CDMA1x城市交通路口無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

背景：
隨著經(jīng)濟的逐步繁榮，城市交通的實時監(jiān)控以變得越來越重要，建立全面的交通圖像管理系統(tǒng)是交通管理部門的目標(biāo)。交通路口視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過建立覆蓋城市主要干道及路口的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，配備相應(yīng)的圖像監(jiān)視設(shè)備和軟件，可將交通路口車輛運行狀況實時傳送到調(diào)度中心，對道路車輛運行狀況進行監(jiān)控。同時，公安交通管理部門可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況對道路車流量進行控制，將車輛安排到暢通的路段，減少阻塞，保證道路交通暢通，實現(xiàn)城市交通管理的智能化。

一、用戶需求
城市路口視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要完成將被監(jiān)控點實時采集的交通流量視頻文件及時地傳輸給監(jiān)控中心的工作。建立該系統(tǒng)后，公安交通管理部門就可以實時地了解城市各干道及路口的情況，并可以迅速的調(diào)派警力處理險情，節(jié)省警力，以更好的管理改善城市的交通環(huán)境。
1、在城市各主要交通路口設(shè)立一個視頻采集點，視頻圖像數(shù)字化后經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。
2、建立覆蓋城市區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，連接分散在各主要交通路口的視頻監(jiān)視點。
3、視頻圖像監(jiān)看清晰度不低于300線，圖象顯示速度可達(dá)到25幀-30幀/每秒。
4、系統(tǒng)具有良好可擴展性，隨著監(jiān)控點的增加，只要增加前端設(shè)備和升級軟件。
5、用戶通過監(jiān)控中心電視墻，可以隨時了解各主要交通路口的車流量情況，可以進行連續(xù)24小時實時監(jiān)控。
6、具有監(jiān)控、錄像、回放、傳輸和備份功能，現(xiàn)場拍到的視頻圖像可進行存儲作為車輛違章處理等交通執(zhí)法工作的證據(jù)。
該系統(tǒng)可與交通違章管理系統(tǒng)配合使用，在路口抓拍違章車輛，當(dāng)車輛"超速"或"闖紅燈"時，自動對車輛的圖像進行抓拍，將車輛的號牌、車輛的類型、顏色、速度、記錄在數(shù)據(jù)庫中，并及時上傳至交通違章處理部門審查，打印后告知違章車主的管理系統(tǒng)。

二、CDMA1x城市交通路口無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
CDMA1x是一種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。CDMA1x是中國聯(lián)通在完善優(yōu)化CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中推出的第2.75代通信技術(shù)，它在目前的IS-95CDMA網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進一步升級了無線接口，使其支持高速補充業(yè)務(wù)信道，從而可實現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。CDMA1x在傳遞速率、功能方面較GPRS具有突出的技術(shù)優(yōu)勢，特別適合像金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測等行業(yè)的通信需求，可取代過去傳統(tǒng)的有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺、短信等通信方式。
由于城市交通路口監(jiān)控點和交通控制中心一般相距較遠(yuǎn)，且分布位置較分散，利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線的方式不但成本非常高，建設(shè)周期長，而且可擴充性、靈活性差，一旦需要增加或者減少被監(jiān)測點，將會帶來新的施工周期。
無線網(wǎng)絡(luò)可以將多個被監(jiān)測點與交通控制中心連接起來，且搭建迅速，可以在最短的時間內(nèi)迅速建立起無線網(wǎng)絡(luò)鏈路。
為了保證視頻壓縮文件的穩(wěn)定傳輸就必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬，不同的視頻壓縮文件對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求各不相同，為了達(dá)到更好的視頻質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)帶寬就更為重要。CDMA1x理論速率153.6Kbps，目前實際測試速率為80kbps，超過目前普通有線電話撥號上網(wǎng)的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-3倍，可采用MPEG-4格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進行傳輸，達(dá)到無線視頻監(jiān)控的目的。

CDMA1x無線傳輸數(shù)據(jù)有以下優(yōu)勢：
1、CDMA1x用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)點，無需擔(dān)心線路的維護或有線在移機時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)測點無需進行拉線、埋線等工作。較光纖或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。
2、終端價格比較低。與DDN相比，較DTU或DDN專線Modem其終端價格便宜很多。
3、CDMA1x資費便宜，計費合理。CDMA1x資費包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費還便宜。交通路口視頻數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線（DDN、幀中繼）。CDMA1x還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進行計費。在CDMA1x網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不用計費。這樣，監(jiān)測點既不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。
4、CDMA1x能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。
5、CDMA1x網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于CDMA1x網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng),支持TCP/IP、X.25協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP網(wǎng)或X.25網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。
6、覆蓋較好。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)路口由視頻信息采集點、無線傳輸系統(tǒng)、交通控制中心三部分組成。
1、路口視頻圖像采集點
根據(jù)各城市的具體情況，在各交通路口安裝相應(yīng)的監(jiān)控攝像機（彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦）和軟件系統(tǒng)。在每個交通路口可以安裝一個或數(shù)個監(jiān)控攝像機，外圍再各配備一臺云臺、防護罩及云臺控制器。每個視頻采集點各匹配一臺視頻編解碼器。監(jiān)控攝像機用于采集城市各道路實時交通狀況視頻信號，主要是監(jiān)控距離交通路口一定范圍內(nèi)的車輛。云臺可以由控制中心的計算機控制。用戶可對攝像機進行水平360度，垂直90度及變焦控制。
視頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機的模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，同時進行壓縮，另外也傳輸控制信號，視頻編解碼器內(nèi)置10/100M網(wǎng)卡，通過網(wǎng)線連接到無線設(shè)備上，編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過無線網(wǎng)絡(luò)匯集到交通監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到所管轄的道路和路口狀況，監(jiān)控人員可通過監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠(yuǎn)程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺。
為充分保證每個監(jiān)控點的帶寬，采用MPEG4的編碼標(biāo)準(zhǔn)，帶寬占用較低，并可實現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲，而且傳輸距離較遠(yuǎn),適用于城市廣闊區(qū)域的監(jiān)控。
2、無線傳輸系統(tǒng)
通過CDMA1xIP路由器采用點對多點方式建立覆蓋城市路口的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。在遠(yuǎn)程監(jiān)控點安裝SCN2000CDMA1xIP路由器（以太網(wǎng)接口）。產(chǎn)品具有傳輸距離遠(yuǎn)、低時延（對視頻應(yīng)用非常關(guān)鍵）和設(shè)備成本低的特點，可以提供高效和經(jīng)濟的視頻傳輸解決方案。CDMA1x無線接入理論速率153.6Kbps，目前實際測試速率為80kbps，超過目前普通有線電話撥號上網(wǎng)的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-3倍?？梢詫⒉煌攸c的現(xiàn)場視頻信息通過無線通訊手段實時傳送到監(jiān)控中心，支持采用H.263/MPEG-1/2/4等格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進行傳輸，能夠保證視頻流的穩(wěn)定持續(xù)傳輸，并且不受山川、河流、橋梁道路等復(fù)雜地形限制。特別適合像交通路口遠(yuǎn)程監(jiān)測的通信需求。H7920CDMA1x路由器設(shè)備提供10/100BaseT以太網(wǎng)接口，監(jiān)控點的交換機、視頻解碼器和攝像機都可以直接雙絞線連接到H7920CDMA1x路由器的10/100BaseT以太網(wǎng)接口上。
3、交通控制中心
監(jiān)控中心主要由視頻編解碼器、矩陣電視墻、監(jiān)控服務(wù)器、硬盤錄像機等組成，可完成路口現(xiàn)場圖像接收與顯示，錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。
視頻編解碼器對經(jīng)CDMA1x無線網(wǎng)絡(luò)傳送來的前端監(jiān)控點攝像機采集的視頻信號進行編解碼處理，傳到監(jiān)控管理中心局域網(wǎng)視頻監(jiān)控服務(wù)器上，再經(jīng)交換機通過內(nèi)部局域網(wǎng)傳播至各個相關(guān)部門或人員的客戶端。
監(jiān)控中心發(fā)出的對于云臺、鏡頭等的控制指令通過無線設(shè)備傳送到監(jiān)控點。用戶可以通過位于監(jiān)控中心的云臺控制設(shè)備控制現(xiàn)場任意點的云臺、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺的上、下、左、右、自動或輔助控制遠(yuǎn)端的電源、攝像機開關(guān)等。
現(xiàn)場傳回的視頻圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號存儲在硬盤錄像機上，可方便快捷地實現(xiàn)資料的存儲、更新、查詢、備份，為交通違章處理等執(zhí)法工作提供依據(jù)。

四、無線傳輸設(shè)備選型
宏電是國內(nèi)最早的無線移動數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)提供商，公司定位于為行業(yè)用戶和企業(yè)級用戶提供性能優(yōu)越、價格低和具有特色的無線通信技術(shù)和解決方案。
宏電（hongdian）開發(fā)的CDMA1x無線數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品是專門針對工控控制和金融交易領(lǐng)域移動數(shù)據(jù)通信應(yīng)用需求而設(shè)計的。產(chǎn)品是在已成熟的遠(yuǎn)程接入路由器和SNMP網(wǎng)絡(luò)管理等產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全新系列產(chǎn)品，硬件采用全新的ARM732位嵌入式RISCCPU，處理能力及系統(tǒng)資源提高10倍以上；軟件上采用完整的嵌入式OS及TCP/IP協(xié)議包，整體方案具有如下技術(shù)優(yōu)勢：
1）具有完整TCP/IP協(xié)議，提供100BaseT網(wǎng)絡(luò)接口及完整的IP路由功能。
2）針對應(yīng)用具有TCP可靠連接方式，專為金融交易應(yīng)用而設(shè)計。
3）內(nèi)嵌WEBServer配置方式，方便直觀。
4）支持TELNET、SNMP等網(wǎng)絡(luò)管理功能，適合行業(yè)應(yīng)用。
5）支持遠(yuǎn)程維護，具有遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級和重啟動的功能。
CDMA1x系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)了完整的PPP協(xié)議及上層TCP/IP協(xié)議，具有Router功能，并使非IP系統(tǒng)通過簡單的串口通信實現(xiàn)Internet和Intranet接入；基于Web方式配置簡單、方便；與SMS配合，提高可靠性，降低成本。該,設(shè)備特別適合以下

應(yīng)用：
適合點多分散的數(shù)據(jù)傳輸；
適合跨地域的企業(yè)應(yīng)用；
適合條件差、野外的使用環(huán)境；
適合中小數(shù)據(jù)通信量的數(shù)據(jù)傳輸；
適合移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用（移動車輛等）；
適合手持設(shè)備的應(yīng)用。
CDMA1x專用數(shù)據(jù)終端是一款集成了CDMA1xMODEM傳輸功能和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、路由功能于一體的新型無線移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。廣域網(wǎng)絡(luò)采用CDMA1x，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)100BaseT和串口（包括RS232、RS485等）連接兩種方式。根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，物理上的這三個接口能夠靈活運用，采用不同的連接方式，使該設(shè)備具備了三大功能：以太網(wǎng)－>CDMA1x網(wǎng)絡(luò)的路由功能；串口－>CDMA1x網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換功能；串口－>以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換功能。
1、CDMA1x網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品突出特點
①具有完整的IP功能：是非IP設(shè)備到CDMA1xIP網(wǎng)絡(luò)的IP橋接器，直接把用戶POS終端、ATM柜員機、圈存機等設(shè)備平滑過渡接入到CDMA1x網(wǎng)絡(luò)。
②具有ROUTER功能：具有100Base網(wǎng)絡(luò)接口。支持TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT等多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，同時能將本地的多臺IP設(shè)備共享接入CDMA1x網(wǎng)絡(luò)，極大提高了性能價格比。
③管理界面友好：通過內(nèi)嵌的WebServer進行配置管理，非常直觀，操作簡單、方便，支持遠(yuǎn)程維護，根據(jù)管理權(quán)限可實現(xiàn)遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級和重啟動。
④遠(yuǎn)程網(wǎng)管功能：用戶在數(shù)據(jù)中心能對多個遠(yuǎn)程CDMA1x設(shè)備點進行集中維護和運行檢測，可根據(jù)需要增加SNMP網(wǎng)管協(xié)議。
UPD透明傳送：能將串口數(shù)據(jù)按照客戶的時間響應(yīng)及幀大小要求以UDP方式快速傳送到數(shù)據(jù)中心，但存在可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，適合于遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用。
⑤TCP透明傳送：能將串口數(shù)據(jù)按照客戶的時間響應(yīng)及幀大小要求以TCP方式可靠傳送到數(shù)據(jù)中心，特別適合于對網(wǎng)絡(luò)傳送可靠性要求嚴(yán)格的金融交易等應(yīng)用。
⑥心跳監(jiān)測功能：為了滿足數(shù)據(jù)中心對各遠(yuǎn)程CDMA1x設(shè)備點的實時監(jiān)測，可設(shè)置CDMA1x網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在無數(shù)據(jù)傳送情況下定時向數(shù)據(jù)中心報告自己的運行狀態(tài)。
⑦短信備份功能：在CDMA1x網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常中斷的情況下，能將遠(yuǎn)程CDMA1x設(shè)備點的緊急數(shù)據(jù)通過短信方式傳送到數(shù)據(jù)中心。
⑧按需撥號功能：特別適合像金融交易這樣的遠(yuǎn)程CDMA1x設(shè)備點主動向數(shù)據(jù)中心發(fā)起連接的應(yīng)用。一方面能根據(jù)需要隨時建立連接，同時也能在沒有交易的情況下，自己主動斷開和中心的連接，有效減輕數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。