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1、1基于基于 3G3G 移动电子眼的系统实现研究移动电子眼的系统实现研究摘要摘要：随着 3G 的普及，基于 3G 的视频监控取得了飞速的发展。本文从如下几个方面对基于 3G 移动电子眼的系统实现进行了研究。本文首先简单介绍了 3G 移动电子眼和它的应用。然后，重点研究了音视频的编码以及音视频的同步方式。然后，研究了 3G 电子眼信息的传输，包括传输网络 UMTN,以及传输控制相关协议，传输控制中的容错技术。最后对 3G 移动电子眼的现状进行了总结和其发展进行展望。随着需求的增加，3G 移动电子眼必将在社会安全的各个行业普及并发挥越来越重要的作用。关键词关键词：3G; 移动电子眼; 音视频编码；传
2、输控制Study on the systems of 3G-based mobile electronic eye Abstract：With the popularity of 3G, 3G-based video surveillance have achieved rapid development. This paper studied the systems of 3G-based mobile electronic eye from the following parts. First, the writer introduced the 3G mobile electronic
3、eye and its applications. Second, the write focused on audio and video encoding and transmission rate control, and then studied the eyes 3G electronic information transmission, including transmission network UMTN, as well as the transmission control protocol, transmission control fault-tolerant tech
4、nology. Finally, the writer summarized the current situation of 3G mobile electronic eyes and prospected its future development. With the increased demand, 3G mobile electronic eyes will play more and more important role on social security .Keywords: 3G; mobile electronic eye; audio and video coding
5、; Transmission Control2第第 1 章章 3G 移动电子眼的简介移动电子眼的简介3G 移动电子眼，是应用最新的 3G 技术来实现视频监控的设备。电子眼又叫电子警察，一般安装在红绿灯路灯监视车辆违规情况。但是本文研究的电子眼用途更加广泛。3G 移动电子眼是使用了 3G 宽带网络基础上提供图像，声音和各种报警信号远程采集，传输，储存，处理与转播。实现了利用手机进行远距离的视频实时监控，用户可以随时看到自己关注的场景。这既可以用于对道路交通状况的监控， 也可以用于家庭安全监控， 还可以用于监控企业生产等多个场所。监控的距离由此被拉长， 用户也由企业推向个人， 而监控终端也从固定转
6、向了移动，使应用更加灵活。3G 移动电子眼所涉及的 3G 是指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机和第二代 GSM、TDMA 等数字手机，第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少 2M/s、384k/s 以及 144k/s 的传输速度。CDMA 被认为是第三代移动通信技术的首选，目前的标准有 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。1.1 3G 标准
7、简介标准简介W-CDMA 是一种由 3GPP 具体制定的，基于 GSM MAP 核心网，为无线接口的第三代移动通信系统。目前 WCDMA 有 Release 99、Release 4、Release 5、Release 6 等版本。W-CDMA 是一个国际电信联盟标准，它是从码分多址演变来的，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA采用直接序列扩频码分多址、频分双工方式，码片速率为 3.84Mcps，载波带宽为5MHz。基于 Release 99/ Release 4 版本，可在 5MHz 的带宽内，提供最高 384kbps 的用户数据传输速率。
8、W-CDMA 能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达 2Mb/s（对于局域网而言）或者 384Kb/s（对于宽带网而言） 。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA 使用的是 200KHz 宽度的载频，而 W-CDMA 使用的则是一个 5MHz 宽度的载频。 CDMA2000 即为 CDMA2000 1EV，是一种 3G 移动通信标准。分两个阶段：3CDMA2000 1EV-DO（Data Only） ，采用话音分离的信道传输数据，CDMA2000 1EV-DV（Date and Voice） ，即数据信道话音信道合一。C
9、DMA2000 由美国高通北美公司为主导提出，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的，可以从原有的 CDMA One 结构直接升级到 3G，建设成本低廉。CDMA2000 的研发技术是目前各标准中进度最快的，许多 3G 手机已经率先面世。 TD-SCDMA 是中国提出的第三代移动通信标准，该标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。相对于另两个主要 3G 标准 CDMA2000 和 WCDMA，它的起步较晚。但是 TD-SCDMA 在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率
10、灵活性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA 由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外，TD-SCDMA 使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了 SDMA 的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA 还具有 TDMA 的优点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA 是时分双工，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的 3G 标准相比
11、，在频率资源的划分上更加灵活。一般认为，TD-SCDMA 由于智能天线和同步 CDMA 技术的采用，可以大大简化系统的复杂性。 1.2 3G 移动电子眼的系统结构移动电子眼的系统结构监控信息采 集、处理与 传输设备3G 网络手持设 备用户互联网PC 终端用户备份服务器数据服务器应用服务器备份 设备系统管理员数据仓库4图 1-1 3G 移动电子眼系统结构3G 移动电子眼前端视频采集设备( 移动摄像枪) 从普通的视频摄像头中捕捉瞬时的视频信号, 然后进行 H.264 编码压缩。该模块支持不同的压缩比和图像大小, 用户可以根据需要选择不同型号产品。视频采集压缩后就可以将压缩好的视频图像文件传送到中心
12、: 传送的方式是通过移动的 3G 网络, 系统具有 3G 的 PPP 拨号功能, 并嵌入式地实现了 TCP/ IP 协议、POP3/SMTP 协议, 同时支持动态 IP。监控终端( 包括电脑、手机、掌上电脑等) 可以实时接收前端的视频流进行监控, 又可以按照需要登陆数据服务器按照需要查询历史记录。应用服务器面向用户提供功能响应, 并根据系统配置策略完成连接管理、设备状态监控、系统管理等功能。数据服务器主要处理用户请求, 高效提供对应的数据信息。数据仓库主要负责存放图像信息、用户信息、监控终端信息、报警信息、用户访问记录及计费信息、管理员信息、业务策略和网络相关信息等, 用于存储海量数据并进行优
13、化, 满足系统稳定运行的要求。备份服务器根据备份策略, 完成数据的备份工作。基于最新的 3G 技术和网络，3G 移动电子眼必将在各行各业发挥重要的作用。5第第 2 章章 3G 移动电子眼的应用移动电子眼的应用伴随着社会经济和信息化技术的飞速发展，视频监控应用在社会安全的各个行业，平安城市、安全生产、森林防火、公园景区、公路交通等围绕在人们日常生活和工作周围的众多应用都已经离不开视频监控。随着和谐社会的理念深入到社会的每一个角落，3G 移动电子眼将上演前所未有的旺盛需求！3G 移动电子眼依托强大的 3G 网络，为视频数据的远距离传输、智能化管理提供了强有力支持。以往复杂的地理环境往往成为有线网络
14、在视频监控中的制约，比如森林防火、野外油田、远距离的高速公路、成熟的公园景区等环境，有线网络搭建很难完成，或者用户成本投入过高，网络建设周期过长。合理地解决复杂环境的视频传输，3G 无线网络以其高度的灵活性、便捷性、移动性、低成本、保护用户投资等特性成为视频监控的最佳网络解决方案。3G 移动电子眼必将在现代化小区、交通、港口、油田、电力、环保、森林防火、水利、航运安全、平安城市、消防、景区、建筑工地等领域的视频监控发挥着重要的作用。2.1 3G 移动电子眼的应用分析移动电子眼的应用分析2.1.1 家居应用家居应用3G 移动电子眼家居应用是与我们息息相关的，这些功能可以通过设置定时自动执行，比如
15、门禁遥控，家庭看护，防盗告警，防火告警，煤气泄漏告警，电器遥控，学习守护，电器状态查询。(1)门禁遥控门禁遥控的主要功能是当自己出门在外时有朋友意外来访或者清洁工定时前来清洁，通过手机远程打开大楼大门和自己的家门。当有人在大楼门禁面板上输入自己的房间号时，可以设置家居网关将门禁系统中的图像传送到网络上，在用手机（或电脑）上网看到图像后，用户可以通过手机遥控打开大楼铁门和自己的家门，自己不需要匆匆回家开门而耽误工作。(2)家庭看护其主要功能是监视家中的情况。只要激活家居网关上网，用户就可以使用手机（或电脑）上网看到家中的情形。(3)防盗告警其主要功能是在家中有窃贼光顾时实时传送图像到网络上。当家
16、中门窗异常打开、6家中有异常声音或其他异常情况时，家居网关将发出尖锐警告声音，并把家中情况实时传送到网络上，在用手机（或电脑）上网看到图像后，用户如果看到窃贼，可以马上报警并将窃贼图像送公安机关。(4)防火告警其主要功能是在家中有火灾迹象时实时传送图像到网络上。当家中有浓烟、焦糊气味等火灾迹象时，家居网关将发出尖锐警告声音，并把家中情况实时传送到网络上，在用手机（或电脑）上网看到图像后，用户可以立即回家处理或报火警，防止火灾。(5)煤气泄漏告警其主要功能是在家中有煤气泄漏迹象时通知用户。当家中有煤气泄漏迹象时，家居网关将发出尖锐警告声音，通过短消息通知用户，并把家中情况实时传送到网络上，在用手机（或电脑）上网看到图像、收到煤气泄漏警告后，用户可以立即回家处理或报火警，防止煤气中毒。(6)电器遥控其主要功能是通过手机，可以远程开、关家中已经设置好的所有电器，如电热水器、空调、电视、电脑、电动门/窗帘、照明电灯、微波炉、洗衣机等电器。(7)学习守护其主要功能是监视电视、电脑等主要娱乐电器的使用。通过对电视、电脑的开关监视，可以有计划地控制小孩看电视、打电脑游戏的时间，确保小孩
