一种车联网的智能视频监控系统的搭建

焦玉强，金磊

（泛亚汽车技术中心有限公司 电子系统及软件部，上海 201206）

关键字：视频监控；云端；视频直播；视频点播

引言

市面上的车辆监控功能大多是仅基于车辆的GPS定位系统，GPS系统可以将车辆的位置信号发送给用户，但是车辆发生异常状况时不能快速通知用户，用户也不清楚自己车辆异常的实时状态。基于目前车联网技术、视频实时直播以及车辆端的智能处理技术的发展，本文建立一套能够实时得知车辆内部及周边环境状态的视频监控系统[1]。下面就着重介绍智能视频监控系统的搭建。

1 视频监控系统的功能

监控系统的功能见图1，监控系统框架见图2。

图1 视频监控系统的功能

图2 视频监控系统框架图

（1）车辆异常信号通知。

通过车辆的传感器和摄像头，实现对车辆进行监控。如果检测到车辆发生异常，及时以短信或APP消息的形式通知到用户，提醒用户关注自己车辆[2]。

（2）车辆视频实时查看。

用户接收到异常提醒后，或者用户有查看车辆需求时，可以通过手机APP视频查看车辆状况，也可以通过切换不同的摄像头查看车内及车辆周围的状况。

（3）异常视频自动存储。

检测到车辆发生异常时，车辆主动存储视频，并且将视频传到云端进行存储，并关联到对应的用户账号，将视频提供给用户，作为用户应对状态异常的材料。

（4）云端存储视频点播回放。

用户可以通过手机访问云端存储的视频，查看自己车辆下存储的视频，并且可以下载和点播回放。

（5）系统衍生功能。

该系统还会带来一些附加功能，例如可以实现远程监控快递投放，车内视频寻找物品、行车旅途风景视频分享等。

2 视频监控系统的组件

视频监控系统主要包括车端智能监控系统、云端账户车辆管理系统，以及客户端用户交互系统三大部分组成[3]，如图3所示。

图3 视频监控系统链路

2.1 车端智能监控系统

车端智能系统主要包括摄像头及传感器、视频及数据处理模块、数据传输模块T-box[3]。

（1）摄像头及传感器主要作用

可以通过车辆现有的传感器和摄像头，及时准确地检测到车辆异常信息。当判断到异常发生时，及时记录相关的数据，并且启动摄像头，采集对应的视频。表1为车辆可以通过传感器或摄像头检测或判断出的异常信息。

表1 车辆检测异常项

目前车辆传感器主要包含异常震动传感器、车门微动传感器、车辆倾角传感器、红外传感器等。

（2）视频及数据处理模块主要作用

1）接收到云端的摄像头控制请求后，通过服务形式，调用相应的摄像头；

2）对摄像头采集的原始视频数据进行图片裁剪、分辨率的调节、多角度摄像头视频的拼接、压缩等，并且将处理好的视频以流的形式传输到T-BOX；

3）异常情况发生时，或者需要将视频存储时，将视频分包存储在本地；在网络空闲良好，且无直播视频流占用传输通道时，将存储的视频以通过T-BOX，以文件形式的传到云端。

（3）数据传输模块T-box

链接云端和车辆的通道，接收手机APP通过云端发送过来视频监控系统的控制指令，以及实现直播视频流的推送和存储文件的上传。

2.2 云端视频及账户管理系统

云端视频及账户管理系统主要包含基础服务和应用服务两部分，基础服务主要是实现视频的接流、视频云端存储、以及视频的推流的基础平台；应用服务主要包含用户和车辆管理系统，视频推流、存储和管理系统；用户和车辆管理系统主要建立及维护用户的信息与车辆信息的映射关系，以及车辆信息与存储视频和直播流视频的映射关系。当车辆发生异常时，可以通过用户和车辆管理系统准确地映射到对应到用户，从而准确地定位到客户端；当客户端有控制指令请求，可以通过用户和车辆管理系统准确的映射到对应车辆，从而准确地定位到目标车辆。

2.3 客户端用户交互系统

客户端用户交互系统主要功能，将识别到的用户意图及指令传输到云端，接收云端分别通过MQTT、RTMP和HTTP的协议发送过来的车辆状态数据、视频流、存储的视频。从而用户可以实现用户信息注册、用户登录、用户密码修改、车辆绑定及注销、视频的接收及查看、视频角度的切换等。

3 视频监控系统的实现

视频监控系统的实现如图4所示，以下分别论述。

图4 视频监控系统实现

3.1 视频及数据处理模块实现

（1）通过服务的接口调用摄像头的驱动，控制摄像头的开启和关闭；

（2）通过对视频图片和传感器数据的分析，判断是否有异常发生；

（3）对摄像头捕捉的视频进行图片的裁剪、分辨率的调节、压缩、拼接，处理并达到目标视频；

（4）检测到异常状况发生时，主动将视频流见包头，并分小包存盘；

（5）通过集成直播推流用的RTMP SDK软件包，实现视频流的推送，传输形式见图5；

图5 视频直播流传输形式

（6）通过集成点播推流用的Link SDK软件包，实现视频存储文件的推送，传输形式见图6；

图6 存储视频传输形式

（7）异常状况的数据信息通过总线形式传输给T-BOX。

3.2 数据传输模块T-box实现

（1）建立与云端视频与数据的传输链路；

（2）直播视频流通过RTMP协议传输到云端；

（3）存储的视频文件通过RTMP协议传输到云端；

（4）集成长链接MQTT SDK，实现车端状态数据传送到云端；

（5）集成长链接MQTT SDK，实现云端指令传送到车端；

（6）在没有数据和视频传输的情况下，进入低功耗模式。

3.3 云端视频及账户管理系统实现

（1）搭建云端基础服务，视频接流和推流服务；

（2）通过VDN加速直播云服务，通过CDN加速存储视频点播服务；

（3）建立车辆和视频的对应关系的数据库，将对应存储视频的链接关联到对应的车辆下；

（4）建立用户和车辆的对应关系的数据，将注册的用户账号和车辆关联；一个用户账号下可以对应多辆车，但一辆车只能关联一个账号；

（5）通过建立的对应关系，可以通过车端找到对应的用户端的账号，也可以通过用户端找到对应的车辆。

3.4 客户端用户交互系统实现

（1）搭建用户信息输入UI界面，需要支持用户完成注册、登录、密码修改、车辆绑定及注销等信息的录入；

（2）搭建用户指令输入UI界面，需要支持视频的开启、关闭、角度切换等指令的下发；

（3）搭建用户信息提醒及视频播放的UI界面；

（4）集成云端提供的视频播放的SDK，实现手机从云端的接流服务，并且可以通过界面展示给用户；

（5）集成云端提供的长链接MQTT SDK，实现用户端与云端的数据交流，完成用户指令的下发，以及可以接收云端发送过来的车辆状态。

4 结语

本设计将车、云端和手机的网连在一起，打通车辆摄像头、控制器之间、云端和手机之间的视频和数据传输的链路，实现了直播和点播不同类型视频在不同的传输通道中的处理，成功搭建了一套联网的智能视频监控系统，实现车辆的视频直播监控、异常视频存储、车辆异常提醒等，智能视频监控系统还可以实现远程监控快递投放、车内视频寻物、旅途风景实时分享等附加功能，增加了用户与车辆联系的紧密度，提升了用户的安全感。