无线监控终端与客户终端关键技术应用

　　目前，无线网络在安防中主要有两大类应用，一是无线监控终端，二是无线监控客户端。通过无线网络和视频监控技术，可以衍生出很多智能化、高效化的行业应用，例如公安应急指挥、保险（放心保）远程定损、公交智能调度等等。未来主要面对的问题，其实就是随着终端数量的增加，行业用户的增多，如何更高效地利用无线网络有限的资源的问题。这个问题的解决，需要通过技术和管理的手段，向用户提供一套更完善的解决方案。
　　
　　无线监控终端
　　
　　无线监控终端，我们可以理解为将有线网络替换为无线网络的监控终端。这类终端有一个共同点：某些场景有迫切的联网监控需求，但由于应用环境的限制，通常不能使用有线网络，如车载、船载、手持单兵等。这类在移动场景的监控需求，通常只能通过无线网络来实现实时联网。从技术角度讲，这类监控场景都需要实现以下几点：

　　1.无线传输优化；

　　2.硬盘防震；

　　3.电源高稳定性；

　　4.主机防护等级高。
　　
　　常见的无线监控终端有车载DVR、单兵、无线编码器、无线摄像机等，主要应用于移动或临时性安装的场合，有部署方便、应用灵活的特点。无线监控终端主要有以下关键技术。
　　
　　无线传输技术
　　
　　由于3G网络的出现，使得无线监控在一定程度上得到了普及，但是3G网络目前所能够提供的网络带宽以及稳定性，传统固定网络相比还有一定的差距。因此，对无线网络传输的优化是最关键的技术点。
　　
　　在视频无线传输方面，需要做两方面工作，一是通过高效率编码压缩算法，将所需要的视频码流尽可能地压缩，以适应无线网络带宽。一般来说，无线监控终端都具有双码流的功能，通常主码流用于本地录像，子码流用于网传。由于3G网络上行带宽通常在500kbps至800kbps，因此单路视频通道的子码流需要压缩在128kbps-256kbps左右。另一方面，无线信号覆盖、扇区的用户数量、系统噪声分布都是不均匀的，并且这些因素随着用户行为变化也会产生一定的波动。因此，无线网络即使进行过多次优化，网络提供的带宽也是相对不稳定的，会随着一些系统因素进行波动。
　　
　　单兵设备传输的实时视频与网络点播视频有一个很大的差异性，就是用户对延迟的感知。例如，在播放电影的时候，为了保证流畅，通常会增加一段时间的缓存，并且在带宽允许的情况下缓存会越积越多。也就是说，传输文件的过程中，用户看到的视频都是之前已经传输至客户端的视频。这样能够保证流畅性，用户又不会感觉到延时。但是通常使用单兵的用户，既对视频的流畅度要求很高，又对视频的实时性要求非常高。在应急指挥等应用中，通常对延迟的要求是10秒以下。所以，单兵视频系统通常只能使用小于3秒的缓存。
　　
　　因此，单纯通过缓存来应对网络的波动显然不现实。为了增强视频的实时性和流畅性，视频码流必须通过控制算法，实时评估网络带宽，对实时的码流进行控制。在网络带宽较低的情况下，通过控制算法，调整视频传输的参数，保证视频的流畅性。
　　
　　一般的码流控制过程为：监测->计算->控制。
　　
　　在无线视频传输过程中则表现为：第一步，同步监测无线传输状况；第二步，将获取到的数据统计、计算，得出当前需要控制的级别（以码率Kbps反映）；第三步，根据不同的等级选择不同的处理方式，切换通道、抽帧、抽场等。
　　
　　抽帧控制也就是通过将非关键帧去掉，保证原有视频序列能够继续正常播放。
　　
　　自动控制方案非常多，比较典型的带宽控制模型如图2：带宽-码率=误差。带宽高，码率低时，正误差大，驱动码率调节器提高码率；带宽低，码率高时，负误差大，驱动码率调节器降低码率；闭环负反馈系统循环促使误差越来越小，带宽码率。
　　
　　通过这类循环控制模型和抽帧、抽场算法等手段，可以有效的实现视频传输的自调节。
　　　　
　　硬盘的抗震设计
　　
　　由于车载、船载等监控终端长期应用在颠簸、震动、摇摆等恶劣环境下，要保证设备长期稳定工作，对加固技术有较高的要求，尤其硬盘减振加固技术是该系统重点难题。车载主机硬盘减振方案采用不锈钢钢丝绳减振器。使用一根不锈钢钢丝绳与上下两块夹板绕制成不锈钢钢丝绳减振器，其刚度和阻尼取决于钢丝绳直径股数、长度、圈数、缠绕方式及松紧程度，阻尼特性与隔振器变形有关。
　　
　　硬盘驱动器振动失效原因分析：硬盘工作时，磁盘高速旋转，磁头依靠空气的阻力悬浮于盘面上面，伺服机构驱动磁头沿着盘面的径向移动，实现对磁盘进行读/写。为了保证磁头对盘面记录信号的敏感性，磁头与盘面的间隙变得很小，一般在20？50nm之间。硬盘工作时磁头和盘片距离非常小，易受到外部环境的影响。
　　
　　对硬盘保护措施是尽量减少外部冲击和硬盘共振。硬盘减振加固技术原理是使用隔振材料吸收外部振动能量，避免硬盘受到猛烈的冲击。
　　
　　宽幅电源设计
　　
　　目前，标准汽车电瓶提供的均是直流12V或24V电源，行驶过程电源一般可稳定在12？16V或24？28V之间，期间可能还会出现各种高压毛刺，因此各种车载电子设备应该配备较性能好的电源系统。车载终端需采用宽幅隔离电源，可自动适应DC6？36V的电源输入，并能够过滤高达DC150V的高压毛刺，良好适应各种汽车的电气特性要求。
　　
　　散热、防尘设计
　　
　　由于工作环境特殊，散热、防尘性能成为衡量车载DVR性能的一个重要因素，普通DVR采用的风扇、孔窗式散热结构也不适合于车载DVR。在全封闭式机箱、无风扇的设计要求下实现了良好的散热和防尘性能：在内部结构上，根据热量分布情况对电路板进行合理布局，避免热量聚集；在设备外观上，主体机身采用优良的铝质材料，并且巧妙融入散热片的设计理念，使整个机箱即等同于一个巨大的散热片，在没有风扇、孔窗的条件下可以将机箱内部的热量及时传递给外界环境。
　　
　　无线监控客户端
　　
　　近两年，借助智能手机、平板电脑发展的东风，无线监控客户端（也称移动客户端）得到了极大地发展，各种应用软件都可以很方便的下载，这是顺应无线网络发展的产物，其主要特点和优点是灵活、方便。
　　
　　无线监控客户端是为了满足人们随时随地进行监控的需要，目前的主要发展方向也就是手机、平板客户端。
　　
　　无线客户端不但可以应用于专家、领导远程指挥，并且还能够大力地推动民用监控的发展。由于以往的商铺监控、家庭监控都无法通过联网实现远程查看，使得应用效果大大降低，仅仅能够作为一个事后查证的依据，对于商铺被盗、老人身体不适等情况无法及时得知。通过无线监控终端，可以及时联网进行查看，快速对突发情况进行响应，不但对事故有查证作用，还能在一定程度预防事故发生，降低事故损失。
　　
　　从技术层面来讲，无线客户端应用环境通常要在稳定的场景下进行，采用手机、平板等终端，无线网络的下行带宽往往大于上行带宽，所以在传输、抗震、电源等方面，技术难点相对较小。但是由于客户端往往需要承担主要的业务功能，也就是面向用户的功能。在软件功能的设计方面，需要根据各个行业的特点，进行定制化处理。目前的无线客户端往往还很难与PC客户端一样强大。今后，业务功能的开发将是无线监控客户端的一个重点，也是无线监控面向更多行业的一个重点。
　　
　　4G网络已经在多个重点城市测试，等到4G牌照正式发布，4G网络全国推广的时候，无线安防将迈上一个新的台阶。相信在不久的将来，无线监控将在很多行业可以替代有线监控。