胡景邦 劉開鋒

（惠州市博實(shí)結(jié)科技有限公司，廣東 惠州 516000）

車載視頻設(shè)備廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域。隨著科技不斷進(jìn)步，車載視頻設(shè)備不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，還可以通過無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程平臺(tái)進(jìn)行交互和管理。然而，在實(shí)際使用過程中，車載視頻設(shè)備可能會(huì)因業(yè)務(wù)功能異常導(dǎo)致程序運(yùn)行異常，從而無法正常上線和工作，進(jìn)而給遠(yuǎn)程調(diào)試和設(shè)備維護(hù)帶來困擾。

該文旨在解決車載視頻設(shè)備業(yè)務(wù)功能異常導(dǎo)致遠(yuǎn)程調(diào)試?yán)щy的問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的車載視頻設(shè)備上線系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過4G 網(wǎng)絡(luò)連接視頻設(shè)備和遠(yuǎn)程平臺(tái)，充分利用MCU 和DVR 芯片的上線優(yōu)先級(jí)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程上線和交互功能。同時(shí)，針對(duì)DVR 芯片業(yè)務(wù)出現(xiàn)bug 無法上線的情況，該系統(tǒng)創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了安全模式，使MCU 芯片可以控制DVR 芯片進(jìn)入一種特殊模式，支持遠(yuǎn)程調(diào)試和故障排除[1]。

該文描述了視頻設(shè)備的上線和注冊(cè)過程，還分析了通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)過程。此外，該文詳細(xì)介紹了遠(yuǎn)程調(diào)試方法，包括異常檢測(cè)與故障診斷、遠(yuǎn)程指令下發(fā)與調(diào)試命令交互、安全模式下的簡(jiǎn)化程序運(yùn)行以及遠(yuǎn)程串口調(diào)試與故障排除[2]。

1 車載視頻設(shè)備上線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)通過4G 網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)進(jìn)行無線連接，從而實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備的上線和交互功能。平臺(tái)可以是1 臺(tái)服務(wù)器或遠(yuǎn)程控制器，它接收視頻設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。視頻設(shè)備可以通過4G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)4G撥號(hào)、觸發(fā)業(yè)務(wù)、視頻預(yù)覽、視頻回放、對(duì)講以及遠(yuǎn)程串口調(diào)試功能。

車載視頻設(shè)備的上線系統(tǒng)及遠(yuǎn)程調(diào)試方法是基于4G網(wǎng)絡(luò)的，包括視頻設(shè)備、與視頻設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)連接的4G網(wǎng)絡(luò)以及與4G 網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)連接的平臺(tái)。視頻設(shè)備包括控制芯片、分別與控制芯片連接的定位模塊、4G 模塊以及視頻單元。視頻設(shè)備通過4G 網(wǎng)絡(luò)在平臺(tái)上線并與平臺(tái)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)4G 撥號(hào)、觸發(fā)業(yè)務(wù)、視頻預(yù)覽、視頻回放、對(duì)講以及遠(yuǎn)程串口調(diào)試功能。控制芯片包括MCU 芯片和DVR 芯片，兩者均能上線。其中，DVR 芯片上線優(yōu)先于MCU 芯片上線。當(dāng)DVR 芯片不能上線時(shí)，平臺(tái)遠(yuǎn)程下發(fā)文本或者短信給MCU 芯片，通知DVR 芯片進(jìn)入一種特殊模式，平臺(tái)可以遠(yuǎn)程串口調(diào)試分析視頻設(shè)備，恢復(fù)視頻，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)硬件圖

具體上線流程如下：視頻設(shè)備先通過4G 網(wǎng)絡(luò)向平臺(tái)發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求，平臺(tái)收到請(qǐng)求后判斷視頻設(shè)備是否在數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)成功，然后回應(yīng)設(shè)備注冊(cè)結(jié)果。如果注冊(cè)成功，視頻設(shè)備就會(huì)發(fā)送鑒權(quán)信息，平臺(tái)再次進(jìn)行判斷并回應(yīng)設(shè)備結(jié)果。注冊(cè)和鑒權(quán)成功后，視頻設(shè)備就可以通過4G 網(wǎng)絡(luò)不斷地向平臺(tái)發(fā)送心跳和位置數(shù)據(jù)，保持在線狀態(tài)。同時(shí)，平臺(tái)也可以通過4G 網(wǎng)絡(luò)向視頻設(shè)備發(fā)送指令，與視頻設(shè)備進(jìn)行交互。

此外，該系統(tǒng)還具備遠(yuǎn)程調(diào)試方法。當(dāng)DVR 芯片出現(xiàn)bug 無法上線時(shí)，MCU 芯片可以通過4G 網(wǎng)絡(luò)上線，然后平臺(tái)可以遠(yuǎn)程下發(fā)指令到MCU 芯片。如果是跳轉(zhuǎn)安全模式指令，MCU 芯片就會(huì)控制DVR 芯片重新上電并進(jìn)入安全模式，只支持4G 撥號(hào)、遠(yuǎn)程串口調(diào)試和文件上傳/下載功能。通過這種方式，技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程調(diào)試視頻設(shè)備，找到故障原因，解決業(yè)務(wù)bug，使視頻設(shè)備恢復(fù)正常狀態(tài)。

2 視頻設(shè)備的上線流程設(shè)計(jì)

上線流程圖如圖2 所示，具體流程如下：1） 視頻設(shè)備的MCU 芯片和DVR 芯片都支持上線，優(yōu)先DVR 芯片上線。也就是視頻設(shè)備先嘗試通過DVR 芯片進(jìn)行上線，如果成功，那么就繼續(xù)進(jìn)行下一步驟，否則視頻設(shè)備會(huì)嘗試通過MCU 芯片進(jìn)行上線。2） 視頻設(shè)備通過4G 網(wǎng)絡(luò)向平臺(tái)發(fā)送0x0100 注冊(cè)請(qǐng)求。這是視頻設(shè)備與平臺(tái)建立連接的第一步，視頻設(shè)備向平臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求，通知平臺(tái)它的存在，并請(qǐng)求在平臺(tái)上進(jìn)行注冊(cè)和授權(quán)。3） 平臺(tái)判斷視頻設(shè)備是否在數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果在，那么注冊(cè)成功，否則失敗。平臺(tái)接收到請(qǐng)求后，將根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息來判斷該視頻設(shè)備是否已經(jīng)注冊(cè)過。如果信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在且注冊(cè)成功，那么平臺(tái)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下一步驟。如果數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有相應(yīng)的注冊(cè)信息或者注冊(cè)不成功，那么平臺(tái)會(huì)拒絕視頻設(shè)備的上線請(qǐng)求。4） 平臺(tái)根據(jù)第三步的判斷結(jié)果，通過 4G 網(wǎng)絡(luò)向視頻設(shè)備發(fā)送 0x8100 注冊(cè)結(jié)果應(yīng)答。如果視頻設(shè)備注冊(cè)成功，平臺(tái)就會(huì)回復(fù)一個(gè)注冊(cè)成功的應(yīng)答，通知視頻設(shè)備它已經(jīng)被成功注冊(cè)到平臺(tái)上。5） 接收到平臺(tái)的注冊(cè)成功應(yīng)答后，視頻設(shè)備會(huì)發(fā)送鑒權(quán)信息進(jìn)行身份驗(yàn)證。如果驗(yàn)證成功，就繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)步驟；如果鑒權(quán)失敗，就會(huì)結(jié)束上線流程，并不會(huì)繼續(xù)與平臺(tái)進(jìn)行交互。6） 視頻設(shè)備通過4G 網(wǎng)絡(luò)向平臺(tái)發(fā)送0x0102 鑒權(quán)。視頻設(shè)備在獲得注冊(cè)成功的應(yīng)答后，會(huì)向平臺(tái)發(fā)送鑒權(quán)請(qǐng)求，以便平臺(tái)進(jìn)行身份驗(yàn)證。7） 平臺(tái)接收到視頻設(shè)備的鑒權(quán)請(qǐng)求后，將根據(jù)預(yù)先設(shè)定的鑒權(quán)規(guī)則來判斷視頻設(shè)備的合法性。如果鑒權(quán)合法，平臺(tái)就會(huì)回應(yīng)鑒權(quán)成功的應(yīng)答，否則會(huì)回應(yīng)鑒權(quán)失敗的應(yīng)答無論鑒權(quán)成功或失敗，平臺(tái)都會(huì)向視頻設(shè)備發(fā)送相應(yīng)的應(yīng)答。8） 平臺(tái)根據(jù)第七步的判斷結(jié)果，通過4G 網(wǎng)絡(luò)向視頻設(shè)備發(fā) 0x8001 通用應(yīng)答，以通知視頻設(shè)備鑒權(quán)結(jié)果。9） 鑒權(quán)成功后，視頻設(shè)備會(huì)以一定的頻率向平臺(tái)發(fā)送0x0001 網(wǎng)絡(luò)心跳信號(hào)和0x0200 位置數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)心跳表明視頻設(shè)備的在線狀態(tài)，而位置數(shù)據(jù)是由GPS/北斗雙模定位模塊提供的三維位置信息。10） 當(dāng)平臺(tái)端判斷設(shè)備在線時(shí)，通過4G 網(wǎng)絡(luò)向視頻設(shè)備發(fā)0x8300 文本指令并進(jìn)行交互，平臺(tái)和視頻設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)消息傳遞和數(shù)據(jù)交換。

圖2 上線流程圖

綜上所述，該系統(tǒng)通過一系列步驟實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備穩(wěn)定上線和與平臺(tái)進(jìn)行交互的功能。平臺(tái)可以驗(yàn)證視頻設(shè)備的合法性，并與視頻設(shè)備保持實(shí)時(shí)通信。這種系統(tǒng)為車載視頻設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)提供了有效的解決方案，提高了設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。同時(shí)，它還為用戶提供了實(shí)時(shí)的視頻預(yù)覽、回放以及對(duì)講等功能，為車載視頻設(shè)備的應(yīng)用帶來了更多便利和功能拓展。

3 車載視頻設(shè)備遠(yuǎn)程調(diào)試

調(diào)試步驟如圖3 所示，具體步驟如下：1） 當(dāng)DVR 芯片發(fā)生故障或出現(xiàn)問題無法正常上線時(shí)，視頻設(shè)備可以借助MCU 芯片通過4G 網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)建立連接，以確保視頻設(shè)備可以繼續(xù)上線并與平臺(tái)進(jìn)行交互。2） 一旦MCU 芯片成功上線并與平臺(tái)連接，就可以通過人工操作平臺(tái)向MCU芯片下發(fā)指令。指令包括遠(yuǎn)程控制指令、調(diào)試指令或其他需要與視頻設(shè)備進(jìn)行交互的指令。3） 當(dāng)MCU 芯片接收到下發(fā)的指令時(shí)，首先判斷該指令是否為跳轉(zhuǎn)安全模式的指令。如果是，MCU 芯片就會(huì)進(jìn)入下一步驟，即激活安全模式。如果不是，那么MCU 芯片會(huì)按照通用的指令處理流程進(jìn)行處理。4） MCU 芯片確認(rèn)收到跳轉(zhuǎn)安全模式指令后，會(huì)執(zhí)行激活安全模式的操作。具體操作包括控制DVR芯片重新上電，同時(shí)通過串口通知DVR 芯片進(jìn)入安全模式狀態(tài)。5） 當(dāng)DVR 芯片重新上電后，在啟動(dòng)過程中它會(huì)讀取串口的信息，以確認(rèn)是否進(jìn)入了安全模式。如果是，那么DVR 芯片將進(jìn)入下一步驟，執(zhí)行安全模式下的功能。如果否，那么DVR 芯片將進(jìn)入正常工作狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和全面的功能。6）進(jìn)入安全模式后，DVR 芯片會(huì)啟動(dòng)一個(gè)簡(jiǎn)易的小程序，該程序可以實(shí)現(xiàn)撥號(hào)功能，使DVR 芯片可以重新上線到平臺(tái)，并支持遠(yuǎn)程串口調(diào)試。7） DVR 芯片進(jìn)入安全模式并啟動(dòng)簡(jiǎn)易小程序后，平臺(tái)可以通過遠(yuǎn)程串口與DVR 芯片進(jìn)行通信和調(diào)試。通過分析視頻設(shè)備的狀態(tài)和日志信息，平臺(tái)可以定位和解決業(yè)務(wù)bug 或故障。一旦問題解決，平臺(tái)就將對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行恢復(fù)操作，使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)。8） 平臺(tái)成功解決了業(yè)務(wù)bug 并恢復(fù)視頻設(shè)備的正常狀態(tài)后，視頻設(shè)備可以進(jìn)行重啟操作，從安全模式退出，重新進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)視頻設(shè)備遇到故障或問題時(shí)，該流程利用MCU 芯片進(jìn)入安全模式，并通過平臺(tái)遠(yuǎn)程調(diào)試恢復(fù)正常的工作狀態(tài)，保證視頻設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。該設(shè)計(jì)方案提高了視頻設(shè)備的可靠性和故障處理的效率，為車載視頻設(shè)備的應(yīng)用提供了更好的保障。

圖3 調(diào)試步驟圖

4 視頻設(shè)備功能講解

車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種集實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽、歷史視頻回放和主動(dòng)安全事件上報(bào)功能于一體的智能化車輛監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過4G 網(wǎng)絡(luò)連接視頻設(shè)備和遠(yuǎn)程平臺(tái)，使車輛監(jiān)控更靈活、更便捷。

在實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽功能中，用戶可通過平臺(tái)PC客戶端預(yù)覽實(shí)時(shí)視頻菜單，平臺(tái)下發(fā)請(qǐng)求視頻流命令，視頻設(shè)備接收并傳輸實(shí)時(shí)視頻。用戶觀看完畢后可以關(guān)閉視頻流，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

歷史視頻回放功能是用戶在平臺(tái)PC 客戶端單擊歷史視頻搜索菜單后，平臺(tái)向視頻設(shè)備請(qǐng)求歷史錄像段信息，視頻設(shè)備將描述信息傳輸至平臺(tái)，展示歷史錄像分布圖。用戶可以單擊指定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行錄像回放，視頻設(shè)備根據(jù)平臺(tái)下發(fā)的信息傳輸指定視頻段，用戶觀看完畢后可以關(guān)閉視頻流。如果用戶需要上傳指定歷史視頻段，平臺(tái)下發(fā)請(qǐng)求上傳視頻流指令，視頻設(shè)備將視頻打包成MP4 格式并上傳至指定FTP 服務(wù)器。

主動(dòng)安全事件上報(bào)功能通過智能算法分析車載攝像頭采集的視頻圖像，產(chǎn)生主動(dòng)安全事件并將報(bào)警信息上報(bào)平臺(tái)。業(yè)務(wù)平臺(tái)可以主動(dòng)請(qǐng)求上傳對(duì)應(yīng)事件的媒體數(shù)據(jù)（圖片和視頻），視頻設(shè)備根據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)下發(fā)的信息將相關(guān)的媒體數(shù)據(jù)傳輸至指定數(shù)據(jù)平臺(tái)，并將報(bào)警和媒體數(shù)據(jù)同步到業(yè)務(wù)平臺(tái)，供PC 客戶端展示。

綜上所述，車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽、歷史視頻回放和主動(dòng)安全事件上報(bào)功能為車輛安全和管理提供了強(qiáng)大的支持，為用戶提供了更高效、更智能的車輛監(jiān)控體驗(yàn)。該系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊。

5 結(jié)語(yǔ)

車載視頻設(shè)備是一種重要的安全和監(jiān)控工具，它可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽、歷史視頻回放和主動(dòng)安全事件上報(bào)功能，該設(shè)備由視頻設(shè)備、4G 網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)組成。其中，視頻設(shè)備包括控制芯片（MCU 芯片和DVR 芯片，兩者均能上線，DVR 芯片優(yōu)先于MCU 芯片上線）。控制芯片連接定位模塊（GPS/北斗雙模定位模塊）和視頻單元，包括視頻采集芯片和攝像頭。平臺(tái)作為服務(wù)器或遠(yuǎn)程控制器，通過4G網(wǎng)絡(luò)與視頻設(shè)備進(jìn)行交互。

車載視頻設(shè)備通過4G 網(wǎng)絡(luò)與平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)重要功能，包括實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽、歷史視頻回放和主動(dòng)安全事件上報(bào)。這些功能為車輛的安全和管理提供了有效支持，同時(shí)通過遠(yuǎn)程調(diào)試功能還可以快速解決設(shè)備故障，降低設(shè)備維護(hù)成本，提高工作效率。車載視頻設(shè)備的應(yīng)用將為車輛行駛過程中的安全監(jiān)控和管理提供更多便利和保障。