無線視頻監控就是指不用布線(線纜)利用無線電波來傳輸視頻、聲音、數據等信號的監控系統。無線視頻監控分為:模擬微波傳輸和數字微波傳輸。在無線視頻監控系統中,攝像頭是最前端、最基礎、投資數量最大的一個產品,也是最關鍵設備,它負責對監視區域進行攝像并轉換成電信號,再進一步用于傳輸,其質量直接影響視頻監控系統的整體應用,同時還關系到工程造價。
一、無線視頻監控成為監控系統新的發展方向
隨著無線通信技術的日益發展,傳輸帶寬不斷提高,通信終端的實時信息處理能力飛速增強,無線多媒體應用日漸成為業內關注的焦點,也成為人們的必然需求。其主流應用之一是便利、靈活的無線實時視頻監控系統,如無線家庭防盜、汽車監控等。基于多種無線傳輸手段的移動視頻監控以其特有的靈活性已成為視頻監控新的發展方向。
無線化視頻監控包括兩方面內容:一是監控中心的移動。通常情況下,被監控對象或是攝像機往往是固定的,而作為監控系統的使用者(監控中心)則可以是動態的。二是視頻監控網絡的無線化。當監控點分散且與監控中心距離較遠,或被監控對象不固定時,利用傳統有線網絡的視頻監控技術,往往成本高且難以實現。
無線監控和傳統的監控方案相比,能夠避免大量的布線工作,節省施工費用,重定位能力強,靈活性高,具體地說有以下優點:(1)綜合成本低,無須挖溝埋管,特別適合室外距離較遠及已裝修好的場合;采用無線監控可以擺脫線纜的束縛,有安裝周期短、維護方便的優點。(2)組網靈活,可擴展性好,使用時能靈活挪動終端設備。(3)改造方便,維護費用低。
二、無線視頻監控系統涉及的關鍵技術
1.高效率、抗干擾的視頻編解碼機制
當今的視頻壓縮標準有mpeg和h.26x兩大系列。mpeg-4目前已應用于internet流媒
體領域,為了盡量減輕mpeg-4視頻流對誤碼的敏感性,以保證壓縮視頻解壓后的恢復質量,mpeg-4提供了多種抗誤碼工具,承載流媒體業務的實時網絡傳輸層及底層移動通信系統也可以進一步改善流媒體傳輸的抗誤碼性能。mpeg-7是針對存儲形式或流形式的應用而制定的,不僅僅用于多媒體信息的檢索,更能廣泛地用于其他與多媒體信息內容管理相關的領域,并且可以在實時和非實時環境中操作。
itu-t頒布的h.261標準,用于可視電話和會議電視。h.263標準是itu組織為了滿足碼率低于64kb/s的應用而提出的一個低碼率視頻壓縮編碼建議;它能夠在較低碼率的情況下達到較好的圖像質量,因此廣泛應用于遠程監控、電視會議以及可視電話等領域,尤其在視頻監控領域,它已經可以在嵌入式系統中達到實時、穩定的壓縮效果,是應用較多的視頻壓縮算法。目前大多數視頻監控產品都支持mpeg-4和h.263標準。
作為目前最新的視頻編碼技術h.264,在安防行業的應用有著非常大的前景。h.264標準采用了高精度、多模式預測技術用來提高壓縮比以降低碼流。h.264標準針對網絡傳輸的需要設計了視頻編碼層vcl和網絡提取層nal結構,網絡抽象層是提供“網絡友好”的界面,從而使視頻編碼層能夠在各種系統中得到有效的應用。h.264標準針對網絡傳輸的需要設計了差錯消除的工具便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發環境中傳輸,從而保證了視頻傳輸的有效性。支持h.264標準的無線視頻監控產品目前也已上市。
2.數據管理與數據安全
視頻監控系統中保護數據不因偶然和惡意的原因而遭到破壞、更改和顯露是非常必要的。通過無線網絡或internet傳輸的數據很有可能會遭到截取。這會給敏感數據帶來巨大風險。對于一些網上黑客或惡意員工而言,為數據處理系統建立和采取技術和管理上的安全保護是不夠的。對此,就很有必要對數據采取加密技術。
隨著監控點的增多、應用行業的日益普遍化、監控時間周期的延長和視頻清晰度的提升,視頻數據容量也在飛速發展。即使按照一定的標準以壓縮形式存儲這些數據,仍然有成百tb直至上千tb的數據需要歸檔、存儲,并且需要高速傳輸。針對這些情況,優化視頻存儲、歸檔解決方案及設備選擇已經是很多用戶的一個現實考慮。
一般來說,從應用需求來看,設計的系統必須具有以下的要求:保障具備長時間無故障運行的能力;能夠遠程實時傳遞高清晰圖像,并實現回放;具備靈活存儲圖像資料的能力,存儲保留時間達到一定要求;圖像傳輸必須具備防竊取功能,圖像資料具備防篡改功能;設備操作必須具有安全的管理和控制手段。
三、基于不同網絡的無線視頻監控系統
1.基于公眾移動通信網絡的無線視頻監控系統
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中國移動和中國聯通各自都已擁有遍布全國的2.5g移動通信網絡。可在掌上電腦、pda手機上進行遠程視頻采集與傳輸,只要有網絡信號的地方就可以實現視頻的無線傳輸,真正實現移動監控。
很多公司都推出了自己的基于移動公網的無線視頻監控產品。如2005年6月,北京九為安泰科技有限公司推出的新一代cdma移動視頻監控系統;06年12月,北京世紀樂圖數字技術公司研究開發了“lotooi-patrol”,整合了cdma、gps、非硬盤的本地存儲介質(flash),能很好地應用在多種場合。
當前的2.5g技術都關注了同tcp/ip協議的融合,使得移動網絡易于和現有因特網技術及應用平臺整合。ip技術與與移動通信技術的完美結合將能夠為用戶提供各種高速高質的移動數據通信業務。
2.基于3g的無線視頻監控應用
為了保證視頻文件的傳輸就必須有足夠的網絡帶寬,不同的流媒體文件對網絡帶寬的要求各不相同,為了達到更好的視頻質量,網絡帶寬就更為重要。當前市場上常見的利用公眾移動通信網絡進行監控傳輸的產品基本上只能傳輸窄帶視頻。伴隨著3g在全球商用步伐的加快,3g無線網絡技術也在加速創新,3g無線接入設備在功能和性能方面也取得了較大提升。
日本作為全球最早提供3g業務的國家,其3g手機的服務覆蓋區域已接近2g。在中國臺灣,3g的傳輸優勢讓新一代智能手機有了更多用武之地,使用者可以直接透過3g手機對家庭情況進行監控。
在我國,隨著3g移動通信系統走向實用,高至2mhz的帶寬將為無線視頻監控提供更加強有力的支持,此時視頻的質量將會有極大的改善。此外,未來的3g系統也將考慮公眾移動通信網絡與wlan系統的融合,用戶將有可能真正實現“任何時間、任何地點、任何終端”的無縫式無線視頻監控。
3.基于無線數據通信網絡的低成本無線監控應用
基于zigbee的語音通信和基于無線數傳電臺的低端應用主要是用來傳輸低速數據和語音,但是在視頻實時性要求不高的情況下,也可以用來傳輸低質量的視頻。
4.基于無線局域網的無線視頻監控應用
基于wlan的無線視頻監控的方案,一般是在無線網狀網覆蓋區域架設支持wlan接入的無線視頻前端設備(如支持wlan的ip攝像機或ip視頻服務器加模擬攝像機),然后通過無線網狀網將采集的ip視頻信號回傳到網絡中心的監控處理平臺。通常在網絡中心配置支持多通道的網絡視頻錄像機和大容量的存儲系統,用于監控視頻錄像和存儲,同時為一個或多個網絡監控終端提供實時的監控圖像,還可通過安全的網絡連接(如vpn),從遠端視頻監控終端上實現遠程監控和管理。
wlan技術已經相當成熟,各種無線產品也很豐富,所以基于wlan的無線視頻監控在實際工作中的很多場合得到了應用。
5.基于無線城域網的無線視頻監控應用
無線城域網的wimax技術覆蓋范圍達幾十千米,多被使用在戶外,例如高速公路沿線、學校校區、碼頭等地,可以為用戶提供便利、優良的移動多媒體寬帶服務和高速的無線數據傳輸。通過wimax技術承載流媒體業務是一種更為經濟靈活的手段。許多運行商認為在wimax網絡上開展移動流媒體業務,將是wimax技術應用的潛在市場。
2006年10月16日,互聯網周刊報道:上海市的嘉定區目前正在實施一項規模宏大的信息化工程:建設中國內地第一個“無線城市”項目。隨著建立無線城域網的城市日益增多,基于無線城域網的無線視頻監控系統必將成為另一個研究熱點。將wimax導入安全監控領域,將是廠商拓展市場最有效的方法之一。隨著wimax技術的成熟和產品的上市,具有wimax傳輸技術的無線安全監控系統,距離普及之日已不遙遠。
隨著各種無線通信技術的發展,無線視頻監控的應用也會隨之發生變化。各種無線視頻監控方案必將互相補充、互相滲透。隨著市場需求和各領域的融合之勢的愈加明顯,移動視頻已經逐步走向市場。這大大激發了普通家庭和大眾對視頻監控的需求,正在蓬勃發展的3g移動網絡可以很好的應用到未來的數字家庭網絡中。