接觸車載監(jiān)控時，車載環(huán)境取電問題是一個難題，車輛通常在打火啟動的瞬間會產生高壓電流，一不小心就會造成設備的損壞，為此可通過特定的取電模塊將不穩(wěn)定的車載供電經過濾波、整流、穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的工作電壓，最終解決此難題；在公安的無線3G應用中，通常會有領導擔心3G傳輸的安全性，實際上這種擔心也可以變?yōu)榉判�，�?G網絡中可以通過設置VPN來形成一個虛擬的局域網，不經過賬號和密碼的認證是沒有辦法獲取到這一段網絡中傳輸的數據包的，所以我歸納出了辦法總是比困難多，這些問題都會得到圓滿的解決。

　　總的來說，3G監(jiān)控憑借著無線技術的迅猛發(fā)展正面臨著一個非常好的歷史機遇，3G在視頻監(jiān)控上的推廣是一個逐步推進的過程，從最初的高端應用到有線的補充，再到無線監(jiān)控，普遍應用一定會逐步發(fā)生，具體在：

　　第一步：傳統監(jiān)控用戶的無線化，高端用戶進行無線監(jiān)控應用，包括手機瀏覽與無線前端的移動部署。

　　第二步：新的業(yè)務模式，部分已經習慣了無線監(jiān)控的用戶開始嘗試，并引領其他人跟隨，如家庭監(jiān)控、寶寶在線等業(yè)務。

　　第三步：無線監(jiān)控的普遍應用，無線視頻監(jiān)控成為與有線監(jiān)控同樣重要的監(jiān)控模式。隨著3G的發(fā)展，家庭安防成為無線視頻監(jiān)控的廣泛市場。

　　監(jiān)控需要3G的支持，3G也需要監(jiān)控的應用：

　　監(jiān)控是最優(yōu)質的3G業(yè)務，可以幫助運營商在3G上帶來巨大的收入。中國電信今年在“全球眼“業(yè)務上的爆炸式發(fā)展，必將引爆運營級監(jiān)控市場。

　　監(jiān)控業(yè)務能有效應用3G網絡的帶寬特性，提升網絡的利用率，從而進一步推動3G網絡的發(fā)展，而3G網絡的完善，讓監(jiān)控真正的飛翔起來。

CTI論壇報道