监控视频信号的无线通信设计

　　高效便利的视频信号传输是实现远程视频监控的基础。通过采用GPRS技术，开发GPRS通信接口板，借助短信息技术，应用流媒体技术，设计实现了视频信号的无线传输。通过严格的测试，表明系统已达预期要求，可广泛应用于视频信号的无线传输。

　　1 引言

　　随着通信技术的发展，视频信号的无线传输已成为一种潮流。便利高速的视频传输模块成为许多设备的必备部分。其中，选择何种无线传输方式是关键。在目前条件下，主要有联通的CDMA和移动的GPRS两种无线数据传输方式。其中，GPRS的优势主要体现在高速传输、永远在线、按流量计费三方面。由于GPRS应用较普及、开发简单、容易实现、可降低开发难度，加快开发速度，故采用GPRS实现视频传输。

　　2 GPRS技术

　　GPRS是基于“包交换”技术的一套无线传输方式。所谓“包交换”就是将数据封装成许多独立的包，再将这些包逐一传送出去。其作用在于只有需要传送时才会占用带宽，而且可以基于流量计费。GPRS的主要优点是永远在线、按流量计费、.高速传输等方面。GPRS的应用范围十分宽广，可以提供多类交互式业务服务，如点对点面向连接的数据业务、单点对多点业务以及点对点无连接网络业务。

　　3 通信接口板设计

　　采用的GPRS模块是SIM100，是SIMCOM推出的GSM/GPRS双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。SIM100集成了完整的射频电路和GSM基带处理器，适合开发一些GSM/GPRS的无线应用产品，如移动电话、PDA、PCMCIA无线MODEM卡、无线抄表、无线数据传输业务，无线公用电话、监控、调度、车载、遥控、远程测量、定位和导航等系统和产品，应用十分广泛。

　　SIM100内置TCP/IP协议，可以方便的实现GPRS上网功能。并且SIMCOM提供了完备的硬件电路设计和开发方案的技术支持，可以方便的开发出需要的产品，所以系统就选择SIM100作为无线传输模块。为满足系统的需要，在SIMCOM的技术支持下，开发了SIM100模块的接口板电路，原理见图1。

　　该接口板通过串口与MCU相连接，实现短信收发和网络数据传输。电路主要由RS232电源芯片SP3238，SIM100接口模块IL-312-A60P-VF-A，SIM卡座等三部分构成。其中SP3238芯片，提供高速的网络数据传输;60引脚的IL-312-A60P-VF-A作为接口模块。电源部分选择了AMS1117-3.3来为SP3238提供3.3V电源。

　　4 网络接入设计及实现

　　GPRS数据传输的连接方式主要有TCP连接和UDP连接。系统采用的是构建对等网络，即该模块与其它移动终端互为服务器端，能相互传输数据。在建立TCP或UDP连接时，借助短信息传递IP地址实现连接。其处理过程如下：

　　其它移动终端：

　　AT+CLPORT=“TCP”，“3030” //设置本地TCP端口为3030

　　AT+CIPSERVER//启动SERVER功能，开始监听3030端口

　　AT+CIFSR //获取本地IP地址

　　AT+CLPORT=“TCP”，“3000”//设置本地TCP端口

　　调用编码短信息函数，并向客户端发送本地IP地址短信息;

　　检测新短信息指示，去读取短信息，调用解码短信息函数提取IP地址，并删除短信;

　　AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR”，“2020” //建立TCP连接，其中REMOTE IP ADDR

　　解码提取的系统短IP地址

　　发送数据……

　　客户终端：

　　AT+CLPORT=“TCP”，“2020” //设置本地TCP端口为3030

　　AT+CIPSERVER //启动SERVER功能，开始监听2020端口

　　AT+CIFSR//获取本地IP地址

　　AT+CLPORT=“TCP”，“2000”//设置本地TCP端口

　　向其它移动终端发送本地IP地址短信息;

　　调用编码短信息函数，并向其它移动终端发送本地IP地址短信息;

　　检测新短信息指示，去读取短信息，调用解码短信息函数提取IP地址, 并删除短信

　　AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR1”，“3030” //建立TCP连接，其中REMOTE IP ADDR1

　　//解码提取的系统短IP地址

　　接收数据……

　　若需要关闭连接可以使用AT+CIPCLOSE指令。

　　AT+CIPCLOSE指令//关闭TCP 或UDP 连接

　　Execute command：AT+CIPCLOSE

　　Response：

　　命令正确返回OK,错误返回ERROR。

　　Parameter：

　　关闭成功返回CLOSE OK,失败返回CLOSE FAIL。

　　5 视频信号传输设计

　　为在有限的带宽上传输视频压缩信息，系统采用流媒体技术。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet上播放的媒体格式，而流式传输方式则是将整个多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户PC连续、实时传输。图2是传输结构。

　　首先，客户端发送视频传输请求，通过RTSP开启系统的视频发送，视频数据通过视频编码器编码压缩后，经过RTP\UDP\IP三级封装，再通过GPRS网络传输到客户端，客户端拆出数据封装，进入播放端播放，用户就可以得到监控目标的视频信息。

　　在监控中,视频传输的主要作用就是把视频数据传输到用户终端。其具体传输流程为： 在需要条件下，用户端需获取监视目标的视频信息，就向监控终端发送视频开启信息。客户端就向监控终端发送TCP连接请求。当监控终端接收到连接请求后，就通过AT指令和客户端交互信息，建立TCP连接;当建立了TCP连接后, 监控终端开始监听TCP端口，检测是否有数据传输。同时客户端自动发送RTSP请求信息，即请求播放视频信息; 监控终端开始解析RTSP请求信息，并依据信息，准备发送的流数据;当准备好数据后, 监控终端通过TCP向客户端发送已完成信息;客户端自动响应，向监控终端请求并建立UDP连接; 监控终端通过RTP/UDP/IP向客户端发送视频流数据;监控终端通过RTCP/UDP/IP向发送已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料;同时，客户端也可以通过RTCP/UDP/IP向监控终端发送网络信息状况等资料;当不需要传送数据时，可以调用AT指令关闭连接,结束数据传输。

　　6 结论

　　设计以构建高效便利的无线视频传输为起点，在研究分析了GPRS技术的基础上，开发了GPRS通信接口板，设计了视频传输方案，实现了监控信号的无线传输。经过严格的测试表明系统已达到预期要求，满足实际需要，可广泛应用于远程监控、家庭防盗、移动视频传输等诸多领域。

　　作者：韩　云 来源：电脑知识与技术·学术交流 2008年28期