第一篇：無(wú)線應(yīng)用中典型視頻編解碼器方案功能分析

無(wú)線應(yīng)用中典型視頻編解碼器方案功能分析

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無(wú)線應(yīng)用的視頻編解碼器具有一些不同的功能要求，其視頻編解碼過(guò)程通常包括視頻預(yù)處理、實(shí)際的視頻編碼與解碼以及視頻后處理三個(gè)階段，所支持的視頻標(biāo)準(zhǔn)、算法和視頻結(jié)構(gòu)都具有一些特殊性。本文以O(shè)MAP5910為例介紹了無(wú)線應(yīng)用中的視頻編碼與解碼功能，并圖解分析了編解碼器的結(jié)構(gòu)組成。

無(wú)線應(yīng)用中的視頻編解碼器需要符合第三代伙伴項(xiàng)目(3GPP)組織規(guī)定的多媒體電話低碼率編解碼器的標(biāo)準(zhǔn)，包括3G TS26.110、3G TS26.111以及3G TR26.911。本文以TI OMAP5910為例分析無(wú)線視頻編解碼器(編碼器與解碼器)的功能要求，包括為轉(zhuǎn)換到編碼器識(shí)別的輸入格式而對(duì)采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理，以及為轉(zhuǎn)換到LCD顯示屏要求格式的數(shù)據(jù)后處理。

3GPP規(guī)定的基本編解碼器要求支持H.263標(biāo)準(zhǔn)，而 MPEG-4簡(jiǎn)單可視類(lèi)(Simple Visual Profile)則定義為可選。已實(shí)現(xiàn)的視頻編解碼器支持以下視頻格式：SQCIF(128×96)、QCIF(176×144)、簡(jiǎn)單類(lèi)1級(jí)(Simple Profile Level 1)、CIF(352×288)簡(jiǎn)單類(lèi)2級(jí)、碼率為64kbps的簡(jiǎn)單類(lèi)1級(jí)和碼率為128kbps的簡(jiǎn)單類(lèi)2級(jí)。

視頻編解碼器功能

視頻編碼器要求YUV4:2:0格式的視頻輸入，因此可能根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行視頻輸入的預(yù)處理，即對(duì)YUV4:2:2隔行掃描(例如從攝像機(jī))到Y(jié)UV 4:2:0非隔行掃描轉(zhuǎn)換，僅抽取但不過(guò)濾UV分。對(duì)視頻解碼器而言，還需要進(jìn)行后處理，以將解碼的YUV 4:2:0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB進(jìn)行顯示，包括：YUV 4:2:0到RGB轉(zhuǎn)換；16位或12位RGB顯示格式；0到90度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)橫向或縱向顯示。此外，視頻編解碼器通常還要求具有以下功能和特性：

1.支持MPEG-4簡(jiǎn)單類(lèi) 0、1 與 2 級(jí)；

2.兼容H.263與 MPEG-4 編解碼標(biāo)準(zhǔn)；

3.MPEG-4視頻解碼器支持的可選項(xiàng)有：AC/DC預(yù)測(cè)、可逆可變長(zhǎng)度編碼(RVLC)、再同步標(biāo)志(RM)、數(shù)據(jù)分割(DP)、錯(cuò)誤隱藏專(zhuān)利技術(shù)、支持每個(gè)宏塊4個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量(4MV)、自由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、解碼VOS層；

4.MPEG-4視頻編碼器選項(xiàng)有：RVLC、RM、DP、支持每個(gè)宏塊4個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量(4MV)、報(bào)頭擴(kuò)展碼、支持編碼期間碼率改變、支持編碼期間編碼幀率改變、插入或不插入可視對(duì)象序列起始碼；

5.支持編碼期間序列中插入I幀；

6.支持編碼器自適應(yīng)幀內(nèi)刷新(AIR)；

7.支持多編解碼器，可用相同代碼運(yùn)行多個(gè)編解碼器實(shí)例。視頻結(jié)構(gòu)

紅綠藍(lán)(RGB)是計(jì)算機(jī)顯示的基色，OMAP5910支持的色深可編程至高達(dá)每像素16位，即

RGB565(紅色5位，綠色6位，藍(lán)色5位)。

在DVD、攝像機(jī)、數(shù)字電視等消費(fèi)類(lèi)視頻產(chǎn)品中，常用的色彩編碼方案是YCbCr，其中Y是指亮度分量，Cb指藍(lán)色色度分量，而Cr指紅色色度分量。人的肉眼對(duì)視頻的Y分量更敏感，因此在通過(guò)對(duì)色度分量進(jìn)行子采樣來(lái)減少色度分量后，肉眼將察覺(jué)不到的圖像質(zhì)量的變化。主要的子采樣格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

4:2:0表示每4個(gè)像素有4個(gè)亮度分量，2個(gè)色度分量(YYYYCbCr)，僅采樣奇數(shù)掃描線，是便攜式視頻設(shè)備(MPEG-4)以及電視會(huì)議(H.263)最常用格式；4：2：2表示每4個(gè)像素有4個(gè)亮度分量，4個(gè)色度分量(YYYYCbCrCbCr)，是DVD、數(shù)字電視、HDTV 以及其它消費(fèi)類(lèi)視頻設(shè)備的最常用格式；4：4：4表示全像素點(diǎn)陣(YYYYCbCrCbCrCbCrCbCr)，用于高質(zhì)量視頻應(yīng)用、演播室以及專(zhuān)業(yè)視頻產(chǎn)品。

在OMAP5910設(shè)計(jì)中，為顯示解碼視頻，后處理需要計(jì)算與YCbCr對(duì)應(yīng)的RGB值。后處理引擎通過(guò)以下方程式的計(jì)算得出經(jīng)過(guò)伽馬校正的RGB信息：

R = Y + 1.371(Cr – 128)

G = Y – 0.698(Cr – 128)– 0.336(Cb – 128)

B = Y + 1.732(Cb – 128)

詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參見(jiàn)測(cè)試代碼的技術(shù)規(guī)范(需要簽訂不泄密協(xié)議)，該規(guī)范論述了MPEG-4編碼器與解碼器的預(yù)處理與后處理的具體實(shí)現(xiàn)。

視頻編解碼器

圖1為一個(gè)移植到OMAP5910上的視頻編碼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中主要功能部分的作用分別為：

?

?

?

?

? 預(yù)處理：如果需要的話，預(yù)處理模塊可將輸入視頻格式轉(zhuǎn)換為YUV 4:2:0；

離散余弦變換(DCT)：DCT變換對(duì)每個(gè)輸入塊進(jìn)行空間變換，輸出一個(gè)8x8 水平和垂直頻率系數(shù)的矩陣；

量化：利用心理視覺(jué)(psychovisual)特性來(lái)消除無(wú)關(guān)緊要的DCT系數(shù)、高頻系數(shù)；

逆量化(IQ)：通過(guò)量化后的DCT乘以量化表計(jì)算出逆量化矩陣；

逆離散余弦變換(IDCT)：IDCT還原輸入塊。由于量化的緣故，還原的值與原始數(shù)據(jù)之間可能會(huì)有誤差； ?

?

?

?

? 運(yùn)動(dòng)估計(jì)(ME)：ME使用搜索位置點(diǎn)較少、像素也較少的方案來(lái)生成指示運(yùn)動(dòng)影像方向的運(yùn)動(dòng)矢量；

運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)：運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊通過(guò)去除幀間的冗余從而增加壓縮比；

可變長(zhǎng)度編碼(VLC)：無(wú)損VLC編碼通過(guò)將出現(xiàn)次數(shù)較多的符號(hào)用較短代碼發(fā)送，出現(xiàn)次數(shù)較少的代碼用較長(zhǎng)代碼發(fā)送，利用這樣的方法來(lái)降低碼率；

速率控制：通過(guò)更改量化規(guī)則控制碼率，例如通過(guò)使每個(gè)DCT系數(shù)采用較少的位來(lái)降低碼率；

錯(cuò)誤隱藏：由TI開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利錯(cuò)誤隱藏技術(shù)。

圖2所示為視頻解碼器，該解碼器符合MPEG-4以及H.263標(biāo)準(zhǔn)，能夠進(jìn)行H.263與MPEG-4碼流的解碼，并且自動(dòng)檢測(cè)報(bào)頭以確定采用何種解碼方法(H.263或MPEG-4)，陰影部分模塊為兩種解碼器共用部分。圖2中部分的功能模塊與前面敘述相同，其它功能模塊的作用分別為：

1.解碼器 確定碼流類(lèi)型(MPEG-4或H.263)；

2.MPEG-4 RM 有嵌入同步標(biāo)志的視頻流；

3.MPEG4 DP 有數(shù)據(jù)分割的視頻流；

4.H263 獲得H.263碼流并將其輸入到適當(dāng)模塊中；

5.ACDC 僅適用于MPEG-4解碼器，預(yù)計(jì)AC系數(shù)；

6.RVLD 僅適用于MPEG-4解碼器，當(dāng)碼流用可逆可變長(zhǎng)度技術(shù)編碼時(shí)可實(shí)現(xiàn)RVLD；

7.VLD 適用于H.263與MPEG-4解碼器。

作者：Thanh Tran

德州儀器公司

第二篇：隧道無(wú)線視頻監(jiān)控方案

隧道無(wú)線視頻監(jiān)控方案

1.行業(yè)背景

在全國(guó)范圍內(nèi)的加強(qiáng)基礎(chǔ)交通建設(shè)的大背景下，高速鐵路及高速公路發(fā)展不斷提速，越來(lái)越多的鐵路線和公路線建設(shè)陸續(xù)開(kāi)工。在發(fā)展道路建設(shè)不可避免地會(huì)遇到諸如山區(qū)和丘陵等復(fù)雜的地理環(huán)境，開(kāi)掘隧道是在上述地區(qū)鐵路和公路建設(shè)經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。隧道建設(shè)方案作為最直接，也是采用最多的穿行方案，可以有效地發(fā)揮縮短行車(chē)?yán)锍?，提高線型標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營(yíng)安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)?，F(xiàn)實(shí)情況看，隧道建設(shè)是一項(xiàng)艱苦、危險(xiǎn)性較高的工程，如何高效率得在保證施工安全前提下，提高隧道掘進(jìn)的質(zhì)量和速度，越來(lái)越多的工程建設(shè)單位通過(guò)建立監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)降低和保障工程的安全性，尤其是近兩年快速獲得應(yīng)用的先進(jìn)的數(shù)字無(wú)線監(jiān)控正在隧道建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。隨著隧道的廣泛應(yīng)用，對(duì)施工過(guò)程中的建設(shè)安全情況進(jìn)行第一手的掌握，及項(xiàng)目建成后對(duì)路況的實(shí)時(shí)監(jiān)控情況成為重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

在隧道行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，以目前無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)為代表的方案更具實(shí)用性和高效性。針對(duì)隧道無(wú)線監(jiān)控解決方案中，緊密結(jié)合隧道建設(shè)過(guò)程和監(jiān)控運(yùn)營(yíng)管理的多方面應(yīng)用需求，在保證適應(yīng)各種隧道內(nèi)部復(fù)雜環(huán)境的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)前最成熟的微波通訊產(chǎn)品——高帶寬數(shù)字無(wú)線傳輸設(shè)備，該方案采用先進(jìn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和領(lǐng)先的視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)的隧道安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各級(jí)主管對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的及時(shí)掌控，是遠(yuǎn)在千里之外的施工現(xiàn)場(chǎng)、進(jìn)度、人員狀況，在項(xiàng)目部、公司總部辦公室，以及主管人員的移動(dòng)終端（手機(jī)、IPAD）等及時(shí)準(zhǔn)確的顯示出來(lái)。隨時(shí)隨地可以掌控不同現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度情況。在管理方面提高了工作效率，節(jié)約了到處巡回查看現(xiàn)場(chǎng)的差旅費(fèi)用、車(chē)船費(fèi)用等。帶來(lái)的不僅是管理效率的改變，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)也是對(duì)管理成本的節(jié)約。

為保障各個(gè)無(wú)線監(jiān)控點(diǎn)的有效帶寬和整個(gè)無(wú)線鏈路的穩(wěn)定性，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況采用不同的設(shè)計(jì)，這樣就很好的保證了復(fù)雜情況下網(wǎng)絡(luò)的帶寬，一體化的設(shè)計(jì)又為安裝帶來(lái)了方便。在隧道無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)中，隧道建設(shè)和管理部門(mén)可以高效率地提高安全生產(chǎn)的指數(shù)，可以在諸如隧道建設(shè)階段的挖掘車(chē)掘進(jìn)、鋪?lái)斳?chē)安全性，以及后期的交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、通風(fēng)控制、照明控制、電視、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、橫通道門(mén)監(jiān)控、中央監(jiān)控等環(huán)節(jié)上為管理部門(mén)提供巨大的幫助。

2.需求分析

實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端看到現(xiàn)場(chǎng)掌控面作業(yè)情況

實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端看到現(xiàn)場(chǎng)全局的作業(yè)情況

實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端了解到作業(yè)洞口的具體情況

在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)大屏拼接，可觀看到不同項(xiàng)目部的實(shí)時(shí)畫(huà)面

可以遠(yuǎn)程調(diào)取不同項(xiàng)目部的錄像信息

可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端、項(xiàng)目部、移動(dòng)手持終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)點(diǎn)攝像機(jī)的控制

可實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，不同級(jí)別的工作人員具備不同的操作權(quán)限

3.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1.設(shè)和依據(jù)計(jì)原則

為了確保隧道工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)順利實(shí)施，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，針對(duì)性的制定了一個(gè)詳細(xì)的無(wú)線集中監(jiān)控方案，本方案將會(huì)滿(mǎn)足相關(guān)部門(mén)的各種監(jiān)控需求。3.1.1.方案的設(shè)計(jì)原則

本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)操作因素，并對(duì)以后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造、移動(dòng)等因素留有擴(kuò)充的余地。具有以下原則：(1)先進(jìn)性與適用性

本系統(tǒng)采用純數(shù)字高壓縮低帶寬高清視頻信號(hào)傳輸，利用高帶寬數(shù)字無(wú)線調(diào)制技術(shù)共同配合實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜的施工環(huán)境下的鏈路傳送，避免了大型機(jī)械對(duì)線路造成的損傷。(2)經(jīng)濟(jì)性與便捷性

充分考慮用戶(hù)實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)客戶(hù)需要，針對(duì)不同位置單獨(dú)設(shè)計(jì)不同的組合與電氣組合，無(wú)需大規(guī)模布線，同時(shí)具備可復(fù)制和可重復(fù)利用，在一個(gè)工地施工完畢可繼續(xù)在下一個(gè)工地繼續(xù)使用。

(3)可靠性與安全性

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)電路和作業(yè)環(huán)境，每一個(gè)地方都做了直流穩(wěn)壓處理，可保證在大型電器、電弧焊等作業(yè)時(shí)產(chǎn)生電涌情況下對(duì)設(shè)備不造成損傷。同時(shí)，在配電柜內(nèi)我們?cè)O(shè)計(jì)了直流備用電源UPS，在現(xiàn)場(chǎng)突然斷電情況下，可保證設(shè)備連續(xù)5個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間，以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。(4)開(kāi)放性

所有系統(tǒng)傳輸以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，是不同的設(shè)備可借助我們搭建的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，例如門(mén)禁、定位、傳感等。

(5)可擴(kuò)充性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后該工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時(shí)，本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余，以滿(mǎn)足今后的發(fā)展要求。3.1.2.方案設(shè)計(jì)的依據(jù)

根據(jù)國(guó)家有關(guān)法規(guī)的要求，我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究、分析設(shè)計(jì)本系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)具有性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，而且該系統(tǒng)具有方便擴(kuò)展、與其它信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接的能力，為實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的可視化管理奠定了基礎(chǔ)。

3.2.系統(tǒng)整體組網(wǎng)方案（以隧道現(xiàn)場(chǎng)為例）

上圖為隧道的大概施工分布情況

隧道總長(zhǎng)6.4km，分為5個(gè)作業(yè)面，進(jìn)口位置與1#斜井都是單項(xiàng)作業(yè)面，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)有一分部負(fù)責(zé)。出口位置與2#斜井由二分部負(fù)責(zé)，2#斜井采用雙向作業(yè)。

上圖為進(jìn)口與1#斜井傳輸?shù)巾?xiàng)目部的圖示

1#斜井最前端作業(yè)面攝像機(jī)采用一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)全方位高清云臺(tái)攝像機(jī)（水平360度旋轉(zhuǎn)，上下+90~-90度調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)對(duì)前端作業(yè)面各個(gè)角度的觀察），一個(gè)相對(duì)固定點(diǎn)高清紅外球機(jī)（安裝在掛布臺(tái)車(chē)上，可隨著臺(tái)車(chē)位置的變動(dòng)而向前移動(dòng)）。前端移動(dòng)點(diǎn)位置不確定，所以設(shè)計(jì)為全向天線，與掛布臺(tái)車(chē)上的設(shè)備一起傳給二襯臺(tái)車(chē)作為1對(duì)2的接收（掛布臺(tái)車(chē)與二襯臺(tái)車(chē)距離會(huì)隨著進(jìn)度不斷向前推進(jìn)，雖然兩個(gè)臺(tái)車(chē)距離很近，但是由于設(shè)備很重，在向前推進(jìn)過(guò)程當(dāng)中如果受力不均擔(dān)心造成對(duì)線路的破壞，所以此處的攝像機(jī)也采用無(wú)線的方式傳給二襯臺(tái)車(chē)）。二襯臺(tái)車(chē)位置再用另外一臺(tái)無(wú)線設(shè)備向洞口交叉處傳遞，在洞口交叉處到1#斜井之間有一很明顯的彎道，所以在他們中間加了一對(duì)中繼設(shè)備，洞口的攝像機(jī)采用固定安裝方式。由于1#斜井無(wú)法與項(xiàng)目部直視，那么此處利用一分部攪拌站和附近村民水塔（紅色房子）做了兩次中繼傳輸?shù)揭环植宽?xiàng)目部。

隧道進(jìn)口內(nèi)部前端和1#斜井配置相同，只是在二襯臺(tái)車(chē)與隧道洞口位置加了一次中繼，洞口可以直接與一分部傳輸。

所有的安裝位置，我們均考慮了直流穩(wěn)壓保護(hù)和直流監(jiān)控專(zhuān)用不間斷供電電源。所有中繼位置處均考慮有工業(yè)級(jí)監(jiān)控專(zhuān)用交換機(jī)進(jìn)行對(duì)接。（實(shí)際安裝時(shí)會(huì)統(tǒng)一放置在一個(gè)定制的防水防塵箱內(nèi)，采用集中供電的方式，利于系統(tǒng)的穩(wěn)定也便于現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)。

上圖為2#井與出口位置傳輸?shù)蕉植康恼w示意圖，基本思路與上述相同，只是在2#斜井處為雙向施工，多了一個(gè)作業(yè)面，那么最前端作業(yè)面的設(shè)計(jì)思路是相同的，只是在洞口交叉處需要做一次整合，統(tǒng)一傳輸?shù)蕉纯谔帯?#斜井洞口與項(xiàng)目部之間有一座土山阻隔，而且上面有大概150~200米的一個(gè)不同坡度的平面。所以此處需要多加一次中繼，由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法供電，所以采用風(fēng)光互補(bǔ)的方式在這里進(jìn)行供電。然后在傳遞到二分部。五星坪隧道出口處可以直接與二分部可視所以此處直接傳輸?shù)蕉植俊?/p>

一分部和二分部本地各有一臺(tái)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)配置一臺(tái)22寸專(zhuān)業(yè)視頻監(jiān)視器。并配備一臺(tái)接入層交換機(jī)與項(xiàng)目部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，通過(guò)項(xiàng)目部的寬帶網(wǎng)絡(luò)與中心相連（為確保傳輸?shù)馁|(zhì)量，項(xiàng)目部至少需要10M以上的上行網(wǎng)絡(luò)）

中心平臺(tái)為整個(gè)運(yùn)營(yíng)的交換樞紐，為了保證各級(jí)用戶(hù)，各個(gè)操作系統(tǒng)人員的不同位置操作需求，我們?cè)谶\(yùn)營(yíng)中心建立一套專(zhuān)業(yè)的無(wú)線視頻傳輸綜合管理平臺(tái)。包括：

目錄服務(wù)器 流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 管理控制中心服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 三維數(shù)字矩陣鍵盤(pán) 匯聚層中心交換機(jī)

55寸窄邊拼接屏（四塊55寸，有高亮和普亮兩種規(guī)格）

高清視頻管理平臺(tái)是一套基于標(biāo)準(zhǔn) H.264 的中央監(jiān)控管理平臺(tái)，安裝在一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的PC或服務(wù)器中。支持高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、高清編解碼器、NVR 以及模擬攝像機(jī)+視頻服務(wù)器模式的集中認(rèn)證和管理。它專(zhuān)為復(fù)雜多變的高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用全新的數(shù)據(jù)引擎，模塊化的組件設(shè)計(jì)，包括目錄管理、報(bào)警服務(wù)、數(shù)字矩陣切換、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)等組件，此外還可集成聯(lián)動(dòng)門(mén)禁、巡更、車(chē)牌識(shí)別等系統(tǒng)，是集中監(jiān)控項(xiàng)目的最佳選擇。

才茂監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域

平安城市系統(tǒng)高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

金融銀行業(yè)高清視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、邊防安檢高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

水利電力、移動(dòng)基站系統(tǒng)無(wú)人值守高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

排污、環(huán)保監(jiān)測(cè)、森林防火減災(zāi)高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

大中型連鎖超市賣(mài)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

校園、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

才茂通信特色功能 模塊化組件

管理中心端各個(gè)功能都可以細(xì)分為不同的模塊實(shí)現(xiàn)(如：目錄服務(wù)器、管理控制中心、網(wǎng)絡(luò)報(bào)警電子地圖服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)解碼服務(wù)器，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器等)。采用不同的模塊組合以適用于不同規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)。多用戶(hù)核心認(rèn)證管理

基于多用戶(hù)認(rèn)證管理技術(shù)，對(duì)某用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)任何設(shè)備的瀏覽、控制、管理權(quán)限和優(yōu)先級(jí)的集中授權(quán)配置；在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下可實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)優(yōu)先級(jí)和沖突檢測(cè)。而以用戶(hù)為核心更有利于用戶(hù)在系統(tǒng)中的任意節(jié)點(diǎn)建立臨時(shí)指揮中心，從容處理應(yīng)對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件。

優(yōu)先級(jí)和沖突檢測(cè);完善的集中用戶(hù)認(rèn)證管理模式和合理的優(yōu)先級(jí)及沖突檢測(cè)機(jī)制，所有用戶(hù)通過(guò)認(rèn)證服務(wù)器管理，實(shí)現(xiàn)集中的用戶(hù)優(yōu)先級(jí)，瀏覽控制權(quán)限集中配置管理。

統(tǒng)一編號(hào);攝像機(jī)、報(bào)警設(shè)備和服務(wù)器統(tǒng)一授權(quán)編號(hào)及優(yōu)先級(jí)管理，支持自動(dòng)檢索和批量添加。多種顯示方式;支持物理設(shè)備瀏覽和虛擬分組瀏覽、支持雙碼流預(yù)覽；支持局部放大；支持高清視頻預(yù)覽和電子變倍。

ePTZ：支持電子云臺(tái)ePTZ控制、畫(huà)中畫(huà)、視頻云臺(tái)、鼠標(biāo)變焦、觸摸屏控制。

集中控制：云鏡優(yōu)先級(jí)控制，預(yù)置點(diǎn)、掃描線的調(diào)用；預(yù)置點(diǎn)巡航控制；云臺(tái)控制鎖定；遠(yuǎn)程重啟及關(guān)機(jī)；遠(yuǎn)程手動(dòng)啟動(dòng)錄像。

遠(yuǎn)程管理;遠(yuǎn)程調(diào)用修改前端設(shè)備參數(shù)；提供遠(yuǎn)程軟件自動(dòng)升級(jí)服務(wù)；遠(yuǎn)程錄像資料檢索及備份；集中詳細(xì)日志管理系統(tǒng)、查詢(xún)和打印。

狀態(tài)監(jiān)測(cè);通過(guò)心跳包檢測(cè)對(duì)下屬設(shè)備工作狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接等狀態(tài)進(jìn)行巡檢監(jiān)測(cè)并生成報(bào)表。集中電視墻管理;支持硬件和軟件解碼電視墻；支持對(duì)多臺(tái)解碼服務(wù)器主機(jī)的集中控制。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣：支持拼接墻仿真模擬；支持前端任意通道圖像的輪巡和組切調(diào)用、解碼顯示；支持模糊查詢(xún)和檢索；支持CCTV鍵盤(pán)控制和調(diào)用圖像及報(bào)警。

多級(jí)管理：管理中心可級(jí)聯(lián)，按級(jí)授權(quán)管理控制；支持客戶(hù)端、IE和管理中心多種瀏覽控制方式。

實(shí)時(shí)對(duì)講：管理中心、DVR/NVS主機(jī)和分控端雙向語(yǔ)音（或文字）對(duì)講及群呼。

報(bào)警和電子地圖管理：多級(jí)電子地圖顯示；支持鷹眼地圖；支持?jǐn)z像機(jī)快速檢索和地圖定位；遠(yuǎn)程報(bào)警布、撤防；報(bào)警應(yīng)答、聯(lián)動(dòng)預(yù)定義；多種聲、光信號(hào)警示；提供報(bào)警聯(lián)動(dòng)其它系統(tǒng)和設(shè)備的接口。

流媒體視頻轉(zhuǎn)發(fā)：基于標(biāo)準(zhǔn)H.264的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)和多碼流等技術(shù)，可以解決多用戶(hù)多通道的交叉訪問(wèn)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)帶寬和中心系統(tǒng)負(fù)荷問(wèn)題，最大限度保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

網(wǎng)絡(luò)視頻的分布存儲(chǔ)/集中管理：支持錄像資料的分布存儲(chǔ)和集中管理，支持多機(jī)冗余備份，支持海量資料的智能檢索備份。

支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)：支持能夠承載IP數(shù)據(jù)的各種網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)專(zhuān)線、衛(wèi)星、無(wú)線微波等），支持跨路由器的遠(yuǎn)程監(jiān)控；支持多播功能

多種功能聯(lián)動(dòng)接口：支持門(mén)禁、對(duì)講、巡更、報(bào)警主機(jī)等多種接口整體聯(lián)動(dòng) 靈活的數(shù)據(jù)庫(kù)管理：支持Access和SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)備份及導(dǎo)入導(dǎo)出 雙機(jī)熱備：目錄服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器均支持雙機(jī)熱備和冗余備份功能

智能視頻圖像分析接口：提供圖像的智能分析識(shí)別和聯(lián)動(dòng)接口，如車(chē)牌抓拍識(shí)別接口 支持多語(yǔ)言：簡(jiǎn)體中文、繁體中文、英語(yǔ)自動(dòng)適應(yīng)操作系統(tǒng)

第三篇：社區(qū)無(wú)線視頻監(jiān)控方案

社區(qū)無(wú)線視頻監(jiān)控方案

前 言

平安城市，和諧社會(huì)是每個(gè)人向往的生活環(huán)境，各地政府時(shí)刻考慮；社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)是為了提高社會(huì)公共治安的管理效率而建設(shè)的固定和移動(dòng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際上，它是一個(gè)對(duì)社區(qū)中的主要場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄像的系統(tǒng)，這些場(chǎng)所包括社區(qū)中的標(biāo)志性建筑、重點(diǎn)要害部位、主要街道、重要路口、卡口、公共場(chǎng)所、案件多發(fā)地段等，這個(gè)系統(tǒng)還需要具備對(duì)社會(huì)監(jiān)控資源的整合能力，包括小區(qū)、金融、文物、證券、重要部門(mén)、重點(diǎn)部位、道路交通監(jiān)控……等視頻監(jiān)控社會(huì)資源。

社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的創(chuàng)建，可對(duì)犯罪分子有一定的威懾作用；同時(shí)，值班警員通過(guò)它可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)影響社會(huì)治安的事件和社區(qū)中可能存在的不安定因素；各部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)可以直觀地指揮重大擾亂社會(huì)治安等犯罪活動(dòng)，和突發(fā)的如火災(zāi)，洪水，騷亂等處理過(guò)程；公安干警通過(guò)監(jiān)控錄像，可以獲取犯罪分子的作案證據(jù)。所以，建設(shè)社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)社區(qū)治安環(huán)境的改善，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展社會(huì)穩(wěn)定均有著重大意義。

但是在實(shí)際施工中,距離遠(yuǎn)、又是老區(qū)沒(méi)有光線和網(wǎng)絡(luò)、特別體現(xiàn)在山區(qū)城市，有一些地方布線非常困難，為了解決這些難題，北京惠楠坤科技有限公司，選用無(wú)線數(shù)字微波定點(diǎn)監(jiān)控和COFDM無(wú)線移動(dòng)視頻監(jiān)控，分別用在不同的環(huán)境中，下面先介紹一下無(wú)線數(shù)字微波定點(diǎn)監(jiān)控的幾種不同的使用方法及連接示意圖。

1． 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式和安裝示意圖

對(duì)于3公里以上或者不方便布線的監(jiān)控點(diǎn)，我們可以使用無(wú)線數(shù)字微波，因?yàn)閿?shù)字 微波成本低、安裝只需要在監(jiān)控點(diǎn)立桿安裝上攝像機(jī)，視頻服務(wù)器和無(wú)線數(shù)字微波發(fā)射機(jī)；3-5公里中間在沒(méi)有阻擋的情況下中間就不需要架線了，在監(jiān)控中心安裝數(shù)字微波接收，在PC電腦上安裝監(jiān)控軟件就可以錄像和控制，非常方便；如果在監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)有

4個(gè)攝像機(jī)也可以通過(guò)一套數(shù)字微波傳回監(jiān)控中心，比如20公里遠(yuǎn)的監(jiān)控點(diǎn),用有線的做,需要光纖或者2M/互聯(lián)網(wǎng)才可以傳輸標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控圖像,但是光纖施工20公里經(jīng)過(guò)的地方比較多，可能要過(guò)很多路面施工難度大,光纖成本20公里需要60000，還不包括施工費(fèi)用；互聯(lián)網(wǎng)施工少，但是每個(gè)月都有光纖使用費(fèi)，長(zhǎng)時(shí)間使用成本昂貴；數(shù)字微波20公里只需要一次性投資,還可以同時(shí)傳輸多路圖像；同時(shí)可以傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、視頻信號(hào)和各種控制信號(hào)等。幾種方式相互比較數(shù)字微波成本更低。

2． 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式和安裝示意圖：

數(shù)字微波支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，比如前端有多個(gè)發(fā)射設(shè)備從不同的地方向監(jiān)控中心發(fā)射，中心用一個(gè)接收，同時(shí)接前方多個(gè)發(fā)射的圖像。

3．點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)加中繼傳輸

我們同時(shí)考慮了在惡劣環(huán)境中有阻擋，或者跨城區(qū)傳輸，比如區(qū)要往市控制中心傳輸，這時(shí)就需要中繼來(lái)延長(zhǎng)傳輸距離或者繞越阻擋的障礙，無(wú)線數(shù)字微波也可以和現(xiàn)有的光纖或者互連網(wǎng)連接，在大型監(jiān)控項(xiàng)目中我們提供多路圖像集中監(jiān)控設(shè)備及技術(shù)方案，多級(jí)監(jiān)控中心、分級(jí)別控制管理、更多的節(jié)約施工成本和資源充分利用。

一.產(chǎn)品簡(jiǎn)介

RO-2418 [無(wú)線數(shù)字微波收/發(fā)一體機(jī)]

產(chǎn)品特性與技術(shù)參數(shù)：

● 適用協(xié)議：TCP/IP（IEEE802.11b）● 通訊標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11a/b/g ● 傳輸頻率：2.4G/5.8G（可選）● 傳輸信號(hào)：全數(shù)字

● 傳輸距離：10-20公里

● 傳輸速度： 300Mbps ● 發(fā)射功率：400mW ● 天線增益：18-30dB ● 接收靈敏度：-96dB ● 電 源：DC/12V、AC/220V（以上產(chǎn)品均可以傳輸信號(hào)：音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)寬帶、網(wǎng)絡(luò)電話機(jī)）二.功能簡(jiǎn)介

具有多路畫(huà)面實(shí)時(shí)錄像、多路畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示、圖像壓縮質(zhì)量設(shè)置、查詢(xún)及回放、視頻參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)程圖像顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、錄像存儲(chǔ)、定時(shí)錄像、報(bào) 警錄像、用戶(hù)管理、具備 DVS、DVR、工控錄像主機(jī) 等設(shè)備功能。

三.系統(tǒng)原理概述

無(wú)線數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，是利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無(wú)線傳輸音、視頻監(jiān)控信號(hào)，以達(dá)

到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。數(shù)字化音視頻監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)正好克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性：首先，數(shù)字化音、視頻可以直接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，不受距離限制，信號(hào)不易受干擾，可大幅度提高圖像及語(yǔ)音的品質(zhì)和穩(wěn)定性；其次，數(shù)字音、視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，無(wú)須布線；另外，數(shù)字化儲(chǔ)存，經(jīng)過(guò)壓縮的音、視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中或保存在光盤(pán)中，查詢(xún)十分簡(jiǎn)便快捷。

應(yīng)用領(lǐng)域：可以廣泛應(yīng)用于部隊(duì)軍事演習(xí)、邊防監(jiān)控、公安系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)監(jiān)控、道路交通、森林防火監(jiān)控、水利資源監(jiān)控、金融、油田、天然氣、海關(guān)、智能建筑、工礦企業(yè)等行業(yè)。

本系統(tǒng)所選取的頻段為2.4GHz和5.8GHz,國(guó)際免費(fèi)開(kāi)放頻點(diǎn),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用擴(kuò)頻方式,QPSK調(diào)制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)11Mbps或54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率.本監(jiān)控系統(tǒng)的目的是實(shí)時(shí)掌握監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際情況.為此,整個(gè)系統(tǒng)將采用由RO系列所組成的無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn).對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行24小時(shí)有效的圖像攝取、傳輸、顯示和記錄, 而且還具有遠(yuǎn)程控制、錄像回放、對(duì)講等功能，以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

四.數(shù)字微波、模擬微波、有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

1、數(shù)字微波安裝施工方便：使用無(wú)線數(shù)字微波，減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，又不破壞原有環(huán)境設(shè)施，具有施工周期短，性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。模擬微波穩(wěn)定性較差，價(jià)格低；有線安裝比較慢，近距離比較有優(yōu)勢(shì)。

2、數(shù)字微波可實(shí)現(xiàn)快速覆蓋：無(wú)線數(shù)字微波系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)快速覆蓋。采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線通信方式，一般只需要安裝一個(gè)或多個(gè)無(wú)線中心站設(shè)備，就可建立覆蓋整個(gè)社區(qū)區(qū)域的寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。模擬微波只可以用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式。

3、數(shù)字微波靈活性高： 社區(qū)交通路口具有分布范圍廣、地理位置分散的特點(diǎn)。采用有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，必須盡可能地考慮未來(lái)發(fā)展的需要，這就必須預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點(diǎn)。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建成后，在無(wú)線信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)的任一個(gè)位置架設(shè)無(wú)線終端站，就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，具有很高的靈活性。

4、數(shù)字微波擴(kuò)展性強(qiáng)： 當(dāng)需要增加業(yè)務(wù)點(diǎn)時(shí)，無(wú)需進(jìn)行大面積的網(wǎng)絡(luò)改造，只要增加或減少被監(jiān)控點(diǎn)的無(wú)線設(shè)備，就可以完成被監(jiān)控點(diǎn)的增加或減少。

5.數(shù)字微波抗干擾能力強(qiáng)。模擬微波多路使用就相互干擾。

6.數(shù)字微波接收靈敏度高傳輸距離遠(yuǎn)、功率小、數(shù)字微波自帶加密功能數(shù)據(jù)通信安全可靠。模擬微波傳輸距離近，功率大，相互干擾、模擬微波數(shù)據(jù)通信不帶加密、有安全隱患。

綜上所述，在遠(yuǎn)距離視頻監(jiān)控領(lǐng)域采用無(wú)線數(shù)字微波解決傳輸問(wèn)題是最優(yōu)選擇！

第四篇：COFDM無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)典型應(yīng)用

COFDM無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)典型應(yīng)用

一、概述

伴隨著國(guó)際通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，COFDM調(diào)制技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，以及TDS-OFDM技術(shù)為基礎(chǔ)的DMB-TH國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推行，使得“高速運(yùn)動(dòng)中”和“非視通條件下”實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量實(shí)時(shí)圖像和數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫搅碎L(zhǎng)足的發(fā)展。無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)采用了先進(jìn)的OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)、信道編碼技術(shù)，并結(jié)合數(shù)字圖像壓縮MPEG2/MPEG4等多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，能夠在高速移動(dòng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)、同步傳輸。具有覆蓋范圍廣、靈敏度高、移動(dòng)性好、抗干擾和抗衰落能力強(qiáng)、傳輸數(shù)據(jù)率高、穩(wěn)定性和可靠性突出等顯著優(yōu)點(diǎn)，為指揮、搶險(xiǎn)、偵察、野外作戰(zhàn)等應(yīng)急通信提供遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量、高速率、無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案，廣泛應(yīng)用于公安、武警、消防、野戰(zhàn)部隊(duì)等軍事部門(mén)和廣電、城市管理、人防、交通、海關(guān)、油田、礦山、水利、電力、地質(zhì)、金融等國(guó)家相關(guān)部門(mén)。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)設(shè)備采用先進(jìn)的COFDM（信道編碼的正交頻分復(fù)用）全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，具備以下特點(diǎn)：

1、繞射功能：在城區(qū)內(nèi)車(chē)輛之間支持2-5公里移動(dòng)中傳輸；在建筑屋頂與車(chē)車(chē)輛/人員這間支持5-30公里移動(dòng)中傳輸。

2、移動(dòng)速度：支持200公里/小時(shí)高速移動(dòng)傳輸。

3、傳輸速率：支持高清晰度音視頻和高速數(shù)據(jù)。

4、水面?zhèn)鬏敚涸诤０杜c船艇這間傳輸距離40公里以上。

5、遠(yuǎn)距離傳輸：支持地面全向傳輸100公里以上，機(jī)載傳輸200公里以上。

6、攜帶方式：發(fā)射機(jī)可單兵背負(fù)、車(chē)載、船載、機(jī)載使用。

7、電池工作：設(shè)備內(nèi)置電池可工作180分鐘以上。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：

1、抗多徑能力，適合在城區(qū)、城郊、建筑物內(nèi)等非通視和有阻擋的環(huán)境中應(yīng)用，表現(xiàn)出卓越的“繞射”“穿透”能力

2、適合高還移動(dòng)傳輸，可應(yīng)用 于車(chē)輛、船舶、直升機(jī)/無(wú)線人機(jī)等平臺(tái)

3、適合高速數(shù)據(jù)傳輸，滿(mǎn)足高清晰度音視頻的傳輸

4、在復(fù)雜電磁環(huán)境中，抗干擾能力和抗衰落能力強(qiáng)

5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用性好、可靠性高

三、系統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為以下4類(lèi)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)應(yīng)用、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)應(yīng)用和多點(diǎn)接力

1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)：使用一套無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)，同一個(gè)前端發(fā)射系統(tǒng)和一個(gè)接收系統(tǒng)組成，這種應(yīng)用最為廣泛，大部分使用都是采用該結(jié)構(gòu)

2、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)應(yīng)用一般有兩種方式：

一發(fā)多收，即一點(diǎn)發(fā)多點(diǎn)收

其實(shí)這種方式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用的延伸。一個(gè)發(fā)射前端只占有一個(gè)傳輸通道，接收系統(tǒng)由多個(gè)頻段接收機(jī)組成。

多發(fā)一收

采用這種結(jié)構(gòu)，必須采用頻分方式，由多個(gè)不同頻點(diǎn)的發(fā)射機(jī)組成前端發(fā)射系統(tǒng)，而接收系統(tǒng)內(nèi)里必須能接收到不同頻段發(fā)射機(jī)傳回來(lái)的信號(hào)。

3、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，指的是由多個(gè)不同頻點(diǎn)的發(fā)射前端和接收系統(tǒng)組成的應(yīng) 用網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本較高，一個(gè)中等以上的城市采用多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以將多個(gè)部門(mén)的圖像共享，傳輸多路圖像。

4、多點(diǎn)接力

多點(diǎn)接力，指的是同多個(gè)不同頻點(diǎn)的發(fā)射前端和接收系統(tǒng)組成的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。

適合軍隊(duì)、邊防武警等部隊(duì)訓(xùn)練和實(shí)戰(zhàn)中的機(jī)動(dòng)靈活特點(diǎn)，將前方的圖像傳輸?shù)街付ê蠓浇邮盏亍?/p>

四、系統(tǒng)工作方式

根據(jù)系統(tǒng)工作方式則可以分為下列幾種方式應(yīng)用:人到車(chē)，車(chē)到車(chē)，車(chē)到指揮中心，人到車(chē)到轉(zhuǎn)信臺(tái)到指揮中心，艦船、飛機(jī)到指揮中心和全城聯(lián)網(wǎng)覆蓋（移動(dòng)基站覆蓋方式）

1、人到車(chē)應(yīng)用

一般的，在某些部門(mén)使用無(wú)線數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)，由工作人員攜帶前端設(shè)備，如軍隊(duì)的偵察人員、消防部門(mén)的消防和搜救隊(duì)員以及公安部門(mén)的刑偵隊(duì)員等，工作人員采用專(zhuān)用背架背負(fù)發(fā)射前端設(shè)備，將信號(hào)從各種現(xiàn)場(chǎng)（建筑物內(nèi)，街道，廣場(chǎng)，戰(zhàn)場(chǎng)等）傳到后方的指揮車(chē)或者直接傳到指揮中心，這種應(yīng)用方式主要是受到發(fā)射機(jī)功率的限制，因?yàn)槿藛T攜帶設(shè)備在功耗和功率上都必須降低要求，對(duì)發(fā)射機(jī)的供電和天線的長(zhǎng)度以及設(shè)備的體積和重量都要綜合考慮，因此，傳輸距離較短。

背負(fù)式發(fā)射前端到指揮車(chē)

2、車(chē)到車(chē)應(yīng)用

車(chē)到車(chē)方式，一般在軍隊(duì)和公安等部門(mén)使用比較廣泛，由于發(fā)射前端安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上，從而能夠保證有正常的供電系統(tǒng)，可以在機(jī)動(dòng)車(chē)上合用大功率發(fā)射機(jī)，從而提高傳輸距離，在地市環(huán)境同一路面，有阻擋的情況下，最小傳輸距離可以達(dá)到2公里，最大傳輸距離可以達(dá)到4公里，在城市環(huán)境同一路面，無(wú)阻擋情況下，車(chē)到車(chē)之間的最小傳輸距離可以過(guò)到5公里，最大傳輸距離可以達(dá)到7公里。

車(chē)載接收系統(tǒng)可以使用帶升降桿和高增益全向天線結(jié)合的方式，接收天線的高度越高，傳輸距離越遠(yuǎn)，因此，車(chē)載接收系統(tǒng)使用車(chē)載天線也要盡可能的使用高增益天線，并盡可能使用大型車(chē)輛及升掛設(shè)備。

3、車(chē)到指揮中心應(yīng)用

車(chē)到指揮中心，一般指的是發(fā)射前端安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上，而接收系統(tǒng)安裝在指揮中心，這和車(chē)到車(chē)方式類(lèi)似，但由于接收系統(tǒng)安裝在指揮中心，也就有條件安裝在比較高的位置上，這樣，其覆蓋范圍大大提高。如果安裝接收天線的高度達(dá)到100M，則在有樓群阻擋的情況下，無(wú)線數(shù)字圖像實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)能夠傳輸5-10公里，最遠(yuǎn)傳輸距離可以達(dá)到20公里。如果高度達(dá)到200米，則可以在有阻擋的情況下可以傳輸20公里，而在無(wú)阻 擋的情況下，一般有效距離為50公里以上（視距傳輸），如果傳輸環(huán)境理想，最大可以傳輸100公里遠(yuǎn)。車(chē)到指揮中心這種工作方式，適合在大、中型城市使用，也可以作為一種中繼方式使用，適合公安、消防、人防、軍隊(duì)和城市管理指揮車(chē)等應(yīng)用。

4、人到車(chē)、車(chē)到轉(zhuǎn)信臺(tái)、轉(zhuǎn)信到指揮中心應(yīng)用

人到車(chē)、車(chē)到轉(zhuǎn)信臺(tái)、轉(zhuǎn)信到指揮中心方式，一般在軍隊(duì)、公安、城市管理、人防等部門(mén)使用比較廣泛，工作人員攜帶前端設(shè)備，將信號(hào)從各種現(xiàn)場(chǎng)（建筑物內(nèi)，街道，廣場(chǎng)，戰(zhàn)場(chǎng)）傳到機(jī)動(dòng)指揮車(chē)，利用機(jī)動(dòng)車(chē)上較大功率發(fā)射機(jī)，向處安裝條件更高的位置上的基地轉(zhuǎn)信臺(tái)傳送信號(hào)，并由基地轉(zhuǎn)信臺(tái)將信號(hào)發(fā)送到指揮中心，從而極大的提高傳輸距離。

5、艦船、飛機(jī)到指揮中心應(yīng)用

艦船、飛機(jī)到指揮中心和車(chē)到指揮中心類(lèi)似，一般發(fā)射前端安裝在艦船或飛機(jī)上，而接收系統(tǒng)安裝在指揮中心。和車(chē)到指揮中心相比，飛機(jī)離地面較高，艦船水面空間較開(kāi)闊，所以其傳輸環(huán)境建筑物遮擋相對(duì)較輕，同時(shí)飛機(jī)和艦船移動(dòng)方向相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易定位。所以結(jié)合定向高增益全向天線，其覆蓋范圍大大提高。

6、全城聯(lián)網(wǎng)覆蓋應(yīng)用（移動(dòng)基站覆蓋方式）

全城聯(lián)網(wǎng)覆蓋是采用以上介紹的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)方式，構(gòu)造各個(gè)基站，然后結(jié)合COFDM(或微波)中繼、衛(wèi)星中繼、光纖和網(wǎng)絡(luò)中繼，以及差頻中繼，將各個(gè)基站連接到中心站，從而構(gòu)造覆蓋整個(gè)大城市、特大城市的無(wú)線移動(dòng)視頻監(jiān)控。

第五篇：楊立新 無(wú)線供電技術(shù)方案及應(yīng)用

基于磁耦合諧振式無(wú)線供電裝置的研制

楊立新

（西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院供用電技術(shù)專(zhuān)業(yè) 2014春班）

【摘要】：磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)提供了一種新的能量傳輸途徑，主要是利用磁耦合共振原理實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸。與傳統(tǒng)的有線電能傳輸相比，避免了用電設(shè)備主要通過(guò)導(dǎo)線連接獲取能量過(guò)程中產(chǎn)生導(dǎo)線裸露、磨損、電火花等不安全供電因素；與其他無(wú)線供電技術(shù)相比，具有傳輸效率高、功率大、傳輸距離遠(yuǎn)、無(wú)方向性等特點(diǎn)。最重要的是能為一些特殊場(chǎng)合帶來(lái)更方便的供電，如水下檢測(cè)、油田礦井、高山沙漠、化工等。因此，磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)具有良好的應(yīng)用價(jià)值和研究意義。

本論文通過(guò)對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)的基本原理和傳輸機(jī)理的研究，構(gòu)建了無(wú)線

供電系統(tǒng)的總體框架和等效電路模型，揭示了無(wú)線供電系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)及內(nèi)在規(guī)律。

序言

本文首先介紹了無(wú)線供電技術(shù)研究背景及發(fā)展概況，然后主要介紹三種無(wú)線供電技術(shù)：電波輻射式無(wú)線供電技術(shù)、感應(yīng)耦合式無(wú)線供電技術(shù)、磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)的基本原理及應(yīng)用領(lǐng)域，并突出了磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用前景。

一、課題的研究背景及意義

無(wú)線供電技術(shù)[1][2][3][4]一直是人類(lèi)研究的熱門(mén)話題，主要是以非接觸的方式對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行電能傳輸。與傳統(tǒng)的有線供電相比，它避免了用電設(shè)備之間主要通過(guò)導(dǎo)線連接獲取能量過(guò)程中產(chǎn)生電火花、導(dǎo)線裸露、磨損等不安全供電因素。無(wú)線供電技術(shù)的出現(xiàn)為一些特殊場(chǎng)合：比如，密封環(huán)境、旋轉(zhuǎn)部件、水下監(jiān)測(cè)等的供電開(kāi)辟了新的供電途徑；同時(shí)開(kāi)拓了在感應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)、高速磁懸浮列車(chē)饋電、醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子及傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面的應(yīng) 用[5][6]。隨著無(wú)線供電技術(shù)理論的不斷成熟和實(shí)驗(yàn)研究的不斷深入，將會(huì)出現(xiàn)大量新的應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)的產(chǎn)品，為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)日常生活提供了極大的方便。因此，對(duì)該技術(shù)的研究具有良好的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。

無(wú)線供電技術(shù)經(jīng)歷了從理論假設(shè)構(gòu)想到實(shí)踐應(yīng)用的過(guò)程，對(duì)無(wú)線供電的研究可以追溯到十九世紀(jì)九十年代，當(dāng)時(shí)是由美國(guó)科學(xué)家尼古．特拉斯根據(jù)其研究搭建了第一個(gè)無(wú)線電 波傳輸試驗(yàn)系統(tǒng)，試圖把能量傳輸?shù)绞澜绺鞯?，為人?lèi)的生活起居提供照明[7]。到后來(lái) 1968年美國(guó)工程師 P Glaser 提出了一種使用微波電能傳輸技術(shù)的太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星[8]。該技術(shù)能利用無(wú)限的太陽(yáng)能通過(guò)微波或激光傳輸轉(zhuǎn)換成為地面人類(lèi)所能利用的電能。20 世紀(jì) 80 年代后期，由加拿大團(tuán)隊(duì)提出了 SHARP 研究項(xiàng)目，試圖建立一個(gè)用于轉(zhuǎn)接遠(yuǎn)距離無(wú)線通信 信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間漂浮高空平臺(tái)，并得到了一定的應(yīng)用[9]。針對(duì)上述無(wú)線供電研究尚未成熟及能量傳輸?shù)娜秉c(diǎn)：方向的不定性、效率較低、傳輸距離的限制、穿越障礙物的限制及對(duì)周?chē)撕蛣?dòng)物磁輻射較大，于是在 2006 年 11 月在美國(guó)物理學(xué)會(huì)工業(yè)物理論壇上首次正式提出了磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸技術(shù)，理論性分析了該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)中距離能量傳輸?shù)目赡苄?，并?2007 年 6 月由 MIT 的（Soljacic）教授所

圖 1.3 韓國(guó)首爾一座游樂(lè)園內(nèi)試行的一種新型電車(chē)示意圖

這種電車(chē)在鋪有電感應(yīng)條的路面上行駛時(shí)可“無(wú)線”充電，不像傳統(tǒng)電車(chē)需通過(guò)路軌或車(chē)頂電線獲得電能；日本國(guó)土交通省（交通部）于 2009 年 10 月在奈良市，就針對(duì)充電式混合動(dòng)力巴士組織過(guò)兩次實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，如圖 1.4 所示，供電線圈埋入充電臺(tái)的混凝土中。車(chē)開(kāi)上充電臺(tái)后，當(dāng)車(chē)載線圈對(duì)準(zhǔn)供電線圈后（重合），車(chē)內(nèi)的儀表板上有一個(gè)指示燈會(huì)亮，司機(jī)按一下充電按鈕，就開(kāi)始充電。

圖 1.4 日本國(guó)土交通部進(jìn)行混合動(dòng)力巴士充電實(shí)驗(yàn)

目前國(guó)內(nèi)對(duì)感應(yīng)耦合式無(wú)線供電技術(shù)也進(jìn)行了深入的研究，并在理論和應(yīng)用方面都取得了重大的突破：

（1）重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院研究小組在孫躍教授的帶領(lǐng)下對(duì)感應(yīng)耦合式無(wú)線供電機(jī)理及傳輸特性進(jìn)行了研究分析，對(duì)傳輸系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、效率性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。該小組還研制出了一系列的 ICPT 供電系統(tǒng)[16][17][18][19][20]。（2）中國(guó)科學(xué)電工研究所教授嚴(yán)陸光、徐善綱及其學(xué)生武瑛對(duì)無(wú)接觸供電性能和懸 浮列車(chē)無(wú)接觸供電進(jìn)行分析[21]。

（3）東南大學(xué)研究小組對(duì)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電和無(wú)線輸電技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)的影響進(jìn)行了研究[22][23]。感應(yīng)耦合式無(wú)線供電技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物體供電、軌道交通、移動(dòng)設(shè)備和旋轉(zhuǎn)設(shè)備供電等方面。

（三）磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)

磁耦合諧振式無(wú)線供電(Magnetic Resonant Power Transfer[24])技術(shù)主要是利用兩個(gè)具有相同頻率的諧振電路，通過(guò)磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)能量從電源供給端向用電設(shè)備吸收端的無(wú)線傳輸。磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)與感應(yīng)耦合式無(wú)線供電技術(shù)相比較，前者主要引入了諧振即共振技術(shù)，使發(fā)射線圈和接收線圈在相同頻率下工作，不僅能量傳輸效率會(huì)大大提高，其傳輸距離也會(huì)大大增加。此技術(shù)主要利用近磁場(chǎng)諧振耦合，其輻射小，方向性要求不高，適合中等距離傳輸，傳輸效率較高并且能量傳輸不受空間障礙物（非磁性）影響，能量傳輸效果與系統(tǒng)頻率及線圈的制作密切相關(guān)，但是對(duì)電源部分要求比較高，對(duì)于高頻率、大功率實(shí)現(xiàn)較難。圖 1.5 為磁耦合諧振式無(wú)線供電實(shí)驗(yàn)的原理示意圖。在實(shí)驗(yàn)中，主要由 A、S 組成的發(fā)射回路和 D、B 組成的接收回路構(gòu)成。工作原理：首先由發(fā)射回路激勵(lì)源 A 產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，發(fā)射線圈 S 在外加激勵(lì)下諧振，能量即由 A 傳遞到了 S。發(fā)射線圈 S 再通過(guò)磁場(chǎng)耦合把能量傳輸?shù)?D。線圈 D 最后與負(fù)載回路 B 耦合，即能量最后傳遞到了負(fù)載回路 B 上。其中，A，S，D，B 的固有頻率相同，S，D 之間是遠(yuǎn)距離傳輸[12]。

圖 1.5 磁耦合諧振式無(wú)線供電實(shí)驗(yàn)原理示意圖

磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)最早是由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)物理學(xué)助理教授 MarinSoljacic 為首的研究團(tuán)隊(duì)在 2007 年末提出的，并成功的點(diǎn)亮了 2 米以外的燈泡（60w），當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)外引起了重大的關(guān)注，如圖 1.6 所示[10]。國(guó)內(nèi)知名大學(xué)也對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的理論和實(shí)踐研究：圖 1.7 是東南大學(xué)研制出了傳輸距離為 70cm 接收功率約為 600w 的磁耦合無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)，該技術(shù)主要是在耦合磁場(chǎng)中，具有相同頻率的諧振系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行高效的無(wú)線能量交換。

圖 1.6 麻省理工學(xué)院(MIT)無(wú)線供電實(shí)驗(yàn)圖 1.7 東南大學(xué)磁耦合無(wú)線能量傳輸實(shí)驗(yàn)

磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)發(fā)展比較成熟并在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域體現(xiàn)了其具體價(jià)值。目前主要應(yīng)用于一些高端智能手機(jī)的無(wú)線充電器，筆記本電腦的無(wú)線供電底座，廠用小型 傳感器的供電解決方案等。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上[25][26][27][28]，可以用在某些體內(nèi)儀器(如心臟起搏器，醫(yī)用體內(nèi)微型機(jī)器人等)的充電、供電系統(tǒng)中。諧振耦合諧振式電能無(wú)線傳輸技術(shù)與上述兩種無(wú)線電能傳輸技術(shù)相比，具有以下本質(zhì)性的不同：

1、與微波原理的電能無(wú)線傳輸技術(shù)相比，具有傳輸功率大、傳輸效率高和無(wú)方向性的特點(diǎn)，且傳輸功率從以前的毫瓦級(jí)提高到千瓦級(jí)，傳輸效率也得到大大的提升，可達(dá)到 80%；

2、與電磁感應(yīng)原理的電能無(wú)線傳輸技術(shù)相比，傳輸距離大大提高，突破了電磁感應(yīng)原理的無(wú)線傳輸距離僅在毫米等級(jí)以?xún)?nèi)的限制[29]。

以上主要介紹了三種無(wú)線供電技術(shù)的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)上述三種技術(shù)的對(duì)比及自身特點(diǎn)，最終選擇磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)作為本論文的技術(shù)方案。主要是由于對(duì)小功率傳輸而言，它具有傳輸效率高、傳輸距離較遠(yuǎn)等特點(diǎn)，特別適合本論文負(fù)載為 20w 小燈泡的近距離無(wú)線供電實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

三、本課題研究的主要內(nèi)容

本論文主要研究的是一種基于磁耦合諧振式無(wú)線供電技術(shù)，即相同諧振體之間通過(guò)磁場(chǎng)耦合空間進(jìn)行能量的無(wú)線傳輸。著重分析磁耦合諧振無(wú)線供電技術(shù)基本原理、傳輸特性及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方法，本課題研究的最終目的在于如何提高系統(tǒng)的傳輸效率、輸出功率及傳輸距離。首先，通過(guò)理論研究和實(shí)驗(yàn)分析提出了相應(yīng)的有效措施。最后，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效、穩(wěn)定的小功率短距離無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)，根據(jù)其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)波形圖驗(yàn)證了提高傳輸效率、距離及輸出功率方法的科學(xué)性和電路設(shè)計(jì)的合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]東華.無(wú)線供電解決方案[J].004km.cn/kjxw/nyjs/2008-02-03.[3]張代兵韓大鵬.一種低功耗設(shè)備的無(wú)線感應(yīng)供電技術(shù)[J].儀器儀表學(xué)報(bào) 2006(Z3).致謝辭

首先，我要衷心感謝的是我的導(dǎo)師祝老師，在2014春班學(xué)習(xí)期間，老師的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)和無(wú)私奉獻(xiàn)給了我莫大的幫助，特別是對(duì)本論文的完成，不管是選題還是內(nèi)容的安排都給了我細(xì)心的指導(dǎo)和全面的分析。還有，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、平易近人的人格魅力深深的影響著我，在此我向祝老師表示深切的感謝和祝福。

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