摘要：高效便利的視頻信號傳輸是實現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)。通過采用GPRS技術(shù)，開發(fā)GPRS通信接口板，借助短信息技術(shù)，應(yīng)用流媒體技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)了視頻信號的無線傳輸。通過嚴(yán)格的測試，表明系統(tǒng)已達(dá)預(yù)期要求，可廣泛應(yīng)用于視頻信號的無線傳輸。

關(guān)鍵詞：GPRS；流媒體；AT指令；無線視頻通信；視頻監(jiān)控

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)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(shù)的發(fā)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(shè)備的必備部分。其中，選擇何種無線傳輸方式是關(guān)鍵。在目前條件下，主要有聯(lián)通的CDMA和移動的GPRS兩種無線數(shù)據(jù)傳輸方式。其中，GPRS的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在高速傳輸、永遠(yuǎn)在線、按流量計費三方面。由于GPRS應(yīng)用較普及、開發(fā)簡單、容易實現(xiàn)、可降低開發(fā)難度，加快開發(fā)速度，故采用GPRS實現(xiàn)視頻傳輸。

2 GPRS技術(shù)

GPRS是基于“包交換”技術(shù)的一套無線傳輸方式。所謂“包交換”就是將數(shù)據(jù)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(yōu)點是永遠(yuǎn)在線、按流量計費、.高速傳輸?shù)确矫妗PRS的應(yīng)用范圍十分寬廣，可以提供多類交互式業(yè)務(wù)服務(wù)，如點對點面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、單點對多點業(yè)務(wù)以及點對點無連接網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

3 通信接口板設(shè)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(fā)一些GSM/GPRS的無線應(yīng)用產(chǎn)品，如移動電話、PDA、PCMCIA無線MODEM卡、無線抄表、無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，無線公用電話、監(jiān)控、調(diào)度、車載、遙控、遠(yuǎn)程測量、定位和導(dǎo)航等系統(tǒng)和產(chǎn)品，應(yīng)用十分廣泛。

SIM100內(nèi)置TCP/IP協(xié)議，可以方便的實現(xiàn)GPRS上網(wǎng)功能。并且SIMCOM提供了完備的硬件電路設(shè)計和開發(fā)方案的技術(shù)支持，可以方便的開發(fā)出需要的產(chǎn)品，所以系統(tǒng)就選擇SIM100作為無線傳輸模塊。為滿足系統(tǒng)的需要，在SIMCOM的技術(shù)支持下，開發(fā)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(xiàn)短信收發(fā)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)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(gòu)成。其中SP3238芯片，提供高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)接入設(shè)計及實現(xiàn)

GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接方式主要有TCP連接和UDP連接。系統(tǒng)采用的是構(gòu)建對等網(wǎng)絡(luò)，即該模塊與其它移動終端互為服務(wù)器端，能相互傳輸數(shù)據(jù)。在建立TCP或UDP連接時，借助短信息傳遞IP地址實現(xiàn)連接。其處理過程如下：

其它移動終端：

AT+CLPORT=“TCP”，“3030” //設(shè)置本地TCP端口為3030

AT+CIPSERVER//啟動SERVER功能，開始監(jiān)聽3030端口

AT+CIFSR //獲取本地IP地址

AT+CLPORT=“TCP”，“3000”//設(shè)置本地TCP端口

調(diào)用編碼短信息函數(shù)，并向客戶端發(fā)送本地IP地址短信息；

檢測新短信息指示，去讀取短信息，調(diào)用解碼短信息函數(shù)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(tǒng)短IP地址

發(fā)送數(shù)據(jù)……

客戶終端：

AT+CLPORT=“TCP”，“2020” //設(shè)置本地TCP端口為3030

AT+CIPSERVER //啟動SERVER功能，開始監(jiān)聽2020端口

AT+CIFSR//獲取本地IP地址

AT+CLPORT=“TCP”，“2000”//設(shè)置本地TCP端口

向其它移動終端發(fā)送本地IP地址短信息；

調(diào)用編碼短信息函數(shù)，并向其它移動終端發(fā)送本地IP地址短信息；

檢測新短信息指示，去讀取短信息，調(diào)用解碼短信息函數(shù)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(tǒng)短IP地址

接收數(shù)據(jù)……

若需要關(guān)閉連接可以使用AT+CIPCLOSE指令。

AT+CIPCLOSE指令//關(guān)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(guān)閉成功返回CLOSE OK，失敗返回CLOSE FAIL。

5 視頻信號傳輸設(shè)計

為在有限的帶寬上傳輸視頻壓縮信息，系統(tǒng)采用流媒體技術(shù)。所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet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(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務(wù)器向用戶PC連續(xù)、實時傳輸。圖2是傳輸結(jié)構(gòu)。

首先，客戶端發(fā)送視頻傳輸請求，通過RTSP開啟系統(tǒng)的視頻發(fā)送，視頻數(shù)據(jù)通過視頻編碼器編碼壓縮后，經(jīng)過RTP\\UDP\\IP三級封裝，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻舳?，客戶端拆出?shù)據(jù)封裝，進入播放端播放，用戶就可以得到監(jiān)控目標(biāo)的視頻信息。

在監(jiān)控中，視頻傳輸?shù)闹饕饔镁褪前岩曨l數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩艚K端。其具體傳輸流程為： 在需要條件下，用戶端需獲取監(jiān)視目標(biāo)的視頻信息，就向監(jiān)控終端發(fā)送視頻開啟信息。客戶端就向監(jiān)控終端發(fā)送TCP連接請求。當(dāng)監(jiān)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(dāng)建立了TCP連接后， 監(jiān)控終端開始監(jiān)聽TCP端口，檢測是否有數(shù)據(jù)傳輸。同時客戶端自動發(fā)送RTSP請求信息，即請求播放視頻信息； 監(jiān)控終端開始解析RTSP請求信息，并依據(jù)信息，準(zhǔn)備發(fā)送的流數(shù)據(jù)；當(dāng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后， 監(jiān)控終端通過TCP向客戶端發(fā)送已完成信息；客戶端自動響應(yīng)，向監(jiān)控終端請求并建立UDP連接； 監(jiān)控終端通過RTP/UDP/IP向客戶端發(fā)送視頻流數(shù)據(jù)；監(jiān)控終端通過RTCP/UDP/IP向發(fā)送已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料；同時，客戶端也可以通過RTCP/UDP/IP向監(jiān)控終端發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信息狀況等資料；當(dāng)不需要傳送數(shù)據(jù)時，可以調(diào)用AT指令關(guān)閉連接，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸。

6 結(jié)論

設(shè)計以構(gòu)建高效便利的無線視頻傳輸為起點，在研究分析了GPRS技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了GPRS通信接口板，設(shè)計了視頻傳輸方案，實現(xiàn)了監(jiān)控信號的無線傳輸。經(jīng)過嚴(yán)格的測試表明系統(tǒng)已達(dá)到預(yù)期要求，滿足實際需要，可廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、家庭防盜、移動視頻傳輸?shù)戎T多領(lǐng)域。

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