- 基于3G網(wǎng)絡(luò )的手機視頻監控與遠程控制系統及其應用
- 基于手機報警與控制的家居綜合安防
- 將手機作為視頻采集終端，進(jìn)行視頻上傳
- 手機實(shí)時(shí)信息采集上傳與中心比對報警系統
1前言
伴隨國內3大電信運營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò )建設的持續推進(jìn)，基于高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )應用的手機產(chǎn)品越來(lái)越多，其中非常有特色的一種則是手機視頻監控。
突破了網(wǎng)絡(luò )帶寬限制的瓶頸后，手機視頻監控具備了良好的視頻清晰度和實(shí)時(shí)性，其不但具備了固定線(xiàn)路視頻監控的圖像功能，還從根本上滿(mǎn)足了用戶(hù)隨時(shí)、隨地遠程觀(guān)看實(shí)時(shí)監控視頻的需求，具有如下優(yōu)勢：隨時(shí)隨地的優(yōu)勢，實(shí)現了AnyTime、AnyWhere、AnyDevice（任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何設備）進(jìn)行視頻監控；成本優(yōu)勢，手機是一種“人人都有”的終端，作為視頻監控客戶(hù)端使用時(shí)是一種重復利用，減少了用戶(hù)投資，此外，與PC相比手機價(jià)格低，具有良好的成本優(yōu)勢；安全優(yōu)勢，手機號碼與手機設備序列號的惟一性能夠對用戶(hù)進(jìn)行嚴格意義上的惟一鑒權，便于用戶(hù)管理。
伴隨性能的持續增強，3G手機已逐漸成為一種“萬(wàn)能終端”。手機不僅可用于視頻瀏覽，采集實(shí)時(shí)圖像、視頻、音頻，進(jìn)而發(fā)送至平臺進(jìn)行處理、存儲、比對，還能進(jìn)一步提高手機的應用效率與應用范圍。此外，將手機作為一種控制終端，實(shí)現遠程的MachineToMachine式的設備控制，也是手機視頻監控與遠程控制的目標之一。
2智能化手機視頻監控綜合系統的體系架構
如前面所述，根據用戶(hù)需求與場(chǎng)景的不同，3G手機將作為視頻瀏覽、控制信令發(fā)送、視頻或音頻采集、圖像獲取等各種功能的實(shí)現終端或客戶(hù)端，在附加其他前端或客戶(hù)端設備并由平臺配置不同的能力后，則能形成不同應用目的。整體上基于3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的各種應用均可在如圖1所示的統一體系架構下進(jìn)行。
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前端設備又可分為：攝像機類(lèi)，具體可包括模擬球機、模擬槍機以及IP球機、槍機；編碼及存儲服務(wù)器類(lèi)，具體可分為DVS、DVR、NVS、NVR等；傳感器類(lèi)如紅外傳感器、窗磁傳感器、門(mén)磁傳感器、火焰傳感器、溫度傳感器等；其他采集設備類(lèi)，如手機、聲音采集設備；報警設備類(lèi)，如報警開(kāi)關(guān)、警報器、報警喇叭等。
中心平臺設備則包括業(yè)務(wù)管理、流媒體分發(fā)、視頻轉碼、視頻存儲、報警處理、信令網(wǎng)關(guān)、短信/彩信網(wǎng)關(guān)、智能分析比對等服務(wù)器。
客戶(hù)端設備的主要功能在于監控視頻瀏覽、識別結果檢索與查看、前端設備功能配置等，具體設備形態(tài)可為監控用PC、視頻矩陣、電視墻或其他移動(dòng)終端如手機、PDA、PPC等。
由以上體系架構我們可以看到，3G手機具有采集、瀏覽能力及可移動(dòng)特性，因此在整個(gè)體系架構中3G手機既能夠作為前端設備，用于實(shí)時(shí)的視頻采集與圖片抓拍上傳，也可作為監控客戶(hù)端進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻瀏覽、報警查看、智能分析與控制結果查看等。
3典型應用中的3G手機功能
由于3G手機功能的多樣性，其在不同的應用中所扮演的設備角色也有所不同，下面根據不同的應用場(chǎng)景對3G手機在其中所起的功能分別進(jìn)行闡述。
3.1監控視頻瀏覽
以中國電信cdma2000EV-DORevA網(wǎng)絡(luò )為例，其單載頻下行及上行鏈路峰值分別達3.1Mbit/s與1.8 Mbit/s，基于高帶寬的具有較高分辨率與幀率的移動(dòng)視頻瀏覽與無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)視頻上傳都成為可能。目前，已正式商用的中國電信無(wú)線(xiàn)全球眼手機視頻瀏覽產(chǎn)品的標準視頻編碼格式為H.264 baseline profile level-1.2(QVGA：320×240@20)，已基本滿(mǎn)足用戶(hù)高實(shí)時(shí)性與較高清晰度的手機視頻瀏覽需求。
在手機視頻瀏覽應用中，若實(shí)時(shí)視頻由面向PC或電視墻瀏覽的設備所采集，則一般需調用中心平臺“視頻轉碼服務(wù)器”將CIF/D1分辨率、高幀率的視頻碼流轉碼為H.264格式小碼流；當前端設備為小碼流直接編碼上傳或具備小碼流能力時(shí)，則需調用中心平臺“視頻轉發(fā)服務(wù)器”將視頻轉發(fā)至手機。
3.2將3G手機作為視頻采集前端的應用
在手機實(shí)時(shí)視頻采集應用中，可由平臺業(yè)務(wù)管理服務(wù)器按手機號碼分配統一的接入ID，對具有高質(zhì)量攝像頭，并具有較強實(shí)時(shí)視頻編碼能力的手機而言，作為視頻采集前端接入平臺后，其在一定程度上就成了與IP攝像機功能相一致的前端視頻采集設備。當手機開(kāi)啟自帶攝像頭并利用3G網(wǎng)絡(luò )上行鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻上傳時(shí)，其視頻經(jīng)視頻轉發(fā)服務(wù)器轉發(fā)，則可由多種方式接入的電視墻、監控用C機、作為視頻瀏覽客戶(hù)端的其他手機等多種終端實(shí)時(shí)查看。
此外，在專(zhuān)用手機客戶(hù)端基礎上，用戶(hù)還可將手機作為數據上傳通道，利用USB線(xiàn)連接自身多種設備如數碼相機、數碼攝像機、外存儲器等，實(shí)現多種其他數據的高速、無(wú)線(xiàn)上傳，從而大大擴展將手機作為數據上傳終端的應用范圍。
3.3基于手機報警與控制的家居綜合安防
基于3G網(wǎng)絡(luò )的智能化手機監控綜合系統的另一種典型應用則是在手機視頻監控基礎上疊加多種報警與遠程家居設備控制的家居綜合安防系統，其具體設備與流程示意如圖2所示。
該系統設備構成與圖1所示的整體體系架構一致，分為前端、平臺、客戶(hù)端三部分。前端包括攝像機（槍形、球形攝像機）、多種傳感器（門(mén)磁、窗磁、紅外、煙霧、煤氣等傳感器）、受控家電設備（燈具、冰箱、熱水器等）、視頻存儲服務(wù)器與家電遠程控制器；平臺則需利用視頻轉發(fā)與信令控制服務(wù)器實(shí)現視頻與控制信號的轉發(fā)；客戶(hù)端實(shí)現遠程查看與控制目的。該系統的功能包括但不限于以下幾個(gè)方面。
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（1）家庭安防攝像機實(shí)時(shí)視頻查看
在客廳、廚房等房間安裝球形、槍形攝像機后，住戶(hù)可通過(guò)手機客戶(hù)端隨時(shí)查看自家實(shí)時(shí)視頻狀況。同時(shí)，住戶(hù)能夠授權給親屬及朋友，使他們也具有視頻觀(guān)看權利。此外，利用任何可接入Internet的PC機住戶(hù)及授權用戶(hù)也可實(shí)時(shí)視頻查看。該系統前端還具有專(zhuān)用大容量視頻存儲設備，用于攝像機視頻存儲。
（2）家居狀況實(shí)時(shí)報警
客廳、廚房、門(mén)口等可安裝門(mén)磁、窗磁、紅外、煙霧、煤氣等多種傳感器。當傳感器發(fā)現門(mén)窗遭破壞、有人闖入、家內起火、煤氣泄漏以及攝像機通過(guò)移動(dòng)偵測功能發(fā)現可疑人員等，則立即通過(guò)平臺發(fā)送警報給住戶(hù)手機（警報可為預錄制語(yǔ)音、短信、彩信等），住戶(hù)能夠立即了解具體報警類(lèi)型信息，并可通過(guò)客戶(hù)端觀(guān)看攝像機拍攝的實(shí)時(shí)視頻狀況。
（3）家居設備實(shí)時(shí)控制
通過(guò)接入Internet的PC客戶(hù)端或手機，住戶(hù)不僅能夠查看到自家實(shí)時(shí)溫度，看到視頻，還可對各傳感器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，并通過(guò)“家電遠程控制器”對多種家電進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，如打開(kāi)、關(guān)閉吊燈，控制熱水器燒水，打開(kāi)電視機等。
3.4手機實(shí)時(shí)信息采集上傳與中心比對報警系統
如圖1所示的體系架構，利用手機作為實(shí)時(shí)信息獲取與上傳設備，將采集到的圖像、音頻、視頻等上傳至平臺進(jìn)行檢測、比對，則能夠實(shí)現快速、準確地取證、定位與偵查的目的，可應用于城市治安管理等各個(gè)方面。如巡警發(fā)現疑似被盜車(chē)輛時(shí)用手機拍攝車(chē)牌圖像，發(fā)送至平臺進(jìn)行車(chē)牌識別并與車(chē)牌數據庫比對，平臺如確認是違法或被盜車(chē)輛則可立即通知巡警采取行動(dòng)；當巡警發(fā)現可疑人員時(shí)，可利用手機迅速抓拍其臉部圖像，發(fā)送至平臺疑犯人臉數據庫進(jìn)行特征匹配比對，則可確定犯罪分子。目前，伴隨手機性能的提高，還可在手機側就完成采集車(chē)牌、人臉圖像的特征提取工作，只將特征發(fā)送平臺，則能夠進(jìn)一步縮短比對時(shí)間，提高治安管理辦案效率。
4智能化手機視頻監控系統的接口
4.1實(shí)時(shí)視頻請求、瀏覽與控制
將3G手機作為視頻瀏覽終端進(jìn)行應用時(shí)，手機與視頻轉碼服務(wù)器或視頻轉發(fā)服務(wù)器相當于客戶(hù)端與服務(wù)器形式，其接口可應用簡(jiǎn)化了的RTSP標準接口，實(shí)現RFC2326“RTSP”附錄D中關(guān)于客戶(hù)端和服務(wù)器基本回放的最小要求。手機與服務(wù)器間必須實(shí)現的消息包括DESCRIBE消息、SETUP消息、PLAY消息、TEARDOWN消息，可選擇實(shí)現的消息包括PAUSE消息、OPTION消息。
4.2實(shí)時(shí)視頻和其他數據上傳
將手機作為視頻采集終端，進(jìn)行視頻上傳或將手機作為上傳通道進(jìn)行數據量較大的其他數據上傳時(shí)，手機與平臺之間可采用標準SIP消息進(jìn)行認證、鑒權與會(huì )話(huà)，認證通過(guò)后則可建立UDP連接完成數據傳送。
4.3云臺和遠程設備控制
將手機作為控制終端時(shí)，對前端攝像機進(jìn)行云臺控制或對智能家居應用中的設備進(jìn)行遠程控制時(shí)，具有相似的接口協(xié)議。為了實(shí)現一致性和可擴展性，可采用標準SIP及擴展的SIP+XML作為手機與前端設備的控制與信息交換接口協(xié)議。
5結束語(yǔ)
目前，基于3G網(wǎng)絡(luò )的手機視頻監控與遠程控制應用涉及的相關(guān)技術(shù)均已成熟，當前規模推廣所面臨的最大問(wèn)題是用戶(hù)對于手機視頻瀏覽、上傳、控制的應用還缺乏具體的概念；此外，基于手機的應用還必須與具體行業(yè)或家庭的需求相結合，相關(guān)應用經(jīng)驗的缺乏也阻礙了其推廣步伐。我們認為，要對其進(jìn)行快速推廣應首先以某些行業(yè)的特定場(chǎng)景應用為突破，形成示范性效應，從而快速提高用戶(hù)的接受度與認知度。
