EPON技术在智能化小区的应用

无源光网络与有源光网络投资成本分析
    针对目前小区网络建设的特性,有两种网络建设方案可供选择,分别为EPON无源光网络和传统有源光交换网络两种方式,它们各有优势,如表1所示。有源光交换网络和EPON无源光网络都是利用以太网技术,采用光纤+双绞线的方式对小区进行综合布线。
    EPON无源光网络与传统有源光交换网络对比最大的优势如下:
    1. 服务质量有保障
    OLT发挥对整个系统的主控作用,彻底改变了以太网设备各自为政的局面;EPON系统可以对每个用户进行带宽的静态/动态分配,并保证每个用户的QoS。
    2. OAM&P能力强
    EPON系统具有先进的测距、环回测试、断电告警以及端口状态监视等维护功能,克服了以太网缺乏OAM手段的缺陷。
    3. 系统成本低
    EPON在一根光纤上实现双向传输,节省了光纤资源;节约了近50%的光收发模块。
    4. 多网融合
    技术上支持宽带上网、有线电视(CATV)接入和传统固定电话接入,实现三网合一。
    以下为无源光网络和有源光网络分别在核心层、汇聚层、接入层用到的设备。
    建立与住宅小区较符合的模型:以16层高层建筑为主,一个单元,总共32户,每幢楼距离汇聚机房300m,汇聚机房距离主机房500m,设有X幢此类高层建筑。 
    横向坐标轴代表高层建筑模型,单位(幢);纵向坐标轴代表建设成本,单位(万元)。将EPON+LAN接入与传统LAN接入方式设备成本进行对比,可以清晰分析得出:
    (1)当承载楼栋X<5时,即接入用户数小于160(32*5)户时,EPON+LAN的接入方式设备成本略高于传统接入方式。
    (2)当承载楼栋X=5时,即接入用户数为160户时,成为EPON+LAN的接入与传统接入方式设备投资成本的临界点。
    (3)当承载楼栋X>5时,即接入用户数大于160户时,EPON+LAN的接入设备成本高于传统接入方式;并随着楼栋X数值越大,EPON+LAN的接入设备投资成本比传统方式的优势就越明显。
    (4)X取值:每增加5栋接入时,传统投入将比EPON+LAN接入增加15000元成本。假设项目需要接入600个单元数来计算,采用传统接入比EPON+LAN接入的设备投资将高出200万元。
    (5)在线路敷设等建设成本上,EPON+LAN也同样具有很大优势。
    以上计算部分未涉及光纤布线部分,根据无源光网络能极大节省光纤资源的特点可知,无源光网络的综合布线系统建设成本应低于有源光网络的布线建设成本,随着项目规模越大,无源光网络的成本优势越明显,因此,当X>32时即户数大于1000户,无源光网络的建设成本低于有源光网络的建设成本。
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组网方式投资成本分析
    根据现代智能住宅园区的定位,计算机网络组网主要考虑FTTH和FTTB这两种方式。以下以无源光网络为例,随机假设一幢多层建筑和一幢排屋别墅,分别进行深化设计,比较实现FTTH和FTTB两种组网方式的投资成本。
    1. 多层建筑
    (1)参考楼型:楼层共十层,一个单元,总共20户,距离机房200m。
    (2)FTTH组网方式:OLT设备放置在机房内,配置一个PON口,将光纤拉到该楼附近,再通过1:32分光器将光纤引入每户家庭,以户为单位,配置20台ONU设备。
    (3)FTTB组网方式:与FTTH组网方式类似,主要区别在接入层,即光纤经过分光器后到达单元楼道内,只需配置1台ONU设备和一台24口交换机,再通过铜缆接入每户家庭(如表3所示)。

    2. 排屋别墅
    (1)参考楼型:联排公寓,总共6户,距离机房200m。
    (2)FTTH组网方式:OLT设备放置在机房,配置一个PON口,光纤通过1:32分光器将光纤引入每户家庭,以户为单位,配置6台ONU设备。
    (3)FTTB组网方式:与FTTH组网方式类似,主要区别在接入层,即光纤经过分光器后,将其中一路光纤接到1台ONU设备,经过24口交换机转换,再通过铜缆接入每户家庭。 
    
结束语
    目前由于各类型住宅小区项目规模较大,且各建筑区域划分结构复杂,无源光网络方式和有源光交换网络方式的网络建设工程总价相差不大,而考虑到施工难易度、后期设备维护检修及因此产生的费用等方面,EPON光纤接入方式的优势尤其明显,突出表现在其高服务质量保证、可管理性强、系统成本低、多网融合支持好等诸多方面。相信随着今后EPON技术的日渐成熟,EPON光纤接入方式必然会成为未来智能化住宅小区的网络建设的主导技术。
    综合以上分析,FTTH组网方式的建设成本偏高,从节约投资成本的角度出发,建议采用以下组网解决方案:针对多层、高层、小高层住户密集的特点,在满足带宽需求的前提下,尽可能地减少投资成本,这些区域则选用FTTX+LAN接入方式组网;而对于排屋别墅,两种组网方式的户均设备成本相差不大,可根据此类户型住户的身份特性,选用FTTH或FTTB光纤接入方式。

综合布线工程施工中光纤质量的检测方法

    在综合布线工程的施工中,光纤的施工质量是很重要的,因此必须对其施工质量进行必要的检测。笔者根据多年的设计与施工经验,归纳出一套比较实用的检测方法,与同行共享。 

    检查和安装 
    在接上光缆和安装了连接器之后,必须进行光纤的连续性检查,所有的光缆芯都必须经过测试。因此,承担测试的人员应当备有一些能够测试出安装质量的测试设备。有两种测量必须进行:光纤和接插件产生衰减的全面测试;能产生光纤连接线路损失曲线示意图的反射测量。这一测量还会告知人们连接线路的长度、出错点。 

    衰减测量 
    衰减测量,也称第一级测量,用一个发射信号的大功率的校准发生器和一个测量接收的光纤辐射测量仪进行。可以测量线路上的衰减并知道线路或某段线路是否在规定的公差里。这就是第一水平测量。在每次测量之前,都应清洗所有的接插件。为了避免测量错误,两架仪器(发生器和接受器)应当使用同样的测量电缆(如3米长)。这些电缆应当具有和所测光纤芯同样的特点。 
    测试可以用以下两个方法进行:一名测试人员进行测试,两架仪器放在同一个地方,但能与另一处形成回环;两名测试人员,两个地方各放一架测试仪。所有测试程序都从校准接收器开始。为此,须将发生器和接收器用一根3米长的电缆直接连接在一起,然后向接收器进行大功率发射,再校准接收器至液晶显示上出现0dB;用850nm的波长进行测试,测试中得到的衰减最大值,等于光纤衰减即这段波长的3.5dB/Km,在此之上增加各种连接所产生的衰减(接插件和接头)。我们认为,连接设备的90%在不超过850nm时衰减为0.3dB。 
    本文具体介绍一下由一名测试人员进行测试的方法。一名测试人员的测试要求在最后配线架的不同光缆通过一些长度为10米的光纤跳线构成回环,然后一对一对检测每对光纤的光芯。发射器和接收器放在同一地点;用一根长3米的光纤电缆把发射器连接到光缆头或光纤屉上的第一根光纤上;用第二根3米长的光纤电缆将接收器连接到第二根光纤上。 
    先测量一下回环情况,然后测试人员再将接收器连接到第三根光纤上进行同样测试,以同样方法测试第四、第五和第六根光纤。 
    测试程序是:校准接收器、装上跳线电缆、测量线路并将测试结果存入电脑中。校准时用一根3米长的电缆将发射器和接收器构成回环。应当向接收器进行大功率发射并校准接收器至液晶显示0dB。如果测试出的值超过了最大希望值,就应当借助于光纤反射仪来确定故障的地点。 

    用反射测量仪测量 
    用反射测量仪测量,又称第二级测量,其目的是测看光纤芯的物理状态。损耗的分布可以在显示屏上显示。 
    测量原理为:反射测量仪发出一个大功率的校准光束,然后观察显示屏上是否有一个视觉看得见的反射功率信号出现。这一反射是构成光纤的硅的不完全性导致的,与直线性衰减相一致。反射信号的其余部分等于接插部分可能的故障部分的反射。同时,这些损耗可以被定位并检测出光缆的确切长度。 
    这些测试可以检测出光纤是否处于某个不正常情况(弯曲半径,过分拉拽或挤压),也可检测出是否有断线,断线是否因为操作不当。同时也能知道ST接插件是否连接得正确。

家庭信息布线全攻略

    家庭布线是一个不大不小的工程,说不大是因为这类工程对网络公司来说太小了;说不小是因为家庭中的信息布线又是非常专业和复杂的工程。如果不是专业人员要把这么多的线缆理顺,是一件不太容易的事情。况且在以后的居室使用过程中还要考虑使用的方便、安全和美观。信息布线是一项永久工程,在装修完成后很难做改动。所以信息布线适当留有拓展空间是有必要的。




现状
    有些业主包括部分房地产商及装修公司在建房和装修时仍按传统观念,只专注于外观的设计,而对家庭的信息系统没有合理的规划,只是草草布置了事,可见不久的将来必然会造成诸多的不便,施工队伍缺乏正规培训,业主装修时,弱电的布线往往是由装修公司的电工完成的,而装修公司几乎都没有专门的弱电工程师,过分依赖无线技术。目前无线网络的带宽太窄,通信的可靠性无法得到保障,而且谁也不会把精美的无绳电话放在厨房和卫生间等位置。


信息布线中几个需要注意的问题
    我们可以通过将各类信息线的外线引进到综合布线箱,在通过综合布线箱内的模块和设备将各类信息信号再通过不同传输介质传送到各个房间。 

    线材的问题
    在信息布线中,因为线材均埋藏在墙内、地下,想改动及更换很困难,而且损失比较大。线材主要包括双绞线、同轴电缆和四芯电话线,这些线材本身的价格并不昂贵。我们可以购买质量较高的线材,而且可以考虑多一套线路,一是可以做备用线路,二是为以后的扩展留出余地。双绞线应该选用超5类及以上的双绞线,最好选用带有屏蔽功能的;轴电缆应选用有线电视台选用的双层屏蔽的宽频视频线;四芯电话线应选用硬铜芯的线材,现在市场有种电话线是铁芯镀铜,不能选用。穿线前一定要检查线材的连通状况,穿进去才发现不通就麻烦了。在终端和综合布线箱内的线头要有一定长度,以便日后的维修。 

    终端接口的位置和选择
    终端接口的更换相对要简单方便的多,可以根据需要进行选择。终端的位置应根据装修的布局设置,做到准确、合理、方便、实用。 
 
    综合布线箱接口的位置和选择
    考虑到综合布线箱内的线头众多还要放置有线电视分配器、路由器和交换机并且还要设置相应的电源,所以应设计一个较大的配线箱。至于把综合布线管理系统放置在家中哪个位置,应根据实际情况来安置,建议该系统尽量设置在进户门的附近,因为以后扩展功能的外线多数是从进户门处引进的。 
 
信息布线的几个主要组成部分
    电话网络
    电话是每个家庭所必须的。现在电信等行业已经打破了垄断经营,运营商们相继推出针对不同家庭的优惠政策。我们可以把各运营商的外线接进综合布线箱,以后想享受哪家运营商的服务只要在箱内接一下插头就可以了,甚至可以同时享受不同运营商的服务。室内可以利用交换机组成内网,特别适合一些复式、别墅的家庭可以非常方便的与家庭的个成员进行联系。值得一提的是对于特殊身份人士的家庭在电话的布线更应留有拓展的空间,例如曾经施工的空军某部家属楼,该部主要领导的住宅内不但要连接民用电话,而且要连接多条军用专线。并且线材和接头都有特殊要求。 
  
    计算机网络
    计算机网络同电话网络一样有多种接入方式可供选择。目前主要有:固定电话网ADSL接入方式、有线电视广播HFC接入方式、以太网接入方式。在西方家庭办公十分普及,国内也有这个趋势。现在每个家庭的计算机能达到2~3台,甚至更多。把这些计算机组成局域网再连接到Inetrnet不但可以节省资金更可以共享资源达到资源的有效利用。室内的网络一般选用星型结构。外线接入综合布线箱内后通过多口的路由器传递到各个终端,有家庭公共上网的地方应该多预留几个接口。如果资金允许可以多布几条,多多宜善。另外还要考虑多种形式网络的接入来祢补南北服务器不同造成的速度差异,这对于越来越多的电脑玩家家中的信息布线更是少不了的。 

    有线电视
    有线电视的布线在家庭装修中也是影响比较大的,但是多数人在装修时都采用进线经一分二的分配器分成两路后再分别进行一分二,这样电视信号经过两次分配器的衰减,电视机的信号就很差了,图像自然就不清晰了。外线进户后,建议用户根据房间的多少,直接用一只(一分三或一分四)分配器经分配后接入各房间。为了实现有线电视广播HFC接入方式,需要将其中一路接到多口路由器附近。 
 
结束语
    在住宅中采用信息布线系统是提高居民生活质量的必备手段,也是提高服质量的体现。信息布线是智能化系统的运行平台,是智能化的神经网络。随着人们生活水平的进一步提高,在不久的将来信息布线会像水、电、气一样深入到每个家庭

别墅空调控制方法、安装误区全揭秘

    智能家居控制中,灯光、窗帘和空调控制是并列的三大系统,常常有人问到对别墅空调-特别是中央空调的控制问题,在这里做个解答,并指出几个容易犯的错误。

中央空调的工作原理
    1、中央空调是一个系统,包含主机、每个房间的室内机、每个室内机对应一只温控面板;温控面板上带有温度传感器;平时,我们根据需要打开任意一个室内机,空调主机即开始工作;
    2、这几部分的关系是打个比方:主机是心脏,提供动力和冷暖负荷;内机就象人的四肢,完成致冷致暖的动作;温度控制面板温度传感器就象人的大脑和感官,感知房间的实际温度,同时发送各种控制指令,指挥主机和内机的工作。
    3、这三部分,是一个完整的系统,缺一不可。

为什么要选择智能控制
    传统的中央空调系统,已经能在每个房间做本地控制,调整温度、风速、模式等。那么,我们又为什么做智能控制?相对现有的控制,又有哪些功能和优点?
    1、现有的中央空调控制都是独立系统,没有和智能灯光、电动窗帘、电动遮阳系统联网,我们现在要做的就是联网!
    2、联网后,我们就可以让空调和灯光系统、遮阳系统联动,根据灯光、遮阳、室内外温度来完成空调的自动控制,做到最大限度的节能和舒适;如离家时,一个场景可以把灯光和空调设置为节能模式,或关闭所有的灯光和空调而不必每个房间的去检查到底有没有关。
    3、我们可以通过同一只触摸屏电脑,统一管理以上各个智能系统。别墅的房间多,但我们可以一目了然的查看每个房间的空调状态,并施加控制,管理整个别墅轻松自如。
    4、可以通过Internet实时管理整个空调系统,下班前打开空调,定时打开空调,分区打开空调等等。

智能控制方式比较
1、不太好的控制方式
    A:红外 ——缺点很明显,通讯是单向的,只能发出控制指令,而不能反馈和显示控制结果,更不能读取并显示每个房间的真实温度。再者,需要正对空调面板的墙面再安装一只红外发射面板,增加的硬件成本,外观也往往很难看。
    B:增加开关控制模块,直接布控制线到每个房间的内机,控制内机风机盘管——缺点也很明显,只能强行打开和关闭内机。谈不上控制温度、风速、模式转换,也谈不上温度等反馈和显示。

2、错误的控制方式

    A:增加开关控制模块、抛弃空调系统自身的温控面板,并配智能家居厂家的温度控制面板——这是最常见的错误做法。
    错误原因是,中央空调本身是一个总线系统,控制面板和主机以及内机之间通过协议通讯。智能厂家的温度控制面板并不能直接发控制指令给空调系统。
    把原配的温控面板去掉后,就等于把空调的大脑去掉了,而新配的温控面板却不能发指令给系统,只能发指令给自己的开关模块,由开关模块控制启动停止。
    其结果就是:不能切换冷暖模式、不能控制风速度,空调处于半瘫痪状态。

    B:如果增加智能厂家的温控面板,同时不抛弃原配的温控面板呢?同样是很错误的做法,因为同一个房间装两个功能相同的面板,高成本,功能重复,没有意义。并且也不具备反馈风速和模式的功能。

3、正确的控制方式
    最完美的控制方式,莫不过是智能家居和中央空调采用同一种通讯标准,这样智能系统就可以直接发控制指令给空调系统自身的温控面板,并实时读取控制结果,如温度、模式、风速等等。
    目前提供智能控制接口的中央空调还不多,主要有大金、三菱、东芝中央空调。他们都提供有符合国际标准的LonWorks总线接口,可以和符合LonWorks总线标准的智能化系统直接连接,进行通讯。
在Nico的LonWorks智能化系统中,常常见到这样的经典应用:
    一根控制网线直接连接到空调的主机上,就可轻松控制多到64个房间的空调,在门口的触摸屏电脑上,显示出各个房间的空调和灯光和遮阳系统的状态,想怎么控制就怎么控制,同时也允许每个房间对空调、灯光、遮阳的就地调整。
    毫无疑问,这才是正确的控制方案。成本呢,只需要空调厂家提供一个控制网关,如果厂家肯送,那就是零成本了。
    以上,仅供各位借鉴和探讨。

AVS标准应用与发展解读

    自2002年6月数字音视频编解码技术标准工作组成立以来,AVS从研发到逐步完善、再到面向市场已走过了近六个年头。作为能够与洋标准抗衡的、具有自主知识产权的中国标准,AVS已跨越重重困难,穿过视频编码的专利丛林,让我们看到了AVS向产业化迈进的希望。2008年初,国内几家通信、电子报刊分别对AVS的产业化进程进行了大篇幅采访报导,相信随着奥运的到来、高清的推广,在大好机遇下,08年势必成为AVS发展的关键之年。

一、 关于AVS
    AVS标准在国家标准计划中的正式名称为“信息技术先进音视频编码”,它是我国第一个具有自主知识产权、达到国际先进水平的第二代数字音视频编解码标准。它包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要标准和一致性测试支撑的标准。主要应用于数字电视、激光视盘、网络流媒体、无线流媒体、数字音频广播、视频监控等领域。
    AVS与MPEG标准一样都采用了混合编码框架,包括变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等技术模块。AVS在此基础上还提出了一批具体的优化技术,在较低的复杂度下实现了与国际标准相当的技术性能,但并未使用国际标准背后的大量复杂的专利。AVS-视频当中具有特征性的核心技术包括:8×8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。 
AVS视频编码器框图如下图所示: 

    AVS标准的研发投入成本不及国际标准的2%,但其技术水平并不逊于国际标准,其编码效率是MPEG-2的2倍以上,具有先进、开放、自主等特点。这一成绩是我国科研机构和国内外众多企业共同努力、集体创新的结果,作为后来者,要在短短几年内开发出达到国际水准的标准,绝非易事,目前参与AVS标准工作组制定标准单位达到了160多家,其中不乏该领域的国内外知名企业。AVS的不断成熟,必将大大推动我国音视频产业的发展。

二、 AVS PK洋标准
    目前,在音视频领域可选择的信源编码标准主要有:MPEG-2、MPEG-4、H.264、AVS、VC-1。H.264(又称:MPEG-4 AVC或MPEG Part10)标准是由ISO-MPEG和ITU-VCEG专家组完成的,是AVS标准的主要竞争对手,下文主要针对这两个标准的特点进行比较。VC-1是微软开发的,目前在DVD领域应用较多。从发展阶段来分,MPEG-2是第一代标准,有专家将MPEG-4算作一代半标准,其余三个为第二代标准。从主要技术指标——编码效率比较, MPEG-4是MPEG-2的1.4倍,H.264和AVS相当,都是MPEG-2两倍以上。
    应用方面:H.264标准是代表新技术的一项国际标准,于2003年颁布,经过几年的发展,其技术和应用基础都已成熟,在世界范围内有着比较广泛的应用,甚至已成为某些行业的主流标准。目前国内的大部分视听、通信领域的企业仍然青睐于这一标准,由于其应用广泛,且技术成熟,相应的投入风险也比较低。而AVS的商用之路才刚刚起步,产业链尚在形成之初,因此,AVS要在普及应用方面追赶上H.264,还有很长的路要走。
    技术方面:从技术层面来讲,AVS技术可以与H.264打个平手,甚至在编码效率和复杂度方面还要胜出,据专家估算,AVS解码复杂度相当于H.264的30%,AVS编码复杂度相当于H.264的70%。在国内对AVS标准的主客观测试中,AVS技术均表现出显著的优越性与稳定性,但据了解目前AVS只在国内的网络环境下进行过测试,设备商可对网络进行针对性的优化,而国外网络本身要满足多方面需求,并没有针对国内网络状况进行特定优化。因此,AVS是否已经超越了H.264,还需要经过更多样化的测试评估和应用检验,才能更具有说服力。
    收费:专利费是AVS最具优势的方面。不论国内还是国外,高昂的专利费始终是厂商及运营商挥之不去的困扰。2002年的“DVD专利案”,几乎对我国的DVD产业造成毁灭性打击。MPEG-4曾因专利费受到业内的反感和抵制,而新的国际标准MPEG-4 AVC(ITU H.264),其专利池更复杂、臃肿,MPEG LA为其制定的专利收费政策更苛刻,它的收费不仅针对厂商,还针对运营商。要通过运营商对用户每次收看的节目按次收费(每个节目2美分),如采用此标准,按照3.7亿用户计算我国每年可能要支付400多亿人民币专利使用费。更为严重的是,MPEG LA的AVC专利池所涵盖的17家专利权人,并未包括所有专利。目前已经有17C+5C+1C声称对MPEG-4 AVC标准收费,上述的计次收费政策尚未涵盖专利使用费的全部。而AVS专利池涵盖了实施AVS标准需要的所有必要专利,它对节目提供商和运营商免费,只对AVS编解码产品收费,用户支付1元专利使用费,就已经可获得其中全部专利的使用权(只能用于开发AVS产品),完全不需要再从MPEG-2专利池管理机构取得任何授权。专利费问题的解决,将有助于我国音视频产业摆脱受制于人的境地。

三、 AVS 的产业化之路

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    AVS在突破了技术和专利壁垒后,只有实现产业化,才可使其成为一个真正意义上的标准。在产业联盟成立之后到标准出台期间,AVS曾面临着市场推广难的窘境,一来由于国标尚未出台,二来企业对于AVS缺少信心,不愿贸然投资,厂商和运营商有的对新标准“望而却步”,还有的“临阵脱逃”。直至2006年2月28日, AVS技术标准第二部分视频部分正式被颁布为国家标准,才算是给厂商运营商吃了定心丸,其态度也开始由观望逐步走向直接参与。而从国标颁布至今,业界对AVS反响已越来越积极,在商用方面也取得了一些实质性进展。
    IPTV:作为新媒体,IPTV是AVS应用的重中之重。2007年初,中国网通确定采用AVS作为IPTV标准,成为第一个旗帜鲜明地支持AVS的运营商,这一举措对于AVS产业化发展非常重要,直接刺激了整个产业链的发展。同年5月份,AVS视频部分进入ITU-T FG IPTV工作组第四次会议(5月7~11日,斯洛文尼亚)WG6的输出文档,正式成为IPTV四个可选视频编码格式之一,这是AVS标准走向国际化的重要一步。紧接着,中国电信也一改往日态度表现出对AVS的热情,展开了基于AVS的IPTV测试。2007年底由中国网通和信息产业部电信研究院联合倡议,18家来自国内的网络运营商、内容提供商、系统和终端制造商、芯片提供商、软件企业和仪表企业等单位共同发起成立的互动媒体产业联盟成立,力挺AVS标准。今年2月28日,AVS-IPTV互动电视系统已在大连开通,正式投入商用,这也是世界首个AVS标准互动电视系统。
    数字高清:目前,我国广电系统普遍采用的标准都为MPEG-2,一旦高清数字电视普及,MPEG-2所需带宽过高,会使传输成本大大增加。而使用AVS,则至少可以节省一半传输带宽资源、为标清业务部署的传输系统可以直接提供高清业务。从电视网看,传输的节目容量扩大一倍。2007年中旬,在数字电视普及方面一直走在全国前列的杭州,提出了“ AVS、地面双标准一步到位”的口号,并在设备招标中选用了符合AVS编码标准的前端设备和终端设备。 
    手机电视:手机电视之风在国内正劲,它是AVS产业化的又一重点,虽然有关方面表示,在视音频编码标准方面,CMMB采用了AVS视频编码国家标准和信息产业部颁布的DRA数字音频编码行业标准。但在实质应用中,音视讯标准不单独制订,AVS和H.264两个标准由厂商自己选择,具体要看他们试用的情况。而就目前的形式看,H.264仍然是大多数运营商的首选,AVS要想和H.264争夺手机电视市场的蛋糕,仍需努力。
视频监控:2007年6月,AVS工作组正式成立AVS视频监控技术工作小组,制定监控方面的AVS-S标准,AVS产业联盟内外的共同参与的企业达10余家。在信产部大力支持下,中国电子视像行业协会视频监控系统分会也于同年11月正式成立,着重推动AVS标准在视频监控制领域的应用。目前,也有一些安防设备企业开始生产基于AVS标准的产品。
    编解码设备:随着AVS产业化的升级,产业链中对于芯片、编解码器、机顶盒等设备的需求开始旺盛,而支持AVS的设备也成为厂商争夺中国市场的利器。芯片方面,龙晶、展讯、博通意法半导体、等国内外企业都开发出AVS编解码芯片,部分企业已开始量产。作为AVS标准的物理实现基础,只要芯片的技术和产量不断提高,AVS芯片必然能在中国这个巨大的市场中占据优势,并推动整个产业链发展。机顶盒方面,已有国内外的业内领导厂商家入竞争,德州仪器、Envivio、Imagination都先后推出了支持AVS标准的机顶盒或编解码器,显示出国外厂商对中国市场的重视和对AVS标准的认可。Imagination于今年年初推出了支持AVS的视频解码器产品,该公司市场副总监表示,由于增加了AVS的支持,其公司可以在世界主要市场,拥有全面的家庭视频解码技术。

四、小结
    总而言之,AVS标准在技术上并不比洋标准差,而专利费又低廉合理,其优越性是显而易见的。AVS标准一旦实现了产业化,将对我国音视频产业产生深远而巨大影响,最直接的就是将会节省数巨额的专利费。而要成功实现产业化,还需要产业链各个环节的不断努力,首先,国家还需要给予更大的支持力度,目前,国外如美韩等一些国家标准的成功都有赖于国家大力支持;其次,芯片技术要不断提高成熟,并通过量产降低成本;其三,厂商运营商需要改变态度,树立对AVS标准的自信心。最终,AVS标准能否如业内所预计的那样,在奥运前“热闹”起来,让我们拭目以待。 
 

全面解读Zigbee技术

    对于嵌入式系统应用,往往需要相互间的通信,以交换测量数据和控制指令。目前采用的方式多是有线连接,包括点对点或总线方式,如RS485、CAN、Modbus等。随着无线网络通信技术的发展,在一些不便于或需要消除有线连接的场合,无线通信技术便有了它的用武之地。



    目前,市场上已有多家公司推出应用于近距离通信的RF芯片产品,如工作在2.4GHz的NRF24E1(Nordic)、CC1020/2500(Chipcon),工作在300~450 MHz的MAX7044/7033(Maxim)等。不少嵌入式应用也采用了这类技术,但它们大部分只提供解决无线通信的射频通道,没有标准规范(或采用自己的专用标准)来制定MAC层、链路层和网络层的通信协议,不具备兼容性;对通信的控制软件完全依赖目标系统设计,由用户自己完成,不仅额外增加了工作量,而且编制代码的可靠性、效率都较低,对组网应用更可能存在问题;不同厂家的产品不具备互操作能力,不具有通用性。
    Zigbee是一种近年来才兴起的无线网络通信技术标准。它出现的时间较短,2004年底才由Zigbee联盟发布了1.0版本规范,尚未进入大规模的商业化生产和应用;但是,它的上升势头十分明显,已有Chipcon、FREESCALE、CompXs、Ember四家公司通过了Zigbee联盟对其产品所作的测试和兼容性验证。从2006年开始,基于Zigbee的无线通信产品和应用迅速得到普及和高速发展。

Zigbee技术及应用
1.主要技术特点
    Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时,通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的,可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术,亦包含寓意。
    Zigbee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层和链路层采用了IEEE802.15.4(无线个人区域网)协议标准,但在此基础上进行了完善和扩展。其网络层、应用会聚层和高层应用规范(API)由Zigbee联盟进行了制定,整个协议架构如图1所示。
图1 Zigbee协议栈架构
    Zigbee是以一个个独立的工作节点为依托,通过无线通信组成星状、片状或网状网络,因此,每个节点的功能并非都相同。为降低成本,系统中大部分的节点为子节点,从组网通信上,它只是其功能的一个子集,称为精简功能设备;而另外还有一些节点,负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制,起到通信路由的作用,称之为全功能设备(也称为协调器)。

    Zigbee的特点突出,尤其在低功耗、低成本上,主要有以下几个方面:
①低功耗。在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee免协议专利费。
③低速率。Zigbee工作在20~250kbps的较低速率,分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
④近距离。传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km,这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
⑤短时延。Zigbee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。
⑥高容量。Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。
⑦高安全。Zigbee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。
⑧免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段,2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲)。

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2.Zigbee产品应用
    Zigbee主要应用在距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,典型的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据。根据设想,它的应用目标主要是:工业控制(如自动控制设备、无线传感器网络),医护(如监视和传感),家庭智能控制(如照明、水电气计量及报警),消费类电子设备的遥控装置、PC外设的无线连接等领域。
一般而言,满足如下一些特点的应用场合,是Zigbee应用极具优势的地方:
①需要无线通信交换信息的低成本装置;
②数据的交换量较小、传输的速率要求不高;
③功耗要求极低,采用电池供电且需要维持较长时间;
④需要多个(尤其是大量)设备组成无线通信网络,主要进行监测和控制的场合。
    依据Zigbee联盟和参与联盟的主要厂商的基本设想,产品应提供一站式的解决方案,以方便应用,使那些不熟悉RF技术的人员也能迅速上手。因此其产品不仅提供RF的无线信道解决方案,同时其内置的协议栈将Zigbee的通信、组网等无线沟通方面的工作已完全由产品实现,用户只需要根据协议提供的标准接口进行应用软件编程。由于协议栈的简化,完成Zigbee协议的内嵌处理器一般可采用低价低功耗的8位MCU。
    Chipcon公司推出的高度整合的系统级射频收发器CC2430,如图3所示,集成了RF前端、128KB闪存、8KB RAM以及8051八位MCU核;另外还集成了模数转换器(ADC)、定时器、AES128协同处理器、看门狗、32kHz晶振休眠定时器、上电复位和掉电检测电路,以及21个可编程I/O引脚。使这款产品就是一个具备Zigbee功能的SoC,可用于各种Zigbee无线网络节点,包括协调器、路由器和终端设备等。
图3 CC2430 Zigbee芯片
    此外,不少厂商也推出了Zigbee的产品和全套解决方案。如FREESCALE公司发布的低功耗2.45GHz集成射频器件MC13192,包含802.15.4物理层,支持星型和网状网络,并在一个配套的MCU上实现Zigbee的协议栈;传输速率为250kbps,采用正交QPSK调制和直接序列扩频编码,通过1个四线串行接口与MCU通信。Helicomm公司推出的IPLink1200 Zigbee开发工具和产品,包含符合802.15.4标准的2.4GHz射频组件、低功耗的8位微控制器、Zigbee网络软件和全波长天线,每次接力通信都能在75m范围内提供250kbps的速率,支持最新的RS232mesh透明串行模式,能在网状或多次跳接(multihop)无线网络内支持串行数据路由,速率最高可达38.4kbps。
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    可以看出,一些国际著名的半导体厂商已在积极推出Zigbee产品,有望在今后一段时间通过商业化推进,使Zigbee产品应用得到极大扩展。但同时,也有一些RF厂商在发展自己的专有产品,如Zensys公司就积极推进它的ZWave无线协议,尤其在家庭自动化领域与其争夺市场。另外,Dust公司坚持使用自己的技术。Ember公司虽然大举进军Zigbee领域,但也计划继续提供自己的专有EmberNet技术。可以说,Zigbee的应用并非一片坦途,需要Zigbee联盟及厂商的持续努力和市场的广泛认同。

与其他几种无线通信技术的比较
    目前,市场上的近距离无线通信技术主要有无线局域网WiFi、蓝牙和一些专用标准(如Adhoc网等)的产品。一些大公司为开拓市场和应用领域,也在积极研究和制定一些新的无线组网通信技术标准,如无线USB、超宽带通信UWB和WiMax等。下面对这些技术作一些简要介绍和比较。
    蓝牙技术发展从1999年起已经历了多个年头,一直受芯片价格高、厂商支持力度不够、传输距离限制及抗干扰能力差等问题的困扰。目前主要应用在无线耳机等不需要很高传输带宽的领域,且互通性方面也存在问题。
WiFi在Intel的大力支持下,借迅驰处理器迅速占领市场;采用IEEE802.11b标准,使用2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mbps,并可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽;采用最新的802.11g时,速率可达54Mbps,是目前应用最广的无线网络传输协议。
    借助USB在PC上的广泛应用,无线USB也受Intel、HP、微软等几家PC领域大公司的力推,已于近期制定了无线USB规范。使用WiMedia联盟的MBOFDM超宽带MAC和PHY层,通信距离在3~10m,最高速率在480Mbps,有望短期内在PC周边设备的无线连接上得到大量应用。
    UWB是一种未来短距离宽带无线传输技术。由于未采用通常无线收发中的载波调制技术,因此它不需要混频、过滤和射频/中频转换模块,实现了低成本、低功耗和高带宽性能。目前有两大技术阵营竞争技术标准,预期的通信距离5~10m,速率甚至可高达1Gbps,非常适合于家用消费电子产品之间的大容量数据传输。
    作为WiFi下一代技术的WiMax,被设想成一项无线城域网接入技术,在传输距离和速度方面均胜过WiFi,最高接入速率为70Mbps,信号传输半径可达到50km。图4是以上几种无线通信技术的速率/距离比较。

    从图4中看,主要的无线技术都集中在1Mbps以上的速率,新的标准还在追求更快的速率;而Zigbee恰恰是填补低速率端无线通信技术的空缺,与其他标准在应用上几乎无交叉。在实际应用环境中,低速率、低成本的无线通信在自动控制、无线传感器网络、家居自动化等诸多领域更贴近日常生活,同样具有广泛的市场。从现今的市场看,每一种无线通信技术的产品都有各自的一些特点,或在距离、或在成本、或在速率等方面。因此,在今后一段时间内,虽然会有一些竞争,但仍会有多种无线通信技术的产品在市场上共存。

结 语
    无线组网通信是当今工业控制、计算机应用、家庭自动化等方面技术发展的一个热点,而低功耗、低成本的无线网络要求令Zigbee应运而生;高度集成化的软、硬件架构和产品,也使应用人员如虎添翼,更快、更方便地进行最终产品设计。这些显示出Zigbee具有超强的生命力和优势,应用前景十分看好,值得广大嵌入式应用的技术人员关注,并加入到它的应用行列。

数字可视对讲技术探讨

    20世纪60年代,电视改变了人们的生活,出现了“电视一代”;80年代,电脑改变了人们的工作方式,促成了“电脑一代”;90年代,互联网改变了人们获取信息的方式,诞生了“网络一代”。进入21世纪,数字化的生活方式将无处不在,最终会全面进入每个人的家庭,数字家庭的浪潮已经汹涌澎湃。
    传统的数字家庭中心之争:PC中心论、TV中心论及SetBox中心论,其优势和劣势都很明显,就单一产品而言都难以独自承担数字家庭的重任。近年来市场上出现了另一产品逐渐承担了数字家庭越来越多的功能和责任,这就是数字可视对讲。
    传统的楼宇可视对讲产品逐渐往数字化、网络化、智能化的方向发展,可视对讲产品除了担当可视对讲、遥控开锁、报警等功能外,还实现了远程视频监控、异动报警、门禁、三表抄送、信息发布、智能家居控制、上网及视频点播甚至手机联动等增值服务。这类产品大多内置了性能强大的SoC处理器和触摸TFT显示屏,尤其标配的网络功能,给产品带来了更多的想象空间,将越来越多的融合PVR、DPF数码相框、可视电话、媒体播放器等数字媒体功能,数字可视对讲悄悄地充当了数字家庭另一中心的角色。


数字可视对讲Roadmap plan


可视对讲发展趋势
    可视对讲经历了从模拟黑白、彩色到数字化的历程,向着网络化和智能化的方向发展,并逐渐融合多种媒体功能。模拟可视对讲(黑白、彩色),音视频通过同轴电缆传输,控制信号通过单片机总线传输,其技术特点决定着产品有着先天的缺点,而数字化网络传输带来的不仅仅是通过将音视频及所有控制信息均通过一根网络线传输,克服了模拟传输带来的弊端,更为重要的是为用户增添了更为实用的增值业务。
    今后数字可视对讲的发展更多的是融合了智能家居控制,逐渐成为智能家居的控制中心,同时也会将越来越多的附加功能加入其中。

数字可视对讲技术原理
    数字可视对讲系统的构成,一般包含这么几个模块:室内机,梯口机、交换机、管理机等。
    访客来访,通过梯口机拨号呼叫指定的室内机,梯口机通过将访客的影音信息数字化后编码压缩传送给指定的室内机,室内机接收到网络传输过来的影音信号进行解压缩显示,确定访客身份后,按动开锁键开启梯口的门锁。同时,梯口机和室内机之间还实现了VoIP,两个终端可实现双向语音对讲,为业主辨别来客身份提供进一步沟通、确认之需要。
    在两个室内机或室内机与管理机之间,系统则提供了双向的视频及语音传输功能。在功能实现上,梯口机、管理机都可以归结为室内机。室内机的功能最为全面,实现音视频的压缩传输、接收解压缩显示和回声抵消功能,同时可作为各项网络增值业务的实现终端。


Hi3510数字可视对讲最小系统框图


    本文以海思半导体的多用途媒体网络处理芯片Hi3510为例介绍室内机的构成。Hi3510是海思半导体针对媒体压缩/解压缩处理、网络传输、VoIP多功能混合应用市场开发的处理芯片,已广泛应用于可视电话、网络摄像机、网络视频服务器及数字可视对讲等产品上。从Hi3510应用于数字可视对讲的系统框图中,我们可以看出完整的信号处理元素和流程。
    以Hi3510为核心,配备图像传感器作为影像输入源,视频信号通过ITU656接口输送给Hi3510,Hi3510对数字视频进行压缩处理,经过PHY将数据以TCP/IP包传输到目的地;同时,Hi3510对通过PHY传送的TCP/IP包进行解码、缩放,通过RGB888接口送至TFT Module显示;为方便用户进行选择操作,可通过SPI接口及GPIO实现触摸屏和按键功能;语音数据则通过一颗音频Codec进行AD编码后通过I2S总线送往Hi3510处理。
    Hi3510不仅仅需要对语音作压缩处理以备传输,而且还需要实现双向语音传输所需的回声抵消功能、唇音同步以及按键的双音多频DTMF等。多达两个的USB接口提供了丰富的个人存贮界面,各种影音即可通过网络传输也可通过USB及USB转SD存贮至本地,以便需要时播放。若需扩展WIFI无线传输,另一个USB接口可提供成本低且易实现的USB转Wi-Fi方案。

技术核心:视频压缩、语音处理、网络传输
    未来多媒体产品的核心不外乎:音视频压缩,语音处理和网络传输三大部分。无论是从PC娱乐、SetBox,还是Digital TV以及任何多媒体产品都可以看到这三大要素的踪影。作为数字家庭中的新秀,这三要素也是构成数字可视对讲系统的基础。
    由于历史原因,早期的数字可视对讲的视频编码格式多为H.263,其目的是为了和可视电话兼容。H.264作为H.263的升级版本提供了更大的压缩比和更好的网络适应性。基于此,越来越多的数字可视对讲产品采用H.264标准作为视频压缩的格式。
    H.264最大特点是对带宽的要求很低,在同等的还原图像质量的情况下,H.264要比MPEG-4节省50%以上的码率。同时,H.264在设计之初就考虑到了在不同网络资源下的分级编码传输。H.264具有较强的容错能力,在质量不稳定的网络环境中,可以得到比MPEG4编码视频更好的质量。当然,H.264带来的好处不是免费的、更高的压缩比和良好的网络适应性能,而是处理算法的复杂化,对处理器提出了更高的性能要求。
为了适应网络传输的特点,语音也需要低带宽、高音质的音频编码标准。日常所常见的MP3、AAC等多媒体音频格式不能很好的适应语音网络通信的要求。语音网络通信使用的更多的是G.7xx和AMR(Adaptive Multi-Rate)语音编码,以便在有限带宽下提供多路数的语音数据业务。
    例如,G.729是一种高效的压缩编码技术,可将经过采样的64kb/s话音以几乎不失真的质量压缩至8kb/s,非常适合在VoIP系统中使用;AMR主要用于移动设备的音频,压缩比比较大,但相对其他的压缩格式质量比较差,由于多用于人声通话,效果还是很不错的。同时为了支撑双向语音对讲业务,语音处理模块仍要提供对回声抵消、唇音同步、噪声抑制、双音多频DTMF的支持。普通的多媒体处理器往往只能提供单一的语音处理功能,因此应用在数字可视对讲上的处理器需提供更为灵活和强大的语音支持。

结  语
    数字可视对讲无论在市场上还是技术上,目前正处于加速发展时期,并越来越成为数字家庭的一个重要角色。其自身具备的三大要素:视频压缩、语音处理、网络传输,使得数字可视对讲与其他家庭多媒体产品互相融合。由此,随着技术的发展,对内置的处理器也提出了更高的要求。

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无线流媒体监控技术

随着经济的高速发展,社会治安形势日趋复杂,各类突发事件、刑事案件、治安案件和灾害事故时有发生,大型集会和重要保卫任务十分繁重。2005年9月中国公安部正式启动城市联网报警与监控系统建设(3111工程),在全国范围内省、市、县三级开展报警与监控系统建设,推动“平安城市”建设步伐。目前各主要城市如北京、广州、深圳、杭州已开始加快建设城市视频监控系统。上海市公安局加强对巡逻警车及警员的无线通信装备配置,依托有/无线通信、图像通信、GPS巡逻、运钞车自动定位、GIS地理信息、计算机辅助决策系统和计算机网络平台,进一步提升指挥中心的应急反应、社会联动、指挥调度和辅助决策能力。

概  述
无线流媒体网络多媒体监控管理平台集无线通信、流媒体、视频处理、计算机网络和自动化技术于一身,是视频、音频、数据和图示一体化的解决方案,兼备网络视频。 

监控、视频会议、视频直播等功能,具有超大规模组网能力,为无线监控系统在公安行业的应用提供了技术保障,为各种突发事件和应急事件提供良好准备,使车载监控、公共交通工具(公共汽车、地铁、长途汽车等)等难度较大的监控成为可能。无线网络、流媒体业务主要面向GPRS/EDGE、CDMA、3G等提供较高带宽(100kbit/s以上)的无线分组网络。3G网络空中接口带宽的增加为流媒体业务的开展提供良好基础,结合无线系统不受时间、地点限制的特点,使移动流媒体业务更具吸引力。视频编码器和自适应高性能流媒体服务器设备使得图像清晰度达到Full D1(DVD)效果,实时性好,方便使用,可直接通过Web方式进行远程监控和远程管理,为用户提供灵活的监控画面选择、电子地图使用,充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证,实时时钟等技术,保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏。

在城市安防联网系统中,由于前端设备及主干网络带宽的限制,海量用户并发访问视频资源时极易产生网络拥塞。在大规模联网监控系统中采用流媒体分发技术,依靠分布式流媒体服务器集群可实现音/视频流的分层转发,从根本上避免大规模并发流量产生的网络瓶颈;单台流媒体服务器的带宽在100M~1000M左右,可以满足千路用户的点播请求(以每路384kbps计算)。这样前端设备只需发送一份数据到流媒体服务器上,再由流媒体服务器进行缓冲转发,客户端则统一连接到流媒体服务器获取视频数据,真正实现多路用户的并发访问,节省了前端设备宝贵的带宽。虽然流媒体服务器是分布式管理的,但对所有用户的授权是集中式管理的,从而保证了服务的连续性和业务数据的安全性。

相关技术
CDMA无线流媒体监控系统是集流媒体编解码、嵌入式及CDMA1X网络通信技术等高新技术的整合产品,融合了传统监控、无线网络、动态跟踪、手机点播等技术,为各种复杂环境、重要区域或远程地点的日常、应急监视和控制提供卓越的监控应用。

1.流媒体编解码技术
随着数字视频编解码技术、嵌入式视频服务器及网络技术的发展,网络视频监控系统正迅速从传统的基于有线电视技术的模拟视频监控系统向基于IP技术的数字视频监控系统方向发展,数字监控已在某些领域取代原有的模拟监控。基于IP技术的数字视频监控系统采用数字编码压缩技术(MPEG4、H.264 或M-jpg2000)、数字视频压缩技术将模拟视频信号、数据信号或语音进行编码,压缩并打成IP包,通过有线或者无线IP网络把视频信息以数字化形式进行传输。只要是网络可到达地方就一定可实现视频监控和记录,用户可在安装有专用解压缩软件的计算机、掌上电脑(PDA)、手机或电视墙、大屏幕上观看浏览,控制远程实时视频图像,并结合实时录像报警联动、数据传输、语音对讲等,这种监控可与很多其它系统进行完美的结合。

压缩技术就是将数据中冗余信息去掉(去除数据之间相关性),压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。 MPEG-4系统设计过于复杂,使MPEG-4难以完全实现并兼容,加上高昂的专利费,很难在视频会议、可视电话等领域实现。用H.264(MPEG- 4/part10)视频压缩标准,压缩比极高、图像质量好、信道适应性更好、码流更低。H.264的设计简洁,使它比MPEG-4更容易推广,更容易在视频会议、视频电话中实现,更容易实现互连互通,可简便地和G.729等低比特率语音压缩组成一个完整的系统。

2.嵌入式视频Web服务器技术
嵌入式视频服务器的网络 化数字视频监控为业界公认最稳定、最有效的系统,由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及特定应用程序等组成,是集软硬件于一体的独立工作“器件”。嵌入式操作系统是实时的,是一种支持嵌入式系统应用的操作软件,它是嵌入式网络计算机视频室极为重要的组成部分,包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等,具有通用操作系统的基本特点。

嵌入式视频Web服务器原理:用嵌入式实时多任务操作系统。摄像机送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线送到内置Web服务器,用户可直接用浏览器观看Web服务器上摄像机图像,授权用户可控制摄像机、云台、镜头的动作或对系统配置。由于把视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内,省掉复杂电缆,安装又方便(一个IP地址),用户无需安装任何硬件设备,仅用浏览器即可观看。
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嵌入式系统应具有的特点是:
(1)高可靠性。在恶劣的环境或突然断电的情况下,要求系统仍然能够正常工作;许多嵌入式应用要求实时处理能力,这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储,而不是存储在磁盘等载体中。
(2)体积小。不具备像硬盘那样大容量存储介质,大多用闪存作存储介质,结构紧凑,体积微小。

3.CDMA1X无线网络通信技术
CDMA1X是联通在优化CDMA网络中推出的第2.75代数据传输通信技术,CDMA1X在传递速率、功能方面较GPRS具有优势,可取代过去传统有线MODEM、X.25、数传电台、短信等方式。为确保视频压缩文件稳定传输需有足够的网络带宽,不同视频压缩文件对网络带宽要求不同,为达到更好视频质量,网络带宽就更重要。CDMA1X理论速率153.6kbps,实际速率80kbps,超过有线电话拨号上网的56kbps,是平均30kbps~40kbps的GPRS数据传输的2-3倍,用MPEG-4格式可稳定可靠地传输数字视频流。


组网特点
1.无线流媒体监控具有传输速率高、实时性强、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。可提供高效和经济的视频传输解决方案。宽带无线接入设备提供11Mbps/54Mbps的高网络带宽,可将不同地点现场视频信息通过无线通信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持续传输,最远传输距离可以达到50km以上,并且不受山川、河流、桥梁、道路等复杂地形限制。
2.组网灵活,可扩展性好。由于没有线缆限制,扩充性强,可灵活方便地进行安装布署;维护费用低,一次性投资无运营费用,工程建设周期短;保护用户已有投资,即使用户需搬迁办公地点,只需把无线设备搬迁至新地点安装即可。
3.系统功能强大、灵活,全数字化录像便于保存和检索。根据监控中心存储空间大小。图像采集尺寸、质量和频率,可记录长达几小时到几个月的录像数据,实现网络化异地存储。用户可对记录下来的录像数据进行播放、定位及快放、慢放等。
4.高可靠性,保证不间断视频监控。抗射频干扰性能强,接收灵敏度理想,宽范围天线能提供强大、可靠的无线传输;安全性较高,无线网络有ESSID、MAC地址过滤及Web加密等安全措施与视频系统管理结合多重加密手段,安全性等同于有线。
5.地域的远程实时监控。遵循全球统一的技术标准和通信协议TCP/IP,因特网传输多媒体信息,视频传输依赖的通信网络包括LAN/WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等。
6.移动性。无线局域网设置允许用户在任何时间、任何地点访问网络数据,不需要指定明确的访问地点,因此用户可在网络中漫游。
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系统组成
1.视频图像采集点
在公安警车安装监控摄像机(彩色或黑白、固定或活动云台、定焦或变焦)、CDMA视频数据处理终端(视频编解码器)和软件系统。监控摄像机采集突发事件视频信号,云台由控制中心计算机控制,可对摄像机进行水平360°、垂直90°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监控管理中心,监控中心能看到现场实时图像信息,监控人员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带宽,用MPEG4编码标准,带宽占用较低,并可实现图像优质传输和存储,且传输距离较远。

2.CDMA无线网络
通过CDMA1X IP路由器用点对多点方式覆盖城市无线宽带网络,在点安装CDMA1X IP路由器(以太网接口)。具有传输距离远、低时延(对视频应用非常关键)和设备成本低特点,提供高效和经济的视频传输方案。

3.控制中心
由视频编解码器、电视墙、监控服务器、硬盘录像机、监控PC/PDA/CDMA手机等组成,可完成现场图像接收与显示、录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。用H.264编解码技术和针对CDMA1X等无线信道的动态自适应传输算法和准可靠传输纠错技术、自适应门限非线性滤波降噪技术和基于运动目标分析的边缘锯齿抑制算法,使CDMA1X视频服务器平均延时小于3s,最高支持D1分辨率,多通道CIF帧率最高可达25帧/秒(PAL制);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,传到监控中心视频监控服务器上,再经交换机通过内部局域网传至各个相关部门或人员的客户端。
用户可通过监控中心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,自动控制远端电源、摄像机开关等。现场传回视频图像转化为数字信号存储在硬盘录像机,可快捷实现资料存储、更新、查询、备份等为执法提供依据。

应用范围
CDMA无线流媒体监控系统具有独特的移动性、易操作性,可在很多行业里应用。
1.运动物体内视频监控
车载视频监控系统适用于公安警车、金融运钞车、消防车、货运车、长途客车、城管监察车、应急抢险车等,在重要车辆(运钞车,油罐车,物资车等)安装监控装置,可了解运输途中上下车人员和货物在车内搬运情况,防止被盗抢,及时了解现场情况做出应急处理。巡逻人员无需架传输线路,摄像装置即可将现场图像拍摄并传送到单位进行反馈。
2.有线网络无法到达的地方
如公安侦查临时布防、环境监测、部队野战训练、森林防火、石油开采、石油输油管线、物流、运输船、长途车、火车、防洪抢险、电力高压线路、高速公路、施工现场视频监控管理等,如架设在高速公路上监控超高、超速车辆,架设在输油管线上监控偷漏油事件,架设在堤坝上观测水流和高度,架设在煤矿了解开工状况和煤矿安全生产,架设在旅游景点危险地段了解事故现场等。
3.人员无法接近的场所
易燃易爆场所、烈性疾病传染区、生化武器危险区等。
4.民用需求
本系统支持手机观看(视频和音频),可提供重要路段车流量信息、手机电视、家庭、监控、幼儿园和医院看护、演唱会和赛事转播等服务。