无线传输将成为未来视频监控的骨干渠道

2013-02-21 18:50:47来源: 中关村在线

    无线网络视频监控系统则是在原有的以太网监控系统的基础上,以无线方式进行数据传输,既省去了有线网络的布线成本,又增强了监控的灵活性和可扩充性。下面笔者将从技术和应用等角度来剖析无线监控的现在与将来。

    走进无线监控

    无线监控产品大致可分为两大类:一是通过无线传输的移动监控设备,对固定或非固定场所进行监控,如执法车通过安装在车顶的监控摄像机或通过执法人员携带手持式监控摄像机,对执法现场进行实时图像采集,再经由无线网络将图像传输到监控终端;二是通过移动终端设备(如手机),获取固定监控摄像机对固定地点和场所采集的图像,如3G手机监控等。目前,移动监控产品形态主要有:手机(或移动终端)监控、公交车移动监控、车载移动监控(主要为执法车辆)、执法记录仪、移动单兵设备等。

    典型的无线监控系统主要由摄像机部分、传输部分、控制与记录部分以及显示部分四大块组成。

    摄像部分是无线视频传输系统的前沿部分,是整个系统的“眼睛”。在被监视场所面积较大时,在摄像机上加装变焦距镜头,使摄像机所能观察的距离更远、更清楚;还可把摄像机安装在电动云台上,可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动,从而使摄像机能覆盖的范围更大。在某些情况下,特别是在室外应用的情况下,为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等,对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩,甚至对云台也要有相应的防护措施。

    无线视频传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说,传输部分单指是传输图像、声音信号。同时,由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行控制,因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。

    控制与记录部分负责对摄像机及其辅助部件(如镜头、云台)的控制,并对图像、声音信号进行记录。目前硬盘录像机的技术发展得较完善,它不但可以记录图像和声音,而且还包含了画面分割和切换、云台镜头控制等功能。

    显示部分一般由几台或多台监视器组成。在摄像机数量不是很多,要求不是很高的情况下,一般直接将监视器接在硬盘录像机上即可。如果摄像机数量很多,并要求多台监视器对画面进行复杂的切换显示,则须配备矩阵来实现。

    防灾救急的多面战士

    无线视频监控技术重在无线,利用无线电波来传输视频、声音、控制等信号,在一些不能布线或不方便布线的情况下可以很快捷地使用无线视频监控传输产品建立起一个无线视频传输网络。无线监控相对于有线监控综合成本低、施工简单、快速、一劳永逸,无须挖沟埋管,特别适合室外距离较远的场合。就目前来说,无线监控技术除了满足公共安全建设的需求之外,也在一定程度上能满足民用个人需求。总的来说,大概分为以下三大主要领域:

    平安城市等特定行业移动监控需求:此处所指的特定行业用户主要为平安城市建设、道路交通监控、车载公交系统监控、检验检疫电子监管视频监控等,这些多为大型化的城域性甚至全国性的行业视频监控系统。用户对监控系统的要求不仅包括了有线监控图像能够实时看得清、录像存得好、云台控制等指令响应得快等,同时还增加了对无线视频采集(如交通巡逻、平安城市移动巡逻、城管移动巡逻与执法等)及移动视频观看和控制等应用要求。应该说,当前能够实现盈利的运营商视频监控平台基本都处于特定行业用户上,特别如政府、金融和电信是视频监控主要的应用领域,无线监控与具体行业的深度融合将成为网络视频监控市场发展的必然趋势。

    无线监控的建设与环境

    基于家庭及民用市场的无线监控:随着人们对安防监控的意识逐步提高,家庭以及民用安防无线远程监控服务的需求也在逐步增加。家庭安防的发展是人们追求更高生活质量的一种需求,但家庭无线远程监控用户对视频监控的需求相对简单,主要集中在对视频图像服务和报警联动服务上,而对监控系统的延迟性及存储并没有太高的要求。中兴力维市场运营总监张庆表示:“随着3G乃至4G网络的全面铺开,终端产品价格的下降以及运营商对个人市场的不断推动,这一领域的民用市场将备受用户看好。”另外某些临时布线会有成本浪费的场景,诸如临时建筑工地、临时活动场所、会展中心等也都是无线监控的一大市场。

    特殊环境场合的无线监控:无线监控的优点之一是架设灵活,组网方便,特别适合室外或较偏远场景的应用,如在油田监管、森林防火、生态监管、设施监管(变电站、基站、边防站、港口)、部分景区监控、油田监管、环保检测等领域,对于这些特殊行业来说,由于受到地理、环境和工作内容的限制,地域广、监控点稀疏,有线监控线路户外架设施工周期很长,维护成本非常高,甚至根本无法实施,此时无线远程监控则发挥了极其重要的应用价值。

    无线监控说明书

    在无线监控系统中,需要实时获得监控点的视频信息,并且视频信息必须做到连续的、不间断的稳定传输。随着无线监控技术向更高层次的发展,高清、低延迟等等一系列新趋势对无线传输技术的要求也上了一个新的台阶。

    近年来,星火燎原般的3G,逐步推广的4G,高开低走的WiMax,强势雄起的数字微波等一系列新技术的涌现与原来成熟的模拟微波、WiFi、卫星等通讯技术一起构建了一个无线监控传输百家争鸣的态势,并各有精彩。

    ·无线监控之建设篇

    任何技术、任何系统最终目的都是为人所用,以人为本,乃是核心。建设成本、运营成本密切关系着解决方案的成败与否。由于GPRS无法满足人们对视频监控的要求,故在此不做过多赘述。

    首先来看看WIFI监控,采用该种无线监控技术,前期投入稍多一些,主要是一些服务器、路由器、无线AP、交换机、前端设备等的投入费用,而后期运营维护费用几乎可以忽略,属于一次性投资,成本相对比较低廉。

    微波无线监控与WIFI相比,无线电收发天线还有数字微波主机会带来更高的成本。但因为同样没有运营费用,所以综合成本不会太高。

    3g则与前两者相反,直接为前端设备加无线模块就可以实现无线传输。但最大劣势是需向运营商支付传输运营费用,而且这种费用即便采用包月方式,长期算下来,资费也是相对高的。

    ·无线监控之环境篇

    WIFI监控适用于室内小范围或100米范围内的无线视频监控,加大发射功率或增加无线网桥,可达到数公里(不同产品有所不同),在办公室,甚至整栋大楼中也可使用。系统最大为数十个摄像点,最大劣势是只有3个独立信道。

    无线监控的传输与未来

    微波无线适用于室外长距离传输应用,5公里内点对点、点对多点,系统容量最大为上千摄像点。“微波无线监控不太适合用在城市高楼密布的环境,而适用在城郊或者野外的安防应用,这种比较空旷的地方会比较合适一点。城市现在的电磁干扰是非常严重的,你用公共的频段的话大家都在用。这个过程中造成了电磁干扰特别多,这样的话调试是非常困难的,这是一个频点管理的问题。”科卫泰技术总监潘炯表示。

    相较以上两者,3G监控更适用于摄像点在大区域内移动时的监控,可通过运营商的基站传输实现远程漫游,系统可建设上万个摄像点。

    ·无线监控之传输篇

    在这样一个视频监控发展腾飞的年代,前端设备无论在价格和技术方面都已逐渐成熟,而视频监控特别是高清会产生大量的数据,在传输这一环节,线缆的高带宽让有线监控不再有后顾之忧,而对无线监控来说,带宽、同步传输容量成为其最大制约,同时画质也无法得到稳定的保证。

    WiFi传输,采用802.11n的话,目前最大理论值可达300Mbps,足够传输高清视频图像,在对清晰度要求越来越高的时代,这是目前其它技术所无法比拟的。据海康威视(002415,股吧)产品经理徐斌介绍:“WiFi传输带宽相对较大,部署灵活、成本低,但是不适合移动场景,抗干扰能力较弱。”

    微波传输的带宽受协议、距离、发射功率和外界环境等因素影响较大,但普遍都达到了40Mbps,不过其最大的问题是受外界环境影响太大,实际应用中很难达到理论带宽。

    3G网络的带宽理论值可达几兆乃至十几兆一秒,这也为无线高清传输带来了可能。截至去年年底,中国联通(600050,股吧)3G基站累计达到16.7万个;中国移动正在加快3G网络扩容,不过现阶段,国内3G网络的稳定性还是有待观察,会出现延迟、带宽不足等问题,相对于国外来说,网络覆盖还是相对不够。另外,3G在实际传输应用中,由于安防行业与大众共同使用这一公共资源,实际无线带宽通常不会超过1Mbps,一般情况下能达到200kbps已经可以算是网络环境较好的情况了。因此,这很难让其在安防领域中得到足够的重视。

    下一代无线监控

    4G

    全国多城市已进行了4G试点,相信不久我们便会切身地体验到号称“会彻底改变我们生活方式”的4G技术带来的改变。其实4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的,它的核心建设技术根本就是不同的,3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术,而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)而受瞩目。4G技术在传输应用上具有很强的优势:更快的通信速度、更宽的网络带宽、更平滑的稳定性。当然这所有的一切都会让无线高清监控成为必然,而不是可能。据目前试点来看,4G网络的速度是3G网络的10倍,下载速度最高达100M,上行带宽可达20Mbps,而一般的720P高清监控需要的带宽每路基本在2~4Mbps之间,这就能很好地满足高清监控的应用需求。

    WiMax

    WiMax作为一种新的国际3G标准,带宽高达70Mbps,传输距离更是达到数十公里。网络覆盖面积是3G((TD-SCDMA))发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖;提供更高速的宽带接入,能提供的最高接入速度为70M,是3G(TD-SCDMA)所能提供的宽带速度的30倍;作为一种无线城域网技术,它既可以将WiFi热点连接到互联网中,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展。客观讲,WiMax在全球的业务发展表现不俗。在美国、欧盟、日本等国家,WiMax的鼓吹者玩得如火如荼,然而在中国境内却吃到尴尬的闭门羹WiMax至今仍未获得工信部的落地牌照,无法大规模建设网络基站。科卫泰技术总监潘炯表示:“WiMax技术对传输应用来说是没问题的,但它没有得到普及应用。它是适用于承载大系统的技术,成本非常高。WiMax和3G、4G一样的,针对的是成千上万的用户。但不排除WiMax其中的一些技术会延伸出来,比如针对高速移动物体的传输技术和非视距传输的技术。”尽管WiMax未能在国内得到大规模应用,但一些厂商也注意到它的大好应用前景,纷纷开发相关产品,为未来做好准备。

    移动终端将扛起应用大旗

    移动智能终端,未来的新宠儿

    在无线通讯技术特别是3G普及的大环境下,手机已经不再是通讯工具这么简单了,而是一个功能强大,集通话、短信、网络接入、影视娱乐为一体的综合性个人手持互联网终端设备。而平板电脑更像是智能手机与电脑的杂交产物,既有着强大的功能,更带来了便捷舒适的用户体验感。随着智能手机与平板电脑的风靡,无线移动监控将会成为无线监控的重要组成部分,这种基于智能平台的监控视频业务将为监控应用带来新的变化。

    用户利用3G网络请求远程监控中心发送视音频数据进行实时浏览和控制,由于3G网络限制,目前最多只能支持QVGA分辨率,帧率在5-10帧左右,码流最多达到100Kbps,现在大多数业务还只是在固网监控的基础上,进行无线监控应用的叠加。目前,与用户的业务系统整合正在进一步深化,移动信息处理能力正在得到逐步增强,可用于公安、城管、应急指挥、街道巡查以及中小商铺手机查看客流及商情等。例如,城管人员用支持视频监控浏览应用的手机终端远程查看市容、街道,发现问题时可以快速赶往现场处理;企业管理人员即便出差在外也可以通过iPad远程监控生产流水线;中小商铺店主外出时可利用平板电脑远程查看店铺经营情况,也可以采用手机监控视频对店铺产品进行客户宣传;家长使用手机可远程看望在幼儿园的孩子,实时活动影像让家长放心托管;在交通行业,公众可以用手机查看道路人流车流,有利于出行时方便地调整行车路线,提高出行效率;医院、银行等排队系统让排队客户采用手机查询排队状况,以便随时掌握时间等等。用户将真正实现任何时间、任何地点、任何终端的无缝无线监控,因此将更加促使手机无线视频监控星火燎原。

    “手机和平板的平台非Wintel联盟,硬件和操作系统变化多,屏幕大小和分辨率各异,如何在各种平台上保证用户体验是最大的问题,最后还有传输方式相对不同,手机和平板更多的是无线接入,而不是有线,需要保证终端图像呈现的稳定性。”科达科技产品经理陈文勰如是说。

    有线无线共荣互通,实现监控全方位

    无论是从技术应用成熟度、网络完善度、消费观念,还是运营商经营模式的转变等,整个无线市场其技术要达到成熟还需要一段时间。

    中兴力维市场部运营商行业总监张庆曾表示:“往往一个完整的无线监控系统也并不完全由一种无线技术构成,而是多种无线技术相结合,优势互补,共同为用户提供最完美、最实用的监控应用。有趣的是,在无线监控内部,也体现着FMC(固移融合)的趋势,随着技术标准的发展,WiMax将逐步实现宽带业务的移动化,而以LTE/4G则致力于实现移动业务的宽带化,两者的融合程度也会越来越高。”

    无线监控和有线监控,二者各有其应用特点和技术优势,无线监控的关注点和应用优势在于移动性和便携性,而有线监控则体现在传输速度和可靠性。高速、便捷的无线接入网背后其核心支撑作用的必定是规模巨大的高质量承载网格。二者将会进一步优势互补、融合发展,无线和有线的融合是大势所趋。

 

关键字:视频监控

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2013/0221/article_5577.html
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