ADSL遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)理論

1、ADSL 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)理論ADSL 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢:1.速率高、 2.費用低; ADSL 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)提供兩種實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪 問的方法:第一,可以采用 NAT 的方式,第二,在 Internet 中,只要網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或視頻服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)上使 用,就會自動連接到 DDNS ,通過 DDNS 服務(wù)器將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或視頻服務(wù)器的 IP 地址與遠(yuǎn)程訪問客戶進(jìn)行連 接,達(dá)到遠(yuǎn)程實時監(jiān)控的目的ADSL 遠(yuǎn)程實時監(jiān)控系統(tǒng)理論概述隨著國家數(shù)字信息化的發(fā)展以及人們對安防意識的提高,傳統(tǒng)的定點監(jiān)看及錄像的監(jiān)控方式,已漸漸 顯出其不足的一面,遠(yuǎn)程實時監(jiān)控的議題也漸為人們所常談。近年來,網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)長足發(fā)展,很多

2、地方都能用上網(wǎng)絡(luò)寬頻(有線電視網(wǎng)、長城寬帶網(wǎng)、電信網(wǎng)絡(luò)快 車(ADSL 、小區(qū)寬帶等各門各類的寬頻網(wǎng)絡(luò),為遠(yuǎn)程實時監(jiān)控提供了外部傳輸技術(shù)的支持。在存儲技術(shù)上,數(shù)字硬盤錄像的誕生,把傳統(tǒng)的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,從 M-JPEG 、 MPEG1、 MPEG2乃至當(dāng)今的 MPEG4技術(shù)的不斷改進(jìn),圖像畫質(zhì)越來越清晰,而存儲容量越來越小,為遠(yuǎn)程實時監(jiān)控提供了 內(nèi)部壓縮技術(shù)的支持。下面,我們從幾個相關(guān)的方面闡述一下我們的見解與探討。二、廣域網(wǎng)(Internet 接入方式的選擇現(xiàn)在常用的接入方式中,主要有以下三類較為常用:A類:普通電話拔號方式(PSTN 、 ISDN ;B類:專線方式(DDN 、 AT

3、M 、 xDSL ;C類:局域網(wǎng)轉(zhuǎn)接方式(LAN ;A類:普通電話拔號方式基本特點是使用簡單方便,要求低。只要有市話的地方,配上 modem ,申請賬號,就能直接上網(wǎng),速 率理論上可達(dá) 56K/s。其缺點也是較為明顯的:1.傳輸速率慢。PSTN為 56k/s(實際上只有 7kB /s , ISDN 為 128k/s(實際上只有 14kB /s 。可以滿足一般的靜態(tài) 網(wǎng)頁瀏覽, 但對于通過 Internet 進(jìn)行實時圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程監(jiān)控來說, 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 (通過后面的介紹,可知道遠(yuǎn)程實時監(jiān)控最低要求有 512k 的上傳速率。2.通訊費用高。普通電話撥號的通訊費用是由兩方面組成:網(wǎng)絡(luò)費 +電話

4、費。網(wǎng)絡(luò)費有包月制,在幾十元之間;但電話 費卻要根據(jù)通話時間來計算, 在遠(yuǎn)程傳輸時, 要求網(wǎng)絡(luò)一直處于連通狀態(tài),就相當(dāng)于電話一天 24小時在通 話,這樣計算下來,電話費就是個沉重的負(fù)擔(dān)?？傮w來說,普通撥號方式,在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面的應(yīng)用性是較差的,但由于某些特殊原因,也有可能使用 到。B類:專線方式DDN、 ATM 等專線的昂貴費用令用戶望而怯步。但近年來,虛擬專線系列產(chǎn)品(ADSL 、 VDSL 、 XDSL 的 推出,使用費用不斷下調(diào),用戶可以在低成本的基礎(chǔ)用上高質(zhì)量的寬頻。在此我們將討論 ADSL 。ADSL 的優(yōu)勢是顯著的:1.速率高。一般的 ADSL 提供最基本的 512k/2M的速率,

5、有些地區(qū)可根據(jù)用戶的需求擴(kuò)展上傳、 下行的速率 (上傳 可達(dá) 2M/下行可達(dá) 8M 。2.費用低。據(jù)不完全統(tǒng)計所得,全國各大城市對 ADSL 的包月費都在 40200元之間,此外,不含其它使用費用。 但跟 DDN , ATM 等專線相比,也有一些不足之外,例如速率不穩(wěn)定、 IP 動態(tài)分配等;總體來說, ADSL 是目前為止遠(yuǎn)程實時監(jiān)控應(yīng)用最好的媒介,成本低、速度快。C 類:局域網(wǎng)轉(zhuǎn)接方式小區(qū)寬帶網(wǎng)(長城寬帶網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等的速率隨著用戶人數(shù)的增加而下降,有堪者會低到只有幾 十 k 的速率,另外,其 IP 的雙重性,為網(wǎng)絡(luò)識別主機(jī)身份帶來一定的困難。在遠(yuǎn)程實時傳輸上是不利的。 所以我們是不太主張

6、在監(jiān)控端使用此種接入方式。通過以上三種方式的介紹,我們在選擇傳輸媒介時,推薦使用 ADSL三、圖像壓縮技術(shù)的選擇要實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像的實時傳輸,除了選擇外部網(wǎng)絡(luò)傳輸方式外,也得考慮現(xiàn)有的圖像壓縮技術(shù)。目前數(shù)字硬盤錄像機(jī)所用圖像壓縮技術(shù),可分為以下幾類:A、 M-JPEGB、 MPEG1C、 MPEG2D、 MPEG4A :M-JPEG 壓縮技術(shù)早期數(shù)字硬盤錄像機(jī)使用的壓縮技術(shù),其壓縮容量大(450-600M/小時而圖像效果差。應(yīng)用于遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕獏?shù):圖像標(biāo)準(zhǔn):358288幀 容 量:5-6.7k/幀實 時 性(25幀 /秒:125-167.5k/秒。B:MPEG1壓縮技術(shù)對 M-JPEG 的圖像質(zhì)

7、量及存儲作了某些的優(yōu)化,其壓縮容量相對 M-JPEG 要小(300-500M/小時,圖像 質(zhì)量要好。目前市面上的數(shù)字硬盤錄像機(jī)都基本采用 MPEG1技術(shù)。應(yīng)用于遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕獏?shù):圖像標(biāo)準(zhǔn):358288幀 容 量:3.3-5.6k/幀實 時 性(25幀 /秒:83-140k/秒C:MPEG2壓縮技術(shù)對 MPEG1圖像質(zhì)量低下而改造的技術(shù),有效地提高了圖像質(zhì)量,但同時卻又大大增加了圖像壓縮容量 (500-800M/小時 , 故很少數(shù)字硬盤錄像機(jī)采用些技術(shù)。應(yīng)用于遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕獏?shù):圖像標(biāo)準(zhǔn):358288幀 容 量:5.6k-8.8k/幀實時性(25幀 /秒:140k-220k/秒D:MPEG4壓

8、縮技術(shù)新型圖像壓縮技術(shù),有效解決容量與圖像質(zhì)量的問題。 MPEG4提供 DVD 級的圖像質(zhì)量而存量卻又能大 大降低(80-220M/小時 。應(yīng)用于遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹饕獏?shù):圖像標(biāo)準(zhǔn):358 288幀 容 量:0.8-2.5k/幀實時性(25幀 /秒:20-62.5k/秒(注:幀容量:0.82.5k/幀, 0.8k/幀代表靜態(tài)時的壓縮容量, 2.5k/幀代表動態(tài)時的壓縮容量 第二部份所述的各接入方式最大上傳速率:普通電話拔號最大上傳速率:56K/112KADSL最大上傳速率:512K局域網(wǎng)轉(zhuǎn)接最大上傳速率:不穩(wěn)定,視其用戶數(shù)目(以后不作討論當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸時,各最大上傳速率要除以一個系數(shù) 8(具體參數(shù)來源,

9、請參考有關(guān)計算機(jī)語言算法,所 以真正能上傳的最大速率為:普通拔號速率:7K ADSL 速率:64k四、遠(yuǎn)程傳輸?shù)膶崿F(xiàn)原理五、用戶自身提供1、申請?zhí)摂M專線(ADSL 、 VDSL 、 XDSL 等具有公網(wǎng) IP 的網(wǎng)絡(luò),費用自理。2、 MODEM 具有路由功能或有單獨的路由器3、如果服務(wù)器端有云臺、變焦鏡頭時,需要購置相應(yīng)的解碼器及轉(zhuǎn)換口。六、功能陳述可分監(jiān)視及監(jiān)控兩部分功能。監(jiān)視功能:遠(yuǎn)程用戶,通過 IE 瀏覽觀看監(jiān)控情況,不能作任何操作,不能發(fā)布命令。監(jiān)控功能:遠(yuǎn)程用戶,不用安裝專門的客戶端程程序,可直接對視頻服務(wù)器端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,控 制鏡頭左右上下擺動,對可變鏡頭進(jìn)行遠(yuǎn)近調(diào)節(jié),異地保存

10、記錄等。七、同類產(chǎn)品比較以下對一些同類產(chǎn)品作一些的簡單的比較。1.普通電話撥號方式的 Quicksever支持 M-JPEG 壓縮技術(shù)。由于電話撥號的上傳速率僅僅只有 7k/s,但圖像數(shù)據(jù)傳輸量大(最小大于 80K/S,所以它的遠(yuǎn)程傳送效果較差,平均是每秒只有不足 1幀的速度,遠(yuǎn)程客戶端的丟幀現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng) IP 是變換后,要雙方通過打電話詢問主機(jī) IP ,才能聯(lián)接。2.硬盤錄像機(jī)內(nèi)置遠(yuǎn)程程序,直接 modem 傳送隨著遠(yuǎn)傳的發(fā)展,后期的硬盤錄像機(jī)功能中都帶有折遠(yuǎn)程監(jiān)控的客戶端工具及主機(jī)服務(wù)器平臺,在局 域網(wǎng)中的傳輸效果上有了很大的提高, 但在 Internet 的使用中, 用戶只能通過普通電話

11、撥號實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控 的功能,其本質(zhì)上跟使用 Quicksever 效果一樣,只是減少了外置設(shè)備。5.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)則從日常費用低、實用性強(qiáng)、操作方便等角度考慮而開發(fā)的產(chǎn)品。a.日常費用低利用一般動態(tài) IP 的 ADSL 作為傳輸(本系統(tǒng)不限制靜態(tài) IP ,日常操作費用低,深圳地區(qū)每月的費用 也僅僅是 200元,一些城市上 ADSL 的包月費更低至 40元。b.成本低、實用性強(qiáng)視頻服務(wù)器就是一個不帶硬盤的數(shù)字硬盤錄象機(jī),帶有多種實用功能,同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時傳送,用戶 不需另購置其它設(shè)備。適用于任何攝像機(jī)類型,為用戶提供了很大的選擇范圍。c.操作方便基本上全自動執(zhí)行,也可根據(jù)用戶要求調(diào)速參數(shù)

12、,操作簡單,跟一般的硬盤錄像機(jī)沒有區(qū)別。在客戶端直接通過 IE 瀏覽,開放性強(qiáng),客戶可隨時隨地觀看監(jiān)控情況。從諸多的對比中,我們相信我們的產(chǎn)品具有很強(qiáng)的竟?fàn)巸?yōu)勢。八、常見問題解答1.客戶端可不可以多畫面同時實時監(jiān)控?上面已計算過,對于一路圖像的實時上傳就要求有至少 512K 的速率,才能實現(xiàn) 25幀 /秒的實時效果。 如果服務(wù)器端只接了一條 ADSL 的話, 那么上傳速度就局限在 25幀 /秒了, 如果想同時多路監(jiān)控, 則要分享 這 25幀,例如說:要兩路同時上傳,則每路只能上傳到 12幀 /秒的速度,如果要三路上傳,則只能到 8幀 /秒的速度,如此類推。但是,如果有兩個服務(wù)器,各自接了單獨的

13、 ADSL ,則每個服務(wù)器可單獨上傳 25幀 /秒的速度,此時客 戶端就可以同時監(jiān)控 2路分別來自不同服務(wù)器端的實時情況,如此類推。但這種情況也不是無限擴(kuò)展的,也要根據(jù)接受端的上網(wǎng)方式來判斷,如果使用 ADSL ,因為 ADSL 的下 行的速度也局限在 2M 的速度,也就是說,下傳實時只能達(dá) 100幀 /秒,最多只能支持 4路實時同時監(jiān)控。 無論服務(wù)器有多少個也無濟(jì)于事。2.往后能不能擴(kuò)展為多路實時監(jiān)控?如果 ADSL 上傳能提供 2M 、 或是更寬的速率,就可以實現(xiàn)更多路的實時圖像,此標(biāo)準(zhǔn)就用 512K/路來作 為計算單位,是此單位的幾倍速度,就可實現(xiàn)幾路的實時傳送。或是圖像壓縮技術(shù)有更進(jìn)一

14、步發(fā)展,將來出現(xiàn)比 M-JPEG 更低壓縮容量的技術(shù)，就越有可能實現(xiàn)多路實時監(jiān)控了。 3每月費用多少？ 每月的費用，只是用戶向電信局交納的 ADSL 使用費（深圳地區(qū) 200 元包月，其它地區(qū)按各地方的包月 費用計算），除此之外就是電費了。其它沒有附加費用。 4如果客戶端是普通電話撥號，能不能監(jiān)控？ 也可以監(jiān)控，不過看到的圖像是斷斷續(xù)續(xù)的，因為據(jù)上面的計算，一般 56K 的速度，只能支持 3-6 幀/ 秒的速度，比起實時 25 幀/秒的要求，就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。 5如果客戶端是其它寬帶上網(wǎng)，能不能實時監(jiān)控？ 對于其它寬帶上網(wǎng)（長城寬帶、有線電視網(wǎng)、或其它小區(qū)網(wǎng)），只要下行速度大于 512K/秒時，就

15、能 實現(xiàn)單路實時監(jiān)控。有某些小區(qū)寬帶，雖然說能達(dá)到 2M 接入，但由于多用戶共享這 2M 的速度，有可能使 真正的用戶會少于 512K/秒的要求，此時，實時監(jiān)控的效果就可能不太如意。 6.遠(yuǎn)程監(jiān)控距離有限制？ 沒有。原則上只要有 Internet 網(wǎng)達(dá)到的地方就可以監(jiān)控。如果這樣計算，在國外也可以監(jiān)控的，但由 于我國的 Internet 出國端口是有限的， 全國網(wǎng)民都共享這些端口， 所以圖像傳送到國外時是有一定的影響。 但在國內(nèi)傳送基本上就影響不大了，只是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)使用高峰時，可能會造成某些地方網(wǎng)絡(luò)阻塞，圖像傳送不 到。 7 圖像傳送真正達(dá)到實時？ ADSL 的理論上傳最大值是 512k/s，但大多的時間里它的速率只能維持有 300k/s 左右的速度，所在實 際傳送時，嚴(yán)格來說，只能實現(xiàn)到 15 幀/秒左右的速度。 8在局域網(wǎng)中使用多臺安居寶網(wǎng)絡(luò)視頻系列，都能實現(xiàn)每路遠(yuǎn)程監(jiān)控？ 能。如果有固定 I