專利名稱：一種實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種綜合多種公共無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱移動(dòng)公網(wǎng))和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)接入的遠(yuǎn)程移動(dòng)無(wú)線視頻監(jiān)控裝置及其控制方法。該裝置不僅可以在某個(gè)單一網(wǎng)絡(luò)接入模式進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻傳輸，也可以在任意兩種網(wǎng)絡(luò)組合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS)或三種網(wǎng)絡(luò)組合模式條件下進(jìn)行視頻傳輸，獲得最佳的視頻傳輸效果，可以應(yīng)用于電力、水利、公安、消防、金融等許多行業(yè)部門，技術(shù)上屬于視頻監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域。
本文中，CDMA(碼分多址)指移動(dòng)通信公司提供的CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)；GPRS(通用無(wú)線分組業(yè)務(wù))指移動(dòng)通信公司提供的GPRS網(wǎng)絡(luò)；WLAN是指使用IEEE 802.11b協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)。本文將視頻監(jiān)控裝置及其控制方法的整體統(tǒng)稱為視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是技術(shù)含量高、應(yīng)用范圍廣的高科技產(chǎn)品。它包含了視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、以及接收重建等環(huán)節(jié)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用無(wú)線接入，最終在內(nèi)部網(wǎng)上的PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))上利用軟件解碼顯示，可以更加靈活地適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，因而越來(lái)越受到人們的重視。迄今為止已經(jīng)有許多無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)被發(fā)明和投入使用。
然而，目前的各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要基于某種單一網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接入方式。在現(xiàn)有的幾種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線局域網(wǎng)WLAN雖然傳輸速率高但覆蓋區(qū)域小，而移動(dòng)公網(wǎng)CDMA和GPRS雖然覆蓋范圍廣但傳輸速率有限，因此單一網(wǎng)絡(luò)模式的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)或者傳輸圖像質(zhì)量良好但只能在有限的范圍移動(dòng)，或者能在大范圍內(nèi)移動(dòng)使用但圖像質(zhì)量不盡滿意，在應(yīng)用中受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題針對(duì)上述現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)的目標(biāo)是集WLAN、CDMA和GPRS等三種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口于一體，能在多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間智能選擇的一種實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置及其控制方法，該系統(tǒng)不僅可以在某個(gè)單一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻傳輸，也可以在任意兩種網(wǎng)絡(luò)組合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS組合)或三種網(wǎng)絡(luò)組合模式條件下進(jìn)行視頻傳輸。
技術(shù)方案本發(fā)明的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端包括核心板部分和通信接口板部分，核心板部分和通信接口板部分分別通過(guò)外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口相連；其中核心板部分中的媒體處理器分別與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存貯器單元、復(fù)位單元、電可擦除可編程只讀存貯器啟動(dòng)單元、閃存程序單元、視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組接口相連接；通信接口板部分中第一串口芯片分別與通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)無(wú)線模塊、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口相連接，第二串口芯片分別與碼分多址無(wú)線模塊、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口相連接，無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)卡分別與仲裁器、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口相連接；視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換接視頻輸出、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接視頻輸入。
實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..創(chuàng)建PCI-XIO接口實(shí)例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注冊(cè)CDMA模式中斷服務(wù)程序，1d..初始化CDMA模塊Q2358，1e.注冊(cè)GPRS模式中斷服務(wù)程序，1f..初始化GPRS模塊MC35；2).編碼及工作狀態(tài)初始化2a.設(shè)置圖像格式，量化參數(shù)，2b.初始化編碼緩沖存貯器，2c.設(shè)置公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器地址，2d.設(shè)置內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器地址，2e.設(shè)置本終端標(biāo)識(shí)ID，2f.清除通信模式標(biāo)志，2g.清除發(fā)送視頻標(biāo)志；3).創(chuàng)建并開啟各任務(wù)線程3a.命令控制任務(wù)線程，
3b.網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程，3c.編碼任務(wù)線程，3d.打包發(fā)送任務(wù)線程，3e.DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程，3f.DHCP接收任務(wù)線程，3g.WLAN定時(shí)器任務(wù)線程，3h.WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，3i.GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程，4).掛起。
步驟3c的編碼任務(wù)線程的流程為3c1.開始，3c2.初始化視頻采集幀存，3c3.等待開始編碼事件，3c4.由視頻采集幀存讀取一幀，3c5.調(diào)整編碼參數(shù)，3c6.編碼模式為幀間，則幀間編碼一幀；編碼模式為幀內(nèi)，則幀內(nèi)編碼一幀，3c7.喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，3c8.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)3c11，否則轉(zhuǎn)下一步，3c9.等待底層視頻發(fā)送事件喚醒，3c10.判斷是否信道都不通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3c4，3c11.等待喚醒編碼事件，再轉(zhuǎn)步驟3c4。
步驟3b的網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程為3b1.開始，3b2.等待接收網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)事件，如果為WLAN通事件則轉(zhuǎn)步驟3b3，如果為WLAN不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b4，如果為CDMA通事件則轉(zhuǎn)步驟3b7，如果為CDMA不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b9，如果為GPRS通事件則轉(zhuǎn)步驟步驟3b6，如果為GPRS不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b10，3b3.置網(wǎng)絡(luò)模式為WLAN通，再轉(zhuǎn)步驟3b8，3b4.判斷是否CDMA通，是則轉(zhuǎn)步驟3b7，否則轉(zhuǎn)下一步，3b5.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，
3b6.置網(wǎng)絡(luò)模式為GPRS通，再轉(zhuǎn)步驟3b83b7.置網(wǎng)絡(luò)模式為CDMA通，3b8.設(shè)置編碼參數(shù)，喚醒編碼任務(wù)線程，喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，再轉(zhuǎn)步驟3b2，3b9.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)步驟3b6，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，3b10.置網(wǎng)絡(luò)模式為清除狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3b2。
步驟3a的命令控制任務(wù)線程為3a1.開始，3a2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3a7，3a3.向內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a4.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a6，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a5.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a6.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a7.向公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a8.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a10，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a9.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3b10.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2。
步驟3d的打包發(fā)送任務(wù)線程為3d1.開始，3d2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d3.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d4.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于250字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d6，3d5.向底層發(fā)送250字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d4，3d6.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d7.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d3，3d8.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d9.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于125字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d11，3d10.向底層發(fā)送125字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d13，
3d11.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于30字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d13，3d12.向底層發(fā)送所有數(shù)據(jù)，3d13.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d14.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，3d15.判斷底層緩存數(shù)據(jù)量是否小于門限值，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d16.等待底層發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d8。
步驟3h的WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程為3h1.開始，3h2.等待接收事件，如果是鏈路檢測(cè)事件則轉(zhuǎn)下一步驟，如果是鑒權(quán)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h6，如果是關(guān)聯(lián)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h7，3h3.發(fā)出探測(cè)請(qǐng)求幀，等待100ms，3h4.判斷AP表是否非空，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h2，3h5.向最佳質(zhì)量AP發(fā)出鑒權(quán)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h6.向通過(guò)鑒權(quán)AP發(fā)出關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h7.判斷是否需要啟動(dòng)DHCP，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h9，3h8.發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h9.發(fā)出WLAN鏈路就緒事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2。
步驟3e的DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程為3e1.開始，3e2.初始化DHCP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，3e3.等待接收啟動(dòng)DHCP事件，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3e4.發(fā)出廣播消息尋找DHCP服務(wù)器，再轉(zhuǎn)步驟3e3。
步驟3f的DHCP接收任務(wù)線程為3f1.開始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP響應(yīng)包，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3f4.解析DHCP包，修改DHCP狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3f3。
步驟3g的WLAN定時(shí)器任務(wù)線程為3g1.開始，
3g2.判斷是否處于尋找AP狀態(tài)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g5，3g3.判斷當(dāng)前狀態(tài)是否超時(shí)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g4.根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送關(guān)聯(lián)幀或鑒權(quán)幀，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g5.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g7，3g6.激活尋找AP任務(wù)，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g7.更新AP表項(xiàng)生存時(shí)間，消除過(guò)期的AP，查詢信號(hào)質(zhì)量最好的AP，若當(dāng)前AP過(guò)期發(fā)WLAN斷事件，3g8.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g10，3g9.重啟WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g10.判斷是否需要AP切換，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g11.激活尋找AP任務(wù)，3g12.更新DHCP定時(shí)器，若DHCP超時(shí)則根據(jù)DHCP狀態(tài)機(jī)作出響應(yīng)，3g13.等待500ms，再轉(zhuǎn)步驟3g2，步驟3i的GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程為3i1.開始，3i2.等待接收底層中斷服務(wù)程序收到PPP數(shù)據(jù)包事件，再轉(zhuǎn)下一步驟，3i3.判斷PPP數(shù)據(jù)包數(shù)是否大于0，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3i2，3i4.解析PPP數(shù)據(jù)包，如果包的類型為鏈路控制包則轉(zhuǎn)下一步驟，如果包的類型為用戶認(rèn)證包則轉(zhuǎn)步驟3i6，如果包的類型為網(wǎng)絡(luò)控制包則轉(zhuǎn)步驟3i7，如果包的類型為IP數(shù)據(jù)包則轉(zhuǎn)步驟3i8，3i5.處理鏈路控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i6.處理用戶認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i7.處理網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i8.通知網(wǎng)絡(luò)層接收IP數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3。
系統(tǒng)的基本工作過(guò)程是無(wú)線視頻終端將攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)采集、H.263建議壓縮編碼后，經(jīng)智能無(wú)線接入、網(wǎng)絡(luò)傳輸，最終到達(dá)內(nèi)網(wǎng)(如校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)等)的顯示終端，經(jīng)解碼后顯示。
有益效果(1)無(wú)線視頻終端以高性能多媒體數(shù)字信號(hào)處理器TM1300或Pnx1300為中心構(gòu)建核心處理板，完成實(shí)時(shí)視頻編碼、任務(wù)調(diào)度和通信控制、視頻流和控制流打包發(fā)送；(2)無(wú)線視頻終端的網(wǎng)絡(luò)接口板集成了WLAN、CDMA、GPRS等三種目前流行的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，提供三種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方式；(3)無(wú)線視頻終端通過(guò)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的配置和控制，既可工作在某一單個(gè)網(wǎng)絡(luò)模式，也可T作在多種網(wǎng)絡(luò)模式下，自動(dòng)選擇終端所在位置的最佳無(wú)線接入方式；(4)通過(guò)建立在公網(wǎng)的視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器和內(nèi)網(wǎng)的視頻代理服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，建立和維護(hù)從無(wú)線接入到顯示終端的完整視頻、控制流傳輸鏈路；(5)局域網(wǎng)上任意一臺(tái)PC機(jī)均可作為顯示終端接收、解碼顯示視頻圖像，并且可以實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)段組播功能；(6)顯示終端通過(guò)反向信道，遠(yuǎn)程控制無(wú)線視頻終端，可以修改無(wú)線視頻終端的圖像尺寸和量化步長(zhǎng)等質(zhì)量參數(shù)。
系統(tǒng)結(jié)合WLAN網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸以及CDMA和GPRS等移動(dòng)公網(wǎng)覆蓋范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，提供在不同網(wǎng)絡(luò)條件下最佳的視頻傳輸效果。當(dāng)無(wú)線視頻終端位于無(wú)線局域網(wǎng)范圍內(nèi)時(shí)，利用WLAN無(wú)線接入實(shí)現(xiàn)高速視頻傳輸；而當(dāng)無(wú)線視頻終端超出無(wú)線局域網(wǎng)范圍時(shí)，則再用移動(dòng)公網(wǎng)作為補(bǔ)充，以CDMA或GPRS無(wú)線方式接入，提供中低速率的視頻傳輸。這種以無(wú)線局域網(wǎng)的高速傳輸為主、以移動(dòng)公網(wǎng)的中低速傳輸為輔助的無(wú)線接入策略，非常適合對(duì)于像銀行運(yùn)鈔車等場(chǎng)合的全監(jiān)控當(dāng)車輛在運(yùn)行時(shí)利用廣域的移動(dòng)公網(wǎng)進(jìn)行普通質(zhì)量監(jiān)控，而當(dāng)車輛進(jìn)入到儲(chǔ)蓄站等敏感區(qū)域時(shí)，需要高級(jí)別的質(zhì)量監(jiān)控，正好由無(wú)線局域網(wǎng)來(lái)保證。而在多種網(wǎng)絡(luò)并存的場(chǎng)合，系統(tǒng)可以提供監(jiān)控的接入備份，在無(wú)線局域網(wǎng)臨時(shí)無(wú)法接入時(shí)，用覆蓋廣泛的移動(dòng)公網(wǎng)為備份接入方式，提高了監(jiān)控的可靠性。


圖1是實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置框架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是無(wú)線視頻終端的硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有核心板部分1、通信接口板部分2，外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口3；同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存貯器單元11、復(fù)位單元12、電可擦除可編程只讀存貯器啟動(dòng)單元13、閃存程序單元14、視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換15、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換16、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組接口17、媒體處理器18；第一串口芯片21、通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)無(wú)線模塊22、第二串口芯片23、碼分多址無(wú)線模塊24、無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)卡25、仲裁器26、電源供給單元27。
圖3是核心板電路原理圖。
圖4是通信接口板電路原理圖。
圖5是無(wú)線視頻終端主函數(shù)流程圖。
圖6是編碼任務(wù)線程流程圖。
圖7是網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程流程圖。
圖8是命令控制任務(wù)線程流程圖。
圖9是打包發(fā)送任務(wù)線程流程圖。
圖10是WLAN模式初始化流程圖(a)及相應(yīng)的WLAN模式中斷服務(wù)程序流程圖(b)。
圖11是WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程流程圖。
圖12是DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程流程圖。
圖13是DHCP接收任務(wù)線程流程圖。
圖14是WLAN定時(shí)器任務(wù)線程流程圖。
圖15是CDMA/GPRS模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程流程圖。
圖16是與圖15相應(yīng)的CDMA/GPRS模式中斷服務(wù)程序流程圖。
圖17是傳輸鏈路的建立、控制信息與視頻流的傳輸過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置組成無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括四個(gè)主要部分(1)無(wú)線視頻終端；(2)無(wú)線接入和傳輸網(wǎng)絡(luò)(WLAN、CDMA、GPRS以及內(nèi)網(wǎng)(Intranet)、公網(wǎng)(Internet))，傳輸基于傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TCP/IP)；(3)視頻服務(wù)器，包括公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器和內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器；(4)顯示終端。
無(wú)線視頻終端外接PAL制彩色攝像機(jī)，具有實(shí)時(shí)視頻采集、視頻編碼、移動(dòng)公網(wǎng)接入和WLAN接入等功能，可以工作于GPRS、CDMA和WLAN網(wǎng)絡(luò)的任一、二者或三者的組合，通過(guò)軟件的控制，根據(jù)所處位置的網(wǎng)絡(luò)狀況在多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行自動(dòng)切換，選擇當(dāng)前可用高帶寬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸。當(dāng)無(wú)線視頻終端在無(wú)線局域網(wǎng)服務(wù)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)WLAN接入內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速視頻傳輸，而一旦它超出無(wú)線局域網(wǎng)的服務(wù)范圍，則由移動(dòng)公網(wǎng)提供視頻傳輸途徑。
公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器設(shè)立在具有公網(wǎng)IP地址的PC機(jī)上，提供無(wú)線視頻終端自移動(dòng)公網(wǎng)，經(jīng)Internet，到達(dá)內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器的視頻流和控制流轉(zhuǎn)發(fā)功能。服務(wù)器保存著在線無(wú)線視頻終端和顯示終端的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)信息，包括無(wú)線視頻終端標(biāo)識(shí)(ID)、IP地址、端口號(hào)，以及內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器IP地址和端口號(hào)等?；谶@些信息，該服務(wù)器為視頻流和指令信息提供轉(zhuǎn)發(fā)通道。
內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器設(shè)立于內(nèi)網(wǎng)且可以連接到公網(wǎng)的一臺(tái)PC機(jī)上，提供公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器到顯示終端的視頻流和控制流轉(zhuǎn)發(fā)功能，并且作為所有顯示終端與公網(wǎng)連接的代理。服務(wù)器保存著無(wú)線視頻終端ID、IP地址、端口號(hào)，以及所有請(qǐng)求的顯示終端IP地址和端口號(hào)等。基于這些信息，該服務(wù)器為視頻流和指令信息提供轉(zhuǎn)發(fā)通道。
顯示終端內(nèi)網(wǎng)上任何一臺(tái)PC機(jī)，主要完成視頻流的解碼顯示功能，并可以實(shí)現(xiàn)硬盤存儲(chǔ)與回放。同一網(wǎng)段中，第一個(gè)與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器連接的顯示終端同時(shí)成為本網(wǎng)段的組播源。具有管理員權(quán)限的PC機(jī)通過(guò)人機(jī)接口接收用戶的指令，控制無(wú)線視頻終端的圖像尺寸和量化參數(shù)等質(zhì)量參數(shù)。
無(wú)線視頻終端的硬件結(jié)構(gòu)無(wú)線視頻終端是實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的關(guān)鍵部分，其硬件設(shè)計(jì)圍繞Philips公司的高性能媒體處理器TM1300或Pnx1300為核心處理器展開。TM1300和Pnx1300完全兼容，因此以下敘述僅以TM1300為例。
無(wú)線視頻終端的硬件組成如圖2所示，包括TM1300及其他13個(gè)主要功能模塊單元復(fù)位單元、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存貯器(SDRAM)單元、電可擦除可編程只讀存貯器(EPPROM)啟動(dòng)單元、閃存(Flash Memory)程序單元、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)單元、視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(D/A)單元、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)調(diào)試接口單元、輸入/輸出(I/O)擴(kuò)展接口單元、GPRS無(wú)線模塊單元、CDMA無(wú)線模塊單元、WLAN網(wǎng)卡單元、外部設(shè)備互聯(lián)總線(PCI總線)的仲裁單元和電源供給單元。
該裝置的無(wú)線視頻終端包括核心板部分1和通信接口板部分2，核心板部分1和通信接口板部分2分別通過(guò)外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口3相連；其中核心板部分1中的媒體處理器18分別與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存貯器單元11、復(fù)位單元12、電可擦除可編程只讀存貯器啟動(dòng)單元13、閃存程序單元14、視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換15、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換16、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組接口17相連接；通信接口板部分2中第一串口芯片21分別與通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)無(wú)線模塊22、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口3相連接，第二串口芯片23分別與碼分多址無(wú)線模塊24、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口3相連接，無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)卡25分別與仲裁器26、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口3相連接；視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換15接視頻輸出、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換16接視頻輸入。在設(shè)計(jì)中出于重用性和成本的考慮，采用了硬件設(shè)計(jì)分離的思想，將系統(tǒng)分為核心板(如圖2虛線的上方部分)與通信接口板(如圖2虛線的下方部分)兩部分。核心板只包括TM1300及視頻編碼所必須的其他硬件部分，如SDRAM單元、EPPROM啟動(dòng)單元、Flash Memory程序單元、視頻A/D單元、視頻D/A單元、復(fù)位單元等。TM1300其余的擴(kuò)展接口均通過(guò)導(dǎo)線外擴(kuò)，如PCI總線、JTAG調(diào)試接口、電源接口等。這樣，同一塊核心板可以適用于不同的通信平臺(tái)，只需根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的通信接口板，并對(duì)TM1300上運(yùn)行的軟件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可。核心板擴(kuò)展的PCI總線接口既可在PCI模式下連接眾多支持PCI總線接口的外設(shè)芯片實(shí)現(xiàn)高速通信，又能以PCI-XIO接口(外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口)模式方便地控制簡(jiǎn)單8位外設(shè)，增加了核心板的可重用性，而且便于調(diào)試。
通信接口板通過(guò)PCI總線擴(kuò)展PCI插槽，連接WLAN網(wǎng)卡；通過(guò)PCI-XIO接口擴(kuò)展串口，進(jìn)而擴(kuò)展GPRS、CDMA模塊接口。本設(shè)計(jì)中，通信接口板上以無(wú)線模塊MC35實(shí)現(xiàn)了GPRS接口、以無(wú)線模塊Q2358實(shí)現(xiàn)了CDMA接口、以RTL8180芯片網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)了WLAN接口。此外，電源供給單元也位于通信接口板。
無(wú)線視頻終端軟件設(shè)計(jì)與控制策略無(wú)線視頻終端的軟件運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)pSOS之上。該操作系統(tǒng)由其pNA網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供完整的TCP/IP協(xié)議棧，支持網(wǎng)絡(luò)通信。通過(guò)軟件的模塊化設(shè)計(jì)與優(yōu)化、多任務(wù)調(diào)度與基于事件的同步通信，以及狀態(tài)控制策略實(shí)施等措施，提高系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定性。
無(wú)線視頻終端的軟件模塊與任務(wù)線程無(wú)線視頻終端的軟件根據(jù)功能分為指令、網(wǎng)絡(luò)切換、視頻處理、鏈路維護(hù)等四個(gè)主要模塊。
指令模塊由“命令控制任務(wù)線程”實(shí)現(xiàn)，功能是(1)定期向視頻服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)信息；(2)接收來(lái)自視頻服務(wù)器或者顯示終端的指令，并根據(jù)收到的指令控制視頻的編碼與發(fā)送；(3)定期發(fā)送網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量反饋信息包。
網(wǎng)絡(luò)切換模塊由“網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程”實(shí)現(xiàn)，功能是接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)程序和各鏈路維護(hù)模塊的信息，確定鏈路的通斷和鏈路的質(zhì)量狀況，并據(jù)此在多模式間切換到一個(gè)最優(yōu)的傳輸模式，作用相當(dāng)于核心控制模塊。
視頻處理模塊包括“編碼任務(wù)線程”和“打包發(fā)送任務(wù)線程”。編碼任務(wù)線程由TM1300上的VI接口采集視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)H.263編碼后將碼流放入視頻發(fā)送緩存區(qū)，等待打包發(fā)送任務(wù)線程將碼流打包發(fā)送出去。編碼任務(wù)線程和打包發(fā)送任務(wù)線程根據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)量進(jìn)行同步。
鏈路維護(hù)模塊維護(hù)通信鏈路的接通情況，對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)由不同的任務(wù)線程實(shí)現(xiàn)。對(duì)于移動(dòng)公網(wǎng)，終端初始化時(shí)已經(jīng)完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)的底層中斷初始化以及PPP層撥號(hào)，并打開底層硬件中斷，準(zhǔn)備發(fā)送和接收比特流，因此設(shè)立一個(gè)“CDMA/GPRS模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程”。對(duì)于WLAN，鏈路維護(hù)模塊定期探測(cè)周圍可用接入點(diǎn)(AP)的數(shù)量和信號(hào)質(zhì)量，與信號(hào)質(zhì)量最佳的AP取得關(guān)聯(lián)，在邏輯鏈路層建立數(shù)據(jù)通道；當(dāng)信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)存在多臺(tái)可用AP時(shí)，在多AP間作無(wú)縫切換，同時(shí)鏈路維護(hù)模塊還為網(wǎng)絡(luò)切換模塊提供WLAN的鏈路狀態(tài)信息。具體設(shè)置四個(gè)任務(wù)線程開啟動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)的“DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程”；用于獲取當(dāng)前無(wú)線視頻終端IP地址的“DHCP接收任務(wù)線程”；用于定時(shí)檢測(cè)WLAN和DHCP狀態(tài)及響應(yīng)的“WLAN定時(shí)器任務(wù)線程”；用于檢查底層鏈路與某個(gè)接入點(diǎn)AP是否有可通鏈路的“WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程”。
無(wú)線視頻終端的控制策略(1)軟件工作流程無(wú)線視頻終端上電后就處于啟動(dòng)狀態(tài)，首先進(jìn)行操作系統(tǒng)規(guī)定的內(nèi)部初始化，包括啟動(dòng)WLAN模式等，之后自動(dòng)進(jìn)入“無(wú)線視頻終端主函數(shù)”(如圖5)。無(wú)線視頻終端主函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的初始化、創(chuàng)建并開啟各個(gè)任務(wù)線程后，就處于掛起狀態(tài)，各任務(wù)線程通過(guò)事件和中斷信號(hào)進(jìn)行通信、協(xié)同工作，并且根據(jù)控制命令修改編碼參數(shù)，啟動(dòng)或關(guān)閉編碼傳輸。
(2)編碼控制策略編碼控制決定視頻編碼傳輸后的顯示效果，本系統(tǒng)中采用兩種策略(1)控制編碼的量化參數(shù)(QP)；(2)通過(guò)視頻采集、編碼與發(fā)送等過(guò)程的協(xié)調(diào)進(jìn)行碼流控制。
QP的取值如表1所示。對(duì)于GPRS模式采用固定的QP；對(duì)于CDMA和WLAN，編碼中根據(jù)每幀圖像編碼的平均比特?cái)?shù)修改，每次的變化量不大于2。
表1 幀內(nèi)編碼和幀間編碼的量化參數(shù)(QP)取值

在編碼控制時(shí)，針對(duì)不同的無(wú)線傳輸模式采用不同的控制策略。
在WLAN模式下，由于底層發(fā)送數(shù)據(jù)包很快，發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的時(shí)間與編碼所需的時(shí)間相比可忽略不計(jì)，因此碼流控制方案是編碼任務(wù)線程一旦發(fā)現(xiàn)編碼緩存有一個(gè)數(shù)據(jù)包大小的數(shù)據(jù)就讓打包發(fā)送任務(wù)線程立即打包發(fā)送；當(dāng)編碼任務(wù)線程編完一幀圖像后，通知打包發(fā)送任務(wù)線程把剩余的數(shù)據(jù)全部打包發(fā)送出去，然后采集編碼下一幀。這樣，編碼任務(wù)線程幾乎一直處于運(yùn)行和就緒狀態(tài)，達(dá)到處理器的最大編碼能力。
對(duì)于移動(dòng)公網(wǎng)，GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸速率只能達(dá)到十幾～幾十Kbps，而編碼任務(wù)線程處理能力強(qiáng)，因此在進(jìn)行控制時(shí)根據(jù)當(dāng)前底層發(fā)送緩存的狀況和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率對(duì)圖像質(zhì)量和實(shí)時(shí)效果進(jìn)行折衷?？刂品桨甘怯傻讓拥陌l(fā)送緩存的充盈度來(lái)控制編碼和打包發(fā)送。編碼一幀圖像中，碼流應(yīng)盡量打包發(fā)送出去，但不能讓底層發(fā)送緩存超出上溢值，也不能讓編碼緩存存放過(guò)多的壓縮數(shù)據(jù)。所以在底層的發(fā)送緩存設(shè)置兩個(gè)門限值T1和T2。T1為250字節(jié)，T2為125字節(jié)。當(dāng)?shù)讓影l(fā)送緩存數(shù)據(jù)量低于T1時(shí)，底層中斷喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，讓其將編碼緩存的壓縮數(shù)據(jù)打包發(fā)送給pNA層。而編碼任務(wù)線程在編完一幀時(shí)，等待底層發(fā)送緩存數(shù)據(jù)到達(dá)T2時(shí)底層中斷給編碼任務(wù)線程發(fā)送同步事件。編碼任務(wù)線程等到這個(gè)事件以后，如果發(fā)現(xiàn)編碼緩存容量小于一個(gè)數(shù)據(jù)包才開始采集編碼下一幀，保證編碼的數(shù)據(jù)被及時(shí)發(fā)送出去。這樣在底層發(fā)送第一幀的數(shù)據(jù)時(shí)，編碼任務(wù)線程在編第二幀，底層剛好發(fā)完第一幀數(shù)據(jù)時(shí)，編碼任務(wù)線程剛好編完第二幀。以此類推，進(jìn)行了采集、編碼與發(fā)送過(guò)程的協(xié)調(diào)控制。
視頻流與控制信息的傳送圖17為傳輸鏈路的建立、控制信息與視頻流的傳輸過(guò)程示意圖。其中包含的三種類型數(shù)據(jù)包TM_MESSAGE、MT_MESSAGE、VID_MESSAGE。這些數(shù)據(jù)包的傳輸均基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)，并且使用了不同的邏輯信道。
(1)TM_MESSAGE格式如下圖

TYPE字段取值如下表

CMD字段取值如下表

PARA_FLAG字段取值如下表

(2)MT_MESSAGE格式如下圖

TYPE字段取值如下表

CMD字段取值如下表

PARA_FLAG字段取值如下表

(3)VID_MESSAGE格式如下圖

其中NETMODE取值為WLAN、GPRS、CDMA；VID_DATA為視頻數(shù)據(jù)。
視頻流解碼與顯示顯示終端可以是位于內(nèi)網(wǎng)中任何一臺(tái)PC機(jī)，主要完成視頻流的解碼顯示功能，并可以實(shí)現(xiàn)硬盤存儲(chǔ)與回放。同一網(wǎng)段中，第一個(gè)與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器連接的顯示終端同時(shí)成為本網(wǎng)段的組播源。具有管理員權(quán)限的PC機(jī)通過(guò)人機(jī)接口接收用戶的指令，控制無(wú)線視頻終端的圖像尺寸和量化步長(zhǎng)等質(zhì)量參數(shù)。
主要技術(shù)指標(biāo)1.視頻輸入PAL制復(fù)合視頻信號(hào)2.視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.263。
3.圖像格式CIF/QCIF4.無(wú)線接入方式WLAN/CDMA/GPRS可配置5.遠(yuǎn)端控制圖像格式、量化參數(shù)選擇6.組播支持7.硬盤存儲(chǔ)回放支持實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法的具體的方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..創(chuàng)建PCI-XIO接口實(shí)例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注冊(cè)CDMA模式中斷服務(wù)程序，
1d..初始化CDMA模塊Q2358，1e.注冊(cè)GPRS模式中斷服務(wù)程序，1f..初始化GPRS模塊MC35；2).編碼及工作狀態(tài)初始化2a.設(shè)置圖像格式，量化參數(shù)，2b.初始化編碼緩沖存貯器，2c.設(shè)置公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器地址，2d.設(shè)置內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器地址，2e.設(shè)置本終端標(biāo)識(shí)ID，2f.清除通信模式標(biāo)志，2g.清除發(fā)送視頻標(biāo)志；3).創(chuàng)建并開啟各任務(wù)線程3a.命令控制任務(wù)線程，3b.網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程，3c.編碼任務(wù)線程，3d.打包發(fā)送任務(wù)線程，3e.DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程，3f.DHCP接收任務(wù)線程，3g.WLAN定時(shí)器任務(wù)線程，3h.WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，3i.GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程，4).掛起。
步驟3c的編碼任務(wù)線程的流程為3c1.開始，3c2.初始化視頻采集幀存，3c3.等待開始編碼事件，3c4.由視頻采集幀存讀取一幀，3c5.調(diào)整編碼參數(shù)，3c6.編碼模式為幀間，則幀間編碼一幀；編碼模式為幀內(nèi)，則幀內(nèi)編碼一幀，3c7.喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，
3c8.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)3c11，否則轉(zhuǎn)下一步，3c9.等待底層視頻發(fā)送事件喚醒，3c10.判斷是否信道都不通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3c4，3c11.等待喚醒編碼事件，再轉(zhuǎn)步驟3c4。
步驟3b的網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程為3b1.開始，3b2.等待接收網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)事件，如果為WLAN通事件則轉(zhuǎn)步驟3b3，如果為WLAN不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b4，如果為CDMA通事件則轉(zhuǎn)步驟3b7，如果為CDMA不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b9，如果為GPRS通事件則轉(zhuǎn)步驟步驟3b6，如果為GPRS不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b10，3b3.置網(wǎng)絡(luò)模式為WLAN通，再轉(zhuǎn)步驟3b8，3b4.判斷是否CDMA通，是則轉(zhuǎn)步驟3b7，否則轉(zhuǎn)下一步，3b5.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，3b6.置網(wǎng)絡(luò)模式為GPRS通，再轉(zhuǎn)步驟3b83b7.置網(wǎng)絡(luò)模式為CDMA通，3b8.設(shè)置編碼參數(shù)，喚醒編碼任務(wù)線程，喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，再轉(zhuǎn)步驟3b2，3b9.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)步驟3b6，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，3b10.置網(wǎng)絡(luò)模式為清除狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3b2。
步驟3a的命令控制任務(wù)線程為3a1.開始，3a2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3a7，3a3.向內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a4.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a6，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a5.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a6.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a7.向公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a8.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a10，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a9.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，
3b10.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2。
步驟3d的打包發(fā)送任務(wù)線程為3d1.開始，3d2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d3.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d4.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于250字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d6，3d5.向底層發(fā)送250字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d4，3d6.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d7.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d3，3d8.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d9.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于125字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d11，3d10.向底層發(fā)送125字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d13，3d11.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于30字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d13，3d12.向底層發(fā)送所有數(shù)據(jù)，3d13.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d14.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，3d15.判斷底層緩存數(shù)據(jù)量是否小于門限值，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d16.等待底層發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d8。
步驟3h的WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程為3h1.開始，3h2.等待接收事件，如果是鏈路檢測(cè)事件則轉(zhuǎn)下一步驟，如果是鑒權(quán)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h6，如果是關(guān)聯(lián)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h7，3h3.發(fā)出探測(cè)請(qǐng)求幀，等待100ms，3h4.判斷AP表是否非空，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h2，3h5.向最佳質(zhì)量AP發(fā)出鑒權(quán)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h6.向通過(guò)鑒權(quán)AP發(fā)出關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h7.判斷是否需要啟動(dòng)DHCP，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h9，3h8.發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h9.發(fā)出WLAN鏈路就緒事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2。
步驟3e的DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程為3e1.開始，3e2.初始化DHCP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，3e3.等待接收啟動(dòng)DHCP事件，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3e4.發(fā)出廣播消息尋找DHCP服務(wù)器，再轉(zhuǎn)步驟3e3。
步驟3f的DHCP接收任務(wù)線程為3f1.開始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP響應(yīng)包，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3f4.解析DHCP包，修改DHCP狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3f3。
步驟3g的WLAN定時(shí)器任務(wù)線程為3g1.開始，3g2.判斷是否處于尋找AP狀態(tài)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g5，3g3.判斷當(dāng)前狀態(tài)是否超時(shí)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g4.根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送關(guān)聯(lián)幀或鑒權(quán)幀，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g5.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g7，3g6.激活尋找AP任務(wù)，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g7.更新AP表項(xiàng)生存時(shí)間，消除過(guò)期的AP，查詢信號(hào)質(zhì)量最好的AP，若當(dāng)前AP過(guò)期發(fā)WLAN斷事件，3g8.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g10，3g9.重啟WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g10.判斷是否需要AP切換，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g11.激活尋找AP任務(wù)，3g12.更新DHCP定時(shí)器，若DHCP超時(shí)則根據(jù)DHCP狀態(tài)機(jī)作出響應(yīng)，3g13.等待500ms，再轉(zhuǎn)步驟3g2，步驟3i的GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程為3i1.開始，3i2.等待接收底層中斷服務(wù)程序收到PPP數(shù)據(jù)包事件，再轉(zhuǎn)下一步驟，3i3.判斷PPP數(shù)據(jù)包數(shù)是否大于0，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3i2，3i4.解析PPP數(shù)據(jù)包，如果包的類型為鏈路控制包則轉(zhuǎn)下一步驟，如果包的類型為用戶認(rèn)證包則轉(zhuǎn)步驟3i6，如果包的類型為網(wǎng)絡(luò)控制包則轉(zhuǎn)步驟3i7，如果包的類型為IP數(shù)據(jù)包則轉(zhuǎn)步驟3i8，3i5.處理鏈路控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i6.處理用戶認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i7.處理網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i8.通知網(wǎng)絡(luò)層接收IP數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置，其特征在于該裝置的無(wú)線視頻終端包括核心板部分(1)和通信接口板部分(2)，核心板部分(1)和通信接口板部分(2)分別通過(guò)外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口(3)相連；其中核心板部分(1)中的媒體處理器(18)分別與同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存貯器單元(11)、復(fù)位單元(12)、電可擦除可編程只讀存貯器啟動(dòng)單元(13)、閃存程序單元(14)、視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(15)、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(16)、聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組接口(17)相連接；通信接口板部分(2)中第一串口芯片(21)分別與通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)無(wú)線模塊(22)、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口(3)相連接，第二串口芯片(23)分別與碼分多址無(wú)線模塊(24)、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口(3)相連接，無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)卡(25)分別與仲裁器(26)、外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口(3)相連接；視頻數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換(15)接視頻輸出、視頻模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(16)接視頻輸入。
2.一種如權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于控制的方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..創(chuàng)建PCI-XIO接口實(shí)例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注冊(cè)CDMA模式中斷服務(wù)程序，1d..初始化CDMA模塊Q2358，1e.注冊(cè)GPRS模式中斷服務(wù)程序，1f..初始化GPRS模塊MC35；2).編碼及工作狀態(tài)初始化2a.設(shè)置圖像格式，量化參數(shù)，2b.初始化編碼緩沖存貯器，2c.設(shè)置公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器地址，2d.設(shè)置內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器地址，2e.設(shè)置本終端標(biāo)識(shí)ID，2f.清除通信模式標(biāo)志，2g.清除發(fā)送視頻標(biāo)志；3).創(chuàng)建并開啟各任務(wù)線程3a.命令控制任務(wù)線程，3b.網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程，3c.編碼任務(wù)線程，3d.打包發(fā)送任務(wù)線程，3e.DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程，3f.DHCP接收任務(wù)線程，3g.WLAN定時(shí)器任務(wù)線程，3h.WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，3i.GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程，4).掛起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3c的編碼任務(wù)線程的流程為3c1.開始，3c2.初始化視頻采集幀存，3c3.等待開始編碼事件，3c4.由視頻采集幀存讀取一幀，3c5.調(diào)整編碼參數(shù)，3c6.編碼模式為幀間，則幀間編碼一幀；編碼模式為幀內(nèi)，則幀內(nèi)編碼一幀，3c7.喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，3c8.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)3c11，否則轉(zhuǎn)下一步，3c9.等待底層視頻發(fā)送事件喚醒，3c10.判斷是否信道都不通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3c4，3c11.等待喚醒編碼事件，再轉(zhuǎn)步驟3c4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3b的網(wǎng)絡(luò)切換任務(wù)線程為3b1.開始，3b2.等待接收網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)事件，如果為WLAN通事件則轉(zhuǎn)步驟3b3，如果為WLAN不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b4，如果為CDMA通事件則轉(zhuǎn)步驟3b7，如果為CDMA不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b9，如果為GPRS通事件則轉(zhuǎn)步驟步驟3b6，如果為GPRS不通事件則轉(zhuǎn)步驟3b10，3b3.置網(wǎng)絡(luò)模式為WLAN通，再轉(zhuǎn)步驟3b8，3b4.判斷是否CDMA通，是則轉(zhuǎn)步驟3b7，否則轉(zhuǎn)下一步，3b5.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，3b6.置網(wǎng)絡(luò)模式為GPRS通，再轉(zhuǎn)步驟3b83b7.置網(wǎng)絡(luò)模式為CDMA通，3b8.設(shè)置編碼參數(shù)，喚醒編碼任務(wù)線程，喚醒打包發(fā)送任務(wù)線程，再轉(zhuǎn)步驟3b2，3b9.判斷是否GPRS通，是則轉(zhuǎn)步驟3b6，否則轉(zhuǎn)步驟3b2，3b10.置網(wǎng)絡(luò)模式為清除狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3b2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3a的命令控制任務(wù)線程為3a1.開始，3a2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3a7，3a3.向內(nèi)網(wǎng)視頻代理服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a4.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a6，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a5.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a6.WLAN發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3a7.向公網(wǎng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)包，3a8.等待接收命令，如果為開啟命令則轉(zhuǎn)下一步驟，如果為關(guān)閉命令則轉(zhuǎn)步驟3a10，如果接收超時(shí)則轉(zhuǎn)步驟3a2，3a9.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)置位，再轉(zhuǎn)步驟3a2，3b10.GPRS/CDMA發(fā)送標(biāo)識(shí)清除，再轉(zhuǎn)步驟3a2。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3d的打包發(fā)送任務(wù)線程為3d1.開始，3d2.判斷是否為WLAN模式，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d3.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d4.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于250字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d6，3d5.向底層發(fā)送250字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d4，3d6.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d7.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d3，3d8.判斷是否發(fā)送開啟，是則轉(zhuǎn)下一步，否則等待200ms后再轉(zhuǎn)步驟3d2，3d9.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于125字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d11，3d10.向底層發(fā)送125字節(jié)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)步驟3d13，3d11.判斷編碼緩存數(shù)據(jù)量是否大于30字節(jié)，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d13，3d12.向底層發(fā)送所有數(shù)據(jù)，3d13.發(fā)事件喚醒編碼任務(wù)線程，3d14.等待編碼任務(wù)線程發(fā)事件喚醒，3d15.判斷底層緩存數(shù)據(jù)量是否小于門限值，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3d8，3d16.等待底層發(fā)事件喚醒，再轉(zhuǎn)步驟3d8。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3h的WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程為3h1.開始，3h2.等待接收事件，如果是鏈路檢測(cè)事件則轉(zhuǎn)下一步驟，如果是鑒權(quán)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h6，如果是關(guān)聯(lián)成功事件則轉(zhuǎn)步驟3h7，3h3.發(fā)出探測(cè)請(qǐng)求幀，等待100ms，3h4.判斷AP表是否非空，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h2，3h5.向最佳質(zhì)量AP發(fā)出鑒權(quán)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h6.向通過(guò)鑒權(quán)AP發(fā)出關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h7.判斷是否需要啟動(dòng)DHCP，如果是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3h9，3h8.發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2，3h9.發(fā)出WLAN鏈路就緒事件，再轉(zhuǎn)步驟3h2。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3e的DHCP啟動(dòng)任務(wù)線程為3e1.開始，3e2.初始化DHCP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，3e3.等待接收啟動(dòng)DHCP事件，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3e4.發(fā)出廣播消息尋找DHCP服務(wù)器，再轉(zhuǎn)步驟3e3。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3f的DHCP接收任務(wù)線程為3f1.開始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP響應(yīng)包，然后轉(zhuǎn)下一步驟，3f4.解析DHCP包，修改DHCP狀態(tài)，再轉(zhuǎn)步驟3f3。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3g的WLAN定時(shí)器任務(wù)線程為3g1.開始，3g2.判斷是否處于尋找AP狀態(tài)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g5，3g3.判斷當(dāng)前狀態(tài)是否超時(shí)，是則轉(zhuǎn)下一步，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g4.根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送關(guān)聯(lián)幀或鑒權(quán)幀，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g5.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g7，3g6.激活尋找AP任務(wù)，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g7.更新AP表項(xiàng)生存時(shí)間，消除過(guò)期的AP，查詢信號(hào)質(zhì)量最好的AP，若當(dāng)前AP過(guò)期發(fā)WLAN斷事件，3g8.判斷AP表是否為空，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g10，3g9.重啟WLAN鏈路檢測(cè)任務(wù)線程，發(fā)出啟動(dòng)DHCP事件，再轉(zhuǎn)步驟3g12，3g10.判斷是否需要AP切換，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3g12，3g11.激活尋找AP任務(wù)，3g12.更新DHCP定時(shí)器，若DHCP超時(shí)則根據(jù)DHCP狀態(tài)機(jī)作出響應(yīng)，3g13.等待500ms，再轉(zhuǎn)步驟3g2。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置的無(wú)線視頻終端控制方法，其特征在于步驟3i的GPRS/CDMA模式PPP數(shù)據(jù)包處理任務(wù)線程為3i1.開始，3i2.等待接收底層中斷服務(wù)程序收到PPP數(shù)據(jù)包事件，再轉(zhuǎn)下一步驟，3i3.判斷PPP數(shù)據(jù)包數(shù)是否大于0，是則轉(zhuǎn)下一步驟，否則轉(zhuǎn)步驟3i2，3i4.解析PPP數(shù)據(jù)包，如果包的類型為鏈路控制包則轉(zhuǎn)下一步驟，如果包的類型為用戶認(rèn)證包則轉(zhuǎn)步驟3i6，如果包的類型為網(wǎng)絡(luò)控制包則轉(zhuǎn)步驟3i7，如果包的類型為IP數(shù)據(jù)包則轉(zhuǎn)步驟3i8，3i5.處理鏈路控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i6.處理用戶認(rèn)證協(xié)議數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i7.處理網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議包，再轉(zhuǎn)步驟3i3，3i8.通知網(wǎng)絡(luò)層接收IP數(shù)據(jù)包，再轉(zhuǎn)步驟3i3。
全文摘要
一種實(shí)時(shí)多模式無(wú)線視頻監(jiān)控裝置及其控制方法是一種綜合多種公共無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱移動(dòng)公網(wǎng))和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)接入的遠(yuǎn)程移動(dòng)無(wú)線視頻監(jiān)控裝置及其控制方法。該裝置的無(wú)線視頻終端包括核心板部分(1)和通信接口板部分(2)，核心板部分(1)和通信接口板部分(2)分別通過(guò)外部設(shè)備互聯(lián)總線/外部設(shè)備互聯(lián)總線擴(kuò)展輸入輸出接口(3)相連；控制的方法如下1).PCI－XIO接口初始化；2).編碼及工作狀態(tài)初始化；3).創(chuàng)建并開啟各任務(wù)線程；4).掛起。該裝置不僅可以在某個(gè)單一網(wǎng)絡(luò)接入模式進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻傳輸，也可以在任意兩種網(wǎng)絡(luò)組合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS)或三種網(wǎng)絡(luò)組合模式條件下進(jìn)行視頻傳輸，獲得最佳的視頻傳輸效果。
文檔編號(hào)H04N7/18GK1758753SQ200510094729
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者胡棟, 朱秀昌, 劉峰, 邢有濤, 張殷希, 王濱, 黃昌龍 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)