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        深圳市鵬鑫威科技有限公司

        3G與安防視頻技術結合應用的探索與研究

        發布時間:2010/05/17

          3G可為安防系統提供可快速部署的、可移動的高速的數據傳輸的服務;視頻監控的無線傳輸是3G與安防系統的重要結合點。本文就3G與安防視頻技術的結合點以及未來的發展方向進行了論述。

          一、3G網絡及其發展現狀

          3G即第三代移動通信(技術)網絡,是相對于第一代的模擬移動通信(模擬蜂窩)和第二代數字移動通信(數字蜂窩)而言的,前兩代移動通信網絡只能提供話音業務,而3G不僅可以提供話音業務,還能夠提供高速的數據業務,能夠非常方便地與互聯網業務融合,為廣大用戶提供可移動的、高寬帶的便捷網絡信息服務。如中國電信宣稱其上行帶寬可達到3.1Mbps,下行帶寬可達到1.8Mbps。

          因此,其可移動和高寬帶的數據通信服務是3G移動通信網絡的主要賣點。此前中國移動中國聯通也推出過移動通信服務,如中國移動的GPRS和聯通CDMA-1X服務,但由于通信速率較低,只能作為2G向3G業務的過渡,被稱之為2.5G。

          自2009年1月7日,工業信息化部向國內主要的電信運營商正式發放3G運營牌照后,各運營商快速布局,并逐步投入商務運營。到目前為止,中國電信的CDMA2000、聯通的WCDMA和中國移動的TD-SCDMA移動通信網絡已經在全國主要城市正式投入運營,標志著占有世界1/5人口的中國正式進入移動通信的3G時代。

          二、3G與安防視頻技術有哪些結合點

          既然3G的主要特點在于能夠提供便利的、可移動的高速數據通信業務,因此,3G主要為安防系統提供可快速部署的、可移動的高速的數據傳輸服務,而在安防系統中,只有圖像信息的傳輸才需要較高的帶寬支持,也就是說,3G與安防系統的結合點,就是監控視頻的無線傳輸。

          在3G網絡服務之前,遠距離安防監控系統的傳輸主要是有線傳輸,包括光纖點對點傳輸和有線網絡傳輸,在一些既沒有現成的網絡接入點而又無法敷設有線線路或敷設線路成本太高的工程現場,多數是通過點對點或點對多點的微波傳輸技術,傳輸距離可達數十公里,工程建設周期長,建設成本和后期的維護成本都很高,是一種無奈的選擇。而對于在移動中接收視頻圖像信息,則沒有真正實用的解決方案。

          3G網絡及其終端模塊解決了安防系統中兩個方面的傳輸問題:

            一是圖像采集端的視頻信息向中心站的傳輸問題,即圖像“上傳”,利用的是3G網絡的上行數據通道;

            二是視頻信息從中心站向使用者(客戶端)的傳輸問題,即圖像“下傳”,利用的是3G網絡的下行數據通道。

          三、安防系統結合3G網絡有哪些基本的應用

          (一)固定監控圖像的無線上傳

          對于一些位置偏遠的監控現場,可以直接利用3G終端模塊,通過3G網絡將現場的監控圖像傳送到監控中心站,傳輸系統的建設投入成本極低(只需要一個3G終端模塊即可),無需承擔系統維護費用,只需向運營商支付使用期間的通信費用即可,假如規模較大,還可以向運營商爭取更為低廉的通信資費政策。

          假如真正能夠達到運營商所宣稱的1.8Mbps的上行帶寬,若采用H.264視頻編碼協議,可以傳輸1路130萬像素(720P)的高清監控圖像,視頻幀率可以達到15幀/秒以上,能夠很好的滿足現場監控的需求。目前國內已經有不少廠商推出了嵌入3G終端模塊且支持3GPP協議的視頻編碼器和網絡攝像機產品。

          (二)移動監控圖像的無線上傳

          公安、城管等政府部門以及電力、石油等行業都有用于現場處置和巡查的車輛,需要將現場的監控圖像實時上傳到監控中心站進行遠程指揮和調度,通過3G無線網絡就能很好的滿足這一需求,很多廠商已經推出了車載硬盤錄像機,就是集本地錄像和圖像遠程無線上傳于一體的3G視頻監控設備,很多公安機關也已經將其裝備于處警指揮車輛中。

          (三)監控圖像向移動客戶端發布

          基于固定網絡的監控系統中,用戶只能在固定地點通過電腦觀看監控圖像,而不能隨時隨地實施監控,借助于3G網絡,用戶可以通過無線上網筆記本電腦或者3G智能手機隨時查看監控圖像。

          四、3G與安防視頻技術結合有哪些創新的產品

          (一)嵌入3G終端模塊的數字視頻編碼設備

          將3G終端模塊嵌入到DVR/DVS/IPCamera等設備中,形成具有無線圖像移動上傳功能的新產品,通過碼流自動控制技術,可以隨時隨地將現場監控圖像上傳到監控中心、3G移動接收終端或者流媒體服務器上。

          如目前大量裝備的車載移動監控系統設備,就是將原來的車載硬盤錄像機嵌入了3G終端模塊而開發出的一類新產品,可以將車輛所處現場的監控圖像隨時傳送到監控中心,為突發事件的遠程指揮和快速處置提供最直觀的現場信息。

          嵌入3G模塊的網絡攝像機可非常方便地應用于個人商鋪、家庭的視頻監控,只需要接入電源,就可以利用電腦或3G智能手機隨時隨地的實施監控。

          嵌入3G模塊的“現場執法記錄儀”不僅能夠記錄執法現場的實時圖像,根據需要還可以向指揮中心隨時傳送現場的實況,對于公安、城管、安監等管理部門現場執法工作能夠起到更好的輔助作用。

          (二)嵌入3G模塊的數字視頻顯示設備

          將數字視頻解碼器、液晶顯示器和3G模塊組合設計在一起,可以形成便攜的移動監控終端,可隨時隨地對任何現場圖像進行監控,可以裝備在處警和指揮車輛中,也可以配備在單兵裝備中。

          將視音頻頭、數字視頻編解碼、顯示和語音模組和3G模塊組合設計,可形成具有雙向音視頻傳輸、應急呼叫對講功能的單兵移動通信終端,不僅可以將現場的圖像實時上傳,讓指揮中心及時了解現場實況,還能夠從監控中心獲取必要的圖像、圖片和文本信息,更加靈活主動處置現場。

          (三)支持3GPP協議的數字監控設備

          將3GPP協議加入到DVR/DVS/IPCamera等設備中,就可以支持通過手機直接來訪問控制這些設備,監看實時視頻圖像。目前越來越多的設備開始支持3GPP協議。

          (四)3G手機視頻監控軟件

          包括能夠提供手機監控服務的網絡視頻監控平臺軟件和手機視頻監控客戶端軟件,通過這些軟件產品的支持,個人用戶可以利用3G智能手機隨時隨地地實現監控了。

          五、3G與安防系統結合會帶來哪些新的市場契機

          (一)輸油管道/輸配電線路遠程監控系統建設

          針對輸油管道的偷盜油案件和針對輸配電線路的盜割電纜案件的頻發,不僅對石油、電力企業造成了巨大的經濟損失,還嚴重影響正常的經濟和社會生活秩序,危害極大。

          但由于作案地點多處于偏僻地段,單靠人力巡查無法有效地遏制這些違法犯罪行為的發生,單靠幾次嚴打也同樣不能解決問題,必須依靠安防監控系統來對重點地段進行實時監控和預警。

          但由于范圍大、地處偏遠,無法解決圖像的傳輸問題,使得監控系統不能發揮作用。3G網絡與安防系統的結合就可以使得這一安防措施得以實現,必定會形成一個很大的市場。

          (二)公安/城管現場處置和移動指揮系統建設

          公安/城管等部門工作人員在現場執法工作中,依托于3G網絡的現場執法遠程互動監控系統能夠實現監控圖像上傳下達和錄音錄像,公職人員在執法時一方面可以保存現場執法的視頻記錄,一方面還能夠及時將圖像上傳到指揮中心,便于指揮中心調度警力控制事態的惡性發展。因此,現場處置和移動指揮系統建設必將帶來一個新的市場。

          (三)家庭視頻監控運營服務

          3G與安防系統的結合為家庭和店鋪的監控運營服務市場出現了新的轉機。家庭和店鋪監控運營服務一直是業界普遍看好的市場,在多年以前就有企業嘗試過,但一直沒有被用戶所認可,市場也一直沒有培育起來,其中關鍵的問題是無法提供用戶所需要的隨時隨地監控,使用起來很不方便,沒有達到用戶的預期,不能滿足用戶的核心需求,前期曾經加入服務網絡的用戶也漸漸地棄之不用。

          3G網絡投入運營并與安防監控系統相結合,給家庭視頻監控運營服務市場帶來了曙光。加入服務的用戶不但能夠通過手機來接收家中被觸發的報警信息,還能夠隨時隨地監看家中的情況,確認屬實后可撥打110或通知小區的保安來控制現場,真正解決了用戶所關心的問題。因此,家庭視頻監控運營服務市場將會有一個較大的發展。

          六、3G為安防視頻技術的發展注入了哪些技術創新“活力”

          單就硬件設備層面而言,僅僅是將3G終端模塊嵌入到原有的硬件設備中,談不上什么技術上的創新。安防視頻技術在3G平臺上的技術創新主要體現在軟件層面,特別是支持3G手機視頻監控的平臺軟件。

          通過3G智能手機瀏覽監控圖像,一般有兩種實現方法:一是手機直接訪問支持3GPP協議的數字視頻編碼設備,手機上需要安裝客戶端軟件,但由于不同的設備協議不同,很難同時兼容不同廠商的設備;另一種是通過平臺向手機用戶提供服務,手機通過訪問平臺服務器來監控圖像,這就需要在網絡視頻監控平臺的開發上進行技術創新,屏蔽掉系統中不同廠商設備的差異性,為手機用戶提供統一的、標準的視頻監控服務,主要包括統一的編碼服務、流媒體轉發服務和統一的控制服務。

          七、當前3G與安防視頻技術的融合還存在哪些問題

          3G與安防的融合存在的問題主要是3G網絡的覆蓋、網絡質量和網絡帶寬的問題。由于3G網絡投入運行的時間還比較短,網絡覆蓋面主要集中在大中型城市,其中以中東部城市為主,一些需要利用3G網絡的偏遠地段還沒有完全覆蓋,限制了這些區域的應用;系統穩定性還比較差,經常出現網絡中斷的情況,影響了用戶的信心;網絡帶寬還遠沒有達到理論設計指標,僅有上百K的帶寬,不能滿足較高清晰度圖像實時傳輸的要求。因此3G與安防系統的結合應用還需要一段較長的時間,主要取決于3G網絡的建設進程。

          八、在3G的影響下,安防監控市場的未來發展趨勢

          由于3G網絡能夠很好的解決視頻圖像的遠程傳輸這一阻礙安防系統建設的主要問題,安防監控市場規模將會有一個躍進式的發展,安裝部署一個遠程監控點的成本將會極大的降低,安裝過程也將變得十分簡單,原來需要監控但礙于成本和安裝難度而無法實施的監控項目將會陸續開展起來,極大地激發沉積的市場需求。

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