一種車聯網的智能視頻監控系統的搭建

焦玉強，金磊

（泛亞汽車技術中心有限公司 電子系統及軟件部，上海 201206）

關鍵字：視頻監控；云端；視頻直播；視頻點播

引言

市面上的車輛監控功能大多是僅基于車輛的GPS定位系統，GPS系統可以將車輛的位置信號發送給用戶，但是車輛發生異常狀況時不能快速通知用戶，用戶也不清楚自己車輛異常的實時狀態。基于目前車聯網技術、視頻實時直播以及車輛端的智能處理技術的發展，本文建立一套能夠實時得知車輛內部及周邊環境狀態的視頻監控系統[1]。下面就著重介紹智能視頻監控系統的搭建。

1 視頻監控系統的功能

監控系統的功能見圖1，監控系統框架見圖2。

圖1 視頻監控系統的功能

圖2 視頻監控系統框架圖

（1）車輛異常信號通知。

通過車輛的傳感器和攝像頭，實現對車輛進行監控。如果檢測到車輛發生異常，及時以短信或APP消息的形式通知到用戶，提醒用戶關注自己車輛[2]。

（2）車輛視頻實時查看。

用戶接收到異常提醒后，或者用戶有查看車輛需求時，可以通過手機APP視頻查看車輛狀況，也可以通過切換不同的攝像頭查看車內及車輛周圍的狀況。

（3）異常視頻自動存儲。

檢測到車輛發生異常時，車輛主動存儲視頻，并且將視頻傳到云端進行存儲，并關聯到對應的用戶賬號，將視頻提供給用戶，作為用戶應對狀態異常的材料。

（4）云端存儲視頻點播回放。

用戶可以通過手機訪問云端存儲的視頻，查看自己車輛下存儲的視頻，并且可以下載和點播回放。

（5）系統衍生功能。

該系統還會帶來一些附加功能，例如可以實現遠程監控快遞投放，車內視頻尋找物品、行車旅途風景視頻分享等。

2 視頻監控系統的組件

視頻監控系統主要包括車端智能監控系統、云端賬戶車輛管理系統，以及客戶端用戶交互系統三大部分組成[3]，如圖3所示。

圖3 視頻監控系統鏈路

2.1 車端智能監控系統

車端智能系統主要包括攝像頭及傳感器、視頻及數據處理模塊、數據傳輸模塊T-box[3]。

（1）攝像頭及傳感器主要作用

可以通過車輛現有的傳感器和攝像頭，及時準確地檢測到車輛異常信息。當判斷到異常發生時，及時記錄相關的數據，并且啟動攝像頭，采集對應的視頻。表1為車輛可以通過傳感器或攝像頭檢測或判斷出的異常信息。

表1 車輛檢測異常項

目前車輛傳感器主要包含異常震動傳感器、車門微動傳感器、車輛傾角傳感器、紅外傳感器等。

（2）視頻及數據處理模塊主要作用

1）接收到云端的攝像頭控制請求后，通過服務形式，調用相應的攝像頭；

2）對攝像頭采集的原始視頻數據進行圖片裁剪、分辨率的調節、多角度攝像頭視頻的拼接、壓縮等，并且將處理好的視頻以流的形式傳輸到T-BOX；

3）異常情況發生時，或者需要將視頻存儲時，將視頻分包存儲在本地；在網絡空閑良好，且無直播視頻流占用傳輸通道時，將存儲的視頻以通過T-BOX，以文件形式的傳到云端。

（3）數據傳輸模塊T-box

鏈接云端和車輛的通道，接收手機APP通過云端發送過來視頻監控系統的控制指令，以及實現直播視頻流的推送和存儲文件的上傳。

2.2 云端視頻及賬戶管理系統

云端視頻及賬戶管理系統主要包含基礎服務和應用服務兩部分，基礎服務主要是實現視頻的接流、視頻云端存儲、以及視頻的推流的基礎平臺；應用服務主要包含用戶和車輛管理系統，視頻推流、存儲和管理系統；用戶和車輛管理系統主要建立及維護用戶的信息與車輛信息的映射關系，以及車輛信息與存儲視頻和直播流視頻的映射關系。當車輛發生異常時，可以通過用戶和車輛管理系統準確地映射到對應到用戶，從而準確地定位到客戶端；當客戶端有控制指令請求，可以通過用戶和車輛管理系統準確的映射到對應車輛，從而準確地定位到目標車輛。

2.3 客戶端用戶交互系統

客戶端用戶交互系統主要功能，將識別到的用戶意圖及指令傳輸到云端，接收云端分別通過MQTT、RTMP和HTTP的協議發送過來的車輛狀態數據、視頻流、存儲的視頻。從而用戶可以實現用戶信息注冊、用戶登錄、用戶密碼修改、車輛綁定及注銷、視頻的接收及查看、視頻角度的切換等。

3 視頻監控系統的實現

視頻監控系統的實現如圖4所示，以下分別論述。

圖4 視頻監控系統實現

3.1 視頻及數據處理模塊實現

（1）通過服務的接口調用攝像頭的驅動，控制攝像頭的開啟和關閉；

（2）通過對視頻圖片和傳感器數據的分析，判斷是否有異常發生；

（3）對攝像頭捕捉的視頻進行圖片的裁剪、分辨率的調節、壓縮、拼接，處理并達到目標視頻；

（4）檢測到異常狀況發生時，主動將視頻流見包頭，并分小包存盤；

（5）通過集成直播推流用的RTMP SDK軟件包，實現視頻流的推送，傳輸形式見圖5；

圖5 視頻直播流傳輸形式

（6）通過集成點播推流用的Link SDK軟件包，實現視頻存儲文件的推送，傳輸形式見圖6；

圖6 存儲視頻傳輸形式

（7）異常狀況的數據信息通過總線形式傳輸給T-BOX。

3.2 數據傳輸模塊T-box實現

（1）建立與云端視頻與數據的傳輸鏈路；

（2）直播視頻流通過RTMP協議傳輸到云端；

（3）存儲的視頻文件通過RTMP協議傳輸到云端；

（4）集成長鏈接MQTT SDK，實現車端狀態數據傳送到云端；

（5）集成長鏈接MQTT SDK，實現云端指令傳送到車端；

（6）在沒有數據和視頻傳輸的情況下，進入低功耗模式。

3.3 云端視頻及賬戶管理系統實現

（1）搭建云端基礎服務，視頻接流和推流服務；

（2）通過VDN加速直播云服務，通過CDN加速存儲視頻點播服務；

（3）建立車輛和視頻的對應關系的數據庫，將對應存儲視頻的鏈接關聯到對應的車輛下；

（4）建立用戶和車輛的對應關系的數據，將注冊的用戶賬號和車輛關聯；一個用戶賬號下可以對應多輛車，但一輛車只能關聯一個賬號；

（5）通過建立的對應關系，可以通過車端找到對應的用戶端的賬號，也可以通過用戶端找到對應的車輛。

3.4 客戶端用戶交互系統實現

（1）搭建用戶信息輸入UI界面，需要支持用戶完成注冊、登錄、密碼修改、車輛綁定及注銷等信息的錄入；

（2）搭建用戶指令輸入UI界面，需要支持視頻的開啟、關閉、角度切換等指令的下發；

（3）搭建用戶信息提醒及視頻播放的UI界面；

（4）集成云端提供的視頻播放的SDK，實現手機從云端的接流服務，并且可以通過界面展示給用戶；

（5）集成云端提供的長鏈接MQTT SDK，實現用戶端與云端的數據交流，完成用戶指令的下發，以及可以接收云端發送過來的車輛狀態。

4 結語

本設計將車、云端和手機的網連在一起，打通車輛攝像頭、控制器之間、云端和手機之間的視頻和數據傳輸的鏈路，實現了直播和點播不同類型視頻在不同的傳輸通道中的處理，成功搭建了一套聯網的智能視頻監控系統，實現車輛的視頻直播監控、異常視頻存儲、車輛異常提醒等，智能視頻監控系統還可以實現遠程監控快遞投放、車內視頻尋物、旅途風景實時分享等附加功能，增加了用戶與車輛聯系的緊密度，提升了用戶的安全感。