某3G无线车载远程监控系统详解方案.doc

3G无线车载远程监控系统
1. 行业需求
随着网络技术、编解码技术及存储技术的不断发展。以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统，逐渐成为主流。科兴提出了移动视频监控解决方案，以满足新时代视频监控的需求。
移动监控录像可以跟踪记录车辆行驶路途中的全部情况，包括出车情况、所在位置、工作情况、车速等信息，并将图像传输到监控中心，各级领导足不出户就可以对所有车辆的现场情况了如指掌，随时进行指挥调度和管理。
移动监控录像及无线指挥系统主要由车载摄像机、车载录像机、无线传输系统、中央监控软件组成，核心设备车载无线视频服务器体积小、功耗低、图像清晰、运行稳定，抗震性等各项指标突出，可应用于各种恶劣环境。

2. 本方案特色
（1）专业设计的车载录像机，有效的保证运行的稳定性；
（2）接口丰富，系统功能强大，可扩展性好；
（3）录像数据高压缩比，支持大容量硬盘存储，满足长时间录像需求；
（4）录像自动覆盖功能，事故录像锁定；
（5）整体结构坚固，安装灵活性高；
（6）３Ｇ无线网络传输，实现优秀的图像品质，做到“随时，随地，
按需监控”；
（7）人性化界面操作设计，设置简单快捷，可以远程设置主机参数；
（8）环境适应性强，宽电压输入，温度范围广。

3. 系统原则和规范
3.1.设计原则
系统的设计以“可行性、实用性、稳定性、开放性、先进性、标准化、可扩展性、可维护性”为基本原则。
① 可行性和经济性
系统要求保证技术上的可行性和资金上的经济型。
② 实用性
系统的总体综合性能贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。
③ 可靠性和稳定性
从系统架构、技术方案、工业级元器件、设备性能、厂商技术支持、严格的生产制造、完善的售后服务等方面，全方位确保产品与系统的可靠性和稳定性。
④ 开放性和标准性
考虑到系统投资的长期效益，设计应注重开放性，满足系统的可扩展性和可移植性，系统具有良好扩展性和兼容性，并能与第三方的相关系统实现相互兼容和接入。整个远程视频监控系统采用开放的通信协议和技术标准，保障系统在互联或以后的扩展过程中能够稳定有效的运
行。
⑤ 先进性
本系统采用H.264 视频编码、3G无线网传等先进的技术，包括先进的视频音频压缩编码技术、网络技术与传输技术、文件存贮技术、硬盘减震技术及电源优化技术等。设备选型与技术发展相吻合，保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
⑥ 标准性
系统按标准设计，包括设备造型标准化，信息格式标准化，系统开发标准化等。系统中各产品符合相关国际标准、工业标准以及有关国家标准和行业规约。标准化的设计为系统的开放性也提供了很好的基础。
⑦ 安全性
在设计上采用多层、多级别的安全机制，多种基于权限分配的角色和控制，建立完善的密钥系统，硬件配置上的备份机制和网络安全设置都保证系统所有环节的安全性和保密性。
⑧ 易用性及可维护性
为使该系统建成后，能方便地使用与管理，设计中充分考虑系统的易用性，即使用方便、
简明易学、便于维护。

3.2.设计规范和依据
3.2.1. 设计规范
根据车载视频监控系统的设计建设要求和国家的有关法规，要求本
系统具有性能先进、质量可靠、经济实用、方便扩展等特点。
3.2.2. 设计依据
1. 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
2. 《信息网络数字视频应用系统规范》（BJ/Z0001-2003）
3. 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
4. 《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94
5. 《视频安防平台技术要求》（GA/T367-2001）
6. 《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
7. 《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）
8. 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
9. 《安全防范系统验收规范》（GA308-2001）
10. 《计算机软件开发规范》（GB8566-88）
车载视频监控系统功能：
① 本地录像：
系统前端四个摄像机的视频信号连接的车载录像机，通过录像机压缩处理存储到硬盘里。四路视频输入，四路音频输入，音频与视频同步。画面清晰度CIF（352*288）、HD1（704*288）可选。可设置定时录像、移动侦测录像、报警触发录像等多种录像方式。
② 录像文件的查看和录像资料的备份：
硬盘采取活动式硬盘盒设计，且有防止破坏的锁定装置，查看录像资料时，打开硬盘锁，拿出硬盘盒到地面电脑上进行查看分析，不影响
车辆出行。硬盘盒上有USB口，可以直接将录像资料拷贝到电脑里，方便快捷。
③ 宽电源输入：
8-48V DC输入，适应汽车12V/24V DC电压变化；具有短路保护、过压保护、反极性保护。
④ 硬盘减震保护：
能够适应汽车行驶的震动，保证硬盘稳定工作。
⑤ 与车载电子设备通讯：
通过RS485口，与汽车的行驶记录仪、走字屏、刷卡机通讯；可以记录车速、开关门、刹车等车辆信息。
⑥ 无线网络传输：
支持3G、WI-FI无线网路传输，可以远程预览、远程文件下载、双向对讲、远程升级、远程GPS定位。
⑦ 可扩展多媒体娱乐播放模块
支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、DAT、VOB、AVI等多种格式的视频文件播放，可播放广告娱乐节目。

4. 方案设计
整体系统构成图
无线网络车载视频监控系统由前端车载移动视频监控系统，无线通
讯网络和监控 中心平台服务器及客户端三大部分有机组成。车载移动终端设备安装在车辆上，实现视频实时预览，存储、数据传输，通过卫星定位系统进行全球定位，数据信息通过前端3G模块发送至指挥中心。中心通过服务器进行数据分析，准确的了解掌握到车辆的运行状况和实时场景。当发生突发事件，指挥中心也通过3G 网络向终端设备发出指令。视频通过解码器解码，实现全局监控。

整体架构网络拓扑图如下
3G
无线网络传输
车载录像机
摄像机1
摄像机2

摄像机3
摄像机4

GPS模块
车载视频监控
管理中心平台
12V

电源输入 8-48V DC

车载显示屏

整体系统方案示意图

5. 详细设计方案
针对以上的需求，科兴提出基于4路车载视频监控系统的解决方
案。整个方案采用模拟视频采集、H.264 视频编解码、录像存储、硬盘减震、3G 无线网络传输、ＧＰＳ定位技术、ＧＩＳ技术，形成集视频录像存储、实时视频监控、ＧＰＳ定位监控、车辆调度管理等功能为一体的视频监控系统，极大的提高车辆的管理水平，有效的解决当前车辆管理难题。
5.1. 前端监控系统设计
主要是由车载终端视频监控系统由车载录像机（MDVR)、车载摄像机、车载显示屏等组成，适用于车辆的运行环境。
该系统能通过车载摄像机实时监控，视频能够通过硬盘进行存储，存储的视频文件能够通过回放分析软件进行回放分析，完成对视频的录像取证；通过3G 网络在监控中心客户端软件实现远程实时视频监控；除了视频监控之外，该系统能完成传统的车载GPS 能够实现车载定位监控，结合视频监控实现调度和管理。
5.1.1. 车载摄像机
日本SONY FCB-EX480CP 摄像机
l 图像传感器1/4英寸EXview HAD CCD
l 解晰度 480线（红外夜视开放）
l 镜头18倍光学变焦，f=4.1mm(广角端) 至73.8mm(远端)，F1.4 至F3.0
l 数字变焦12倍（216倍变焦）
l 视角（H） 48.0o (广角端) 至2.8o(远端)
l 最小工作距离35mm(广角端) 至800mm(远端)

l 支持的同步系统内/外部同步(V-LOCK)
l 最低照度0.7 lx( F1.4 50IRE)
l 信噪比大于50 dB
l 电子快门1/1 至1/10000秒，22档
l 白平衡自动白平衡、自动跟踪白平衡、室内、室外、一键式、手动
l 增益自动/手动(-3 至28dB，2dB每档）
l AE控制自动、手动、优先级模式、亮度、EV补偿、背光补偿
l EV补偿-10.5 至+10.5dB (1.5dB每档)
l 背光补偿开/关
l 隐私区域遮蔽用户设计功能开/关(24块)
l 聚焦系统自动(灵敏度：正常、低），一键式自动聚焦，手动、交替AF、缩放触发AF
l 支持的图像效果电子翻转、反转效果、黑白、镜像效果
l 摄像机操作开关缩放(远端,广角端)
l 支持用户设计的视频输出VBS:1.0Vp-p(负极同步)，Y/C输出
l 摄像机控制接口VISCA（TTL信号电平），波特率：9.6kb/s，19.2kb/s，38.4kb/s，停止位：1/2可选
l 存储温度-20至60oC
l 工作温度0至50oC
l 电源功耗6 至12V DC/1.6W (电机未激活)，2.5W(电机激活)

5.2. 车载主机的选型和设计建议

5.2.1. 车载视频监控主机
根据上述需求选择TS210E设备进行方案设计，TS210系列车载录像机，不但具备卓越的录像功能，还具有强大的网络功能和拓展功能，是一款中高端型车载产品。
l Linux嵌入式操作系统，支持遥控操作中英文操作界面；
l 支持4路音视频同步输入，具备CIF、HD1、D1三种分辨率；
l 视频采用H.264 Main Profile 编码格式，压缩比高，占用存储空间小，图像清晰；
l 音频采用ADPCM格式，声音清楚；
l FAT32文件管理格式，电脑回放查询方便快捷；
l 8-48V DC宽电压输入，适用于各种汽车；
l 全模化金属外壳，防尘、防水溅、防电磁干扰；
l 军工车载专用减震部件，稳定可靠；
l 多种通讯接口，可与各种外部设备通讯；
l 支持GPS全球定位、测速、校时；
l 支持3G网络无线传输；
l 采用车载专业连接器，保障稳定工作；

5.2.2. 存储体使用
为了更好的服务公车应用，设备具备良好的减震方案和技术，这样使得存储体受到损坏减少到最小。
5.2.3. 安装和布线设计

车上电磁环境复杂，电源线采用屏蔽电源线和视频线采用双层同轴线传输线。
5.3 车载液晶显示屏
l 幕尺寸 7” TFT LCD 台式显示器；
l 显示格式 16: 9；
l 视频输入 V1/V2,音频可选；
l 制式 PAL & NTSC 自动切换；
l 分辨率 480 R.G.B x234 dots；
l 工作电压 DC 12V；
l 功率 ≤7W；
l 工作温度 0℃~+50℃；
l 贮存温度 -20℃~+65℃；

5.4. 网络传输设计
数据网络传输建议使用3G 网络传输，建立VPN 专网。保证使用专有的IP 公网地址。为了便于服务器建设，请用户要设置固定的网络公网地址，建立专网，保证数据传输的安全性。
5.5. 监控中心平台设计
监控中心是整个无线视频监控系统的监控指挥中心，整个监控平台组成使用BS 架构，和 CS 架构形式组建，主要包括：视频服务器、CMS 客户端的架设和配置。

5.6. 系统功能应用
实现车辆统一集中管理，同时可以通过权限配置实现车辆分区域管理，各区域的车辆调动需要得到总指挥中心审核才能调动。用户实行分级管理，登入密码控制，实现数据保密机制和用户分级统一管理。

5.7.流量及市场服务详情：
本系统每台车上的两个摄像机每1小时录像存储数据大小约为40M，每天记8小时，则一个月则有9.6G的数据。本地电信的3G网络服务提供的套餐均按流量计算。分别是800MB/50元，2GB/100元，5GB/200元，超出按0.1元/MB计算。本地联通的3G网络服务提供的套餐均按流量计算。分别是1GB/80元，3GB/150元，5GB/200元，10GB/300元，超出按0.1元/MB计算。

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