一種車(chē)聯(lián)網(wǎng)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的搭建

焦玉強(qiáng)，金磊

（泛亞汽車(chē)技術(shù)中心有限公司 電子系統(tǒng)及軟件部，上海 201206）

關(guān)鍵字：視頻監(jiān)控；云端；視頻直播；視頻點(diǎn)播

引言

市面上的車(chē)輛監(jiān)控功能大多是僅基于車(chē)輛的GPS定位系統(tǒng)，GPS系統(tǒng)可以將車(chē)輛的位置信號(hào)發(fā)送給用戶(hù)，但是車(chē)輛發(fā)生異常狀況時(shí)不能快速通知用戶(hù)，用戶(hù)也不清楚自己車(chē)輛異常的實(shí)時(shí)狀態(tài)?；谀壳败?chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、視頻實(shí)時(shí)直播以及車(chē)輛端的智能處理技術(shù)的發(fā)展，本文建立一套能夠?qū)崟r(shí)得知車(chē)輛內(nèi)部及周邊環(huán)境狀態(tài)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)[1]。下面就著重介紹智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的搭建。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能

監(jiān)控系統(tǒng)的功能見(jiàn)圖1，監(jiān)控系統(tǒng)框架見(jiàn)圖2。

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能

圖2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架圖

（1）車(chē)輛異常信號(hào)通知。

通過(guò)車(chē)輛的傳感器和攝像頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控。如果檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生異常，及時(shí)以短信或APP消息的形式通知到用戶(hù)，提醒用戶(hù)關(guān)注自己車(chē)輛[2]。

（2）車(chē)輛視頻實(shí)時(shí)查看。

用戶(hù)接收到異常提醒后，或者用戶(hù)有查看車(chē)輛需求時(shí)，可以通過(guò)手機(jī)APP視頻查看車(chē)輛狀況，也可以通過(guò)切換不同的攝像頭查看車(chē)內(nèi)及車(chē)輛周?chē)臓顩r。

（3）異常視頻自動(dòng)存儲(chǔ)。

檢測(cè)到車(chē)輛發(fā)生異常時(shí)，車(chē)輛主動(dòng)存儲(chǔ)視頻，并且將視頻傳到云端進(jìn)行存儲(chǔ)，并關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的用戶(hù)賬號(hào)，將視頻提供給用戶(hù)，作為用戶(hù)應(yīng)對(duì)狀態(tài)異常的材料。

（4）云端存儲(chǔ)視頻點(diǎn)播回放。

用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)訪(fǎng)問(wèn)云端存儲(chǔ)的視頻，查看自己車(chē)輛下存儲(chǔ)的視頻，并且可以下載和點(diǎn)播回放。

（5）系統(tǒng)衍生功能。

該系統(tǒng)還會(huì)帶來(lái)一些附加功能，例如可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控快遞投放，車(chē)內(nèi)視頻尋找物品、行車(chē)旅途風(fēng)景視頻分享等。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組件

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括車(chē)端智能監(jiān)控系統(tǒng)、云端賬戶(hù)車(chē)輛管理系統(tǒng)，以及客戶(hù)端用戶(hù)交互系統(tǒng)三大部分組成[3]，如圖3所示。

圖3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)鏈路

2.1 車(chē)端智能監(jiān)控系統(tǒng)

車(chē)端智能系統(tǒng)主要包括攝像頭及傳感器、視頻及數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊T-box[3]。

（1）攝像頭及傳感器主要作用

可以通過(guò)車(chē)輛現(xiàn)有的傳感器和攝像頭，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)到車(chē)輛異常信息。當(dāng)判斷到異常發(fā)生時(shí)，及時(shí)記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且啟動(dòng)攝像頭，采集對(duì)應(yīng)的視頻。表1為車(chē)輛可以通過(guò)傳感器或攝像頭檢測(cè)或判斷出的異常信息。

表1 車(chē)輛檢測(cè)異常項(xiàng)

目前車(chē)輛傳感器主要包含異常震動(dòng)傳感器、車(chē)門(mén)微動(dòng)傳感器、車(chē)輛傾角傳感器、紅外傳感器等。

（2）視頻及數(shù)據(jù)處理模塊主要作用

1）接收到云端的攝像頭控制請(qǐng)求后，通過(guò)服務(wù)形式，調(diào)用相應(yīng)的攝像頭；

2）對(duì)攝像頭采集的原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖片裁剪、分辨率的調(diào)節(jié)、多角度攝像頭視頻的拼接、壓縮等，并且將處理好的視頻以流的形式傳輸?shù)絋-BOX；

3）異常情況發(fā)生時(shí)，或者需要將視頻存儲(chǔ)時(shí)，將視頻分包存儲(chǔ)在本地；在網(wǎng)絡(luò)空閑良好，且無(wú)直播視頻流占用傳輸通道時(shí)，將存儲(chǔ)的視頻以通過(guò)T-BOX，以文件形式的傳到云端。

（3）數(shù)據(jù)傳輸模塊T-box

鏈接云端和車(chē)輛的通道，接收手機(jī)APP通過(guò)云端發(fā)送過(guò)來(lái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，以及實(shí)現(xiàn)直播視頻流的推送和存儲(chǔ)文件的上傳。

2.2 云端視頻及賬戶(hù)管理系統(tǒng)

云端視頻及賬戶(hù)管理系統(tǒng)主要包含基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)兩部分，基礎(chǔ)服務(wù)主要是實(shí)現(xiàn)視頻的接流、視頻云端存儲(chǔ)、以及視頻的推流的基礎(chǔ)平臺(tái)；應(yīng)用服務(wù)主要包含用戶(hù)和車(chē)輛管理系統(tǒng)，視頻推流、存儲(chǔ)和管理系統(tǒng)；用戶(hù)和車(chē)輛管理系統(tǒng)主要建立及維護(hù)用戶(hù)的信息與車(chē)輛信息的映射關(guān)系，以及車(chē)輛信息與存儲(chǔ)視頻和直播流視頻的映射關(guān)系。當(dāng)車(chē)輛發(fā)生異常時(shí)，可以通過(guò)用戶(hù)和車(chē)輛管理系統(tǒng)準(zhǔn)確地映射到對(duì)應(yīng)到用戶(hù)，從而準(zhǔn)確地定位到客戶(hù)端；當(dāng)客戶(hù)端有控制指令請(qǐng)求，可以通過(guò)用戶(hù)和車(chē)輛管理系統(tǒng)準(zhǔn)確的映射到對(duì)應(yīng)車(chē)輛，從而準(zhǔn)確地定位到目標(biāo)車(chē)輛。

2.3 客戶(hù)端用戶(hù)交互系統(tǒng)

客戶(hù)端用戶(hù)交互系統(tǒng)主要功能，將識(shí)別到的用戶(hù)意圖及指令傳輸?shù)皆贫?，接收云端分別通過(guò)MQTT、RTMP和HTTP的協(xié)議發(fā)送過(guò)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)數(shù)據(jù)、視頻流、存儲(chǔ)的視頻。從而用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)信息注冊(cè)、用戶(hù)登錄、用戶(hù)密碼修改、車(chē)輛綁定及注銷(xiāo)、視頻的接收及查看、視頻角度的切換等。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)如圖4所示，以下分別論述。

圖4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 視頻及數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)

（1）通過(guò)服務(wù)的接口調(diào)用攝像頭的驅(qū)動(dòng)，控制攝像頭的開(kāi)啟和關(guān)閉；

（2）通過(guò)對(duì)視頻圖片和傳感器數(shù)據(jù)的分析，判斷是否有異常發(fā)生；

（3）對(duì)攝像頭捕捉的視頻進(jìn)行圖片的裁剪、分辨率的調(diào)節(jié)、壓縮、拼接，處理并達(dá)到目標(biāo)視頻；

（4）檢測(cè)到異常狀況發(fā)生時(shí)，主動(dòng)將視頻流見(jiàn)包頭，并分小包存盤(pán)；

（5）通過(guò)集成直播推流用的RTMP SDK軟件包，實(shí)現(xiàn)視頻流的推送，傳輸形式見(jiàn)圖5；

圖5 視頻直播流傳輸形式

（6）通過(guò)集成點(diǎn)播推流用的Link SDK軟件包，實(shí)現(xiàn)視頻存儲(chǔ)文件的推送，傳輸形式見(jiàn)圖6；

圖6 存儲(chǔ)視頻傳輸形式

（7）異常狀況的數(shù)據(jù)信息通過(guò)總線(xiàn)形式傳輸給T-BOX。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊T-box實(shí)現(xiàn)

（1）建立與云端視頻與數(shù)據(jù)的傳輸鏈路；

（2）直播視頻流通過(guò)RTMP協(xié)議傳輸?shù)皆贫耍?/p>

（3）存儲(chǔ)的視頻文件通過(guò)RTMP協(xié)議傳輸?shù)皆贫耍?/p>

（4）集成長(zhǎng)鏈接MQTT SDK，實(shí)現(xiàn)車(chē)端狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送到云端；

（5）集成長(zhǎng)鏈接MQTT SDK，實(shí)現(xiàn)云端指令傳送到車(chē)端；

（6）在沒(méi)有數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)那闆r下，進(jìn)入低功耗模式。

3.3 云端視頻及賬戶(hù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（1）搭建云端基礎(chǔ)服務(wù)，視頻接流和推流服務(wù)；

（2）通過(guò)VDN加速直播云服務(wù)，通過(guò)CDN加速存儲(chǔ)視頻點(diǎn)播服務(wù)；

（3）建立車(chē)輛和視頻的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，將對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)視頻的鏈接關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的車(chē)輛下；

（4）建立用戶(hù)和車(chē)輛的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)，將注冊(cè)的用戶(hù)賬號(hào)和車(chē)輛關(guān)聯(lián)；一個(gè)用戶(hù)賬號(hào)下可以對(duì)應(yīng)多輛車(chē)，但一輛車(chē)只能關(guān)聯(lián)一個(gè)賬號(hào)；

（5）通過(guò)建立的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以通過(guò)車(chē)端找到對(duì)應(yīng)的用戶(hù)端的賬號(hào)，也可以通過(guò)用戶(hù)端找到對(duì)應(yīng)的車(chē)輛。

3.4 客戶(hù)端用戶(hù)交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（1）搭建用戶(hù)信息輸入U(xiǎn)I界面，需要支持用戶(hù)完成注冊(cè)、登錄、密碼修改、車(chē)輛綁定及注銷(xiāo)等信息的錄入；

（2）搭建用戶(hù)指令輸入U(xiǎn)I界面，需要支持視頻的開(kāi)啟、關(guān)閉、角度切換等指令的下發(fā)；

（3）搭建用戶(hù)信息提醒及視頻播放的UI界面；

（4）集成云端提供的視頻播放的SDK，實(shí)現(xiàn)手機(jī)從云端的接流服務(wù)，并且可以通過(guò)界面展示給用戶(hù)；

（5）集成云端提供的長(zhǎng)鏈接MQTT SDK，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)端與云端的數(shù)據(jù)交流，完成用戶(hù)指令的下發(fā)，以及可以接收云端發(fā)送過(guò)來(lái)的車(chē)輛狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)將車(chē)、云端和手機(jī)的網(wǎng)連在一起，打通車(chē)輛攝像頭、控制器之間、云端和手機(jī)之間的視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌?，?shí)現(xiàn)了直播和點(diǎn)播不同類(lèi)型視頻在不同的傳輸通道中的處理，成功搭建了一套聯(lián)網(wǎng)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的視頻直播監(jiān)控、異常視頻存儲(chǔ)、車(chē)輛異常提醒等，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控快遞投放、車(chē)內(nèi)視頻尋物、旅途風(fēng)景實(shí)時(shí)分享等附加功能，增加了用戶(hù)與車(chē)輛聯(lián)系的緊密度，提升了用戶(hù)的安全感。