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無線網絡在安防中主要有兩大類應用,一是無線監控終端,二是無線監控客戶端

時間:2014-03-27 00:00 作者: 來源:
        無線網絡和視頻監控技術可以衍生出很多智能化、高效化的行業應用,例如公安應急指揮、保險遠程定損、公交智能調度等等。隨著終端數量的增加,行業用戶的增多,如何更高效地利用無線網絡這個有限的資源。需要通過技術和管理的手段,向用戶提供一套更完善的解決方案。具體分析如下幾個方面:

  一、無線監控終端

  無線監控終端,我們可以理解為將有線網絡替換為無線網絡的監控終端。這類終端有一個共同點:某些場景有迫切的聯網監控需求,但由于應用環境的限制,通常不能使用有線網絡,如車載、船載、手持單兵等。這類在移動場景的監控需求,通常只能通過無線網絡來實現實時聯網。從技術角度講,這類監控場景都需要實現以下幾點:1.無線傳輸優化;2.硬盤防震;3.電源高穩定性;4.主機防護等級高。

  常見的無線監控終端有車載DVR、單兵、無線編碼器、無線攝像機等,主要應用于移動或臨時性安裝的場合,有部署方便、應用靈活的特點。無線監控終端主要有以下關鍵技術。

  二、無線傳輸技術

  由于3G網絡的出現,使得無線監控在一定程度上得到了普及,但是3G網絡目前所能夠提供的網絡帶寬以及穩定性,傳統固定網絡相比還有一定的差距。因此,對無線網絡傳輸的優化是最關鍵的技術點。

  在視頻無線傳輸方面,需要做兩方面工作,一是通過高效率編碼壓縮算法,將所需要的視頻碼流盡可能地壓縮,以適應無線網絡帶寬。一般來說,無線監控終端都具有雙碼流的功能,通常主碼流用于本地錄像,子碼流用于網傳。由于3G網絡上行帶寬通常在500kbps至800kbps,因此單路視頻通道的子碼流需要壓縮在128kbps-256kbps左右。另一方面,無線信號覆蓋、扇區的用戶數量、系統噪聲分布都是不均勻的,并且這些因素隨著用戶行為變化也會產生一定的波動。因此,無線網絡即使進行過多次優化,網絡提供的帶寬也是相對不穩定的,會隨著一些系統因素進行波動。

  單兵設備傳輸的實時視頻與網絡點播視頻有一個很大的差異性,就是用戶對延遲的感知。例如,在播放電影的時候,為了保證流暢,通常會增加一段時間的緩存,并且在帶寬允許的情況下緩存會越積越多。也就是說,傳輸文件的過程中,用戶看到的視頻都是之前已經傳輸至客戶端的視頻。這樣能夠保證流暢性,用戶又不會感覺到延時。但是通常使用單兵的用戶,既對視頻的流暢度要求很高,又對視頻的實時性要求非常高。在應急指揮等應用中,通常對延遲的要求是10秒以下。所以,單兵視頻系統通常只能使用小于3秒的緩存。

  因此,單純通過緩存來應對網絡的波動顯然不現實。為了增強視頻的實時性和流暢性,視頻碼流必須通過控制算法,實時評估網絡帶寬,對實時的碼流進行控制。在網絡帶寬較低的情況下,通過控制算法,調整視頻傳輸的參數,保證視頻的流暢性。

  一般的碼流控制過程為:監測->計算->控制。

  在無線視頻傳輸過程中則表現為:第一步,同步監測無線傳輸狀況;第二步,將獲取到的數據統計、計算,得出當前需要控制的級別(以碼率Kbps反映);第三步,根據不同的等級選擇不同的處理方式,切換通道、抽幀、抽場等。

  抽幀控制也就是通過將非關鍵幀去掉,保證原有視頻序列能夠繼續正常播放。如圖1所示。

  自動控制方案非常多,比較典型的帶寬控制模型如圖2:帶寬-碼率=誤差。帶寬高,碼率低時,正誤差大,驅動碼率調節器提高碼率;帶寬低,碼率高時,負誤差大,驅動碼率調節器降低碼率;閉環負反饋系統循環促使誤差越來越小,帶寬≈碼率。

  通過這類循環控制模型和抽幀、抽場算法等手段,可以有效的實現視頻傳輸的自調節。

  三、硬盤的抗震設計

  由于車載、船載等監控終端長期應用在顛簸、震動、搖擺等惡劣環境下,要保證設備長期穩定工作,對加固技術有較高的要求,尤其硬盤減振加固技術是該系統重點難題。車載主機硬盤減振方案采用不銹鋼鋼絲繩減振器。使用一根不銹鋼鋼絲繩與上下兩塊夾板繞制成不銹鋼鋼絲繩減振器,其剛度和阻尼取決于鋼絲繩直徑股數、長度、圈數、纏繞方式及松緊程度,阻尼特性與隔振器變形有關。

  硬盤驅動器振動失效原因分析:硬盤工作時,磁盤高速旋轉,磁頭依靠空氣的阻力懸浮于盤面上面,伺服機構驅動磁頭沿著盤面的徑向移動,實現對磁盤進行讀/寫。為了保證磁頭對盤面記錄信號的敏感性,磁頭與盤面的間隙變得很小,一般在20?50nm之間。硬盤工作時磁頭和盤片距離非常小,易受到外部環境的影響。

  對硬盤保護措施是盡量減少外部沖擊和硬盤共振。硬盤減振加固技術原理是使用隔振材料吸收外部振動能量,避免硬盤受到猛烈的沖擊。

  四、寬幅電源設計

  目前,標準汽車電瓶提供的均是直流12V或24V電源,行駛過程電源一般可穩定在12?16V或24?28V之間,期間可能還會出現各種高壓毛刺,因此各種車載電子設備應該配備較性能好的電源系統。車載終端需采用寬幅隔離電源,可自動適應DC6?36V的電源輸入,并能夠過濾高達DC150V的高壓毛刺,良好適應各種汽車的電氣特性要求。

  五、散熱、防塵設計

  由于工作環境特殊,散熱、防塵性能成為衡量車載DVR性能的一個重要因素,普通DVR采用的風扇、孔窗式散熱結構也不適合于車載DVR。在全封閉式機箱、無風扇的設計要求下實現了良好的散熱和防塵性能:在內部結構上,根據熱量分布情況對電路板進行合理布局,避免熱量聚集;在設備外觀上,主體機身采用優良的鋁質材料,并且巧妙融入散熱片的設計理念,使整個機箱即等同于一個巨大的散熱片,在沒有風扇、孔窗的條件下可以將機箱內部的熱量及時傳遞給外界環境。

  六、無線監控客戶端

  近兩年,借助智能手機、平板電腦發展的東風,無線監控客戶端(也稱移動客戶端)得到了極大地發展,各種應用軟件都可以很方便的下載,這是順應無線網絡發展的產物,其主要特點和優點是靈活、方便。

  無線監控客戶端是為了滿足人們隨時隨地進行監控的需要,目前的主要發展方向也就是手機、平板客戶端。

  無線客戶端不但可以應用于專家、領導遠程指揮,并且還能夠大力地推動民用監控的發展。由于以往的商鋪監控、家庭監控都無法通過聯網實現遠程查看,使得應用效果大大降低,僅僅能夠作為一個事后查證的依據,對于商鋪被盜、老人身體不適等情況無法及時得知。通過無線監控終端,可以及時聯網進行查看,快速對突發情況進行響應,不但對事故有查證作用,還能在一定程度預防事故發生,降低事故損失。

  從技術層面來講,無線客戶端應用環境通常要在穩定的場景下進行,采用手機、平板等終端,無線網絡的下行帶寬往往大于上行帶寬,所以在傳輸、抗震、電源等方面,技術難點相對較小。但是由于客戶端往往需要承擔主要的業務功能,也就是面向用戶的功能。在軟件功能的設計方面,需要根據各個行業的特點,進行定制化處理。目前的無線客戶端往往還很難與PC客戶端一樣強大。今后,業務功能的開發將是無線監控客戶端的一個重點,也是無線監控面向更多行業的一個重點。

  文章來源:安防知識網

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