CDMA1x城市交通路口无线视频监控系统

背景：
随着经济的逐步繁荣，城市交通的实时监控以变得越来越重要，建立全面的交通图像管理系统是交通管理部门的目标。交通路口视频监控系统通过建立覆盖城市主要干道及路口的数字网络，配备相应的图像监视设备和软件，可将交通路口车辆运行状况实时传送到调度中心，对道路车辆运行状况进行监控。同时，公安交通管理部门可以根据现场实际情况对道路车流量进行控制，将车辆安排到畅通的路段，减少阻塞，保证道路交通畅通，实现城市交通管理的智能化。

一、用户需求
城市路口视频监控系统主要完成将被监控点实时采集的交通流量视频文件及时地传输给监控中心的工作。建立该系统后，公安交通管理部门就可以实时地了解城市各干道及路口的情况，并可以迅速的调派警力处理险情，节省警力，以更好的管理改善城市的交通环境。
1、在城市各主要交通路口设立一个视频采集点，视频图像数字化后经无线网络传输。
2、建立覆盖城市区域的无线网络系统，连接分散在各主要交通路口的视频监视点。
3、视频图像监看清晰度不低于300线，图象显示速度可达到25帧-30帧/每秒。
4、系统具有良好可扩展性，随着监控点的增加，只要增加前端设备和升级软件。
5、用户通过监控中心电视墙，可以随时了解各主要交通路口的车流量情况，可以进行连续24小时实时监控。
6、具有监控、录像、回放、传输和备份功能，现场拍到的视频图像可进行存储作为车辆违章处理等交通执法工作的证据。
该系统可与交通违章管理系统配合使用，在路口抓拍违章车辆，当车辆"超速"或"闯红灯"时，自动对车辆的图像进行抓拍，将车辆的号牌、车辆的类型、颜色、速度、记录在数据库中，并及时上传至交通违章处理部门审查，打印后告知违章车主的管理系统。

二、CDMA1x城市交通路口无线视频监控系统的优势
CDMA1x是一种新型的移动数据通信业务。CDMA1x是中国联通在完善优化CDMA网络建设过程中推出的第2.75代通信技术，它在目前的IS-95CDMA网络的基础上进一步升级了无线接口，使其支持高速补充业务信道，从而可实现高速互联网接入服务。CDMA1x在传递速率、功能方面较GPRS具有突出的技术优势，特别适合像金融交易、远程监测等行业的通信需求，可取代过去传统的有线MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。
由于城市交通路口监控点和交通控制中心一般相距较远，且分布位置较分散，利用传统网络布线的方式不但成本非常高，建设周期长，而且可扩充性、灵活性差，一旦需要增加或者减少被监测点，将会带来新的施工周期。
无线网络可以将多个被监测点与交通控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线网络链路。
为了保证视频压缩文件的稳定传输就必须有足够的网络带宽，不同的视频压缩文件对网络带宽的要求各不相同，为了达到更好的视频质量，网络带宽就更为重要。CDMA1x理论速率153.6Kbps，目前实际测试速率为80kbps，超过目前普通有线电话拨号上网的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS数据传输的2-3倍，可采用MPEG-4格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，达到无线视频监控的目的。

CDMA1x无线传输数据有以下优势：
1、CDMA1x用户可随意分布和移动自己的网点，无需担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。
2、终端价格比较低。与DDN相比，较DTU或DDN专线Modem其终端价格便宜很多。
3、CDMA1x资费便宜，计费合理。CDMA1x资费包月比有线电话网络资费还便宜。交通路口视频数据采集业务没有大数据量的信息传输，不必要采用资费很高的专线（DDN、帧中继）。CDMA1x还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。在CDMA1x网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不用计费。这样，监测点既不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。
4、CDMA1x能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。通信质量稳定可靠，永不掉线。
5、CDMA1x网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。由于CDMA1x网本身就是一个分组型数据网,支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。
6、覆盖较好。比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，CDPD）而言，其网络覆盖是最好的。

三、系统结构
无线视频监控系统路口由视频信息采集点、无线传输系统、交通控制中心三部分组成。
1、路口视频图像采集点
根据各城市的具体情况，在各交通路口安装相应的监控摄像机（彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦）和软件系统。在每个交通路口可以安装一个或数个监控摄像机，外围再各配备一台云台、防护罩及云台控制器。每个视频采集点各匹配一台视频编解码器。监控摄像机用于采集城市各道路实时交通状况视频信号，主要是监控距离交通路口一定范围内的车辆。云台可以由控制中心的计算机控制。用户可对摄像机进行水平360度，垂直90度及变焦控制。
视频编解码器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，同时进行压缩，另外也传输控制信号，视频编解码器内置10/100M网卡，通过网线连接到无线设备上，编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到交通监控管理中心，监控中心能看到所管辖的道路和路口状况，监控人员可通过监控中心局域网或Internet远程实时浏览视频图像、遥控云台。
为充分保证每个监控点的带宽，采用MPEG4的编码标准，带宽占用较低，并可实现图像的优质传输和存储，而且传输距离较远,适用于城市广阔区域的监控。
2、无线传输系统
通过CDMA1xIP路由器采用点对多点方式建立覆盖城市路口的无线宽带网络。在远程监控点安装SCN2000CDMA1xIP路由器（以太网接口）。产品具有传输距离远、低时延（对视频应用非常关键）和设备成本低的特点，可以提供高效和经济的视频传输解决方案。CDMA1x无线接入理论速率153.6Kbps，目前实际测试速率为80kbps，超过目前普通有线电话拨号上网的56kbps，是平均30-40kbps的GPRS数据传输的2-3倍。可以将不同地点的现场视频信息通过无线通讯手段实时传送到监控中心，支持采用H.263/MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输，能够保证视频流的稳定持续传输，并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制。特别适合像交通路口远程监测的通信需求。H7920CDMA1x路由器设备提供10/100BaseT以太网接口，监控点的交换机、视频解码器和摄像机都可以直接双绞线连接到H7920CDMA1x路由器的10/100BaseT以太网接口上。
3、交通控制中心
监控中心主要由视频编解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成，可完成路口现场图像接收与显示，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。
视频编解码器对经CDMA1x无线网络传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理，传到监控管理中心局域网视频监控服务器上，再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。
监控中心发出的对于云台、镜头等的控制指令通过无线设备传送到监控点。用户可以通过位于监控中心的云台控制设备控制现场任意点的云台、镜头的光圈、焦距、变倍；云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等。
现场传回的视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机上，可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份，为交通违章处理等执法工作提供依据。

四、无线传输设备选型
宏电是国内最早的无线移动数据接入系统提供商，公司定位于为行业用户和企业级用户提供性能优越、价格低和具有特色的无线通信技术和解决方案。
宏电（hongdian）开发的CDMA1x无线数据通信产品是专门针对工控控制和金融交易领域移动数据通信应用需求而设计的。产品是在已成熟的远程接入路由器和SNMP网络管理等产品技术基础上发展起来的全新系列产品，硬件采用全新的ARM732位嵌入式RISCCPU，处理能力及系统资源提高10倍以上；软件上采用完整的嵌入式OS及TCP/IP协议包，整体方案具有如下技术优势：
1）具有完整TCP/IP协议，提供100BaseT网络接口及完整的IP路由功能。
2）针对应用具有TCP可靠连接方式，专为金融交易应用而设计。
3）内嵌WEBServer配置方式，方便直观。
4）支持TELNET、SNMP等网络管理功能，适合行业应用。
5）支持远程维护，具有远程配置、远程升级和重启动的功能。
CDMA1x系列网络设备，实现了完整的PPP协议及上层TCP/IP协议，具有Router功能，并使非IP系统通过简单的串口通信实现Internet和Intranet接入；基于Web方式配置简单、方便；与SMS配合，提高可靠性，降低成本。该,设备特别适合以下

应用：
适合点多分散的数据传输；
适合跨地域的企业应用；
适合条件差、野外的使用环境；
适合中小数据通信量的数据传输；
适合移动数据传输的应用（移动车辆等）；
适合手持设备的应用。
CDMA1x专用数据终端是一款集成了CDMA1xMODEM传输功能和TCP/IP网络、路由功能于一体的新型无线移动通信网络设备。广域网络采用CDMA1x，内部网络采用标准100BaseT和串口（包括RS232、RS485等）连接两种方式。根据不同的应用环境，物理上的这三个接口能够灵活运用，采用不同的连接方式，使该设备具备了三大功能：以太网－>CDMA1x网络的路由功能；串口－>CDMA1x网络转换功能；串口－>以太网网络转换功能。
1、CDMA1x网络产品突出特点
①具有完整的IP功能：是非IP设备到CDMA1xIP网络的IP桥接器，直接把用户POS终端、ATM柜员机、圈存机等设备平滑过渡接入到CDMA1x网络。
②具有ROUTER功能：具有100Base网络接口。支持TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT等多种网络应用，同时能将本地的多台IP设备共享接入CDMA1x网络，极大提高了性能价格比。
③管理界面友好：通过内嵌的WebServer进行配置管理，非常直观，操作简单、方便，支持远程维护，根据管理权限可实现远程配置、远程升级和重启动。
④远程网管功能：用户在数据中心能对多个远程CDMA1x设备点进行集中维护和运行检测，可根据需要增加SNMP网管协议。
UPD透明传送：能将串口数据按照客户的时间响应及帧大小要求以UDP方式快速传送到数据中心，但存在可能出现数据丢失的情况，适合于远程监测监控应用。
⑤TCP透明传送：能将串口数据按照客户的时间响应及帧大小要求以TCP方式可靠传送到数据中心，特别适合于对网络传送可靠性要求严格的金融交易等应用。
⑥心跳监测功能：为了满足数据中心对各远程CDMA1x设备点的实时监测，可设置CDMA1x网络设置在无数据传送情况下定时向数据中心报告自己的运行状态。
⑦短信备份功能：在CDMA1x网络出现异常中断的情况下，能将远程CDMA1x设备点的紧急数据通过短信方式传送到数据中心。
⑧按需拨号功能：特别适合像金融交易这样的远程CDMA1x设备点主动向数据中心发起连接的应用。一方面能根据需要随时建立连接，同时也能在没有交易的情况下，自己主动断开和中心的连接，有效减轻数据中心的网络负荷。