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移动视频监控及定位体系的设计方案

随着3G/4G移动通信网络和计算机技术的快速发展,移动互联网从很多方面改善了人们传统的生活方式,3G/4G移动网络具有带宽宽、广域广、高安全性等突出特点,能够突破安防行业长距离数字化无线监控一直以来难

  跟着3G/4G移动通讯网络和计算机技能的快速开展,移动互联网从许多方面改进了人们传统的生活方法,3G/4G移动网络具有带宽宽、广域广、高安全性等杰出特色,能够打破安防职业长距离数字化无线监控一直以来难以简略完成的瓶颈,为无线视频监控拓荒了一条新的路途。

  本文规划的一种移动视频监控及定位体系,选用S3C6410处理器作为硬件根底,以Mediastream、Live555、VLC开源项目为中心,3G/4G移动通讯网络作为网络传输前言,选用H.264编解码方法完成视频的收集传输播映,并集成GPS模块进行方位数据的收集、传输、显现,完成移动方针的视频监控、定位功用,该体系的前端硬件设备细巧,易于运用。

  体系原理

  体系框图

  如图1所示。

  

  图1 体系框图

  作业原理

  体系前端选用S3C6410处理器为中心处理器,包括了摄像头、GPS模块、传输模块,供给了一个具有低成本、低功耗,高性能的运用处理器解决计划。它包括一个集成的多格局编解码器( MFC )支撑MPEG4/H.263/H.264编码、译码以及VC1的解码。前端选用Mediastream开源项目从摄像头收集数据,然后S3C6410处理器运用其硬件编解码器将收集到数据编码成H.264视频流,发送到中转服务器,中转服务器运用Live555开源项目对视频流进行转发,最终在PC端运用VLC播映器进行解码播映,整个进程完成了视频收集、编码、传输、解码和播映功用。

  前端经过嵌入式程序将GPS模块收集到的方位数据进行处理后,提取出其间的经纬度数据,运用Socket发送到PC端软件,PC端软件运用电子地图实时显现移动前端地址的地址,完成对移动方针的实时定位和监控功用,并记载其轨道。

  网络传输模块则运用经过USB接口衔接到开发板上的3G上网卡衔接3G网络,经过在前端脚本软件发动拨号上网,敞开数据传输通道。

  前端软件规划

  GPS数据收集

  数据收集

  硬件设备选用的是S3C6410开发板,运用串口将GPS模块与开发板相衔接,设定好串口相关参数后便能够从串口中读出实时的GPS数据。

  

  图2 前端硬件

  数据处理

  从串口中读取出来的GPS数据是规范的GPS数据,数据格局之一如下:

  (1)Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息

  $GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh

  <1> UTC时刻,hhmmss(时分秒)格局

  <2> 纬度ddmm.mmmm(度分)格局(前面的0也将被传输)

  <3> 纬度半球N(北半球)或S(南半球)

  <4> 经度dddmm.mmmm(度分)格局(前面的0也将被传输)

  <5> 经度半球E(东经)或W(西经)

  <6> GPS状况:0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,6=正在预算

  <7> 正在运用解算方位的卫星数量(00~12)(前面的0也将被传输)

  <8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9)

  <9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)

  <10> 地球椭球面相对大地水准面的高度

  <11> 差分时刻(从最近一次接收到差分信号开端的秒数,假如不是差分定位将为空

  能够看出,从串口中读出的GPS数据包括的信息量非常大,需求从其间提取出有用的部分进行处理才干得到想要的经纬度数据。

  考虑到实践运转可行性,每1.5秒从串口读取一次数据,编写一个函数从数据中提取出要害的经纬度数据。

  数据发送

  经过处理得到经纬度数据之后,经过Socket将经纬度数据发送到PC端进行显现。Socket分为客户端和服务器端,能够依据实践的需求在前端运用Socket客户端或许服务器端。在知道服务器域名或许IP地址的状况下能够选用服务器端树立Socket服务器,前端经过Socket客户端去衔接Socket服务器并发送数据。在给前端做域名绑定之后,前端也能够树立Socket服务器,在PC端树立Socket客户端来拜访前端的Socket服务器来获取GPS数据。相比之下,在PC端树立Socket服务端口监听前端的Socket客户端衔接的计划愈加有用,在多客户端的状况下,便于管理,不需求对前端进行域名绑定。  视频收集

  视频收集计划有两套:

  (1)开源项目Linphone中的Mediastream,这是一款点对点收集传输的视频收集计划,从摄像头收集到图画后能进行常用的MJPEG、H.263、H.264等编码进行视频紧缩,其长处是支撑多种视频紧缩方法,能依据网络状况挑选适合的编解码方法来进行视频紧缩传输及播映。

  (2)开源项目mjpg-streamer,从摄像头收集到图画后运用。jpeg格局进行紧缩,传送到前端后可在网页,插件,播映器中进行播映观看,其长处是选用jpeg图画紧缩,网络好的状况下图画明晰,而且支撑多种播映方法。

  PC端软件规划

  PC端体系包括以下几个部分:电子地图,视频显现及PC端界面三个部分。

  电子地图

  运用网络电子地图对GPS数据进行定位显现。在网络上的几种常见地图中挑选谷歌地图作为显现地图。谷歌地图供给了一套老练的JavaScript的API,依据其供给的API完成实时的定位显现以及前史轨道的回放功用。因为GPS供给的数据与实践地图定位存在必定差错,在进行数据处理时还加入了一个校对算法对数据进行批改,批改后的成果与实践成果差错在10m内,在能够承受的规模之内。

  

  图3 PC端监控软件界面

  视频显现

  依据前端视频收集的两套计划,PC端的视频显现对应也有两套计划如下:

  (1)Mediastream+Live555+VLC,其间Mediastream担任视频的收集及传输,Live555担任进行视频流的转发,VLC进行视频的播映。Mediastream是一种点对点的传输,两边商定好端口之后进行传输及播映,可是VLC播映时运用的是RTSP流,还有RTSP的操控协议,因而选用Live555进行一个中心的转发,将Mediastream收集的视频流发送到Live555,Live555将视频流打包成RTSP流,然后运用VLC进行播映。

  (2)运用MJPEG开源项目自带的播映控件及方法,能够在网页及VLC中进行播映显现。

  以上两种计划都能够运用VLC进行播映,所以能够在网页中内嵌VLC的控件进行视频显现,电子地图和视频都能够在网页中进行展现了。

  PC端界面

  运用C#言语编写,将Socket服务器,地图显现以及视频显现综合在一个界面里面。Socket服务器接收到GPS数据后,存放在一个XML文件中供回放前史轨道时运用。

  体系运转状况

  前端硬件如图2所示。

  PC端监控软件完成的界面如图3所示。

  选用不同计划进行比照,测验的数据见表1,剖析表1,可见:

  

  (1)终端和PC端均为局域网条件时,Mediastream对传和Mediastream+Live555+VLC作用均不错

  (2)终端和PC端均为3G时,Mediastream对传和Mediastream+Live555+VLC作用都欠好,丢包严峻,Mediastream对传作用基本上决议Mediastream+Live555+VLC的作用,PC端下行速率只要100多kbps,显着少于终端上行速率

  (3)Mediastream对传比Mediastream+Live555+VLC推迟小1-2秒,在PC端运转Live555比在终端运转推迟小约1秒,

  (4)终端运用3G运转Mediastream+Live555,PC端运用局域网用VLC拜访时(因为外网数据不能自动发送到内网,只能这么运转),CIF格局作用还不错,有少许延时,当设置比特率到达512kbps时,作用变差,不稳定,视频呈现断续现象。VGA格局作用在384kbps左右时运转作用还能够,但运转不稳定,在其它比特率下运转,作用均欠好。片面感觉CIF下的视频作用并不显着差于VGA.

  结束语

  本文规划并完成的移动视频监控及定位体系,前端可完成GPS、图片、视频的收集和上传,后端可进行长途操控、视频监控和定位,并经过电子地图显现前端的实时方位和前史运动轨道。本体系有机结合了计算机多媒体技能和移动互联网技能,能够运用于多种职业的详细事务之中,可进步事务的信息化程度和人员的作业效率。

  本文的规划思路可广泛用于车载监控、无线视频监控、城管法律等等范畴,具有较广泛的有用价值和推行的含义。

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