監控視頻信號的無線通信設計

摘要：高效便利的視頻信號傳輸是實現遠程視頻監控的基礎。通過采用GPRS技術，開發GPRS通信接口板，借助短信息技術，應用流媒體技術，設計實現了視頻信號的無線傳輸。通過嚴格的測試，表明系統已達預期要求，可廣泛應用于視頻信號的無線傳輸。

關鍵詞：GPRS；流媒體；AT指令；無線視頻通信；視頻監控

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2008)28-0234-02

Wireless Communication Design of Monitoring Video Signal

HAN Yun

(Computer Department，Chaohu College，Chaohu 238000，China)

Abstract: The efficient transmission of video signals is necessary to implement remote video monitoring. Wireless transmission of video signals is implemented with GPRS， short message and streaming media technology. According to testing， the result was hoped. It was widely used in Wireless communication of video signal.

Key words: GPRS; streaming media; AT; wireless video communication; video monitoring system

1 引言

隨著通信技術的發展，視頻信號的無線傳輸已成為一種潮流。便利高速的視頻傳輸模塊成為許多設備的必備部分。其中，選擇何種無線傳輸方式是關鍵。在目前條件下，主要有聯通的CDMA和移動的GPRS兩種無線數據傳輸方式。其中，GPRS的優勢主要體現在高速傳輸、永遠在線、按流量計費三方面。由于GPRS應用較普及、開發簡單、容易實現、可降低開發難度，加快開發速度，故采用GPRS實現視頻傳輸。

2 GPRS技術

GPRS是基于“包交換”技術的一套無線傳輸方式。所謂“包交換”就是將數據封裝成許多獨立的包，再將這些包逐一傳送出去。其作用在于只有需要傳送時才會占用帶寬，而且可以基于流量計費。GPRS的主要優點是永遠在線、按流量計費、.高速傳輸等方面。GPRS的應用范圍十分寬廣，可以提供多類交互式業務服務，如點對點面向連接的數據業務、單點對多點業務以及點對點無連接網絡業務。

3 通信接口板設計

采用的GPRS模塊是SIM100，是SIMCOM推出的GSM/GPRS雙頻模塊，主要為語音傳輸、短消息和數據業務提供無線接口。SIM100集成了完整的射頻電路和GSM基帶處理器，適合開發一些GSM/GPRS的無線應用產品，如移動電話、PDA、PCMCIA無線MODEM卡、無線抄表、無線數據傳輸業務，無線公用電話、監控、調度、車載、遙控、遠程測量、定位和導航等系統和產品，應用十分廣泛。

SIM100內置TCP/IP協議，可以方便的實現GPRS上網功能。并且SIMCOM提供了完備的硬件電路設計和開發方案的技術支持，可以方便的開發出需要的產品，所以系統就選擇SIM100作為無線傳輸模塊。為滿足系統的需要，在SIMCOM的技術支持下，開發了SIM100模塊的接口板電路，原理見圖1。

該接口板通過串口與MCU相連接，實現短信收發和網絡數據傳輸。電路主要由RS232電源芯片SP3238，SIM100接口模塊IL-312-A60P-VF-A，SIM卡座等三部分構成。其中SP3238芯片，提供高速的網絡數據傳輸；60引腳的IL-312-A60P-VF-A作為接口模塊。電源部分選擇了AMS1117-3.3來為SP3238提供3.3V電源。

4 網絡接入設計及實現

GPRS數據傳輸的連接方式主要有TCP連接和UDP連接。系統采用的是構建對等網絡，即該模塊與其它移動終端互為服務器端，能相互傳輸數據。在建立TCP或UDP連接時，借助短信息傳遞IP地址實現連接。其處理過程如下：

其它移動終端：

AT+CLPORT=“TCP”，“3030” //設置本地TCP端口為3030

AT+CIPSERVER//啟動SERVER功能，開始監聽3030端口

AT+CIFSR //獲取本地IP地址

AT+CLPORT=“TCP”，“3000”//設置本地TCP端口

調用編碼短信息函數，并向客戶端發送本地IP地址短信息；

檢測新短信息指示，去讀取短信息，調用解碼短信息函數提取IP地址，并刪除短信；

AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR”，“2020” //建立TCP連接，其中REMOTE IP ADDR

解碼提取的系統短IP地址

發送數據……

客戶終端：

AT+CLPORT=“TCP”，“2020” //設置本地TCP端口為3030

AT+CIPSERVER //啟動SERVER功能，開始監聽2020端口

AT+CIFSR//獲取本地IP地址

AT+CLPORT=“TCP”，“2000”//設置本地TCP端口

向其它移動終端發送本地IP地址短信息；

調用編碼短信息函數，并向其它移動終端發送本地IP地址短信息；

檢測新短信息指示，去讀取短信息，調用解碼短信息函數提取IP地址， 并刪除短信

AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR1”，“3030” //建立TCP連接，其中REMOTE IP ADDR1

//解碼提取的系統短IP地址

接收數據……

若需要關閉連接可以使用AT+CIPCLOSE指令。

AT+CIPCLOSE指令//關閉TCP 或UDP 連接

Execute command：AT+CIPCLOSE

Response：

命令正確返回OK，錯誤返回ERROR。

Parameter：

關閉成功返回CLOSE OK，失敗返回CLOSE FAIL。

5 視頻信號傳輸設計

為在有限的帶寬上傳輸視頻壓縮信息，系統采用流媒體技術。所謂流媒體是指采用流式傳輸的方式在Internet上播放的媒體格式，而流式傳輸方式則是將整個多媒體文件經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務器向用戶PC連續、實時傳輸。圖2是傳輸結構。

首先，客戶端發送視頻傳輸請求，通過RTSP開啟系統的視頻發送，視頻數據通過視頻編碼器編碼壓縮后，經過RTP\\UDP\\IP三級封裝，再通過GPRS網絡傳輸到客戶端，客戶端拆出數據封裝，進入播放端播放，用戶就可以得到監控目標的視頻信息。

在監控中，視頻傳輸的主要作用就是把視頻數據傳輸到用戶終端。其具體傳輸流程為： 在需要條件下，用戶端需獲取監視目標的視頻信息，就向監控終端發送視頻開啟信息。客戶端就向監控終端發送TCP連接請求。當監控終端接收到連接請求后，就通過AT指令和客戶端交互信息，建立TCP連接；當建立了TCP連接后， 監控終端開始監聽TCP端口，檢測是否有數據傳輸。同時客戶端自動發送RTSP請求信息，即請求播放視頻信息； 監控終端開始解析RTSP請求信息，并依據信息，準備發送的流數據；當準備好數據后， 監控終端通過TCP向客戶端發送已完成信息；客戶端自動響應，向監控終端請求并建立UDP連接； 監控終端通過RTP/UDP/IP向客戶端發送視頻流數據；監控終端通過RTCP/UDP/IP向發送已發送的數據包的數量、丟失的數據包的數量等統計資料；同時，客戶端也可以通過RTCP/UDP/IP向監控終端發送網絡信息狀況等資料；當不需要傳送數據時，可以調用AT指令關閉連接，結束數據傳輸。

6 結論

設計以構建高效便利的無線視頻傳輸為起點，在研究分析了GPRS技術的基礎上，開發了GPRS通信接口板，設計了視頻傳輸方案，實現了監控信號的無線傳輸。經過嚴格的測試表明系統已達到預期要求，滿足實際需要，可廣泛應用于遠程監控、家庭防盜、移動視頻傳輸等諸多領域。

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