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一、系统介绍
成都中联视讯科技有限公司开发的 “无线移动视频监控系统”能够保证车辆移动过程的数据和视频的正常通信，完全符合移动通信的“动中通”的严格要求。 系统广泛用于野战部队军事演习、公安、消防武警现场指挥和勘探，以及其它的紧急公安指挥系统，其主要作用是能够将现场和指挥中心之间实时双向传输文字数据、音频、视频，以提高指挥的准确性和及时性。
无线移动视频监控系统的应用场合主要有三类：一是处理紧急事件，以最快的速度检测现场。场合发生异常情况，都能从车上看到，并通过摄像机采集监控现场的画面，而且随时指挥观测现场；二是用于打击犯罪、反恐怖行动，突出它的防暴功能。一旦发生恶性枪击事件，它能通过通信系统发出准确及时的指挥命令；三是用来抢险救灾，一旦发生火灾等事故，它会到达第一现场，车内指挥人员可在安全的情况下发出指挥信号。
如果遇到突发事件，可以通过公安指挥车及时将突发现场情况直接传送到指挥调度中心；指挥调度中心可以看到公安指挥车现场图像；随时了解现场情况发展和控制情况。
在通常情况下，由于公安指挥车在较广阔的范围内移动，并且与指挥调度中心的距离较远，难以架设线缆，无法利用传统的有线连接方式进行通信。目前指挥公安指挥车采用的移动卫星通讯系统进行通信造价异常昂贵。每套卫星通信系统的成本为100多万元左右。 如果架设基于微波扩频通信技术的专用无线网络，需要建立多个中心基站进行覆盖，由于城市范围广阔，微波扩频通信设备价格昂贵，网络铺设成本也将很高，同时，施工周期长，而且因为树木和高楼大厦等物理因素的障碍阻挡而影响数据传输。
中联视讯的移动视频监控系统可以很好地解决上述问题。中联科技移动视频监控解决方案采用中国移动的GPRS或中国联通的CDMA1X公共移动数据网络通信，无需铺设网络电缆，能让消防、公安指挥车在移动中通过GPRS/CDMA1X与中心保持正常通讯。
图1 CDMA1X移动视频监控系统
根据系统对信号传输带宽与延时要求高、网络覆盖面广及成本控制严等特点，我们经过认真分析研究认为，联通CDMA1X网络遍布全市所有场合，通过CDMA1X实现互联既能使成本控制在客户要求的范围内，同时又能够满足该项目网络覆盖广的要求。中联视讯的移动视频监控系统采用CDMA1X实现监控点的顺利接入。只要在中国联通CDMA1X信号的覆盖范围之内，装有该系统的公安指挥车，便可以随时将现场图像，声音和数据等信息传回到指挥中心，也可以将指挥调度中心的指令下传到公安指挥车，实现真正的双向移动数据通信。网络视频服务器对前端监控点摄像机采集的视频信号进行编码压缩处理后，通过CDMA1X上传到公安指挥调度中心，实时动态地报告被监测点的情况，有效实现各公安指挥车与公安指挥调度中心间的网络监控功能。公安指挥调度中心可通过系统观察到分布全城的公安指挥车周围现场实时情况，及时发现问题并进行处理，并且可迅速方便地对现有系统进行扩展，具有很强的灵活性和可扩充性。符合公安消防防暴监控的实际需要。
目前，类似无线视频监控方案已在国内海关部门的港口码头监控系统中获得了成功应用。
二、采用GPRS /CDMA1X移动数据业务的优势
采用移动GPRS/CDMA1X数据业务具有显著的优点：
可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本。
传输速率高：如GPRS的数据传输最高可达到115kbps～170kbps，实际传输速率可达到30-50kbps；CDMA1X最高速率达153.6kbps，实际数据传输速度为80kbps，目前有的大城市实际传输速率已达到100kb/s）的速度。能满足视频监控对数据传输速度的需求。
覆盖范围广，具备良好的网络可扩展性，可在系统中随时增加新销售点。
良好的实时响应与处理能力。由于GPRS/CDMA1X具有“始终在线”特性，使访问服务变得非常简单、快速。
低廉的通信费用。由于CDMA1X/GPRS采用按数据流量收费的方式，即对每一个监控点按所传输的字节进行收费，大大低于租用线路的费用。
电信级网络提供高可靠性和高安全性。
三、CDMA1X多信道捆绑和负载均衡技术
CDMA1X无线接入理论速率153.6Kbps，目前在大部分地区1路CDMA1X信道实际宽带为80kbps，对于视频监控中的一些应用（如视频、图片的传播等）显然会有些力不从心。中联科技CDMA1X IP路由器的突出特点是支持多WAN口接入和负载均衡功能。通过捆绑多个CDMA1X信道增加带宽是CDMA1X IP路由器在CDMA1X无线网络视频监控方面的一大优势。采用中联视讯的CDMA1X IP路由器配合多WAN口宽带路由器，通过负载均衡可捆绑1至N个CDMA1X信道，形成n*80Kbps的数据传输带宽。使用多条CDMA1X，相当于将总出口带宽拓宽到原来的多倍（具体看捆绑几个CDMA1X信道）。事实上，对于一般的视频监控系统的信息传输，捆绑3个CDMA1X信道就可以达到240Kbps的总数据带宽，完全可以满足采用MPEG-4视频压缩格式的视频信息实时传输的要求，将现场视频信息实时传送到指挥调度中心。
图2 CDMA1X多信道视频传输示意图
并且，通过这种方式获得的“高带宽”在费用上更具优势，因为目前CDMA1X包月费用很低，多申请几条信道费用也很有限，用有限的费用换来带宽的成倍增长，对于视频监控网络是很合算的。而以往向运营商租用的有线方式高带宽接入，包月费用就很高，相比之下多CDMA1X信道捆绑方案能用极小的代价获得实用的效果。
四、方案特点：
该系统的核心技术为CDMA移动数据通信和基于MPEG-4的数字视频编解码技术，其特点主要体现在以下几个方面：
系统采用网络式视频监控模式，应用基于IP的数字多媒体监控技术；
采用CDMA1X无线数据通信，无线接入理论速率153.6Kbps，捆绑3个CDMA1X信道就可以达到240Kbps的总数据带宽。
系统传输速率：3-5帧/秒，捆绑三个信道最高可达15帧/秒。
采用MPEG4的压缩技术；
支持Web Server，B/S模式操作，可配置IP地址，有密码和权限控制，可通过浏览器和互联网进行远程控制访问；
支持TCP/IP协议。
五、系统原理和工程方案
现场监控点（公安指挥车）集视频采集、压缩、传输于一体。公安指挥车可把现场拍到的图像、语音、数据等第一时间传到公安指挥中心。视频压缩方式为MPEG4，安装的摄像机所摄录的实时和高分辨率的视频图像信息经过视频编解码器压缩，通过CDMA1X IP路由器发送到CDMA1X网络。指挥调度中心通过专线从移动营运商网关获得实时视频信息，可以完成对现场的视频监控。
图3 CDMA1X无线移动视频监控系统结构图
移动视频监控系统由视频信息采集压缩系统、无线数据传输系统和指挥调度中心三部分组成：
1、视频信息采集系统
根据具体情况，在各公安指挥车安装相应的监控摄像机（彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦）和软件系统。在每个公安指挥车可以安装一个或数个监控摄像机，外围再各配备一台云台、防护罩及云台控制器。监控摄像机用于采集现场实时视频信号。公安指挥车内的操作员可控制摄像机及云台等各种动作。通过云台控制设备对摄像机进行云台、镜头的光圈、焦距、变倍；云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等的控制。可实时监控现场情况。每个公安指挥车各匹配一台视频编解码器。为充分保证每个监控点的带宽，采用MPEG4的编码标准，带宽占用较低，并可实现图像的优质传输和存储，而且传输距离较远,适用于广阔场合的监控。
图4 公安指挥车内部设备图
2、无线数据传输系统
视频监控信息采用CDMA1X网络传送，传递速度快，系统结构简单。并可确保系统在各种恶劣天气情况下，都能正常运行，满足系统各种信号相互传输的准确性。
在各公安指挥车安装SCN2000 CDMA1X IP 路由器（以太网接口）。产品具有传输距离远、低时延（对视频应用非常关键）和设备成本低的特点，可以提供高效和经济的视频传输解决方案。CDMA1X理论速率153.6Kbps，目前实际测试速率为80kbps，超过目前普通有线电话拨号上网的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS数据传输的2-3倍。可以将不同地点的现场视频信息通过无线通讯手段传送到指挥调度中心，支持采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，能够保证视频流的稳定持续传输，并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制。特别适合像公共场合远程监控的通信需求。
3、指挥调度中心
指挥调度中心负责接收各公安指挥车通过CDMA1X网络传输过来的视频信息。指挥调度中心主要由视频解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成，可完成现场图像接收与显示，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
指挥调度中心设置一台服务器 安装服务器端软件作为监控系统管理从服务器。同时，配置二台PC机安装客户端软件作为监控工作站。监控管理员通过监控工作站实时监视前端监控点视频图像。
指挥调度中心设在公安局中心控制室。指挥调度中心配置视频编解码器对经CDMA1X无线网络传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理。指挥调度中心配置电视大屏幕，采用矩阵控制器实现视频切换。可以通过电视监视器显示各现场监控点（公安指挥车）的图像信息，也可通过电视墙进行图像的实时监控，并进行数码录像，用户登录管理，控制信号的协调。视频数据传到指挥调度中心局域网视频监控服务器上，同时存入存储服务器进行录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询回放视频录像。视频数据可经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。各级监控人员可通过指挥调度中心局域网或Internet远程实时浏览视频图像。指挥中心配置硬盘录像机。现场传回的视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机上，可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份，为执法工作提供依据。
六、车载无线移动视频监控系统设备配置
车载无线移动视频监控系统主要设备包括：
CDMA1X无线路由器 3台
多WAN口宽带路由器 1台
MPEG4视频编码器 1台
MPEG4视频解码器 1台
笔记本电脑 1台
交换机或集线器 1台
1、MPEG4视频编码器
MPEG4视频编码器是集音、视频采集、音视频压缩编码、网络传输、WEB Server、输入输出控制等功能于一体的网络视频传输设备。视频编码器可以接入各种模拟摄像头，将模拟音、视频信号转换为压缩音视频数据流，再通过网络传输到PC上解码显示或通过视频解码器还原为电视信号显示。MPEG4视频编解码器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，同时进行压缩，另外也传输控制信号。
图5 MPEG4视频编码器设备图
视频编码器提供RS232/485接口和10/100M网络接口，内置WEB SERVER。视频编解码器内置10/100M网卡，通过RJ45以太网接口和网线连接到无线设备上，编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到指挥调度中心，指挥调度中心能看到各防暴通信车的实时状况。
技术指标
视频输入：PAL彩色，75Ω，1Vpp输入
压缩方式：MPEG4
编码分辨率：D1：704*576，3CIF：528*576，2CIF：352*576，CIF：352*288
输出码率：64Kbps-1.6Mbps
控制接口：RS485/RS232接口，可接各种云台镜头
协议：TCP/IP
监控方式：B/S模式
网络接口：10/100M RJ45以太网接口
使用环境：温度：-10~40℃，湿度：90%非凝结
2、CDMA1X IP 路由器
中联科技SCN2000 CDMA IP 路由器设备是一款集成了CDMA 数据传输功能和TCP/IP网络、路由功能于一体的新型无线移动通信网络设备。广域网络采用CDMA1X，内部网络采用标准100BaseT和串口（包括RS232、RS485等）连接两种方式。根据不同的应用环境，物理上的这三个接口能够灵活运用。
图6 CDMA1X IP路由器设备图
CDMA1X IP 路由器提供10/100BaseT以太网接口，监控点的交换机、视频解码器和摄像机都可以直接双绞线连接到SCN2000 CDMA1X IP 路由器的10/100BaseT以太网接口上。
技术指标：
支持CDMA800M单频网络；
内嵌32 位嵌入式CPU，实现TCP/IP通讯协议栈；
操作系统 ：Windows 9x/ME/NT/2000/XP，Linux ；
支持153kbps的包数据速率 ；
内嵌Watchdog芯片；
提供实时时钟；
自动重新联网功能；
透明数据传输；
遵循特定通讯协议与后端下位机交互，并提取传输内容，实现数据传输；
提供仪器、终端设备的反向控制；
提供图片采集及远程传输功能；
提供TCP、UDP通讯协议来传输资料，并对数据传输的性能进行优化；
提供短消息备份功能，保证关键数据传输的可靠性；
内嵌以太接口，可为终端设备提供以太网接入或转接；
提供基于Web的图形化配置方式；
支持本地和远程升级。
3、多WLAN口宽带路由器
多WAN口路由器提供3个以上的以太网WAN口，可直接连接多条进线，成倍增长出口带宽；具有动态全自动负载均衡策略，无需人工干预，就可同时起到备份和负载均衡作用；线路故障自动屏蔽/恢复，故障时流量自动重分配，多WAN口路由器还支持带宽控制、端口镜像、Port VLAN、IEEE 802.1X认证、UPnP、DDNS、VPN Pass-through、防火墙、系统安全日志等高级功能，可以应用于需要多个快速以太网口的场合。
技术指标：
采用多CPU分布式处理，主频266MHz；
符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u标准；
支持TCP/IP，DHCP，ICMP，NAT，PPPoE，SNTP，HTTP，DNS，TFTP等协议；
提供4个10/100M自适应以太网（WAN）接口，可接xDSL/以太网/Cable；
提供3个10/100M自适应以太网（LAN）接口，与内部局域网连接；
支持全自动负载均衡与实时备份，并可根据源或目的地址指定优先通道；
支持端口带宽控制、端口镜像、Port VLAN、VPN Pass-through、IEEE 802.1X认证、UPnP、DDNS、虚拟服务器、DMZ主机、静态路由等功能 ；
内建防火墙，支持IP地址过滤、域名过滤、MAC地址过滤和DoS攻击防范，提供安全日志和流量统计；
支持Web和远程管理，提供辅助配置工具；全中文配置界面，支持在线升级。
七、CDMA1X方案的安全性分析
1、CDMA1X的物理链路数据本身已经采用了加密传送。
2、该方案中如果监控中心直接连接到CDMA1X 网络，实质为内网方案，所有数据均与INTERNET 隔离。大大增强了信息的安全性。
3、可以向移动中心申请单独的APN（网络接入点名称），类似于VPN 方案，可以限制非法SIM用户的登录。
4、采用中联科技专门开发的无线专网安全认证服务器，实现UIM卡、用户名、密码、IP地址的四绑定功能。限制非法用户登录到专网，可进一步确保网络安全。
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