作者：王任華 單位：浙江日報(bào)報(bào)業(yè)集團(tuán)

戶外廣告無線監(jiān)控系統(tǒng)研究的意義

經(jīng)過幾年來的發(fā)展，數(shù)字標(biāo)牌已經(jīng)走過了單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、交互幾個(gè)階段，并逐步向智能化邁進(jìn)。雖然已經(jīng)有部分戶外數(shù)字標(biāo)牌廣告同時(shí)擁有著顯示屏、CPU和板卡，甚至在相當(dāng)比例的數(shù)字標(biāo)牌解決方案中，每一塊獨(dú)立的數(shù)字標(biāo)牌均可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。但是除了這部分?jǐn)?shù)字標(biāo)牌廣告以外，大部分廣告牌戶外廣告牌本身不具備網(wǎng)絡(luò)連接能力，自身無法實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的遠(yuǎn)程監(jiān)控。因此研發(fā)一套針對戶外廣告牌的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。

戶外廣告牌無線監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)想

整個(gè)系統(tǒng)從根據(jù)功能劃分包括三部分：由嵌入設(shè)備組成的前端信號采集處理系統(tǒng)；運(yùn)行在服務(wù)器端、由監(jiān)控和管理軟件構(gòu)成的指揮中心數(shù)據(jù)分析管理發(fā)布系統(tǒng)；連接兩部分的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。本文中的客戶端數(shù)據(jù)瀏覽沒有作為單獨(dú)模塊劃分出來[1]。前端信號采集處理系統(tǒng)：系統(tǒng)前端布置攝像機(jī)、聲音采集器、視頻監(jiān)控終端負(fù)責(zé)采集視音頻數(shù)據(jù)、數(shù)字化壓縮處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存；同時(shí)接收和執(zhí)行指揮中心發(fā)送的命令，如重啟、拍照發(fā)送等指令信息。戶外廣告監(jiān)控終端作為本系統(tǒng)的核心設(shè)備，集成數(shù)字視音頻編碼模塊、視音頻存儲模塊、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、報(bào)警信息處理模塊、GPS衛(wèi)星定位模塊（針對移動廣告牌，如公交廣告系統(tǒng)等），并提供多種擴(kuò)展接口，可實(shí)現(xiàn)高清視音頻錄像、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、報(bào)警信息上傳、廣告牌定位等功能。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：系統(tǒng)將視頻圖像、報(bào)警信號、信息通過運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，以便在突發(fā)事件或故障告警請求時(shí)提供現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)。指揮中心數(shù)據(jù)分析管理發(fā)布系統(tǒng)：戶外廣告監(jiān)控平臺接收前端數(shù)據(jù)，并形成圖片數(shù)據(jù)對比，如有異常告警，則顯示該廣告牌的ID并在電子地圖上的位置、管理部門信息和電話，并可隨時(shí)調(diào)取任意廣告牌的監(jiān)控圖像，以實(shí)現(xiàn)戶外廣告牌的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

技術(shù)優(yōu)勢

本系統(tǒng)基于B/S模式，在網(wǎng)絡(luò)傳輸和技術(shù)上具有如下優(yōu)勢：

（一）采用RTP/RTCP流媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。采用TCP協(xié)議的實(shí)時(shí)性不好，而且容易丟幀，采用UTP傳輸?shù)膱D像質(zhì)量不好，而采用RTP/RTCP流媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行低帶寬的視頻流傳輸可得到較好的效果。這因?yàn)門CP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可保證數(shù)據(jù)傳送的質(zhì)量，但是不符合流媒體傳輸時(shí)間控制的需求，而UDP協(xié)議不適用無線網(wǎng)絡(luò)的特殊環(huán)境，RTP/RTCP協(xié)議符合流媒體實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆Ｒ虼耍跓o線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中首選RTP/RTCP協(xié)議[2]。

（二）無線防火墻穿透技術(shù)。主動連接模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，穿透防火墻的阻礙。終端啟動后自動和指揮中心的管理服務(wù)器進(jìn)行注冊，管理服務(wù)器通過對終端的ID和密碼用戶的認(rèn)證，并與終端保持心跳連接。用戶要瀏覽視頻圖像的時(shí)候，與管理服務(wù)器通訊，并向轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器申請調(diào)用圖像即可。

（三）H.264編碼與差錯(cuò)控制技術(shù)。H.264標(biāo)準(zhǔn)是由ITU-T、VCEG和ISO/IECMPEG聯(lián)合組成的JVT開發(fā)的最新一代的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，是目前圖像通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。與以往標(biāo)準(zhǔn)相比，H.264在相同失真率的條件下獲得更好的壓縮性能，H.264的編碼效率較H.263提高了50％左右；加強(qiáng)了對各種信道的適應(yīng)能力，有利于對誤碼和丟包的處理；而且H．264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，增強(qiáng)了差錯(cuò)恢復(fù)能力，可以適應(yīng)不同速率、不同傳輸場合和存儲場合的需求，能夠很好地適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。抗誤碼技術(shù)，又被稱作差錯(cuò)控制技術(shù)，一旦檢測到誤碼，盡量使丟棄的數(shù)據(jù)量最小、或者使造成的傷害和影響最小，差錯(cuò)控制機(jī)制主要有：誤碼檢測與誤碼隱藏，信源與信道的差錯(cuò)控制方法和編解碼器交互式算法。

戶外廣告牌無線監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺和終端功能

從監(jiān)控終端和指揮中心兩部分分別闡述。

（一）監(jiān)控終端的功能實(shí)現(xiàn)。戶外廣告遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)終端的工作是對模擬視頻信號進(jìn)行壓縮編碼使之成為數(shù)字信號在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺上傳輸?shù)奖O(jiān)控管理中心的過程[3]。

1.前端信號采集處理。本系統(tǒng)監(jiān)控終端負(fù)責(zé)采集和壓縮視頻數(shù)據(jù)，然后打包并將壓縮數(shù)據(jù)通過CDMA無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的視頻監(jiān)控服務(wù)器，視頻監(jiān)控服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，各個(gè)客戶端向視頻監(jiān)控服務(wù)器申請視頻數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、播放，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。

2.網(wǎng)絡(luò)接入和傳輸。網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊采用中興的MC8630CDMA模塊，具有語音、短信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸功能，為用戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入和無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

3.GPS定位實(shí)現(xiàn)。對廣告牌目標(biāo)進(jìn)行定位，以便監(jiān)控管理中心隨時(shí)讀取經(jīng)度、緯度定位等信息。

（二）監(jiān)控管理平臺的功能實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控中心由多臺服務(wù)器和管理終端組成：負(fù)載均衡服務(wù)器、注冊服務(wù)器、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、GIS服務(wù)器，主要實(shí)現(xiàn)如下功能：

1.數(shù)據(jù)存儲和流媒體轉(zhuǎn)發(fā)。前端采集數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)到達(dá)管理中心平臺服務(wù)器，若有終端PC或其他設(shè)備請求查看數(shù)據(jù)，管理中心數(shù)據(jù)將通過轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器提供視音頻數(shù)據(jù)、信令和GPS定位信息的轉(zhuǎn)發(fā)工作，可將單路視頻復(fù)制到多個(gè)終端顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)交互并發(fā)流量測算，目前每套流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器支持300～500個(gè)終端同時(shí)數(shù)據(jù)交互。

2.對于數(shù)字廣告牌的監(jiān)控管理平臺還具有數(shù)字廣告發(fā)布功能。數(shù)字廣告發(fā)布系統(tǒng)，監(jiān)控管理平臺可以啟用發(fā)布功能。發(fā)布系統(tǒng)通過CDMA和internet公網(wǎng)基于TCP/IP發(fā)布數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多點(diǎn)發(fā)布，具有可實(shí)時(shí)統(tǒng)一更新屏幕內(nèi)容的特點(diǎn)。

3.瀏覽用戶可以直接查看前端視頻數(shù)據(jù)，支持手機(jī)用戶wap查詢。

無線監(jiān)控系統(tǒng)在廣告牌應(yīng)用的前景思考

戶外廣告牌監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用，對于戶外廣告的發(fā)展具有推進(jìn)作用，但是基于這套監(jiān)控系統(tǒng)成本較高的原因，應(yīng)用沒有得到大規(guī)模的推廣。同時(shí)，也有一些問題值得我們思考：

1.為了使戶外廣告牌監(jiān)控系統(tǒng)能得到更廣泛的應(yīng)用，降低硬件的開發(fā)成本，通信模塊可以用GPRS模塊替換。改裝后利用GSM通訊網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接口要做改動，以短信和GPRS形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)格式由視頻流改為圖片幀格式，布線安裝更為簡單，適合非LED戶外廣告牌監(jiān)控應(yīng)用。

2.采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和分類，還可以得到深層次應(yīng)用。英特爾中國有限公司產(chǎn)品市場經(jīng)理潘鋒曾經(jīng)預(yù)言數(shù)字標(biāo)牌未來的應(yīng)用場景：放置在加油站的廣告牌會對到來的每一輛汽車按照品牌進(jìn)行分類，智能分析和判斷出車主的消費(fèi)習(xí)慣，并據(jù)此推送更有針對性的廣告。我們必須看到，互動式的媒體傳播和營銷方式將成為主流，這需要我們對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的挖掘，使戶外廣告監(jiān)控系統(tǒng)得到更好的應(yīng)用。