無線監控技術方案淺析

1.無線監控成爲視頻監控發展的趨勢

視頻監控目前已是安防中非常重要的組成部分,已逐步爲各行各業所廣泛應用。經過幾年國家平安城市工程的持續推進,目前089月爲止示範城市已達180多個,作爲系統核心的視頻監控點位預計已有200萬個左右;與此同時轉型中的運營商已推出爲行業客戶提供各自可運營的視頻監控系統如“全球眼”和“寬視界”,截至到08Q2電信共建設約10萬個監控點,並計劃2010年發展到50萬個。另外在銀行、港口和電力等行業都在大量使用視頻監控系統。總而言之,視頻監控已爲各行各業所重視,與此同時視頻監控技術隨之快速發展。

衆所周知,傳統視頻監控系統由攝像頭、傳輸、矩陣和存儲等部分組成。視頻監控技術已由傳統模擬監控向數字化轉變,且隨着模擬和數字技術結合的DVR數字視頻存儲技術逐步成爲市場主流;隨着視頻監控應用不斷深入,監控規模和圖像共享需求日益突出,規模應用則意味着全方位的圖像資源記錄和多角度取證,圖像共享則意味着讓更多人員能夠看到和分析圖像;視頻監控的規模管理和資源共享必須利用成熟且共享的傳輸平臺來實現,這個傳輸平臺就是成熟且標準化的IP網絡,IP網絡監控成功應用在多個平安城市建設*,逐步成爲視頻監控建設項目主流方案。

IP網絡以其標準化且成熟而取得快速發展,最好例證是當前的互聯網即規模最大的IP網絡。當前IP網絡技術的發展有兩個突出的特點:無線化和多業務;無線技術不斷涌現和創新,UWBWiFiWiMaxGSM/CDMA3GB3G等,不論哪種技術如何發展有一個共同點:不斷刷新數字傳輸速率,3GHSDPA2G的傳輸速率提高到2MbpsLTE技術則提高到100MbpsWiFi11n11g/11a54Mbps提高到300Mbps;帶寬增長真實的目的除接入更多的用戶外,是IP網絡的另一個趨勢:多業務承載;除NGNIPTV外,視頻監控業務應該是IP網絡視頻應用成功業務之一,因此無線和監控(業務)的結合即無線監控是市場和技術的趨勢,也是視頻監控發展的趨勢。

2.幾種主流無線監控技術方案介紹

目前市場涌現的無線監控技術方案較多,從無線與視頻編碼器的耦合程度可分爲無線融合IP camera、無線融合編碼器+攝像頭和無線+編碼+攝像頭等幾種方式;從無線技術角度可分爲WiFi技術、2.5G3G和其他單獨的視頻傳輸信道等方式;從應用場景分爲室內應用、室外固定應用和室外移動應用等方式;從監控系統的前後端又可分爲前端無線和後端無線;總而言之目前應用的無線監控技術方案種類較多,下面就幾種有成功應用的主流無線監控技術方案進行介紹:

1、基於WiFi的無線IPcamera方式

當前WiFi技術已廣泛進入家庭承載寬帶數據業務,最具代表的就是無線寬帶路由器和無線網卡,型號和功能都非常齊全且價格低廉;無線IP camera的無線監控方案就是基於較爲普及的WiFi無線網絡來承載視頻監控業務,同時將前端進行高度集成:無線網卡+編碼器+攝像頭三合一,即無線IP camera。該種方式通過攝像頭採集圖像,編碼器進行圖像編碼和壓縮,最後通過無線網卡傳送到IP網絡中供管理和圖像查看。無線IP camera在提供Web查看功能的同時還提供第三方控制管理的SDK或試用的管理軟件。

無線IP camera方式具有無線網絡可獲取性高、部署成本低廉和安裝方便等優點,已逐步爲家庭用戶或其他中小客戶所接受,目前能提供無線IP camera的廠商非常多,以無線廠商或攝像頭廠商爲主如AXISSony等。但此種方式也有其自身的缺點如攝像頭類型較少,清晰度分辨率不高,缺紅外或低照度,遠不如模擬攝像頭豐富的種類;還有無線IP camera以室內應用爲主,目前市場尚無滿足工業級要求;編碼技術以MPEG-4爲主,很少支持H.264的。

目前來看基於無線IP camera的無線監控技術方案主要滿足家庭和中小商戶等低端用戶需求,以其低廉的成本和快速的部署等優勢,同時隨着Camera類型的增多將得到更廣泛的應用。

2、基於公衆無線網的移動監控方式

基於公衆無線網的2.5G技術GPRSCDMA1X在數據應用上較爲成功如手機上網,此種無線技術實際最大傳輸速率能達到幾十Kbps,隨着編碼技術不斷優化,這樣的帶寬已經可以滿足部分視頻監控的需求,基於2.5G移動監控技術逐步得到應用。

基於2.5G移動監控系統主要由監控管理中心、有線IP網絡、無線分組網絡和前端採集幾部分組成;前端對圖像採集並壓縮完畢後,通過無線終端(數據終端)傳送到無線分組網絡中,轉發到有線IP網絡中,到監控管理中心,管理中心對前端進行管理和調度。

GPRSCDMA1X的無線承載相對較爲成熟,且兩個無線網絡的覆蓋相對廣泛,所以該種移動監控方式主要應用於移動車輛監控、監控點非常分散等應用場景,如城市出租車視頻監控系統通過廣角攝像頭對乘客的圖像進行抓拍,將圖像上傳到管理中心進行備案,也可在危機時對出租車內進行影像監控,同時也將部分廣告信息和通知同步下發到各個出租車上。當然這種方式受限於其傳輸帶寬,圖像質量要求不高或只有高清晰的圖片要求,不過隨着3GB3GHSPDALTE等技術的出現,無線傳輸帶寬不斷提高,基於公衆無線網的移動監控方式將有更廣泛的應用。

3、基於無線擴頻技術的無線監控方式

無線擴頻技術簡單來講就是將調製後的信息擴展到較寬頻帶上的一種調製技術,目前較爲成熟的就是802.11標準中制定的直接序列擴頻(DS)、跳頻(FH)和正交分頻多工(OFDM)等技術,其工作頻率有2.4GHz5.8GHz兩個頻段,可根據不同調制方式提供6M12M24M36M54Mbps等不同帶寬。由於擴頻技術能提供高帶寬,基於該技術的無線監控也成目前較爲主流的技術方案;此外該技術標準成熟、抗干擾能力強、抗多徑干擾和部署方面成本低等諸多優點,在油田、港口、景區、航道和城市監控等得到廣泛的應用。

基於無線擴頻技術的無線監控系統主要有監控管理中心、有線IP網絡、無線網絡和前端採集等部分組成,工作流程與其他視頻監控系統流程相同,不過在前端採集和無線網絡的結合方面,技術方案有所變化,最常見的方式就是鬆耦合即攝像頭+前端編碼+無線AP,該種方式可將專業無線和專業監控系統結合起來,提供各方面都有優勢的整體解決方案,也被多數廠商或集成商所採用,但此種方式在前端安裝上故障點較多;當然還有部分耦合即攝像頭+編碼結合無線的方式,該方式安裝簡單、成本低和故障點少等優點,但該種方式受限於編碼結合無線的類型,無法滿足更多場景的需求。

基於無線擴頻技術的無線監控方式隨着無線擴頻技術的發展將在帶寬上優勢非常明顯,成爲目前主流的無線監控技術方案。

4、基於無線公衆網的手機監控方式

隨着手機應用的逐步廣泛且智能手機的普及,人們更希望能隨時隨地獲取想要的信息和視頻,目前無線公衆網的數據通訊帶寬不斷增加,爲該種需求提供了可能。當前一些技術廠商聯同運營商共同推出手機監控的業務,該業務系統主要由前端編碼和控制、無線公衆網、WAP服務器和手機監控客戶端組成,前端編碼和控制提供1路或多路的視頻編碼,將攝像頭註冊到WAP服務器,手機登陸到WAP服務器上,WAP服務器則根據用戶的權限提供相應的攝像頭列表,手機通過點擊相應的攝像頭資源來查看相應的圖像資源。由於手機監控業務可以隨時隨地獲取監控圖像,爲家庭和中小企業提供非常方便的監察手段。

當然目前手機監控業務剛剛興起,隨着公衆無線技術不斷改進和增強,爲客戶提供高清晰監控圖像和手機視頻會議提供了可能,相信不久的將來手機監控將成爲無線監控非常熱點的應用模式。

3.總結

前面提到了目前幾種主流無線監控的技術方案:基於WiFi的無線IP camera方式、基於無線公衆網的移動監控方式、基於無線擴頻技術的無線監控方式和基於無線公衆網的手機監控方式等,不同的技術方案具有各自不同的技術優勢,適合於不同的應用場景。隨着人們對無線監控的需求更新和細化,無線技術發展和視頻編碼技術優化,無線監控技術方案也會不斷髮展和更新,更加貼近客戶的應用需求,相信未來的無線監控將得到更廣泛和深入的應用。

 

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