移动视频监控业务技术方案分析.pdf

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1、信息通信技术36移动视频监控业务技术方案分析摘要移动视频监控业务结合视频监控业务和移动网络二者的优点，能为用户带来全新的业务体验，将为运营商开辟新的移动增值业务市场。本文分析移动视频监控业务的技术原理，详细介绍了一种基于移动流媒体平台实现移动视频监控业务的可行性解决方案，该方案可为运营商节省系统建设和业务运维成本。吴 静 侯玉华中国联通宽带业务应用国家工程实验室 北京 100032关键词 视频监控；流媒体；移动终端；播放器引言移动视频监控业务是指用户通过移动终端接入移动视频监控业务系统，对所关注的场所、区域进行实时视频流监控的移动增值业务。随着国内3G移动通信系统的商用化，移动网络带宽大幅提高

2、，阻碍视频监控业务在移动网络上实现的带宽瓶颈问题已经得到解决。移动视频监控业务结合了视频监控业务和移动网络的优点，很好的提升了用户的业务体验，将为移动运营商开辟新的业务市场。由于新型的视频监控业务基于流媒体技术来实现，而流媒体平台对于运营商而言是已有平台，因此本文主要分析如何基于运营商已有的流媒体业务平台，实现移动视频监控业务，从而为运营商节省业务系统建设和业务运维成本，同时也有利于运营商快速开展业务，提高业务收入。本文首先介绍移动视频监控业务概念，然后分析其基本实现原理，随后重点介绍一种基于流媒体平台实现移动视频监控业务的可行的技术解决方案，最后对全文进行总结。1 移动视频监控业务概述通过移

3、动视频监控业务，用户可以根据自己的需要，随时随地通过移动终端接入业务系统，选择要查看的监控对象，进行视频观看，还可以通过终端控制前端监控设备从多视角观看所监控的对象。该业务具有如下特点：不受时间和地点的约束，可以随时随地查看所监控的内容；可以实时获取所需的视频信息，如实时交通信息、幼儿园小孩探视、家庭监看等；可以与手机短信、彩信等结合起来，拓展业务功能，用户使用起来更加方便；移动视频监控业务的应用领域非常广泛，可以大致分为行业应用、家庭应用和个人应用三类，可以为用户提供以下业务功能：视频实时监控前端设备对视频信号进行实时采集、编码和传输，用户实时观看监控内容，观看过程中可以进行暂停/恢复、停止

4、操作。录像存储和回放用户可以设定监控任务，平台根据用户设定的条件控制前端设备对监控点进行录像，可以全天候开机录像、定时录像和异常情况下录像，并将录像保存到业务平台上。录像完毕后，平台还可通过短信、彩信等方式通知用户。用户可以选择观看录像，在观看过程中可以进行暂停，快进，快退和快速定位等操作。远程遥控用户在观看实时监控视频时，可以远程控制前端设备，包括调整摄像头/云台的上、下、左、右旋转，控制摄像头光圈大小变化、焦距调节等。系统与方案2009 0537Systems&Programs 信息安全控制对于安全性、隐私性要求较高的业务(如家庭监控等)，可以提供相应的安全措施，只有授权用户才能实施监控，

5、观看相关的视频监控内容。多画面显示用户在同时监控多个视频内容时，可以同时为用户显示多个画面，而且每个画面都是相互独立的，不会产生干涉。报警功能用户可以设置监控点的报警触发条件、报警方式等。在到达报警点后，平台将报警信息通过手机短信、彩信的方式通知用户，并且会对监控点进行录像。2 移动视频监控业务基本实现原理移动视频监控的核心技术是流媒体技术，流媒体技术的诞生和发展使得在IP网络上实现视频监控成为可能。在移动视频监控系统中，视频信号经过采集、编码压缩流化、传输、中继分发，达到最终用户实现监控的目的。移动视频监控业务的基本实现原理如图1所示：3 移动视频监控业务技术实现方案这里介绍基于运营商已有的

6、流媒体平台实现移动视频监控业务的一种可行的技术实现方案，从移动视频业务系统结构、系统中涉及的网元和接口、业务基本流程三方面进行详细的阐述。3.1 业务系统结构 图2为基于移动流媒体平台实现移动视频监控业务的系统结构图，图中灰色模块是目前流媒体平台中已有的功能模块，黄色模块是为实现监控业务所需新增的功能模块。3.2 系统网元功能图2所示的移动视频监控业务系统可以分为手机终端，视频监控业务平台，前端采集设备以及其他外围辅助设备等四部分。本文所提出的视频监控业务实现方案只需要在原有的流媒体平台和流媒体终端上增加监控业务的相关功能模块即可，前端的视频采集设备是需要部署在各监控点的设备，其他外围辅助设备

7、是实现移动视频监控业务功能所需借助的设备。1)前端采集设备前端采集设备主要包括摄像头/云台，报警器和编码器。监控现场的视频通过前端摄像头/云台采集到后，需经过编码器编码变成符合终端播放器播放的格式，然后将编码后的视频流发送给视频监控平台；当前端监控源出现紧急报警情况时，报警器会通过编码器向视频监控平台发出报警信息，平台可通过短信、彩信等将相关报警信息发送给对应的用户。2)视频监控业务平台视频监控业务平台可以分为流媒体服务器模块、视频监控服务器模块、业务管理模块和门户服务器模块四图1 移动视频监控业务的基本原理信息通信技术38大功能模块。视频监控平台接收到前端设备发送的视频流后，由流媒体服务器模

8、块将视频流发送给手机终端，用户通过手机上的流媒体播放器即可看到监控现场。视频的流式分发遵循3GPP PSS1，2(PSS：Packet-switched Streaming Service)标准，视频流的传输采用RTSP/RTP/RTCP协议(Real-Time Streaming Protocol3/Real-time Transport Protocol4/RTP Control Protocol)。此外，流媒体服务器还负责根据既定的规则触发计费事件，将其发送给业务管理模块进行业务计费。为了能让用户通过手机终端操控前端的摄像头/云台，需在原有的流媒体平台基础上新增视频监控服务器模块。用户控

9、制指令通过专门的控制协议反馈给视频监控服务器模块，该模块负责将操控指令发送给前端采集设备，从而实现用户对前端摄像头/云台的操控。视频监控业务还需在原有基础上增加相关的业务管理功能，包括企业用户管理、监控点管理等。除了业务管理模块外，对于用户门户，也需在原有的流媒体门户上增加视频监控业务的相关选项，以便用户能通过门户完成视频监控业务相关的各种操作。门户需要根据用户的手机号码，对用户进行视频监控业务鉴权，对于未开通监控业务的用户，在门户上进入实时监控业务的入口后，会得到没有开通业务权限的提示；对于已经开通了监控业务的用户，在门户上能够浏览到他所开通的监控点的内容。3)手机终端设备在移动视频监控业务

10、中，用户通过手机来观看和控制监控视频，为了实现该业务功能，手机需具备两大部分的功能。一部分功能是对视频流的播放功能，这部分功能由移动终端上的3GPP PSS1，2协议播放器完成，这是流媒体终端已经具备的，终端播放器与视频监控平台的流媒体模块之间采用RTSP3/RTP4/RTCP协议进行信息交互。另一部分功能是对摄像头/云台的操控功能，这部分功能需要在终端上新增加相应的客户端软件来实现，终端利用客户端软件将用户的控制命令通过控制协议发送给视频监控平台，由平台转发给前端设备，对摄像头/云台进行控制。目前大部分厂家都开发有相应的终端控制软件，软件可以直接运行在操作系统为图2 移动视频监控业务系统结构

11、图报警器报警器手机侧流媒体播放器流媒体服务器模块3GPP PSS浏览器监控客户端软件视频监控服务器模块控制协议摄像头摄像头摄像头云台云台云台编码器3GPP PSS控制协议业务管理模块门户服务器模块报警器前端采集设备短消息/WAP PUSH消息报警消息支撑系统SMS系统WAPGW/PPGHTTPSMPPHTTP/PAPFTP/SNMP其他外围网元MMSCMM7基于流媒体平台的视频监控系统系统与方案2009 0539Symbian、Windows Mobile等的终端上。4)其他外围设备其他外围设备包括短消息业务(SMS：Short Message Service)系统、WAP5(Wireless

12、 Application Protocol)网关/PPG(Push Proxy Gateway)、彩信中心(MMSC：Multimedia Messaging Service Center)以及支撑系统。这些外围设备与流媒体平台已经有了接口，但为了实现移动视频监控业务，需要在现有的接口上提供新的功能：视频监控平台传递给支撑系统的话单中，需增加视频监控业务的话单；当出现报警信号时，平台需要借助SMS系统、MMSC或PPG，将报警信息通过短信、彩信或者WAP PUSH消息的方式下发到用户终端上；此外，移动终端还需要通过WAP网关访问移动视频监控门户。3.3 系统外部接口移动视频监控业务系统中所涉及

13、到的接口，如图3所示。1)业务平台与手机终端之间的接口业务平台与手机之间的接口主要用于用户观看和操控前端监控点的现场图像。用户在访问移动视频监控业务门户时，业务平台与终端之间采用HTTP协议，供用户采用终端浏览器进行WAP门户的浏览。用户在观看实时的监控视频时，业务平台与终端之间采用RTSP3/RTCP4/RTP协议来传送视频流，实现流媒体的播放功能，遵循3GPP TS 26.234标准。用户在对前端监控点进行控制时，平台与终端之间的协议为专用的控制协议，终端将用户的操控指令通过控制协议传送给平台侧，目前这种控制协议没有专门的国际标准可参考，由各厂家或运营商自己实现。2)业务平台与前端采集设备

14、之间的接口前端采集设备中摄像头/云台采集到的视频经过编码器编码后，变成标准格式的视频流传送给业务平台，此时二者之间的协议为RTSP3/RTCP4/RTP协议。当用户需要控制云台，终端发送操控命令到业务平台后，平台通过专门的控制协议将操控指令发送给前端采集设备，此时二者之间的协议为控制协议。此外，为了提供报警功能，当监控源出现报警信息时，前端采集设备会通过报警接口将报警信息发送给业务平台，以便平台能将相关报警信息发送给对应用户。3)业务平台与WAP网关/PPG之间的接口当用户访问业务门户时，终端需要通过WAP5网关连接业务平台，此时平台与WAP网关之间的接口为HTTP协议。当监控源出现报警信息时

15、，业务平台将报警信息通过PPG采用WAP PUSH消息发送给对应用户，此时平台与PPG之间的接口协议为PAP5(Push Access Protocol)协议。4)业务平台与SMS系统之间的接口当监控源出现报警信息时，业务平台将报警信息通过SMS系统采用短消息的方式发送给对应用户，此时平台与SMS系统之间的接口协议为SMPP(Short Message Peer to Peer Protocol)协议。5)业务平台与MMSC之间的接口当监控源出现报警信息时，业务平台对当前报警点图像进行抓拍，将报警信息通过彩信方式发送给对应用户，此时平台与MMSC之间的接口协议为MM76协议。6)业务平台与支撑

16、系统之间的接口业务平台与计费中心之间的接口遵循FTP协议，用于向计费中心传递一次批价后的CDR话单，与网管中心之间的接口遵循SNMP(Simple Network Management Protocol)协议，用于向网管中心传递相关的网管信息。移动视频监控业务平台WAP网关/PPGMMSC支撑系统HTTP/PAPMM7FTP/SNMP手机终端RTSP/RTP/RTCP/HTTP/控制协议前端采集设备RTSP/RTP/RTCP/控制协议/报警接口SMS系统SMPP图3 视频监控业务系统接口图Systems&Programs信息通信技术403.4 典型业务流程3.4.1 用户实时观看/操控监控视频

17、的业务流程(如图4所示)1)用户通过移动终端登陆视频监控WAP门户，选所需的监控点；2)WAP网关转发用户请求给视频监控业务平台；3)视频监控业务平台对用户身份进行鉴权，若鉴权通过则进入后续流程，若鉴权未通过则提示用户不具备权限，本流程结束；4)视频监控业务平台根据用户请求，返回监控点的RTSP URL链接；5)WAP网关将链接转发给移动终端；6)终端与业务平台间建立RTSP连接，进行监控点的媒体流传输；7)前端设备将原始监控流发送给业务平台，平台将媒体流通过RTP/RTCP协议发送给移动终端；8)用户根据自己的需要，通过终端客户端软件发送前端监控设备的操作指令；9)业务平台将操作指令发送给前

18、端设备，前端设备执行操作指令；10)业务平台向终端发送操作后的媒体流；11)用户结束监控点的观看，业务平台与移动终端之间拆除RTSP链接；12)业务平台根据用户使用业务的情况，产生CDR话单。3.4.2 监控点报警的业务流程(通过短消息发送报警信息，如图5所示)1)监控点触发手动报警按钮或者前端设备自动监移动终端WAP网关视频监控业务平台前端设备用户鉴权媒体流传输RTP/RTCP媒体流传输RTP/RTCP原始监控流登陆WAP门户，选取监控点转发终端请求返回监控点URL链接建立RTSP链接转发链接用户操控前端设备操纵前端设备原始监控流拆除RTSP链接产生CDR话单图4 用户使用监控业务流程图系统

19、与方案2009 0541测到报警信号。2)前端设备向视频监控业务平台发送报警信息，平台返回响应信息。3)平台将报警信息发送至短消息业务系统。4)短消息系统将报警信息发送至用户终端。5)视频监控业务平台启动报警录像，向监控点前端设备请求进行视频录像。6)前端设备向业务平台传输监控点的视频媒体流。7)用户可以根据自己的需要立刻查看监控点现场情况，观看监控视频，若用户无需观看，则流程可以跳过此步骤。8)手动关闭报警按钮或者自动监测到报警信号消失。9)监控点向视频监控业务平台发送停止报警信息，平台返回响应信息。10)视频监控业务平台将报警恢复信息发送至短消息业务系统。11)短消息业务系统将报警恢复信息

20、发送至用户终端。12)视频监控业务平台向监控点发送停止录像请求，监控点返回响应。4 总结国内3G移动通信系统的商用，推动了移动视频业务的发展，移动视频监控业务可以让用户随时、随地、实时获取自己所需的视频信息，同时还可以与手机短信、彩信等通讯工具结合起来，为用户提供丰富的增值业务功能，提升用户的业务体验，移动视频监控业务将会为移动运营商开辟新的业务收入增长点。本文主要是分析移动视频监控业务的技术实现方案，提出了一种基于移动流媒体平台实现视频监控业务的可行性技术方案，并且具体阐述了技术方案的业务系统结构、系统网元和接口、以及典型的业务流程，这种技术方案基于已有的流媒体平台实现，能为运营商节省业务系

21、统建设和业务运维成本，同时也有利于运营商更快的部署业务，移动终端视频监控业务平台前端设备短消息业务系统手动报警或自动报警发送报警信息报警信息通过短消息下发报警信息发送至终端发送录像请求媒体流传输停止报警发送报警停止信息停止录像请求报警恢复信息通过短消息下发报警恢复信息发送至终端用户观看监控视频图5 通过短消息报警的业务流程图Systems&Programs信息通信技术42提高自身的业务竞争能力。参考文献1234563GPP TS 26.234:Transparent end-to-end packet switched streaming service(PSS);Protocols and

22、codecsS3GPP TS 26.233:Transparent end-to-end packet switched streaming service(PSS);General descriptionSSchulzrinne H,Rao A.and Lanphier R.IETF RFC 2326:Real Time Streaming Protocol(RTSP),April 1998SSchulzrinne H.IETF RFC 3550:RTP:A Transport Protocol for Real-Time Applications,July 2003SWAP-247-PAP

23、-20010429-aS3GPP TS 23.140:Multimedia Messaging Service;Functional descriptionS系统与方案作者简历吴 静北京邮电大学通信与信息系统专业工学硕士，现就职于中国联通宽带业务应用国家工程实验室。自2004年至今从事移动业务的研究开发、规范制定、测试验证工作，研究移动新业务和新技术，跟踪移动业务的国内和国外标准规范。Analysis on Solution of Mobile Video Monitor ServiceWu JingHou YuhuaChina Unicom Group Broadband Service A

24、pplicayion Co.,Ltd for National Engineering Lad,Beijing 100032,ChinaAbstract Combining the advantages of mobile network and video monitor,the Mobile video monitor service gives users innovative service experience and brings more value-added revenue to operators.In this paper,a feasible solution of mobile video monitor service based on mobile streaming platform is introduced,which will help operators reduce the cost of service system construction and maintenance.Keywords Video Monitor;Streaming;Mobile Terminal;Media Player 侯玉华现就职于中国联通宽带业务应用国家工程实验室。自2003年至今从事移动增值业务、移动终端和移动业务相关技术的研发工作。