车载3G无线视频监控系统 车载3g无线监控系统

一、系统概述

车辆是主要的交通工具，也是运输量最庞大的交通工具。

在公共交通行业，每天穿梭往来的公交车里经常发生一些令人不愉快的事情：如非法之徒抢劫、盗窃；司乘服务人员态度恶劣、盗取票款等等，这些事情会给人民和国家造成极大的财产和精神损失。在通常情况下由于难以取证或证据不足，对于公车上的抢劫、盗窃嫌疑犯经常是抓了放、放了抓，无法有效保障广大人民的合法权益。

在物流行业，随着经济的快速发展，国内物流货车的保有量是越来越大，车辆的安全和监管成为了车辆拥有者非常关心的问题，特别是大型货车、大型工程机械车等行驶单位里程成本较大的运输机械。

例如某项目，客户车辆从北京朝阳区到广东深圳往返费用在2.7—3.2万之间，每月往返2.5-3趟，在安装3G视频监控后，每辆车每月运行3-3.5趟，单次往返费用下降至2.4—2.8万，节约费用的途径如下：

1、在油箱里侧安装一只3.6MM镜头的摄像机，监视加油机的显示数据，用于核对报销票据的真伪，解决了发票虚开的问题，同时视频的实时监控，也解决了偷油问题；

2、前后各安装一只摄像机，用于监视前后路况和临近车辆的行驶情况，既可以印证驾驶员“堵车”的谎言，又可以在事故发生时，分清事故的责任；

3、在国道上缓慢的爬行，费油费时，驾驶员可以用买到的高速过路费发票赚取不菲的过路费，通过前后的摄像机，彻底了解决了高速慢行的问题；

4、由于实施了全方位的视频监控，再也不会经常出现“老板，轮胎该换了！”情形了；

5、在车头位置向后安装一只摄像机，监视车厢的货物变化，彻底的杜绝了私自配货问题。可以用现在的30辆车解决以前40辆车的运输量，单次运费降低10—15%，减去驾驶员的工资上涨成本（出现过罢工现象），综合统计，每辆车的盈利水平提升了25%。

在传统的车载移动监控中，由于受限于网络条件，往往只是把车辆的视频进行录像保存，部分厂家尝试图片、视频的即时网传，但效果并不理想，无法真正发挥视频监控的作用。随着3G网络的不断普及，在3G网络环境下，网络带宽成倍增加，可以满足高帧率、较高图像质量的视频数据传输需求，支持在任意地点上传图像与接受远方图像，使过去无法实现的技术难题，在3G无线传输技术的提升下得以解决，原有单车以录像为主的车载视频监控解决方案渐渐向系统化、网络化、平台化方向发展。

针对上述问题，可通过部署智能无线公交监控系统加以解决。该系统通过先进的视频监控技术和无线网络技术将车辆运行过程中的视频文件传至系统中心的后台视频存储服务器进行永久保存，并作为事后取证的依据。公交车电子监控系统不但是城市智能交通系统的重要组成，也是城市治安监控系统重要的补充。

随着3G无线网络技术、数字视频压缩技术的发展，利用3G无线网络(3G无线网络分为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)传输视频成为一种非常便利的行业应用。从运营监管的角度上来说，移动车载视频监控已经发展成为监控领域的重要组成部分，为众多行业用户的综合信息及应用提供了坚实的基础。同时，在国内移动增值业务多元发展的大环境下，监控本身也向着移动化、智能化方向发展。车载监控产品就是移动监控业务的车载应用。

在车辆内安装一套3G网络视频服务器DVS，在监控中心客户端登陆到Internet就能实时查看到车辆的行驶情况、车内的情况，同时司机也可通过接在车载硬盘录像机视频输出口的监视器实时查看到内的情况。

3G无线车载视频监控系统可实现本地和远端录像存储、图像抓拍、远端本地视频浏览、车辆GPS定位、远程控制等功能，满足了客户远程视频实时查看、远程应急指挥的需求和现场情况记载等要求。

　　1、无线网络接入不受距离限制

基于3G网络的车视频监控解决方案填充了车辆不能联网视频监控的空白，完善了公司对车辆的管理。监控车辆和监控中心不受距离限制，只要车辆行驶的区域有信号覆盖就能实现视频的实时传输。公司中心对车辆的运行情况通过电视墙实时监控，全面保障客运安全;对发生意外情况的现场了解更为直接和及时，处理更加迅速。

　　2、GPS卫星定位功能

3G车载硬盘录像机支持GPS卫星定位功能，实时查看车辆行驶路线和车辆行驶位置，也可对车辆行驶录像进行记录和查询，对车辆的管理调度起到更好的作用。

　　3、兼容性广

该解决方案符合最新的公共安全行业标准，系统可以接入车辆上已建立的非标准视频监控，报警系统和不同厂家的DVR、DVS、编码器、报警探头等设备，这样就可以减少车辆视频监控的重复建设，节省客户的财政开支。该方案采用VSIP监控系统可以实现对不同报警系统，通信系统和视频监控系统之间的互联、互通和互控，满足城市车辆的视频监控的要求。

　　4、良好的系统扩展性

该解决方案中运营平台采用分布式结构，模块化设计。核心服务器具有大容量的存储和处理能力，支持同类服务器的集联，便于系统的平滑升级，同时服务器各个模块之间互相独立，根据用户的容量的变化，可以任意的增加组合各功能模块进行平台的业务扩展。

二、系统组成

系统由三大部分组成：车载图像采集系统、系统管理平台、远程客户端（PC/手机）。

1.系统拓扑图

系统拓扑图

2.系统示意图

A.前端图像采集子系统

3G车载远程视频监控系统系统安装在车辆上，主要功能为车辆运行监控、录像及无线数据传输。本方案在车辆上安装2～4个远红外彩色摄像机，并分别安装在驾驶室及车尾，即使在没有任何光照的夜晚，也能保证看清现场情况。

由于车辆处于移动状态，且温度、湿度变化很大，灰尘很多，工作环境恶劣，因此对数字录像机的要求更高。本方案采用的车载网络视频服务器采用嵌入式操作系统，具有系统稳定，扩展功能强大等特点。机箱专业防震结构设计，TF卡或固态硬盘存储；车速、行车路线、行车状态等与实时图像同步记录功能；超速报警功能，可以记录车速、转向、刹车停车时间等相关行车信息。录像资料采用H.264压缩方式存储，具有图像清晰，占用空间小，网络传输带宽占用小等诸多特点。

另外汽车用电设备比较多，电压变化幅度比较大，电磁干扰也比较强，这款车载网络视频服务器具有宽输入电压范围的电源。其输入电压在DC7V-30V的范围内，输出电压可保持不变，通过这个电源给监视器和摄像头供电，可使主机图像在汽车待机状态和行驶中都能保持清楚稳定，这样即可提高监视器和摄像头使用寿命又可得到始终稳定的图像。

网络视频服务器DVS-4/3G

产品简介:

DVS是采用嵌入式系统开发的网络视频服务器。主芯片采用H.264压缩算法引擎，其压缩比高，图像质量好。适合于前端摄像机、球机等模拟采集设备的网络接入等应用。可通过IE浏览器、客户端或系统服务器端观看监控画面、实现移动侦测、报警输入/出、屏幕遮掩、云台控制等功能。广泛的应用于安全、新闻、公安、城管等行业，也适用于一般家庭别墅、小企业等安全需求。

功能特性:

支持2D1 /4D1/4CIF/8CIF模拟摄像枪视频/音频输入。

支持TF卡和移动硬盘等本地存储，可做为DVR使用。

内置Web Server，通过IE浏览器实现远程监看、控制、设置等操作。

支持UPnP路由器，自动配置端口映射。

支持DHCP网络协议。

支持SMTP，将发生报警时的现场截图发到邮箱。

支持双向语音对讲。

RS-485接口，云台镜头控制，支持Pelco_D,Pelco_P及透明传输等多种协议。

支持报警触发录像、移动侦测触发录像、定时录像及手动录像。

支持移动侦测（可设置区域及灵敏度）/屏幕遮掩/图像抓拍。

允许多用户访问。

支持远程在线升级功能。

网络自适应功能：根据网络带宽自动调整码流大小.

前端摄像机

前端摄像机主要负责采集车内外的视频信息，为了保证车辆及人员的安全，要求摄像机的覆盖范围要到达95%以上，保证车内外无死角。前端摄像机采用2.8mm或6mm镜头彩转黑红外夜视高清晰CCD摄像机，摄像机分辨率在480线以上，照度黑白0lux，彩色0.3lux；摄像机通过3G车载视频定位终端主机取电。

由于各种车辆的车型大小、车内外的构造等都差别很大，因此选用摄像机的数量和安装的位置方式就必须充分考虑车辆的实际情况进行设计。

这里以货运车为例，作简单的说明。一辆普通的货运车最少需要安装4个摄像头，对车内的各个位置进行监 控：

1)1号摄像机

前方路况摄像机 ——安装于驾驶座前方的车内顶板，镜头对着前方路面，拍摄正前方路况、行车标志信息、红绿灯等，可记录车辆行驶状况、前方车辆的行驶状况。

2)2号摄像机

驾驶室摄像机 ——位于在货运汽车驾驶室内，用于拍摄驾驶员安全驾驶情况及声音录制，有利于提高驾驶员的交通规则意识，保障行车安全、辨别事故责任。

3)3号摄像机

油箱摄像机 ——安装在车厢底板下油箱里侧，镜头朝向车厢外侧，主要拍摄油箱盖得状态和加油机的显示数据

4)4号摄像机

车厢摄像机——位于货车车厢后侧顶部的车外顶板，镜头方向向后，可基本拍摄到车后箱装卸货情况及车后道路情况。

前端拾音器、音箱

系统前端布置用于声音采集的设备拾音器，可用于对车内的声音进行实时的采集和对话，对讲发起为中心端。

数字视音频编码

前端采集到的模拟视音频信号接入数字3G视频车载定位终端主机进行数字化压缩处理。首先将模拟视音频进行数字编码，再进行压缩处理，处理后的数据根据需求进行存储和无线网络上传。

GPS定位模块

车载终端设备可将接收到的全球卫星定位系统GPS（Global PositionSystem）的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至管理中心，管理人员在监控中心可获取车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息.。

紧急报警按钮（可选）

车辆上可以安装紧急报警按钮，在车辆发生紧急事件时，可以由司乘人员触发报警按钮，向管理中心报警，有管理中心迅速作出反应。

液晶显示屏（可选）

系统在驾驶室布置一台7英寸彩色液晶显示屏，用于驾驶员观察车内情况。显示屏采用逐行扫描方式，分辨率为800×600。驾驶员提供遥控器切换显示车内外情况，可选择单路画面，也可浏览四分割画面；管理员可通过遥控器实现基本功能外的相关功能如：资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。

液晶显示屏由3G车载视频定位终端主机供电。

除了本车监控和录像外，配合使用3G无线数字传送模块，本系统还能将车上的音视频相关行车信息通过3G模块实时传输到监控中心，实现车辆的远程音视频监控。

B.系统管理平台

“ivideo系统管理平台”由一个以上的中心管理平台进行管理，摄像头和视频终端都是通过Internet连接起来的。

用户开通视频业务后，中心通知视频接入服务器,告知即将有前端设备接入，予以合法通过，其后视频服务器接到通知后，予以接收该前端设备的注册。

将需要监看的领域安装前端，如：摄像头，一体化摄像机等。管理员建立好有关前端信息，待前端注册成功后，前端根据要求将摄像机采集到的图像信息、麦克风采集到的声音信号、报警设备采集到的报警信息等经过编码后，将编码后的视频数据通过宽带网络发送到客户端。

有权限的用户就可以通过互联网，在网上观看监看领域的情况和聆听监看领域的声音，并随时随地享受故障和报警的短信服务。一个人可以同时看多个监视器的图像，多人也可以同时看一个监视器的图像。系统客户根据实际运行情况进行共享数据库，或者独享数据库，当前系统支持收费的大型数据库oracled等，也支持免费数据库mysql,sqlite等。如图1所示。

“ivideo系统管理平台”由一组服务器及其系统软件组成。

1)中心管理服务器

中心管理服务器主要起到AAA服务、设备管理，系统管理的作用。AAA服务提供了认证、授权和记账服务；系统管理提供用户管理，角色管理，权限管理，资源管理，日志管理，流量控制管理，用户优先级控制管理等基础管理功能。

2)视频接入服务器（以下简称视频服务器）

视频接入服务器是一个中心通信枢纽，连接了所有终端设备、中心管理服务器，存储服务器，流媒体服务器，主要起设备注册和数据接入作用。终端设备通过视频服务器注册，成为在线设备，所有的前端设备，都必须在视频服务器注册，成为在线设备。在线设备之间通常在视频服务器的协助下进行通讯。视频服务器具有远程计划存储，抓拍，流量统计等功能。

3)流媒体服务器（视频分发服务器）

平常用户访问的合法图像，都是直接来自于视频服务器，保证了现场图像的实时性；但是在大量用户同时访问某个热点前端图像的情况下，前端服务器压力就非常大，网络带宽也有限制，这样可能无法保证所有用户的正常连接、观看图像。分发服务器就解决了这一难题。

分发服务器的工作原理：

多个用户请求同一路视频时，分发从前端取得视频数据流流，将一路视频分发出多路，传送给客户端。

1．客户端概述

客户端实现客户向中心管理服务器的认证、实时视频监控以及权限的远程维护等功能。它是提供给用户进行视频查看和相关操作的客户端软件。

手机客户端支持WCDMA、EDGE、GPRS等无线上网方式，手机操作系统平台包android、Ophone（如摩托罗拉的OMS系统等）、苹果的iphone ，windowsmobile、等，具有足够的内存和运算速度，支持客户端软件的下载安装。

客户端的界面简单、易于学习、易于使用。

2.移动客户端功能

移动客户端是网络视频监控系统平台客户端单元，产品形式为运行于移动终端上的软件。完成用户操作的请求发送，解析服务器的回馈信息，视频流的解码播放，发送云镜控制消息，将报警信息发送到用户设定的手机或信箱等等功能。终端兼容的手机操作系统平台包括：windows mobile，iphone，android，Ophone（如摩托罗拉的OMS系统等）。

2.1用户登录

用户启动客户端以后，首先显示用户登录界面，用户通过输入账号和密码进行登录。初始安装后，用户名和密码都为空。要求支持中文输入，支持字符串长度不小于50字节。

提供“记住密码”和“自动登录”选项，根据用户选择，客户端会保存登录账号密码信息在手机本地，下次用户登录时自动显示上次保存的账号和密码，或者下次运行客户端的时候，跳过登录界面自动登录。

2.2视频解码

移动客户端具备视频解码播放能力。通过下载安装移动视频监控客户端软件和相应的解码插件，实现解码播放H.264格式的视频。

移动客户端软件支持rtsp/TCP协议实现视频流的请求和控制，支持udp，rtcp/rtp,rtsp视频流承载。

2.3视频播放

移动客户端从视频服务器获取的视频流数据（H.264），可以实现实时播放。手机端监控时保证端到端的延迟在2-5秒，视频初始连接时间小于10秒，停止直播时时间小于３秒，并且可以实现暂停、恢复、重新载入功能。

l移动客户端按照指定的协议和数据格式发送流媒体播放请求。

l用户选择列表中的监控点时，直接进入视频播放模式，不必再点击开始播放按钮。

l视频在停止时显示停止时的即时画面。

2.4云镜控制

云镜控制是具有控制权限的用户在连接到实时视频码流后，可以利用移动客户端上的图形界面或者快捷键对远端视频资源关联的云镜进行实时控制的功能。该功能要求可以以rtsp/TCP协议发送指定格式的数据包到中心管理服务器。控制端口可设置。

云镜控制相关功能包括：

l按照指定控制接口协议发送控制消息和参数。

l移动客户端未在视频播放期间，云台控制界面无效。

l云台控制提供快捷键方式（通过硬按键，如果客户端有硬按键）

2.5视频截图要求

用户在观看监控视频直播时，可以对当前图像进行视频截图。

为保证截图质量，移动客户端对截图后的图片采用BMP格式保存，在文件命名上采用设备名（截取前10个字节）+日期时间（日期时间格式为YYYYMMDDHHMMSS）的方式，例如长安东路监控点2008年8月8日20点8分8秒所拍照片文件名为“长安东路20080808200808.bmp”。

保存地址为用户设定的抓图/图像保存地址，当指定地址磁盘空间不足时，应弹出一个对话框提示用户磁盘空间不足，并且在该对话框上提供清理磁盘空间和放弃保存两个按键供用户选择。点选清理磁盘空间会转到‘抓取的图片和录像管理’界面可进行清理磁盘空间操作。用户返回到播放界面时，不论是放弃保存还是从‘抓取的图片和录像管理’界面中返回，播放画面马上要跟摄像枪当前传输的画面同步。

2.6手机本地录像

在观看实时监控视频时，用户可以通过点击工具栏的录像按钮，立即开始对当前播放视频进行录像。录像视频存储为3gp文件，保存地址与截图保存地址相同。录像文件存储后，可以通过客户端播放。

录像控制：

1、用户点击录像按钮，则开始录像，再次点击停止录像。

2、开始录像后，移动客户端持续录像直到停止录像，若磁盘空间不足，停止录像，弹出提示对话框提示用户由于磁盘空间不足，录像已被停止，并且提供清理磁盘空间和返回两个功能键。点选清理磁盘空间会转到‘抓取的图片和录像管理’界面可进行清理磁盘空间操作。当用户返回到播放界面时，不论是从提示框中返回还是从‘抓取的图片和录像管理’界面中返回，播放画面马上要跟摄像枪当前传输的画面同步。

3、在文件命名上采用“设备名称（截取前10个字节）+日期时间”的方式，日期时间格式为YYYYMMDDHHMMSS，例如长安东路监控点2008年8月8日20点8分8秒日所拍录像文件名为“长安东路20080808200808.3gp”。

2.7参数配置

在移动客户端的主程序中，提供业务参数配置功能，主要用于手机本地配置，包括以下内容：

中心管理服务器和视频流服务器的IP地址和端口号，将当前用户设定的数值分别预先填入，并允许用户修改；

抓图/录像保存地址，软件新安装时默认为手机多媒体文件存放目录；

2.8异常处理

移动客户端提供手机来电中断处理能力。在来电时，如果移动客户端处于流媒体播放期间，移动客户端停止播放，处于停止状态，当用户电话挂断后必须立即进入播放模式，播放画面马上与摄像枪当前传输的画面同步；如果在其他界面，移动客户端保持原状态不变。

用户在流媒体播放过程中，当出现网络故障使连接出现中断的情况下，提示用户出现网络故障，并为用户提供重新连接按钮。在重新连接过程中提示用户网络故障错误。

移动客户端运行过程中，出现电池电量低、存储满、无信号、新来电、新短信现象时，程序应能提示用户并正确处理，不死机、不异常退出的同时能正确地对屏幕进行刷新处理。

2.9统一UI设计

为了能给用户以统一的客户体验，对不同操作系统的手机客户端界面设计时遵循以下整体风格要求：

界面中的主色调、问候语、图标应保持整体风格一致。

界面设计起到引导用户操作的作用，使用流程简洁合理，操作方便。

避免由于用户操作和其他原因产生的错误，如无法避免则需提示相应信息。

文本框要采用左对齐。

控制横向滚动条不能出现。

出错消息，在系统出错后，采用固定风格的提示框，错误提示采用红色字体，警告采用黄色字体，对话框居中显示。

对话框应该具有标题，主体和具体内容。

2.10无线接入

分组下行速率WCDMA（TD-SCDMA、CDMA-EVDO）、EDGE、GPRS上网，并进行上网相关的配置。

支持下载、安装手机客户端软件。

2.11分辨率

2.12视频解码

可以实时解码满足3GPP格式的H.264 基本档次BaseLine Profile，Level1.2（必选）；

媒体解码显示处理能力20帧/秒以上；

3．PC客户端

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