专利名称：：安全生产应急指挥无线远程监控系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种无线远程监控系统，特别涉及一种安全生产应急指挥无线远程监控系统。
背景技术：
：近年来，随着信息化产业的飞速发展，无线网络通信系统越来越多的应用于防灾减灾，应急指挥中，从而完善国家和地方灾情监测、预警、评估、应急救助指挥体系。视频监控在世界上已经非常成熟，但是这些仅限于通信线缆可以到达的地方，对于人烟稀少的地方以及突发事故，却没法解决，目前，国外已经有很多关于这方面的研究工作，但是，这些在我国都不适用，我国在此方面研究尚处于起步阶段，虽然有不少探讨性文章发表，但都未有太大的成果。无线网络通信中，不可避免地会发生带宽不足，网络拥塞、丢包、包乱序、以及延迟等问题，直接导致接收端视频播放的流畅性和清晰性受到损害。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种安全生产应急指挥无线远程监控系统。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括中心CPU以及与中心CPU的输入端相连接的视频采集压縮模块和音频采集压縮模块，中心CPU通过无线网络通信模块将数据传输给服务器，同时通过以太网接口向客户端发布本实用新型的中心CPU还连接有接收或输出报警信号的报警模块；视频采集压縮模i央采用海思3511芯片进行视频硬压縮及控制；中心CPU上还连接有程序存储器和数据存储器。本实用新型通过视频采集模块采集到视频数据，音频采集模块采集到音频数据，并作压縮处理，在中心CPU的组织管理下，这些数据通过无线网络通信模块发送到服务器端进行处理并通过网络向客户端发布；中心CPU对其做处理并通过无线网络通讯模块发送到服务器，从而实现了安全生产应急指挥的无线远程监控。图1是本实用新型的整体结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。参见图1，本实用新型包括中心CPU以及与中心CPU的输入端相连接的视频采集压縮模块和音频采集压縮模块，中心CPU通过无线网络通信模块将数据传输给服务器，同时通过以太网接口向客户端发布，中心CPU还连接有接收或输出报警信号的报警模块;视频采集压縮模块采用海思3511芯片进行视频硬压縮及控制，中心CPU上还连接有程序存储器和数据存储器。视频采集模块采集到视频数据，音频采集模块采集到音频数据，并作压縮处理，在中心CPU的组织管理下，这些数据通过无线网络通信模块发送到服务器端进行处理并通过网络向客户端发布；报警模块接收或者输出报警信号，CPU对其做处理并通过无线网络通讯模块发送到服务器。本系统的第一个特点在研究和比较了主流的视频压縮算法如Mpeg4、h.264等的压縮质量及压縮比例之后，最终系统决定采用h.264视频压縮编码。鉴于目前此类压縮算法相对比较成熟以及从缩短开发周期及成本的角度考虑，最后决定采用海思3511芯片来进行视频硬压縮及控制，经测试此芯片能够在32K带宽下传输6帧图象，非常适合通过移动通信网络来传输本系统的第二个特点在无线IP网络和尽力服务(best-effort)的Internet中传输数据时会发生丢包、超时等传输差错。由于视频压縮编码技术极大程度地去掉了视频帧内和帧间的冗余性，一个视频数据包的丢失会影响其它数据包的解压縮，一个视频帧的丢失或损坏同样会影响到其它相关帧的解压缩，直接损害接收端视频播放的流畅性和清晰性。因此，需要在视频传输的同时进行传输的差错控制处理。目前许多多媒体应用通信中使用UDP协议传输数据，但UDP协议不提供TCP提供的差错控制功能。在TCP协议中，发送端通过发送窗和计时器管理所发送的数据包的信息，接收端对收到的正确数据包回送ACK响应。发送端通过ACK响应和计时器超时决定数据包重传。为避免无效重传，计时器时限往往设置较大，不适合传输实时数据，另外，视频流数据量大，ACK响应本身也将耗费相当多的网络和处理器资源。基于上述分析，在本系统中，针对CDMA模式下无线IP网络中视频流传输出现的丢包问题使用了一种基于UDP协议的包丢失处理算法。本系统的数据包丢失处理机制由视频转发服务器实现缓冲管理、差错检测、请求重传以及重传信息管理，发送端负责重传所请求的数据包。在CDMA网络模式下，采用UDP协议来实现视频流的实时传输，容易发生数据的丢包。因此系统采用RTP/UDP/IP方案，利用RTP协议在UDP数据包中添加时间戳和序列号控制信息，实现丢包重传，提高网络传输的可靠性。设从发送端到接收端(中心管理服务器)网络传输时延为Tl，系统RTT为T2。发送端发送的视频码率为V，数据包大小为N，发送端和接收端缓存大小分别为S和R。本系统的第三个特点由于单个CDMA或者GPRS带宽有限，而无线监控系统的视频、音频数据传输流量的较大，单一数据链路根本无法承担，必须采用多条数据链路协同工作，提高系统的数据传输能力，以满足当前视频、音频传输业务量的需求。而如何在完成同样功能的多个网络链路之间实现合理的业务量分配，使之不会出现某一链路过忙、而其他的数据通道却没有充分发挥数据传输能力的情况。要解决这一问题，可以采用负载均衡的方法。负载均衡有两个方面的含义首先，把大量的数据流量分担到多个数据链路上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的数据传输分担到多个数据链路上做并行处理，每个链路数据传输结束后，在服务器端将各个数据链路传输的数据汇总，并按照一定的算法完成数据还原重组，再返回给用户，使得监控系统的数据传输能力可以得到大幅度提高。其理论来源于磁盘阵列RAID0，再配合VPN技术，将多个无线通信网络与服务器端组成虚拟局域网，这样在理论上可以成倍的增加上行带宽，以达到视频数据的实时传输。本实用新型的工作过程如下-1、首先由视频采集压縮模块和音频采集压縮模块采集相应的视频和音频信息，将发送缓冲中的视频帧打包发送，并将当前发送的数据包压入缓存，同时丢弃缓存中最早的数据包。2、视频数据包到中心CPU，中心CPU对其进行有效性检验，如有效则压入数据存储器，否则丢弃。部分数据包在传输时丢失，中心CPU通过失序差错检测，对丢失的数据包发出NACK重传请求，并将NACK压入请求队列。3、发送端即视频采集压縮模块和音频采集压縮模块收到NACK请求后立刻检査缓存，如果所请求的数据包存在则立即重发，否则丢弃该请求。4、接收端即中心CPU对重传数据包进行同样的有效性检验和压入缓存操作，并删除相应请求。请求队列管理对可能丢失的请求进行多次重传，并删除失效请求。5、接收端即中心CPU同时周期地将缓存的数据打包通过无线网络通信模块将数据传输给服务器。当接收端即中心CPU等待重传数据包的时间超过一定的阀值，放弃等待，直接采用误码掩盖技术。如何确定这个阀值成为误码控制比较关键的方面，这里采用测量往返时间来确定这个阀值，往返时间是RTCP质量参数中重要的一项，它是指发送端发送一个包到接收端，接收端相应并返回一个数据包，当发送端接收到反馈包时所用的时间，本系统在公网上来测量数据，向服务器端发送一个600字节数据包，等待服务器响应，表1为测试结果-<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中特网络条件即AT+CSQ指令返回的信号强度，30为信号满，0为无信号，通过在不同的网络条件下的测试，最后把这个超时值定在3s。另外在移动网络上传输数据，数据包封包大小直接影响了传输效率，采用较小的数据包传输，虽然可以有效的减少丢包，但效率太低，采用大数据包传输，会造成大量数据包丢失，确定包的大小也成为传输中重要的方面，下表为不同封包大小测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由测试结果综合丢包率和传输速率确定封包大小为600字节比较合适。具有差错反应迅速、状态信息和重传控制信息少、资源需求低的特点，符合实际应用要求。本文通过请求队列实现多次有效重传，进一步提高了包丢失恢复率。能够有效降低视频数据包在无线网络环境中的包丢失率。权利要求1、一种安全生产应急指挥无线远程监控系统，其特征在于包括中心CPU以及与中心CPU的输入端相连接的视频采集压缩模块和音频采集压缩模块，中心CPU通过无线网络通信模块将数据传输给服务器，同时通过以太网接口向客户端发布。2、根据权利要求1所述的安全生产应急指挥无线远程监控系统，其特征在于所说的中心CPU还连接有接收或输出报警信号的报警模块。3、根据权利要求1所述的安全生产应急指挥无线远程监控系统，其特征在于所说的视频采集压縮模i央采用海思3511芯片进行视频硬压縮及控制。4、根据权利要求1所述的安全生产应急指挥无线远程监控系统，其特征在于所说的中心CPU上还连接有程序存储器和数据存储器。专利摘要一种安全生产应急指挥无线远程监控系统，包括中心CPU以及与中心CPU的输入端相连接的视频采集压缩模块和音频采集压缩模块，中心CPU通过无线网络通信模块将数据传输给服务器，同时通过以太网接口向客户端发布。本实用新型通过视频采集模块采集到视频数据，音频采集模块采集到音频数据，并作压缩处理，在中心CPU的组织管理下，这些数据通过无线网络通信模块发送到服务器端进行处理并通过网络向客户端发布；中心CPU对其做处理并通过无线网络通讯模块发送到服务器，从而实现了安全生产应急指挥的无线远程监控。文档编号H04N7/18GK201312363SQ200820228389公开日2009年9月16日申请日期2008年12月22日优先权日2008年12月22日发明者于义亮,洋李,白延清,靖许,贾玉堂申请人:延安供电局;陕西银河景天电子有限责任公司