基于WCDMA的远程音视频监控系统

梁清雷，齐向东

（太原科技大学 电子信息工程学院，山西 太原 030024）

0 引言

传统监控系统的音视频信号是利用电缆或者光纤进行传输的，在传输容量、传输距离、耗材量与可靠性等方面都存在很多缺陷。而随着视频压缩技术的迅猛发展和无线传输技术的日渐成熟，监控系统的无线传输已成为一种发展趋势。该技术的应用不仅能满足传统音视频监控系统对固定场所的监控，还能满足对移动物体如汽车、火车等目标的监控。

1 音视频监控系统原理

本文设计的系统是用CCD摄像机对现场监控目标的视频信号进行采样，用拾音器对现场监控区域的音频信号进行采样，然后通过硬盘录像机进行数据编码，压缩后通过无线传输模块传输到监控中心平台，在监控中心平台进行数据解码，最后通过服务器的VPN网络传输到各监控客户端，这样就可以满足用户对远程监控对象实时查看的要求。同时硬盘录像机中还装有一定容量的移动硬盘，便于存储监控录像，满足用户对历史数据的查看要求。音视频监控系统总体流程图如图1所示。

图1 音视频监控系统总体流程图

2 系统硬件构成

基于WCDMA技术的远程音视频监控及防火预警系统主要由前端子系统、监控中心平台和监控客户端3部分构成，如图2所示。其中，前端子系统由CCD摄像机、拾音器、网络硬盘录像机、显示屏构成，监控中心平台由WCDMA公用无线网络、服务器、交换机等构成，监控客户端由计算机或者移动终端组成。

2.1 前端子系统

前端视频采集系统由硬盘录像机、摄像机、拾音器、液晶显示屏等组成，如图3所示。这部分主要实现系统的录像录音、回放和数据导出等功能。摄像头输出的模拟视频信号经过A／D变换进行画面分割，然后在主芯片进行压缩和预览输出；拾音器输出的模拟音频信号经过A／D变换后，送给主芯片压缩，存入硬盘。主控芯片从硬盘中获取历史录像文件，解码播放，生成音视频模拟信号；音视频模拟信号经过放大、驱动，接入显示屏。还可以通过外接笔记本，运行CMS实时查看软件，利用笔记本电脑下载录像数据或者通过U盘拷贝录像数据。

图2 音视频监控系统硬件结构框图

图3 前端子系统框图

2.2 监控中心平台

监控中心作为整个无线视频监控系统的服务控制管理中心，负责控制整个监控系统的运行，完成远端视频监控图像的接入、交换、转发、分发、画面分割、存储等工作，并对所有系统设备工作状态进行监视管理。中心平台由通讯服务器、中心管理服务器、存储服务器和流媒体服务器组成。

通讯服务器主要负责监控数据的接收和信令控制，并与部署在局域网内的内网通讯服务器进行数据交换，实现异种数据结构的数据交换与共享。

中心管理服务器实现统一身份认证和权限控制、组织与角色管理维护、设备集中配置与维护管理和日志管理以及图形处理等功能。

视频矩阵服务器可以接收远程终端传送过来的网络音视频压缩数据流，通过管理解码器输出单画面和复合画面图像数据到本机显示器和外接电视墙上。

存储服务器主要根据预先计划对相关指定目标的数据进行远程录像和自动下载，保证数据的安全性。为保存监控系统接收的大量视频和数据信息，应采用磁盘阵列作为数据存储的主要设备。

2.3 监控客户端

监控客户端主要是为方便客户实时监测目标而设计的，主要包括电脑监控与手机监控两部分。在客户端主机电脑安装客户端软件，通过设置软件，可实现对各监控点的视频浏览等功能，可以随时查看监控画面，方便简捷；移动客户端主要是笔记本及手机。

3 系统软件构成

系统软件包括服务器软件与客户端软件两部分。

中心管理服务器软件实现统一身份认证和权限控制、组织与角色管理维护、设备集中配置与维护管理和日志管理等功能。主要针对该子系统直接管辖的用户进行权限管理，其中由于不同级别的用户具备不同的权限，可以方便地实现多级管理，即每一级用户只能观看该辖区的设备。管理服务器可以放在一级监控中心，在二级、三级中心建立备份系统，以应对网络中断的突发情况。客户端实时监控软件是为满足客户对目标的实时监控要求而设计的。

软件不仅能满足实时监控功能，还能进行地图跟踪、截图等，如图4所示。

图4 实时监控软件界面

4 结束语

基于WCDMA的远程音视频监控系统，充分依托3G网络的广覆盖、高带宽、可移动性的特点，是提供视频监控、数据传输、报警等多功能为一体的综合应用系统。它可以根据各行业视频传输的现场环境、分布特性、运用特点及需求，选择不同的视频采集器和网络传输设备进行灵活的组网。

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［3］钞靖，王小椿，姜虹.基于FPGA的光电编码器四倍频电路设计［J］.仪表技术，2007（6）：17-18.

［4］梁清雷，齐向东.基于视频图像处理的车辆检测跟踪技术的研究［D］太原：太原科技大学，2013：54-59.