视频监控以其直观、内容详实等优点在安全、生产等领域得到广泛应用。移动视频监控可以实现对移动监控点的图像监控,突破了传统有线网络视频监控只能对固定场所监控的限制,在公安、交通、国防等领域具有广阔的应用前景。 近年,随着我国移动通信系统的快速发展,国内已建成了GPRS、CDMA1X两个基于分组交换的无线广域网(W-WAN,Wireless Wide Area Network)。基于W-WAN的视频监控成为目前国内监控领域研究的热点。综观国内各种移动视频监控系统,其基本特点可以概括为(1)系统通信中,只是将W-WAN作为一个普通Internet接入网使用,缺少对系统实现中的关键,即移动视频传输这一问题的深入研究;(2)缺少核心技术,实现模式单一,价格昂贵,限制了移动视频监控系统的应用与发展。因此,增强基于W-WAN的移动视频传输应用研究、扩展应用模式、提高性价比成为目前移动视频监控系统亟待解决的关键。 本文主要研究了W-WAN中GPRS网络的移动视频传输问题。文中探讨了GPRS的网络结构、协议体系以及链路特性,从中我们看出:GPRS网络链路不仅具有一般无线链路数据传输中遇到的延迟大、误码率高等共性问题,而且具有移动通信系统采用蜂窝频率复用方式带来的小区切换,以及由于通信中链路性能随着地理位置变换而变化造成的GPRS网络中不可避免的经常性遭遇的冗长时延和突变时延。这使得目前GPRS网络中使用的传统TCP或UDP传输协议均不能适应GPRS自身的链路特性,也不能实现高效的分组传输。针对这一情况,我们设计了基于UDP协议扩展的STP (Stream Transport Protocol)协议,该协议具有以下特点:(1)采用Go-Back-N与选择性自动请求重发结合的重传机制实现数据可靠性传输,并对ACK分组结构进行改进以实现可重入传输:(2)将C/I作为判断信道误码率对链路传输性能影响的依据,提出了主动式退避的流量控制思路,用以提高链路的利用率 (3)并发性传输,基于目前GPRS网络上行链路带宽低的现状,协议设计中增加了对并行模块传输的支持,以满足对传输速率要求较高的GPRS应用。通过采用以上机制可以使STP协议在保留UDP协议高效性的同时,弥补其缺乏可靠性机制的不足,并解决了移动传输中的乱序问题,从而为目前移动视频传输提供了一种新的传输方案。 本文针对GPRS网络应用,设计并实现了包含STP协议,UDP协议,IP协议,PPP协议(LCP协议、PAP协议、IPCP协议)的GPRS网络应用通信协议栈,该协议栈代码精练、效率高、稳定可靠,并且对硬件资源要求低,从而使GPRS网络应用在硬件平台选择上变得更加灵活。 本文中我们基于AT89S52单片机设计了一种性价比高的移动远程图像监控终端。终端在通信协议上使用STP协议栈。终端硬件主要包括主控部分、摄像头部分、网络传输控制部分以及GPS部分。硬件设计中通过增加储能电容以及合理的PCB布线解决了GPRS模块数据发射中大脉冲电流干扰问题;通过增加外部看门狗保证了系统运行可靠性。终端设计完成并通过了沿京广线的实地测试。