3G网络下视频无线传输系统的设计与实现_图文(精)
- 格式:doc
- 大小:2.48 MB
- 文档页数:66
3G无线音视频监控解决方案无线音视频监控通信系统设计方案目录1无线视音频监控技术简述 (5)1.1无线视音频监控概述 (5)1.2无线视音频监控应用特点 (5)1.33G无线集群视音频传输系统 (7)2系统设计原则及标准 (8)3系统整体规划 (9)3.1系统网络拓扑图 (9)3.2系统组网方式和需求 (11)43G无线音视频监控系统功能描述 (13)4.1系统整体功能概述 (13)4.23G音视频终端功能描述 (14)4.2.1远程图像声音传输 (14)4.2.2多画面本地图像声音监控 (15)4.2.3本地图像抓拍 (17)4.2.4本地监控云台控制 (17)4.2.5本地硬解码监控(选配) (18)4.2.6本地录像 (19)4.2.7远程视频回放 (21)4.2.8触摸屏输出接口(可选) (21)4.3监控中心系统构成及功能描述 (22)4.3.1WLB-Agent无线视频网关功能 (22)4.3.2WLB-STRS2000流媒体服务器功能 (23)4.3.3多画面网络视频监控终端软件功能 (24)5系统应用优势 (37)5.1无线应用,“随时,随地,按需监控” (37)5.2功能集成,充分利用网络资源 (37)5.3优秀的图像品质 (37)5.4系统结构灵活 (37)5.5可扩容性强 (38)5.6易操作性 (38)5.7自主开发 (38)63G无线视频传输系统相关设备技术资料 (38)6.1车载型固定安装式设备WLB-TWE4000 (38)6.2单兵式WLB-TE2100无线视频传输终端 (42)6.3WLB-TWE8000无线3G车载硬盘录像机 (44)6.4车载型防水防震高速摄像机WLB-CC001 (47)6.5专用车载触摸屏 (48)6.6无线控制器 (50)6.7美国舒尔专业领夹式无线话筒 (50)7部分成功案例 (51)8公司简介 (57)1无线视音频监控技术简述1.1无线视音频监控概述随着移动通信技术的发展和3G时代的到来,移动通信数据网络为监控视频数据的传输提供了更好的传输条件。
3G无线视频传输监控系统一、什么是3G3G,全称为3rd Generation,即为第三代数字移动通信。
1995年问世的第一代模拟制式手机只能进行语音通话;1996到1997年出现第二代GSM、TDMA等可以接收电子邮件或网页的数字制式手机。
第三代移动通信技术的出现相较于前两代数字通信技术可以将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合;可以实现全球漫游,使任意时间、任意地点、任一人之间的交流成为可能;能够处理多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
在此我通过SEED-DVS6446开发板来进行视频采集,华为EW770W来实现视频传输,来介绍3G无线传输技术二、SEED-DVS6446开发板介绍SEED-DVS6446是一款专为数字多媒体服务器应用而幵发的模块,该模块采用双核架构ARNHDSP,并接有各种多种接口,可以满足常用嵌入式系统中网络多媒体的编解码应用要求。
SEED-DVS6446硬件开发板如图1所示。
图1 seed-dvs6446开发板SEED-DVS6446视频服务器开发板所包含的接口及接口性能如表2所示:表1 SEEU-DVS6446接口及其性能三、3G技术特点(一)采用高频段频谱资源为实现全球漫游目标,按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段,可用带宽高达230MHz,分配给陆地网络170MHz,卫星网络60MHz,这网络为3G容量发展,实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间,同时可更好地满足宽带业务。
(二)采用宽带射频信道,支持高速率业务充分考虑承载多媒体业务的需要,3G网络射频载波信道根据业务要求,可选用5/10/20M等信道带宽,同时进一步提高了码片速率,系统抗多径衰落能力得到提高。
(三)实现多业务、多速率传送在宽带信道中,可以灵活应用时间复用、码复用技术,单独控制每种业务的功率和质量,通过选取不同的扩频因子,将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上,实现多业务、多速率传送。
基于3G的高速公路无线视频监控系统方案设计一、引言随着经济的快速进步以及人们生活水平的提高,高速公路的建设与改造已成为中国基础设施建设的重点项目之一。
而高速公路的安全问题日益受到人们的关注,视频监控系统因其高效、可靠的特点成为保障高速公路安全的重要手段。
本文旨在设计一种基于3G的高速公路无线视频监控系统方案。
二、系统设计1. 系统框架该系统以高速公路为基础,通过在公路两侧部署摄像头,实时监控车辆行驶状况,并通过无线传输技术将视频信号传输至监控中心,以实现对路况的实时监控与录像。
2. 系统组成该系统主要由摄像头、无线传输设备、监控中心以及后台管理系统组成。
(1)摄像头:摄像头接受聪明晰度的CMOS图像传感器,能够实时抓取高速公路上的车辆状况。
(2)无线传输设备:接受3G通信技术进行视频信号的传输,保确认时监控的可靠性和稳定性。
(3)监控中心:通过搭建监控中心,实现对高速公路路况的实时监控、录像以及异常事件的报警处理。
(4)后台管理系统:对监控中心的数据进行处理、存储、分析和查询。
三、系统工作原理1. 视频信号采集摄像头通过高速公路两侧部署,采集车辆行驶的视频信号,并经过图像处理与压缩,保证信号的明晰度和有效传输。
2. 信号传输通过无线网络设备将已处理的视频信号通过3G通信技术传输至监控中心。
由于3G网络的遮盖范围广,可以实现对高速公路全程的无死角监控。
3. 监控中心监控中心接收传输过来的视频信号,实时展示正在监控的段路况,同时进行数据存储与分析。
通过后台系统可对历史数据进行查询与分析,为决策提供依据。
4. 异常报警监控中心通过对视频信号的处理和分析,若果发现出现事故或其他异常状况,可通过报警装置准时通知相关部门进行处理。
四、系统特点及优势1. 实时性强:通过无线传输技术和3G网络的应用,实现对高速公路实时监控,能够准时发现并处理异常状况。
2. 稳定性高:接受聪明晰度的CMOS图像传感器及先进的无线传输设备,确保信号的稳定传输和明晰展示。
基于3G网络的无线视频监控终端设计摘要:随着网络通信技术的发展,3g技术的高宽带和高可移动性,使视频监控从传统的有线传输进入到无线数字监控阶段。
本文设计了一种基于3g网络的无线视频监控系统。
经验证,该系统具有传输稳定,延时小,成本低和监控画面流畅等特点。
关键词:3g 视频监控 h.264 rtp/rtcp中图分类号:tp277 文献标识码:a 文章编号:1007-9416(2013)01-0030-031 引言传统的视频监控依赖有线环境,由于需要铺设电缆或者网线等传输媒质,导致在交通、电力线路、油田等特殊地况复杂或者临时布线的环境中[2],有线网络变得无法适用,而且后期维护成本高,不能满足特殊场合视频监控的需求。
而随着3g无线技术的快速发展和应用,基于无线网络的视频监控系统能够很好的解决这个问题。
3g无线网络利用其信号广泛覆盖性的特点[3],可以使监控系统摆脱有线的束缚,一方面能够很容易的部署监控点,扩展监控区域,节约建设成本;另一方面可以应用到移动指挥和家庭看护等方面,提高监控人员的灵活性。
因此,3g无线视频监控系统具有高性价比、部署灵活、低维护成本等应用优势。
另外,国家对3g相关政策的扶持和3g网络基础设施建设的大力投入,为3g视频监控的全面发展提供了良好的可能性,使其能够被广泛应用在交通、安全、工业、家庭监控等特定领域。
2 硬件设计本文设计的硬件电路架构如图1所示,主要由最小系统板模块、视频采集模块和视频传输模块等组成。
最小系统模块是由arm嵌入式微处理芯片、电源电路、复位电路、时钟电路、flash存储电路等单元组成;视频采集模块采用的是现有的usb摄像头;视频传输模块采用基于wcdma制式的3g无线传输网络,它能够实现视频数据的无线网络传输。
整个监控系统的工作流程为:系统通过usb摄像头采集监控现场的原始视频数据,经由h.264编码算法进行压缩编码并进行rtp封装,最后通过基于wcdma的3g无线网络将压缩和封装后的视频数据传送到后台监控终端进行解码显示处理(见图1)。
基于3G/WiFi模式下通用音视频数据传输模块的设计摘要根据作者构建电力系统无线应急指挥系统过程中研发的基于3G/WiFi 模式下通用音视频数据传输模块子系统整理成文的。
首先介绍系统的开发平台和系统的组成;然后根据系统的组成,分别介绍各功能模块的设计原理和思路,并给出基本电路设计框图。
所设计的功能模块集音、视频采集和有线/无线通信为一体,成功地解决移动公网无线音视频应用系统中语音和视频的同步问题,为高清晰语音图像无线移动传输应用的普及提供有效手段。
关键词3G/WiFi;无线通信;音视频传输;移动终端;电路设计随着现代技术的飞速发展和人们对现代技术产品依赖欲望的日益增加,目前广泛使用的有线通信技术和手段已难以满足具有丰富想象力的现代人的需求。
移动通信在人们生活中的快速普及的同时,也推动着新技术的研发和推出,特别是无线WiFi技术的广泛应用和3G时代的到来,为移动音视频数据传输提供了新的、有效的途径。
为满足日益增长的社会需求,充分利用现有无线信道的传输带宽,高清晰图像数据的无线传输技术更是目前研究重点。
本文是根据作者在构建电力系统无线音视频应急指挥系统过程自主研发的“基于3G/WiFi模式下通用音视频数据传输模块子系统”整理正文的。
1 系统的开发平台及系统组成1)系统开发平台。
整个模块(系统)是基于SOC硬件平台进行开发,采用基于实时嵌入式LINUX,利用并优化H.264图像压缩算法,将音视频模拟电子信号通过ADC芯片转成数字信号,送入SOC,由SOC进行采集、压缩之后,再通过网络将压缩过的码流传到PC端。
PC端软件主要是基于Microsoft操作系统,主程序采用C++语言编写,通过网络接收到音视频码流后,将其解压缩还原显示,从而达到网络实时监看目的。
其硬件架构如图1所示。
2)系统组成。
本系统的核心芯片Cypher7108是美国Micronas公司于2005年推出的一款高度集成了音/视频流媒体编码的SOC芯片,可实现实时MPEG-4,MPEG-2,H.264视频编码。
计算机上使用,即在Windows计算机上安装了Linux虚拟机,使它同时具有了两种操作系统的功能,故可把串口线连接到LinuxHost上。
图2.3买物硬件连接图Fig.2.3Theconnectjondjagramofphysicalhardware硬件的实物连接如图2.3所示。
视频传输系统的实际连接方法:使用一根视频线,一头接摄像头,一头接入到S端子视频输入接口(JP4);使用另外一根视频线,用~头连接到电视机转接线的黄色接头,一头连接板子上的视频输出接口(J20-_J23)中任意一个;用交叉线一端连接232数据线接口(P3),另一端连接U转串的串口,再将U口与Linux主机相连;网线接口(J123)与Linux主机的网线接口相连;实验箱上的U口插无线网卡。
2.3软件环境的搭建要保证一个系统『F常有序的运行,光有好的硬件设备是不行的,软件的安装和有效地配置也起着至关重要的作用。
要搭建好DaVinci实验箱所需要的嵌入式Linux软件环境,大体需要三大步骤:(1)安装Linux操作系统:(2)配置卡¨关的服务器:(3)安装DaVinci!J1=发软件。
F面依次介绍(1)和I(3)中的重要安装,对r(2)也是年火重婴的过程,需要安装和配筠:TFTP服务器、DHCP堕塑鍪直奎堂堡主堂笪笙茎——¥cd/opt/mvpro4.0/montaViSta/pro/deVkit/lsp/ti-davillci¥ma:kexconfig稍等,我们会看到弹出图2.4所示的内核配置界面:!麟翻■蹦黼黼豳豳湖幽糊豳豳豳糊幽豳豳豳豳糊嘲豳豳豳豳誓豳豳豳■■黼翻■麓簟b土璺遗pad矧ponsupponl-MemoryTechndogyDevlce5IMTe0一{-P}岣andPJaysuppOn一引oCk如vl(e5lOSched山ersMu…_devlcesup口on(RAlDandLVM)一Nen^帕rklng-口A川dkuf口IrOA“nfrafed)sLJbsysfem口刨uetoorhsubsystem:AT~ATAP|『MFM艰LL5C5devlceFusIonMPTdevlcelEEE1394(FlreWI嘲suppon120devIce。
无线视频传输系统原理与设计摘要随着移动通信业务与技术水平的不断提高,无线通信应用越来越广泛。
除了基本的语音服务之外,无线网络逐渐拓展到高速数据、多媒体、数据图像业务等领域。
在全新移动多媒体环境下,给无线传输系统的设计提出了全新要求。
关键词无线视频传输;视频图像;压缩编码;Qos1 无线视频传输系统的原理与特征与传统的有线网络相比,无线传输环境的信道环境较为恶劣,再加上网络时代的时变性、Qos保障的复杂性等特点,给无线视频传输服务提出了更多挑战,尤其体现了视频图像编码、传输技术、压缩技术等应用特点。
1.1 信道资源有限虽然视频数据经过了压缩编码处理,但是仍然需要较多的传输频带,例如,电视质量编码、传输容量等。
但是鉴于恶劣的无线信道环境,而带宽资源比较匮乏,因此给数据传输带来更高要求。
虽然目前蓝牙技术日益发展与完善,但是以蓝牙2.0协议来看,最多只能支持3M左右的传输速率。
1.2 实时性要求较高以传统的通信数据来看,视频通讯的实时性、完整性要求较高。
但是在多媒体应用中,点到点延迟一般在150ms范围内。
在这一过程中,除了实现数据和发送端、接收端的压缩和解压缩功能之外,还应包含延迟传输。
1.3 Qos质量保障与传统的移动通信系统相比,普遍存在误码率高现象。
在无线通信的传输过程中,带来Qos质量影响的因素较多,包括用户数量变化、环境变化、天气变化等。
为了实现宽带的压缩,应该在发送端,压缩视频信息。
同时认识到,压缩之后的数据相比压缩之前的数据,对传输误差更敏感,而极少的误差也可能造成重建视频质量的大幅下降,对Qos产生直接影响。
因此,在无线通信系统中,实行视频发展,具有一定难度,这就要求传输系统与视频编解码必须解决高误码比、包丢失等问题,以此确保Qos质量。
2 无线视频传输系统的设计鉴于视频传输数据的特殊性,无线视频传输系统中,对实时性的要求较高。
以下将对视频编码协议中的实时性问题进行具体分析与阐述。
在小波编码算法中,存在较多优点,但是算法较为复杂,目前与实时性的要求甚远。
基于3G无线传输技术的视频监控系统的系统架构及优势摘要:随着通信技术的发展和人们安全意识的提高,远程监控系统得到了越来越广泛的应用,但是以往的远程监控由于硬件结构、网络结构的复杂性及传输速率的限制,使之在技术上和成本上形成瓶颈,不适合用于安防监控系统远程监控。
近年来发展迅速的3g 移动通信技术和3g网络建设以及智能监控技术为解决这一问题提供了技术支持。
3g技术的移动性、高带宽等优势将会给安防监控领域带来深刻变革,使基于固网带宽的网络化数字视频监控系统在无线环境下也能够得以实现,成为3g无线视频监控系统。
本文主要分析了3g无线视频监控系统架构及业务优势,介绍了各大电信运营商的3g无线视频监控业务发展状况,分析比较了它们的用户定位及营销策略,并给出相关建议。
关键词:3g 视频监控无线视频监控系统1 绪论随着3g通信技术的发展,3g移动视频监控系统从概念运作,到局部试点,再到正式商用,经历了漫长的过程,移动、电信、联通三大运营商争先推出基于3g网络的固定和移动融合的视频监控业务,3g视频监控已经开始发挥“杀手级”能力效应。
在有线网络视频监控系统中,视频、音频信号采集及视频观看,所需的数据传输和宽带流量成本是制约其发展与应用的重要因素。
3g通信技术的移动性、高带宽等优势将会给安防监控领域带来深刻变革,使基于固网带宽的网络化数字视频监控系统在无线环境下也能够得以实现。
利用3g无线网络通信技术对视频数据进行传输的新型系统采用了先进的无线网络数据传输解决方案、流媒体视频数据压缩技术和视频压缩算法h.264,整合了数字视频编码功能和3g 数据通讯功能,它把摄像机采集的图像经过视频压缩编码模块压缩,通过智能无线通讯终端发射到3g网络,实现视频数据的发送/接收、交互、加解码、加解密,链路的控制维护等功能,把实时动态图像传到距离用户最近的运营商通信网络,从系统中控端得到实时图像信息,通过互联网发送出去。
该系统整合了互联网和3g通信网络的优势,在空间和时间上产生突破性拓展[1]。
硕士学位论文3G网络下视频无线传输系统的设计与实现DESIGN AND IMPLEMENTATION OF VIDEOTRANSMISSION SYSTEM BASED ON 3GNETWORKS高林哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号:TN919.85 学校代码:10213 国际图书分类号:621.38 密级:公开工学硕士学位论文3G网络下视频无线传输系统的设计与实现硕士研究生:高林导师:兰慕杰教授申请学位:工学硕士学科:微电子学与固体电子学所在单位:航天学院答辩日期:2011年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classified Index: TN919.85U.D.C: 621.38Dissertation for the Master Degree in Engineering DESIGN AND IMPLEMENTATION OF VIDEOTRANSMISSION SYSTEMBASED ON 3G NETWORKSCandidate:Supervisor:Academic Degree Applied for: Specialty:Affiliation:Date of Defense:Degree-Conferring-Institution:Gao LinProf. Lan MujieMaster of Engineering Microelectronics and Solid-State ElectronicsSchool of AstronauticsJune, 2011Harbin Institute of Technology摘要无线通讯技术的发展使移动互联网下的视频传输成为可能,但相对低速、更为复杂脆弱的网络环境亦带来诸多挑战,主要集中在码率、压缩速度等方面。
本文在研究传统视频压缩算法的基础上,提出了一个基于运动检测的视频压缩控制算法,并最终实现了一个3G网络下的嵌入式视频传输系统,用于大范围、远距离区域内的视频监控。
本文首先调查了国内外在视频压缩与网络传输领域的研究现状,总结各设计中的优良特性以及在3G视频传输系统中存在的问题。
其次按照采集、压缩和转发的模块顺序介绍了视频传输系统模型,重点集中在视频压缩部分,特别是决定压缩速度与码率的运动估计和量化过程,其间对涉及3G与嵌入式特殊性的技术,着重分析其优点或劣势。
而后分析了视频监控场景下图像的统计特性,包括图像在时间和空间上极大相关性,并以此为基础在更高层次上对监控场景的模式进行划分,包括静止模式、微变模式和剧变模式,借助帧间差值、边缘检测和热点检测相结合的技术提出了一种基于运动检测的视频压缩控制算法,提高了监控视频的压缩效率。
最后在嵌入式平台上实现了该传输系统,着重分析了并发访问与多通道问题,特别是线程间的同步。
之后从视频压缩和网络传输两个方面对系统进行测试,并结合测试数据析了该系统的特性和存在的问题。
测试表明,使用该算法,压缩速度比改进前提高67%以上,码率降低26%以上,在场景活动性较低时会有更好大的性能提升;该系统在3G下平均传输延迟223.14ms,局域网中为0.18ms,显示出较强的实时视频传输能力。
关键词:视频传输;3G网络;运动检测AbstractThe improvement of wireless communication technology makes it possible to transmit video stream over mobile Internet, while relatively low-speed and more complex network environment is vulnerable enough to bring along many challenges, mainly focuses on the bit rate, compression rate and so on. After researching traditional video compression algorithm, we present a control algorithm based on motion detection and,finally implement the whole embedded-based video transmission system used for long-distance, large-scale video surveillance under 3G networks.Firstly, we investigate the development of video compression and network transmission, sum up the fine features and specially problems of designs facing 3G networks.Secondly, the system model of video transmission is introduced in accordance with video capture, video compression and video transmitted, focusing on the part of video compression, especially motion estimation and quantization that determine rate of compression and encode; when involve special technology about 3G networks, we analyze its advantages or disadvantages.Then, analysis of statistical properties of images under the video surveillance environment is shown, including great relevance in time and space realm. After that we divide monitoring scene into different types at a higher level, by which we present the control algorithm for video compression based on motion detection to improve the compression efficiency of surveillance video.Then we implement the system using an embedded platform; put forward a scheme about scalable software and hardware designation, during which some details especially multiple access of software are discussed. After that, we test the system mainly from video compression and network transmission, address characteristics and problems of the system based on analysis. The results shows that, the transmission system behaves good performance with the compression control algorithm proposed in this paper; speed improves at 67% while bit rate drops at 26%, and it works even better when the scene changes little. The average time delay is about 223.14ms over 3G networks, while0.18ms over LAN, which shows excellent performance facing real-time video transmission.Keywords: video transmission, 3G networks, motion detection目录摘要 ...............................................................................................................................I ABSTRACT (II)第1章绪论 (11.1 引言 (11.2 国内外发展现状 (11.3 课题研究意义 (31.4 主要研究内容 (4第2章视频传输系统的组成原理 (52.1 视频采集 (52.2 视频压缩 (52.2.1 图像压缩基本原理 (52.2.2 变换编码 (62.2.3 量化 (72.2.4 运动估计 (82.2.5 熵编码 (102.3 视频传输 (102.3.1 系统结构 (102.3.2 视频服务器 (112.3.3 中心服务器 (122.3.4 转发服务器 (132.3.5 视频接收端 (142.4 本章小结 (15第3章压缩算法改进与优化 (163.1 Xvid简介 (163.2 基于运动检测的压缩控制算法 (17 3.2.1 基本原理 (173.2.2 场景判定 (213.2.3 压缩控制 (253.3 其他优化 (263.4 本章小结 (28第4章系统设计与实现 (294.1 平台搭建 (294.1.1 硬件平台 (294.1.2 操作系统与模块驱动 (304.2 传输系统整体设计 (314.3 视频服务器设计 (334.3.1 图像采集 (334.3.2 视频压缩 (344.3.3 转发与同步 (354.4 中心服务器设计 (364.5 转发服务器设计 (384.6 客户端设计 (394.6.1 获取视频流 (394.6.2 屏幕显示 (404.7 本章小结 (41第5章测试分析 (425.1 测试平台 (425.2 视频压缩测试 (425.3 视频转发测试 (45结论 (48参考文献 (49攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (53哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明 (54 致谢 (55第1章绪论1.1引言随着移动通讯技术的进步和政府对基础建设投资的加大,第三代移动通信技术(3G在我国不断发展和成熟,并初步商业化;更高的有效带宽使基于3G网络的视频传输成为可能,开始满足社会对多媒体通讯日益增长之需求。