广东省电信规划设计院有限公司第三分公司
摘要：本文主要对GPRS技术在智能家居远程视频无线监控设计实现方案进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：智能家居；远程视频监控；GPRS；无线传输设计
一、前言
随着智能家居在国际市场的不断发展,国内许多从事智能家居行业的公司正在蓬勃兴起。关于智能家居的研究，从技术层面看,目前智能家居离“智能化”还有很长的距离,智能家居的发展趋势有以下几个方向:网络化、智能化、人性化、节能环保、一体化、规范化、标准化、成本低廉化。其中“网络化”除了加强传
统有线网络在其中的应用之外,无线网络将是智能家居发展的一条快捷方便之道。GPRS除了个人数据业务之外,近几年来在许多领域都有非常出色的应用,如应用于油田数据采集,车载无线数据传输和水纹自动测报等方面。可见,将GPRS应用在智能家居领域,以实现无线远程监控,在技术方面具有可行性,并具有较好的市场前景。本文主要对GPRS技术在智能家居远程视频无线监控设计实现方案进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、GPRS的技术优势
近年来，随着通信技术的高速发展，视频信号的无线传输已成为一种潮流。GPRS是一个以分组交换为基础的系统，它具有与其他分组数据系统一样的特性，特别适合突发性分组数据的传输，由于使用了分组交换技术，在无线接口上可以按需分配信道资源，一方面，每个用户可以根据需要同时使用多个信道(最多8个)；而另一方面，同一信道又可以同时由多个用户共享。GPRS理论上能提供9.05~171.2kbit/s的数据传输速率。GPRS系统在无线资源分配上采用动态信道分配方式，仅在有效数据通信时占用物理信道资源，因此可以长时间保持在线，又没有独占信道，可以大大提高频率资源的利用率。当一则消息含有大量的数据时，它可以被分成多个分组，不同的分组可以通过不同的信道发送，这些分组都到达目的地以后，它们被重新组合起来，恢复成原来的消息。GPRS技术在传输突发数据方面有着较大的优势。
三、通信接口板设计
采用的GPRS模块是SIM100，是SIMCOM推出的GSM/GPRS双频模块，主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口。SIM100集成了完整的射频电路和GSM基带处理器，适合开发一些GSM/GPRS的无线应用产品，如移动电话、PDA、PCMCIA无线MODEM卡、无线抄表、无线数据传输业务，无线公用电话、监控、调度、车。
四、网络接入设计及实现
GPRS数据传输的连接方式主要有TCP连接和UDP连接。系统采用的是构建对等网络，即该模块与其它移动终端互为服务器端，能相互传输数据。在建立TCP或UDP连接时，借助短信息传递IP地址实现连接。其处理过程如下：
其它移动终端：
AT+CLPORT=“TCP”，“3030”//设置本地TCP端口为3030
AT+CIPSERVER//启动SERVER功能，开始监听3030端口
AT+CIFSR//获取本地IP地址
AT+CLPORT=“TCP”，“3000”//设置本地TCP端口
调用编码短信息函数，并向客户端发送本地IP地址短信息；
检测新短信息指示，读取短信息，调用解码短信息函数提取IP地址，并删除短信；
AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR”，“2020”//建立TCP连接，其中REMOTE IP ADDR
解码提取的系统短IP地址
发送数据……
客户终端：
AT+CLPORT=“TCP”，“2020”//设置本地TCP端口为3030
AT+CIPSERVER//启动SERVER功能，开始监听2020端口
AT+CIFSR//获取本地IP地址
AT+CLPORT=“TCP”，“2000”//设置本地TCP端口
向其它移动终端发送本地IP 地址短信息；
调用编码短信息函数，并向其它移动终端发送本地IP地址短信息；
检测新短信息指示，读取短信息，调用解码短信息函数提取IP地址,并删除短信
AT+CIPSTART=“TCP”，“REMOTE IP ADDR1”，“3030”//建立TCP连接，其中REMOTE IP ADDR1
//解码提取的系统短IP地址
接收数据……
若需要关闭连接可以使用AT+CIPCLOSE指令。
AT+CIPCLOSE指令//关闭TCP或UDP连接
Execute command：AT+CIPCLOSE
Response：
命令正确返回OK,错误返回ERROR。
Parameter：
关闭成功返回CLOSE OK,失败返回CLOSE FAIL。
五、视频信号传输设计
为在有限的带宽上传输视频压缩信息，系统采用流媒体技术。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet上播放的媒体格式，而流式传输方式则是将整个多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户PC连续、实时传输。图1是传输结构。
图1 传输结构图
首先，客户端发送视频传输请求，通过RTSP开启系统的视频发送，视频数据通过视频编码器编码压缩后，经过RTP\UDP\IP三级封装，再通过GPRS网络传输到客户端，客户端拆出数据封装，进入播放端播放，用户就可以得到监控目标的视频信息。在监控中,视频传输的主要作用就是把视频数据传输到用户终端。其具体传输流程为：在需要条件下，用户端需获取监视目标的视频信息，就向监控终端发送视频开启信息。客户端就向监控终端发送TCP连接请求。当监控终端接收到连接请求后，就通过AT指令和客户端交互信息，建立TCP连接；当建立了TCP 连接后, 监控终端开始监听TCP端口，检测是否有数据传输。同时客户端自动发送RTSP请求信息，即请求播放视频信息；监控终端开始解析RTSP请求信息，并依据信息，准备发送的流数据；当准备好数据后, 监控终端通过TCP向客户端发送已完成信息；客户端自动响应，向监控终端请求并建立UDP连接；监控终端通过RTP/UDP/IP向客户端发送视频流数据；监控终端通过RTCP/UDP/IP向发送已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料；同时，客户端也可以通过RTCP/UDP/IP向监控终端发送网络信息状况等资料；当不需要传送数据时，可以调用AT指令关闭连接,结束数据传输。
六、结论
综上所述,本文在研究分析了GPRS通信接口板，设计了视频传输方案，实现了监控信号的无线传输。经过严格的测试表明系统已达到预期要求，满足实际需要，可广泛应用于远程监控、家庭防盗、移动视频传输等诸多领域。
参考文献
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论文作者:陈黎
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签：终端论文; 短信息论文; 视频论文; 客户端论文; 数据论文; 智能家居论文; 信道论文; 《基层建设》2016年27期论文;