【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DMA或Internet網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。167。自診斷與告警輸出。167。采用可插拔式接線端子，適合工控行業(yè)應(yīng)用。本系統(tǒng)設(shè)中，CDMA模塊通過(guò)RS232串口與ARM控制器通信，通過(guò)網(wǎng)口與DVS通信，使用12V直流穩(wěn)壓電源為CDMA模塊供電，選擇中國(guó)電信UIM卡開通CDMA業(yè)務(wù)。CDMA無(wú)線發(fā)送的車輛狀態(tài)信息，最終都要被送到監(jiān)控中心并顯示出來(lái)，同時(shí)這些數(shù)據(jù)還需要被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備需要時(shí)調(diào)出特定的數(shù)據(jù)重現(xiàn)車輛的運(yùn)行狀態(tài)以及作數(shù)據(jù)分析之用。監(jiān)控中心需要有一臺(tái)連接到Intemet的服務(wù)器來(lái)接收CDMA無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，也就是說(shuō)要構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的組網(wǎng)方式目前用的比較多的有以下幾種：(1)數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)：專線連接由運(yùn)營(yíng)商的PDSN經(jīng)數(shù)據(jù)專線連接至用戶的數(shù)據(jù)中心。專線連接組網(wǎng)的特點(diǎn)是：167。數(shù)據(jù)安全性好。167。時(shí)延小。167。成本高。圖26專線連接組網(wǎng)示意圖(2)數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)：VPN隧道連接由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)VPN隧道連接至用戶的數(shù)據(jù)中心。VPN：一種通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)(如Internet)來(lái)建立自己的專用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，這種技術(shù)就是虛擬專用網(wǎng)。VPN的基本思想就是在公共網(wǎng)絡(luò)上建立安全的專用網(wǎng)絡(luò)，來(lái)傳輸內(nèi)部信息而形成邏輯網(wǎng)絡(luò)，從而為企業(yè)用戶提供比專線價(jià)格更低廉，安全性更高的資源共享和互聯(lián)服務(wù)。VPN是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的擴(kuò)展。虛擬專用網(wǎng)(VPN)指的是在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，即通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的封包和加密傳輸，在公用網(wǎng)絡(luò)上傳輸私有數(shù)據(jù)，形成一種邏輯上的專用網(wǎng)絡(luò)。它向用戶提供一般專用網(wǎng)絡(luò)所具有的功能，但本身卻不是一個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)。VPN隧道連接組網(wǎng)的特點(diǎn):167。數(shù)據(jù)安全性好。時(shí)延較小。167。用戶數(shù)據(jù)中心可通過(guò)ADSL等各種接入方式接入運(yùn)營(yíng)商的VPN服務(wù)器，成本較低，但需要運(yùn)營(yíng)商的支持。圖27 VPN隧道連接組網(wǎng)示意圖(3)數(shù)據(jù)中心組網(wǎng):固定正連接很多公司都有一臺(tái)連接Internet的服務(wù)器，并有固定公網(wǎng)IP地址，但是考慮到服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，通常不允許在服務(wù)器上安裝其他應(yīng)用軟件。所以CDMA數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)也不允許安裝在該服務(wù)器上，解決辦法:采用NAT端口映射。圖28固定連接組網(wǎng)示意圖(4)數(shù)據(jù)中心組網(wǎng):ADSL(或撥號(hào))167。域名認(rèn)證服務(wù)器可采用商用服務(wù)器，如：，也可采用用戶自己的服務(wù)器。167。數(shù)據(jù)中心連接時(shí)向域名服務(wù)器注冊(cè)數(shù)據(jù)中心的IP地址。167。DTU向域名服務(wù)器注冊(cè)獲取數(shù)據(jù)中心的IP地址，獲得數(shù)據(jù)中心IP地址后即可與數(shù)據(jù)中心建立數(shù)據(jù)通道。圖29 ADSL或撥號(hào)連接組網(wǎng)示意圖車載實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在組建數(shù)據(jù)中心時(shí)，采用上述第三種方案，采用NAT端口地址映射的方法，使CDMA無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能穿過(guò)外網(wǎng)找到內(nèi)網(wǎng)的服務(wù)器。整個(gè)CDMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器的過(guò)程描述下：CDMA使用聯(lián)通的UIM卡，有唯一可識(shí)別的ID號(hào)，數(shù)據(jù)中心接入INTERNET，有唯一可識(shí)別的IP地址，通過(guò)UIM卡的ID號(hào)，和數(shù)據(jù)中心的IP地址，借助CDMA就可以建立從無(wú)線到取TERNET的連接通道。CDMA無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)入CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)PDSN(網(wǎng)關(guān)CDMA支持結(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)CDMA無(wú)線側(cè)和INTERNET網(wǎng)絡(luò)的接口管理，可實(shí)現(xiàn)將CDMA無(wú)線數(shù)據(jù)送入INTERNET網(wǎng)絡(luò)。)數(shù)據(jù)進(jìn)入取TERNET網(wǎng)絡(luò)，(網(wǎng)絡(luò)地址端口映射)，數(shù)據(jù)就可穿過(guò)公網(wǎng)的防火墻找到內(nèi)網(wǎng)的主機(jī)服務(wù)器。車輛監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器端，GIS服務(wù)器預(yù)裝操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，接入INTERNET網(wǎng)絡(luò)。GIS服務(wù)器通過(guò)TCP/IP協(xié)議接收來(lái)自CDMA網(wǎng)絡(luò)的車輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，在電子地圖上顯示車輛運(yùn)行軌跡和顯示車內(nèi)視頻信息，并將定位信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于重現(xiàn)選定車輛在監(jiān)控區(qū)域的運(yùn)行軌跡和后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。車輛監(jiān)控系統(tǒng)整個(gè)工作流程如圖210所示。圖210車輛監(jiān)控系統(tǒng)工作流程3 無(wú)線視頻傳輸相關(guān)技術(shù)視頻圖像的信息量是巨大的，例如1幅640480中分辨率的彩色圖像(24bit/像素)，如果以每秒30幀的速度播放。而CDMA的實(shí)際下行速率只有90K左右，上行速率50K左右，因此要在這么窄的帶寬里傳送圖像就必須對(duì)圖像采用高壓縮比的編碼。本系統(tǒng)采用的是ITU(國(guó)際電聯(lián))。、運(yùn)動(dòng)靜止圖像專家組的MJPEG和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織運(yùn)動(dòng)圖像專家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有RealNetworks的RealVideo、微軟公司的WMT以及Apple公司的QuickTime等。，如會(huì)議電視。視系列標(biāo)準(zhǔn)MPEGx主要用于視頻存儲(chǔ)播放應(yīng)用中，如VCD、DVD、電視廣播等方面。RealVideo標(biāo)準(zhǔn)主要用于窄帶互聯(lián)網(wǎng)的多媒體壓縮。WMT標(biāo)準(zhǔn)也是互聯(lián)網(wǎng)上的音視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，但是其中使用了MPEG4的一些標(biāo)準(zhǔn)。QuickTime是一種存儲(chǔ)、傳輸和播放多媒體文件格式和傳輸體系結(jié)構(gòu)，所存儲(chǔ)和傳輸?shù)亩嗝襟w通過(guò)多重壓縮模式壓縮而成。上面的前兩種標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有完善的體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用廣泛，終端產(chǎn)品支持度高。 ，%左右的碼率。它采用“回歸基本”的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)，不用眾多的選項(xiàng)，提供更高的壓縮性能，提高了存儲(chǔ)空間利用率；同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持，而面向數(shù)據(jù)包的編碼能更好地支持流媒體應(yīng)用；這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)有很強(qiáng)的抗干擾能力，大大提高了視頻傳輸?shù)目煽啃?；而且?duì)不同傳輸環(huán)境有適應(yīng)性，提高了信道利用率。(1)，從技術(shù)上講他并沒(méi)有推翻早期標(biāo)準(zhǔn)的總體框架和結(jié)構(gòu)。他們相似點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：167。將每一幅圖像分為像素塊，對(duì)圖像進(jìn)行塊處理。167。利用圖像存在的空間冗余，對(duì)一些原始的塊進(jìn)行變換、量化和熵編碼。167。利用連續(xù)畫面間存在的時(shí)間相關(guān)性，通過(guò)運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償對(duì)連對(duì)殘留塊進(jìn)行編碼。167。利用幀間存在的空間冗余對(duì)殘留塊進(jìn)行編碼167。，采用了“之”字型掃描。，且具有很好的兼容性和可移植性。(2)在技術(shù)上，如統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼，高精度、多模式的位移估計(jì)，基于44塊的整數(shù)變換、分層的編碼語(yǔ)法等。，在相同的重建圖像質(zhì)量下，%左右的碼率。，增加了差錯(cuò)恢復(fù)能力，能夠很好地適應(yīng)IP和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。(1)分層設(shè)計(jì)：視頻編碼層(VCL：Video Coding Layer)和網(wǎng)絡(luò)抽象層(NAL：Network Abstraction Layer)，如圖31所示。其中視頻編碼層進(jìn)行傳統(tǒng)的視頻壓縮解碼操作，而網(wǎng)絡(luò)抽象層則專門為視頻編碼信息提供文件頭信息、安排格式以利于網(wǎng)絡(luò)傳輸和介質(zhì)存儲(chǔ)。圖31 (2)高精度、多模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)。，一個(gè)宏塊(MB)可以被分為不同的子塊，形成多種不同模式的塊尺寸，在這種方式下，在每個(gè)宏塊中可以包含有8或16個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。，允許編碼器使用多于一幀的先前幀用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)，即多幀參考技術(shù)。(3)44塊的整數(shù)變換，而不是實(shí)數(shù)運(yùn)算。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于：在編碼器中和解碼器中允許精度相同的變換和反變換，便于使用簡(jiǎn)單的定點(diǎn)運(yùn)算方式，沒(méi)有“反變換誤差”。變換的單位最小是44塊。由于用于變換塊的尺寸縮小，運(yùn)動(dòng)物體的劃分更精確，這樣，不但變換計(jì)算量比較小，而且在運(yùn)動(dòng)物體邊緣處的銜接誤差也大為減小。(4)量化，%左右，而不是以不變的增幅變化。變化系數(shù)幅度的歸一化被放在反量化過(guò)程中處理以減少計(jì)算的復(fù)雜性。為了強(qiáng)調(diào)色彩的逼真性，對(duì)色度系數(shù)采用了較小量化步長(zhǎng)。(5)熵編碼自適應(yīng)技術(shù)視頻信息(或殘差信息)經(jīng)變換，量化后，利用熵編碼可進(jìn)一步壓縮碼率。以往在熵編碼時(shí)由于只采用一張固定的碼表，無(wú)法適應(yīng)視頻信息本身的統(tǒng)計(jì)特性，因此壓縮比不高。：上下文自適應(yīng)變長(zhǎng)編碼(CAVLC)和上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼，他們都利用待編碼視頻信息鄰近已編碼像素的統(tǒng)計(jì)特性，因而碼率壓縮比(編碼效率)進(jìn)一步提高，而后者編碼效率更高，但計(jì)算更復(fù)雜些。(6)幀內(nèi)預(yù)測(cè)在，當(dāng)編碼Intra(幀內(nèi))圖像時(shí)可幀內(nèi)預(yù)測(cè)。幀內(nèi)預(yù)測(cè)不是在時(shí)間上，而是在空間域上進(jìn)行的預(yù)測(cè)編碼算法，可以進(jìn)一步提高編碼效率。對(duì)于每個(gè)44的亮度塊，每個(gè)像素由它左上角的17個(gè)最鄰近已編碼像素中的若干個(gè)像素的不同加權(quán)來(lái)預(yù)測(cè)的。這樣可以除去相鄰塊之間的空間冗余度，取得更為有效的壓縮。按照所選取的預(yù)測(cè)參考點(diǎn)的不同，亮度共有9類不同的模式，但色度的幀內(nèi)預(yù)測(cè)只有1類模式。，便于壓縮視頻在誤碼、丟包多發(fā)環(huán)境中傳輸，如移動(dòng)信道或IP信道。為了抵御傳輸差錯(cuò)，空間同步由條結(jié)構(gòu)編碼來(lái)支持。同時(shí)為了便于誤碼以后的再同步，在一幅圖像的視頻數(shù)據(jù)中還提供了一定的重同步點(diǎn)。另外，幀內(nèi)宏塊刷新和多參考宏塊允許編碼器在決定宏塊模式的時(shí)候不僅可以考慮編碼效率，還可以考慮傳輸信道的特性。處理利用量化步長(zhǎng)的改變來(lái)適應(yīng)信道碼率外。例如采用基于語(yǔ)法的數(shù)據(jù)分割方法，將每幀數(shù)據(jù)按其重要性分為幾個(gè)部分，這樣允許在緩沖區(qū)溢出時(shí)丟棄不太重要的信息。還可以采用類似的時(shí)間數(shù)據(jù)分割方法，通過(guò)在P幀和B幀中使用多個(gè)參考幀來(lái)完成。在無(wú)線通信的應(yīng)用中，我們可以通過(guò)改變每一幀的量化精度或空間、時(shí)間分辨率來(lái)支持無(wú)線信道的大比特率變化。多媒體數(shù)據(jù)的傳輸方式主要有三種：?jiǎn)尾?、廣播、和組播。單播(Unicast)：即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，需要在每一個(gè)客戶端與媒體服務(wù)器之間建立一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)通道。單播方式可以為每個(gè)客戶提供定制的內(nèi)容服務(wù)，但如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送相同的信息給多個(gè)目標(biāo)，必須給每個(gè)接收者發(fā)送一份完全相同的拷貝，需占用很高的帶寬和資源，從而使得這種傳輸方式的效率極低。廣播(Broadcast)：廣播方式中數(shù)據(jù)包的單獨(dú)一個(gè)拷貝將發(fā)送給網(wǎng)段內(nèi)的所有監(jiān)聽用戶。用戶只能被動(dòng)接收數(shù)據(jù)流，但不能控制數(shù)據(jù)流。由于廣播方式技術(shù)的廉價(jià)和易實(shí)現(xiàn)性，在組播出現(xiàn)以前被廣為使用。但由于其不辨目的的發(fā)送方式很容易引起廣播風(fēng)暴，消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬和資源，因此要限制廣播信息的發(fā)送。通常可以通過(guò)設(shè)置路由器來(lái)阻止廣播的傳播，將廣播限制在一個(gè)物理或邏輯網(wǎng)段內(nèi)。組播(Multicast)：組播又稱為多址廣播或多播，是一種基于“組”的廣播，其源和目的地是一對(duì)多的關(guān)系，但這種一對(duì)多的關(guān)系只能在同一個(gè)組內(nèi)建立，也就是說(shuō)，流媒體從一個(gè)源發(fā)送出去后，任何一個(gè)已經(jīng)加入了與源同一個(gè)組號(hào)的目的地均可以接收到，但該組以外的其他目的地均接收不到。廣播的源和目的地也是一對(duì)多的關(guān)系，但這種一對(duì)多的關(guān)系并不局限于組，也就是說(shuō)，流媒體從一個(gè)源發(fā)送出去后，同一網(wǎng)段上的所有目的地均可以接收到，廣播可看作組播的特例。以上三種方式均在不同類型的多媒體業(yè)務(wù)中得到應(yīng)用。對(duì)于實(shí)時(shí)類的連續(xù)媒體流內(nèi)容播放，例如實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育、視頻會(huì)議等應(yīng)用環(huán)境，由于不同的用戶接受同樣內(nèi)容的數(shù)據(jù)流，采用廣播和組播對(duì)于連續(xù)媒體流傳輸來(lái)說(shuō)是很有意義的。因?yàn)榱髅襟w的數(shù)據(jù)量往往都很龐大，需要占用很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，如果采用廣播或組播方式，那么媒體流在源端只需傳輸一份，組內(nèi)或同一網(wǎng)段上的所有客戶端應(yīng)用均可以接收到，這就大大降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。而對(duì)于隨機(jī)接入隨機(jī)訪問(wèn)的媒體點(diǎn)播類服務(wù)例如非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教育、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用環(huán)境，就需要采用點(diǎn)播的方式對(duì)連續(xù)媒體流進(jìn)行傳輸。目前設(shè)計(jì)的視頻網(wǎng)關(guān)視頻數(shù)據(jù)正常應(yīng)用中會(huì)供多個(gè)客戶端使用，所以如果對(duì)所有客戶端都進(jìn)行一對(duì)一的單點(diǎn)傳輸，無(wú)疑會(huì)相當(dāng)耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU資源。由于多個(gè)主機(jī)會(huì)用到同一個(gè)視頻數(shù)據(jù)包，所以經(jīng)過(guò)研究考慮，決定采取組播方法。多媒體的傳輸協(xié)議根據(jù)其主要特點(diǎn)，可分為三大類：網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議、高層協(xié)議，如會(huì)話層、應(yīng)用層協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議提供基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如尋址和路由，目前IP協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議為實(shí)時(shí)連續(xù)媒體的傳輸提供支持；傳輸層協(xié)議主要有TCP、UDP協(xié)議；基于ALF(應(yīng)用層分幀)原則設(shè)計(jì)的位于傳輸層以上的實(shí)時(shí)傳輸/控制協(xié)議(RTP/RTCP)，主要提供端到端的網(wǎng)絡(luò)傳輸控制功能，高層協(xié)議主要為應(yīng)用程序以及會(huì)話用戶提供服務(wù)接口，并提供一定的Qos保障，如實(shí)時(shí)流協(xié)議(Real Time Streaming Protocol)，資源預(yù)留協(xié)議(Resource Reservation Protocol)、會(huì)話發(fā)起協(xié)議 (Session Initiation Protocol)以及無(wú)線應(yīng)用協(xié)議(Wireless Application Protocol)。多媒體網(wǎng)絡(luò)通信由各種目的功能不同的協(xié)議所支持，組成完整的多媒體通信協(xié)議棧，如圖27所示。圖27多媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧由于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議采用IP協(xié)議，提供面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此基于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的IP傳送機(jī)制提供的是不可靠的傳輸服務(wù)。在傳輸層提供了面向連接的TCP協(xié)議以