专利名称：一种实时多模式无线视频监控装置及其控制方法
技术领域：
本发明是一种综合多种公共无线移动通信网络(简称移动公网)和无线局域网(WLAN)接入的远程移动无线视频监控装置及其控制方法。该装置不仅可以在某个单一网络接入模式进行实时视频传输，也可以在任意两种网络组合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS)或三种网络组合模式条件下进行视频传输，获得最佳的视频传输效果，可以应用于电力、水利、公安、消防、金融等许多行业部门，技术上属于视频监控的技术领域。
本文中，CDMA(码分多址)指移动通信公司提供的CDMA 1X网络；GPRS(通用无线分组业务)指移动通信公司提供的GPRS网络；WLAN是指使用IEEE 802.11b协议的无线局域网。本文将视频监控装置及其控制方法的整体统称为视频监控系统。
背景技术：
实时视频监控系统是技术含量高、应用范围广的高科技产品。它包含了视频信号的实时采集、压缩编码、网络传输、以及接收重建等环节。无线网络的视频监控系统利用无线接入，最终在内部网上的PC机(个人计算机)上利用软件解码显示，可以更加灵活地适应各种应用环境，因而越来越受到人们的重视。迄今为止已经有许多无线网络视频监控系统被发明和投入使用。
然而，目前的各种无线网络视频监控系统主要基于某种单一网络的无线接入方式。在现有的几种无线网络中，无线局域网WLAN虽然传输速率高但覆盖区域小，而移动公网CDMA和GPRS虽然覆盖范围广但传输速率有限，因此单一网络模式的无线视频监控系统或者传输图像质量良好但只能在有限的范围移动，或者能在大范围内移动使用但图像质量不尽满意，在应用中受到很大的限制。
发明内容
技术问题针对上述现有的无线网络视频监控系统存在的不足，本发明设计的目标是集WLAN、CDMA和GPRS等三种无线网络接口于一体，能在多种无线网络间智能选择的一种实时多模式无线视频监控装置及其控制方法，该系统不仅可以在某个单一网络进行实时视频传输，也可以在任意两种网络组合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS组合)或三种网络组合模式条件下进行视频传输。
技术方案本发明的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终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别通过外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口相连；其中核心板部分中的媒体处理器分别与同步动态随机存贮器单元、复位单元、电可擦除可编程只读存贮器启动单元、闪存程序单元、视频数字/模拟转换、视频模拟/数字转换、联合测试行动组接口相连接；通信接口板部分中第一串口芯片分别与通用无线分组业务无线模块、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口相连接，第二串口芯片分别与码分多址无线模块、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口相连接，无线局域网网卡分别与仲裁器、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口相连接；视频数字/模拟转换接视频输出、视频模拟/数字转换接视频输入。
实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..创建PCI-XIO接口实例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注册CDMA模式中断服务程序，1d..初始化CDMA模块Q2358，1e.注册GPRS模式中断服务程序，1f..初始化GPRS模块MC35；2).编码及工作状态初始化2a.设置图像格式，量化参数，2b.初始化编码缓冲存贮器，2c.设置公网视频转发服务器地址，2d.设置内网视频代理服务器地址，2e.设置本终端标识ID，2f.清除通信模式标志，2g.清除发送视频标志；3).创建并开启各任务线程3a.命令控制任务线程，
3b.网络切换任务线程，3c.编码任务线程，3d.打包发送任务线程，3e.DHCP启动任务线程，3f.DHCP接收任务线程，3g.WLAN定时器任务线程，3h.WLAN链路检测任务线程，3i.GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程，4).挂起。
步骤3c的编码任务线程的流程为3c1.开始，3c2.初始化视频采集帧存，3c3.等待开始编码事件，3c4.由视频采集帧存读取一帧，3c5.调整编码参数，3c6.编码模式为帧间，则帧间编码一帧；编码模式为帧内，则帧内编码一帧，3c7.唤醒打包发送任务线程，3c8.判断是否为WLAN模式，是则转3c11，否则转下一步，3c9.等待底层视频发送事件唤醒，3c10.判断是否信道都不通，是则转下一步，否则转步骤3c4，3c11.等待唤醒编码事件，再转步骤3c4。
步骤3b的网络切换任务线程为3b1.开始，3b2.等待接收网络状态事件，如果为WLAN通事件则转步骤3b3，如果为WLAN不通事件则转步骤3b4，如果为CDMA通事件则转步骤3b7，如果为CDMA不通事件则转步骤3b9，如果为GPRS通事件则转步骤步骤3b6，如果为GPRS不通事件则转步骤3b10，3b3.置网络模式为WLAN通，再转步骤3b8，3b4.判断是否CDMA通，是则转步骤3b7，否则转下一步，3b5.判断是否GPRS通，是则转下一步，否则转步骤3b2，
3b6.置网络模式为GPRS通，再转步骤3b83b7.置网络模式为CDMA通，3b8.设置编码参数，唤醒编码任务线程，唤醒打包发送任务线程，再转步骤3b2，3b9.判断是否GPRS通，是则转步骤3b6，否则转步骤3b2，3b10.置网络模式为清除状态，再转步骤3b2。
步骤3a的命令控制任务线程为3a1.开始，3a2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3a7，3a3.向内网视频代理服务器发送注册包，3a4.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a6，如果接收超时则转步骤3a2，3a5.WLAN发送标识置位，再转步骤3a2，3a6.WLAN发送标识清除，再转步骤3a2，3a7.向公网视频转发服务器发送注册包，3a8.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a10，如果接收超时则转步骤3a2，3a9.GPRS/CDMA发送标识置位，再转步骤3a2，3b10.GPRS/CDMA发送标识清除，再转步骤3a2。
步骤3d的打包发送任务线程为3d1.开始，3d2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3d8，3d3.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d4.判断编码缓存数据量是否大于250字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d6，3d5.向底层发送250字节数据，再转步骤3d4，3d6.发事件唤醒编码任务线程，3d7.等待编码任务线程发事件唤醒，再转步骤3d3，3d8.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d9.判断编码缓存数据量是否大于125字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d11，3d10.向底层发送125字节数据，再转步骤3d13，
3d11.判断编码缓存数据量是否大于30字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d13，3d12.向底层发送所有数据，3d13.发事件唤醒编码任务线程，3d14.等待编码任务线程发事件唤醒，3d15.判断底层缓存数据量是否小于门限值，是则转下一步骤，否则转步骤3d8，3d16.等待底层发事件唤醒，再转步骤3d8。
步骤3h的WLAN链路检测任务线程为3h1.开始，3h2.等待接收事件，如果是链路检测事件则转下一步骤，如果是鉴权成功事件则转步骤3h6，如果是关联成功事件则转步骤3h7，3h3.发出探测请求帧，等待100ms，3h4.判断AP表是否非空，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h2，3h5.向最佳质量AP发出鉴权请求帧，再转步骤3h2，3h6.向通过鉴权AP发出关联请求帧，再转步骤3h2，3h7.判断是否需要启动DHCP，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h9，3h8.发出启动DHCP事件，再转步骤3h2，3h9.发出WLAN链路就绪事件，再转步骤3h2。
步骤3e的DHCP启动任务线程为3e1.开始，3e2.初始化DHCP数据结构，3e3.等待接收启动DHCP事件，然后转下一步骤，3e4.发出广播消息寻找DHCP服务器，再转步骤3e3。
步骤3f的DHCP接收任务线程为3f1.开始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP响应包，然后转下一步骤，3f4.解析DHCP包，修改DHCP状态，再转步骤3f3。
步骤3g的WLAN定时器任务线程为3g1.开始，
3g2.判断是否处于寻找AP状态，是则转下一步，否则转步骤3g5，3g3.判断当前状态是否超时，是则转下一步，否则转步骤3g12，3g4.根据当前状态发送关联帧或鉴权帧，再转步骤3g12，3g5.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g7，3g6.激活寻找AP任务，再转步骤3g12，3g7.更新AP表项生存时间，消除过期的AP，查询信号质量最好的AP，若当前AP过期发WLAN断事件，3g8.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g10，3g9.重启WLAN链路检测任务线程，发出启动DHCP事件，再转步骤3g12，3g10.判断是否需要AP切换，是则转下一步骤，否则转步骤3g12，3g11.激活寻找AP任务，3g12.更新DHCP定时器，若DHCP超时则根据DHCP状态机作出响应，3g13.等待500ms，再转步骤3g2，步骤3i的GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程为3i1.开始，3i2.等待接收底层中断服务程序收到PPP数据包事件，再转下一步骤，3i3.判断PPP数据包数是否大于0，是则转下一步骤，否则转步骤3i2，3i4.解析PPP数据包，如果包的类型为链路控制包则转下一步骤，如果包的类型为用户认证包则转步骤3i6，如果包的类型为网络控制包则转步骤3i7，如果包的类型为IP数据包则转步骤3i8，3i5.处理链路控制协议包，再转步骤3i3，3i6.处理用户认证协议数据包，再转步骤3i3，3i7.处理网络控制协议包，再转步骤3i3，3i8.通知网络层接收IP数据包，再转步骤3i3。
系统的基本工作过程是无线视频终端将摄像机的模拟视频信号经过实时采集、H.263建议压缩编码后，经智能无线接入、网络传输，最终到达内网(如校园网、企业网等)的显示终端，经解码后显示。
有益效果(1)无线视频终端以高性能多媒体数字信号处理器TM1300或Pnx1300为中心构建核心处理板，完成实时视频编码、任务调度和通信控制、视频流和控制流打包发送；(2)无线视频终端的网络接口板集成了WLAN、CDMA、GPRS等三种目前流行的无线网络接口，提供三种无线网络接入方式；(3)无线视频终端通过嵌入式实时操作系统和应用程序的配置和控制，既可工作在某一单个网络模式，也可T作在多种网络模式下，自动选择终端所在位置的最佳无线接入方式；(4)通过建立在公网的视频转发服务器和内网的视频代理服务器进行转发，建立和维护从无线接入到显示终端的完整视频、控制流传输链路；(5)局域网上任意一台PC机均可作为显示终端接收、解码显示视频图像，并且可以实现同一网段组播功能；(6)显示终端通过反向信道，远程控制无线视频终端，可以修改无线视频终端的图像尺寸和量化步长等质量参数。
系统结合WLAN网络的高速传输以及CDMA和GPRS等移动公网覆盖范围广的优点，提供在不同网络条件下最佳的视频传输效果。当无线视频终端位于无线局域网范围内时，利用WLAN无线接入实现高速视频传输；而当无线视频终端超出无线局域网范围时，则再用移动公网作为补充，以CDMA或GPRS无线方式接入，提供中低速率的视频传输。这种以无线局域网的高速传输为主、以移动公网的中低速传输为辅助的无线接入策略，非常适合对于像银行运钞车等场合的全监控当车辆在运行时利用广域的移动公网进行普通质量监控，而当车辆进入到储蓄站等敏感区域时，需要高级别的质量监控，正好由无线局域网来保证。而在多种网络并存的场合，系统可以提供监控的接入备份，在无线局域网临时无法接入时，用覆盖广泛的移动公网为备份接入方式，提高了监控的可靠性。
图1是实时多模式无线视频监控装置框架结构示意图。
图2是无线视频终端的硬件组成结构示意图。图中有核心板部分1、通信接口板部分2，外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口3；同步动态随机存贮器单元11、复位单元12、电可擦除可编程只读存贮器启动单元13、闪存程序单元14、视频数字/模拟转换15、视频模拟/数字转换16、联合测试行动组接口17、媒体处理器18；第一串口芯片21、通用无线分组业务无线模块22、第二串口芯片23、码分多址无线模块24、无线局域网网卡25、仲裁器26、电源供给单元27。
图3是核心板电路原理图。
图4是通信接口板电路原理图。
图5是无线视频终端主函数流程图。
图6是编码任务线程流程图。
图7是网络切换任务线程流程图。
图8是命令控制任务线程流程图。
图9是打包发送任务线程流程图。
图10是WLAN模式初始化流程图(a)及相应的WLAN模式中断服务程序流程图(b)。
图11是WLAN链路检测任务线程流程图。
图12是DHCP启动任务线程流程图。
图13是DHCP接收任务线程流程图。
图14是WLAN定时器任务线程流程图。
图15是CDMA/GPRS模式PPP数据包处理任务线程流程图。
图16是与图15相应的CDMA/GPRS模式中断服务程序流程图。
图17是传输链路的建立、控制信息与视频流的传输过程示意图。
具体实施例方式
实时多模式无线视频监控装置组成无线视频监控装置的框架结构如图1所示。包括四个主要部分(1)无线视频终端；(2)无线接入和传输网络(WLAN、CDMA、GPRS以及内网(Intranet)、公网(Internet))，传输基于传输控制协议/网际网络协议(TCP/IP)；(3)视频服务器，包括公网视频转发服务器和内网视频代理服务器；(4)显示终端。
无线视频终端外接PAL制彩色摄像机，具有实时视频采集、视频编码、移动公网接入和WLAN接入等功能，可以工作于GPRS、CDMA和WLAN网络的任一、二者或三者的组合，通过软件的控制，根据所处位置的网络状况在多种无线网络中进行自动切换，选择当前可用高带宽网络进行视频传输。当无线视频终端在无线局域网服务范围内移动时，经过WLAN接入内网实现高速视频传输，而一旦它超出无线局域网的服务范围，则由移动公网提供视频传输途径。
公网视频转发服务器设立在具有公网IP地址的PC机上，提供无线视频终端自移动公网，经Internet，到达内网视频代理服务器的视频流和控制流转发功能。服务器保存着在线无线视频终端和显示终端的网络维护信息，包括无线视频终端标识(ID)、IP地址、端口号，以及内网视频代理服务器IP地址和端口号等。基于这些信息，该服务器为视频流和指令信息提供转发通道。
内网视频代理服务器设立于内网且可以连接到公网的一台PC机上，提供公网视频转发服务器到显示终端的视频流和控制流转发功能，并且作为所有显示终端与公网连接的代理。服务器保存着无线视频终端ID、IP地址、端口号，以及所有请求的显示终端IP地址和端口号等。基于这些信息，该服务器为视频流和指令信息提供转发通道。
显示终端内网上任何一台PC机，主要完成视频流的解码显示功能，并可以实现硬盘存储与回放。同一网段中，第一个与内网服务器连接的显示终端同时成为本网段的组播源。具有管理员权限的PC机通过人机接口接收用户的指令，控制无线视频终端的图像尺寸和量化参数等质量参数。
无线视频终端的硬件结构无线视频终端是实时多模式无线视频监控装置的关键部分，其硬件设计围绕Philips公司的高性能媒体处理器TM1300或Pnx1300为核心处理器展开。TM1300和Pnx1300完全兼容，因此以下叙述仅以TM1300为例。
无线视频终端的硬件组成如图2所示，包括TM1300及其他13个主要功能模块单元复位单元、同步动态随机存贮器(SDRAM)单元、电可擦除可编程只读存贮器(EPPROM)启动单元、闪存(Flash Memory)程序单元、视频模拟/数字转换(A/D)单元、视频数字/模拟转换(D/A)单元、联合测试行动组(JTAG)调试接口单元、输入/输出(I/O)扩展接口单元、GPRS无线模块单元、CDMA无线模块单元、WLAN网卡单元、外部设备互联总线(PCI总线)的仲裁单元和电源供给单元。
该装置的无线视频终端包括核心板部分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分别通过外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口3相连；其中核心板部分1中的媒体处理器18分别与同步动态随机存贮器单元11、复位单元12、电可擦除可编程只读存贮器启动单元13、闪存程序单元14、视频数字/模拟转换15、视频模拟/数字转换16、联合测试行动组接口17相连接；通信接口板部分2中第一串口芯片21分别与通用无线分组业务无线模块22、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口3相连接，第二串口芯片23分别与码分多址无线模块24、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口3相连接，无线局域网网卡25分别与仲裁器26、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口3相连接；视频数字/模拟转换15接视频输出、视频模拟/数字转换16接视频输入。在设计中出于重用性和成本的考虑，采用了硬件设计分离的思想，将系统分为核心板(如图2虚线的上方部分)与通信接口板(如图2虚线的下方部分)两部分。核心板只包括TM1300及视频编码所必须的其他硬件部分，如SDRAM单元、EPPROM启动单元、Flash Memory程序单元、视频A/D单元、视频D/A单元、复位单元等。TM1300其余的扩展接口均通过导线外扩，如PCI总线、JTAG调试接口、电源接口等。这样，同一块核心板可以适用于不同的通信平台，只需根据实际需要设计相应的通信接口板，并对TM1300上运行的软件进行适当调整即可。核心板扩展的PCI总线接口既可在PCI模式下连接众多支持PCI总线接口的外设芯片实现高速通信，又能以PCI-XIO接口(外部设备互联总线扩展输入输出接口)模式方便地控制简单8位外设，增加了核心板的可重用性，而且便于调试。
通信接口板通过PCI总线扩展PCI插槽，连接WLAN网卡；通过PCI-XIO接口扩展串口，进而扩展GPRS、CDMA模块接口。本设计中，通信接口板上以无线模块MC35实现了GPRS接口、以无线模块Q2358实现了CDMA接口、以RTL8180芯片网卡实现了WLAN接口。此外，电源供给单元也位于通信接口板。
无线视频终端软件设计与控制策略无线视频终端的软件运行于嵌入式实时操作系统pSOS之上。该操作系统由其pNA网络子系统提供完整的TCP/IP协议栈，支持网络通信。通过软件的模块化设计与优化、多任务调度与基于事件的同步通信，以及状态控制策略实施等措施，提高系统的性能与稳定性。
无线视频终端的软件模块与任务线程无线视频终端的软件根据功能分为指令、网络切换、视频处理、链路维护等四个主要模块。
指令模块由“命令控制任务线程”实现，功能是(1)定期向视频服务器发送注册信息；(2)接收来自视频服务器或者显示终端的指令，并根据收到的指令控制视频的编码与发送；(3)定期发送网络质量反馈信息包。
网络切换模块由“网络切换任务线程”实现，功能是接收来自驱动程序和各链路维护模块的信息，确定链路的通断和链路的质量状况，并据此在多模式间切换到一个最优的传输模式，作用相当于核心控制模块。
视频处理模块包括“编码任务线程”和“打包发送任务线程”。编码任务线程由TM1300上的VI接口采集视频数据，经H.263编码后将码流放入视频发送缓存区，等待打包发送任务线程将码流打包发送出去。编码任务线程和打包发送任务线程根据缓冲区数据量进行同步。
链路维护模块维护通信链路的接通情况，对于不同的网络由不同的任务线程实现。对于移动公网，终端初始化时已经完成点对点协议(PPP)的底层中断初始化以及PPP层拨号，并打开底层硬件中断，准备发送和接收比特流，因此设立一个“CDMA/GPRS模式PPP数据包处理任务线程”。对于WLAN，链路维护模块定期探测周围可用接入点(AP)的数量和信号质量，与信号质量最佳的AP取得关联，在逻辑链路层建立数据通道；当信号覆盖范围内存在多台可用AP时，在多AP间作无缝切换，同时链路维护模块还为网络切换模块提供WLAN的链路状态信息。具体设置四个任务线程开启动态主机配置协议(DHCP)的“DHCP启动任务线程”；用于获取当前无线视频终端IP地址的“DHCP接收任务线程”；用于定时检测WLAN和DHCP状态及响应的“WLAN定时器任务线程”；用于检查底层链路与某个接入点AP是否有可通链路的“WLAN链路检测任务线程”。
无线视频终端的控制策略(1)软件工作流程无线视频终端上电后就处于启动状态，首先进行操作系统规定的内部初始化，包括启动WLAN模式等，之后自动进入“无线视频终端主函数”(如图5)。无线视频终端主函数进行相应的初始化、创建并开启各个任务线程后，就处于挂起状态，各任务线程通过事件和中断信号进行通信、协同工作，并且根据控制命令修改编码参数，启动或关闭编码传输。
(2)编码控制策略编码控制决定视频编码传输后的显示效果，本系统中采用两种策略(1)控制编码的量化参数(QP)；(2)通过视频采集、编码与发送等过程的协调进行码流控制。
QP的取值如表1所示。对于GPRS模式采用固定的QP；对于CDMA和WLAN，编码中根据每帧图像编码的平均比特数修改，每次的变化量不大于2。
表1 帧内编码和帧间编码的量化参数(QP)取值
在编码控制时，针对不同的无线传输模式采用不同的控制策略。
在WLAN模式下，由于底层发送数据包很快，发送一帧数据的时间与编码所需的时间相比可忽略不计，因此码流控制方案是编码任务线程一旦发现编码缓存有一个数据包大小的数据就让打包发送任务线程立即打包发送；当编码任务线程编完一帧图像后，通知打包发送任务线程把剩余的数据全部打包发送出去，然后采集编码下一帧。这样，编码任务线程几乎一直处于运行和就绪状态，达到处理器的最大编码能力。
对于移动公网，GPRS、CDMA网络传输速率只能达到十几～几十Kbps，而编码任务线程处理能力强，因此在进行控制时根据当前底层发送缓存的状况和网络传输速率对图像质量和实时效果进行折衷。控制方案是由底层的发送缓存的充盈度来控制编码和打包发送。编码一帧图像中，码流应尽量打包发送出去，但不能让底层发送缓存超出上溢值，也不能让编码缓存存放过多的压缩数据。所以在底层的发送缓存设置两个门限值T1和T2。T1为250字节，T2为125字节。当底层发送缓存数据量低于T1时，底层中断唤醒打包发送任务线程，让其将编码缓存的压缩数据打包发送给pNA层。而编码任务线程在编完一帧时，等待底层发送缓存数据到达T2时底层中断给编码任务线程发送同步事件。编码任务线程等到这个事件以后，如果发现编码缓存容量小于一个数据包才开始采集编码下一帧，保证编码的数据被及时发送出去。这样在底层发送第一帧的数据时，编码任务线程在编第二帧，底层刚好发完第一帧数据时，编码任务线程刚好编完第二帧。以此类推，进行了采集、编码与发送过程的协调控制。
视频流与控制信息的传送图17为传输链路的建立、控制信息与视频流的传输过程示意图。其中包含的三种类型数据包TM_MESSAGE、MT_MESSAGE、VID_MESSAGE。这些数据包的传输均基于用户数据报协议(UDP)，并且使用了不同的逻辑信道。
(1)TM_MESSAGE格式如下图
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格式如下图
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格式如下图
其中NETMODE取值为WLAN、GPRS、CDMA；VID_DATA为视频数据。
视频流解码与显示显示终端可以是位于内网中任何一台PC机，主要完成视频流的解码显示功能，并可以实现硬盘存储与回放。同一网段中，第一个与内网服务器连接的显示终端同时成为本网段的组播源。具有管理员权限的PC机通过人机接口接收用户的指令，控制无线视频终端的图像尺寸和量化步长等质量参数。
主要技术指标1.视频输入PAL制复合视频信号2.视频编码标准H.263。
3.图像格式CIF/QCIF4.无线接入方式WLAN/CDMA/GPRS可配置5.远端控制图像格式、量化参数选择6.组播支持7.硬盘存储回放支持实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法的具体的方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..创建PCI-XIO接口实例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注册CDMA模式中断服务程序，
1d..初始化CDMA模块Q2358，1e.注册GPRS模式中断服务程序，1f..初始化GPRS模块MC35；2).编码及工作状态初始化2a.设置图像格式，量化参数，2b.初始化编码缓冲存贮器，2c.设置公网视频转发服务器地址，2d.设置内网视频代理服务器地址，2e.设置本终端标识ID，2f.清除通信模式标志，2g.清除发送视频标志；3).创建并开启各任务线程3a.命令控制任务线程，3b.网络切换任务线程，3c.编码任务线程，3d.打包发送任务线程，3e.DHCP启动任务线程，3f.DHCP接收任务线程，3g.WLAN定时器任务线程，3h.WLAN链路检测任务线程，3i.GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程，4).挂起。
步骤3c的编码任务线程的流程为3c1.开始，3c2.初始化视频采集帧存，3c3.等待开始编码事件，3c4.由视频采集帧存读取一帧，3c5.调整编码参数，3c6.编码模式为帧间，则帧间编码一帧；编码模式为帧内，则帧内编码一帧，3c7.唤醒打包发送任务线程，
3c8.判断是否为WLAN模式，是则转3c11，否则转下一步，3c9.等待底层视频发送事件唤醒，3c10.判断是否信道都不通，是则转下一步，否则转步骤3c4，3c11.等待唤醒编码事件，再转步骤3c4。
步骤3b的网络切换任务线程为3b1.开始，3b2.等待接收网络状态事件，如果为WLAN通事件则转步骤3b3，如果为WLAN不通事件则转步骤3b4，如果为CDMA通事件则转步骤3b7，如果为CDMA不通事件则转步骤3b9，如果为GPRS通事件则转步骤步骤3b6，如果为GPRS不通事件则转步骤3b10，3b3.置网络模式为WLAN通，再转步骤3b8，3b4.判断是否CDMA通，是则转步骤3b7，否则转下一步，3b5.判断是否GPRS通，是则转下一步，否则转步骤3b2，3b6.置网络模式为GPRS通，再转步骤3b83b7.置网络模式为CDMA通，3b8.设置编码参数，唤醒编码任务线程，唤醒打包发送任务线程，再转步骤3b2，3b9.判断是否GPRS通，是则转步骤3b6，否则转步骤3b2，3b10.置网络模式为清除状态，再转步骤3b2。
步骤3a的命令控制任务线程为3a1.开始，3a2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3a7，3a3.向内网视频代理服务器发送注册包，3a4.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a6，如果接收超时则转步骤3a2，3a5.WLAN发送标识置位，再转步骤3a2，3a6.WLAN发送标识清除，再转步骤3a2，3a7.向公网视频转发服务器发送注册包，3a8.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a10，如果接收超时则转步骤3a2，3a9.GPRS/CDMA发送标识置位，再转步骤3a2，
3b10.GPRS/CDMA发送标识清除，再转步骤3a2。
步骤3d的打包发送任务线程为3d1.开始，3d2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3d8，3d3.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d4.判断编码缓存数据量是否大于250字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d6，3d5.向底层发送250字节数据，再转步骤3d4，3d6.发事件唤醒编码任务线程，3d7.等待编码任务线程发事件唤醒，再转步骤3d3，3d8.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d9.判断编码缓存数据量是否大于125字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d11，3d10.向底层发送125字节数据，再转步骤3d13，3d11.判断编码缓存数据量是否大于30字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d13，3d12.向底层发送所有数据，3d13.发事件唤醒编码任务线程，3d14.等待编码任务线程发事件唤醒，3d15.判断底层缓存数据量是否小于门限值，是则转下一步骤，否则转步骤3d8，3d16.等待底层发事件唤醒，再转步骤3d8。
步骤3h的WLAN链路检测任务线程为3h1.开始，3h2.等待接收事件，如果是链路检测事件则转下一步骤，如果是鉴权成功事件则转步骤3h6，如果是关联成功事件则转步骤3h7，3h3.发出探测请求帧，等待100ms，3h4.判断AP表是否非空，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h2，3h5.向最佳质量AP发出鉴权请求帧，再转步骤3h2，3h6.向通过鉴权AP发出关联请求帧，再转步骤3h2，3h7.判断是否需要启动DHCP，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h9，3h8.发出启动DHCP事件，再转步骤3h2，3h9.发出WLAN链路就绪事件，再转步骤3h2。
步骤3e的DHCP启动任务线程为3e1.开始，3e2.初始化DHCP数据结构，3e3.等待接收启动DHCP事件，然后转下一步骤，3e4.发出广播消息寻找DHCP服务器，再转步骤3e3。
步骤3f的DHCP接收任务线程为3f1.开始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP响应包，然后转下一步骤，3f4.解析DHCP包，修改DHCP状态，再转步骤3f3。
步骤3g的WLAN定时器任务线程为3g1.开始，3g2.判断是否处于寻找AP状态，是则转下一步，否则转步骤3g5，3g3.判断当前状态是否超时，是则转下一步，否则转步骤3g12，3g4.根据当前状态发送关联帧或鉴权帧，再转步骤3g12，3g5.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g7，3g6.激活寻找AP任务，再转步骤3g12，3g7.更新AP表项生存时间，消除过期的AP，查询信号质量最好的AP，若当前AP过期发WLAN断事件，3g8.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g10，3g9.重启WLAN链路检测任务线程，发出启动DHCP事件，再转步骤3g12，3g10.判断是否需要AP切换，是则转下一步骤，否则转步骤3g12，3g11.激活寻找AP任务，3g12.更新DHCP定时器，若DHCP超时则根据DHCP状态机作出响应，3g13.等待500ms，再转步骤3g2，步骤3i的GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程为3i1.开始，3i2.等待接收底层中断服务程序收到PPP数据包事件，再转下一步骤，3i3.判断PPP数据包数是否大于0，是则转下一步骤，否则转步骤3i2，3i4.解析PPP数据包，如果包的类型为链路控制包则转下一步骤，如果包的类型为用户认证包则转步骤3i6，如果包的类型为网络控制包则转步骤3i7，如果包的类型为IP数据包则转步骤3i8，3i5.处理链路控制协议包，再转步骤3i3，3i6.处理用户认证协议数据包，再转步骤3i3，3i7.处理网络控制协议包，再转步骤3i3，3i8.通知网络层接收IP数据包，再转步骤3i3。
权利要求
1.一种实时多模式无线视频监控装置，其特征在于该装置的无线视频终端包括核心板部分(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)分别通过外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口(3)相连；其中核心板部分(1)中的媒体处理器(18)分别与同步动态随机存贮器单元(11)、复位单元(12)、电可擦除可编程只读存贮器启动单元(13)、闪存程序单元(14)、视频数字/模拟转换(15)、视频模拟/数字转换(16)、联合测试行动组接口(17)相连接；通信接口板部分(2)中第一串口芯片(21)分别与通用无线分组业务无线模块(22)、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口(3)相连接，第二串口芯片(23)分别与码分多址无线模块(24)、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口(3)相连接，无线局域网网卡(25)分别与仲裁器(26)、外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口(3)相连接；视频数字/模拟转换(15)接视频输出、视频模拟/数字转换(16)接视频输入。
2.一种如权利要求1所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于控制的方法如下1).PCI-XIO接口初始化1a..创建PCI-XIO接口实例，1b.初始化PCI-XIO接口控制寄存器，1c.注册CDMA模式中断服务程序，1d..初始化CDMA模块Q2358，1e.注册GPRS模式中断服务程序，1f..初始化GPRS模块MC35；2).编码及工作状态初始化2a.设置图像格式，量化参数，2b.初始化编码缓冲存贮器，2c.设置公网视频转发服务器地址，2d.设置内网视频代理服务器地址，2e.设置本终端标识ID，2f.清除通信模式标志，2g.清除发送视频标志；3).创建并开启各任务线程3a.命令控制任务线程，3b.网络切换任务线程，3c.编码任务线程，3d.打包发送任务线程，3e.DHCP启动任务线程，3f.DHCP接收任务线程，3g.WLAN定时器任务线程，3h.WLAN链路检测任务线程，3i.GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程，4).挂起。
3.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3c的编码任务线程的流程为3c1.开始，3c2.初始化视频采集帧存，3c3.等待开始编码事件，3c4.由视频采集帧存读取一帧，3c5.调整编码参数，3c6.编码模式为帧间，则帧间编码一帧；编码模式为帧内，则帧内编码一帧，3c7.唤醒打包发送任务线程，3c8.判断是否为WLAN模式，是则转3c11，否则转下一步，3c9.等待底层视频发送事件唤醒，3c10.判断是否信道都不通，是则转下一步，否则转步骤3c4，3c11.等待唤醒编码事件，再转步骤3c4。
4.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3b的网络切换任务线程为3b1.开始，3b2.等待接收网络状态事件，如果为WLAN通事件则转步骤3b3，如果为WLAN不通事件则转步骤3b4，如果为CDMA通事件则转步骤3b7，如果为CDMA不通事件则转步骤3b9，如果为GPRS通事件则转步骤步骤3b6，如果为GPRS不通事件则转步骤3b10，3b3.置网络模式为WLAN通，再转步骤3b8，3b4.判断是否CDMA通，是则转步骤3b7，否则转下一步，3b5.判断是否GPRS通，是则转下一步，否则转步骤3b2，3b6.置网络模式为GPRS通，再转步骤3b83b7.置网络模式为CDMA通，3b8.设置编码参数，唤醒编码任务线程，唤醒打包发送任务线程，再转步骤3b2，3b9.判断是否GPRS通，是则转步骤3b6，否则转步骤3b2，3b10.置网络模式为清除状态，再转步骤3b2。
5.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3a的命令控制任务线程为3a1.开始，3a2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3a7，3a3.向内网视频代理服务器发送注册包，3a4.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a6，如果接收超时则转步骤3a2，3a5.WLAN发送标识置位，再转步骤3a2，3a6.WLAN发送标识清除，再转步骤3a2，3a7.向公网视频转发服务器发送注册包，3a8.等待接收命令，如果为开启命令则转下一步骤，如果为关闭命令则转步骤3a10，如果接收超时则转步骤3a2，3a9.GPRS/CDMA发送标识置位，再转步骤3a2，3b10.GPRS/CDMA发送标识清除，再转步骤3a2。
6.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3d的打包发送任务线程为3d1.开始，3d2.判断是否为WLAN模式，是则转下一步，否则转步骤3d8，3d3.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d4.判断编码缓存数据量是否大于250字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d6，3d5.向底层发送250字节数据，再转步骤3d4，3d6.发事件唤醒编码任务线程，3d7.等待编码任务线程发事件唤醒，再转步骤3d3，3d8.判断是否发送开启，是则转下一步，否则等待200ms后再转步骤3d2，3d9.判断编码缓存数据量是否大于125字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d11，3d10.向底层发送125字节数据，再转步骤3d13，3d11.判断编码缓存数据量是否大于30字节，是则转下一步骤，否则转步骤3d13，3d12.向底层发送所有数据，3d13.发事件唤醒编码任务线程，3d14.等待编码任务线程发事件唤醒，3d15.判断底层缓存数据量是否小于门限值，是则转下一步骤，否则转步骤3d8，3d16.等待底层发事件唤醒，再转步骤3d8。
7.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3h的WLAN链路检测任务线程为3h1.开始，3h2.等待接收事件，如果是链路检测事件则转下一步骤，如果是鉴权成功事件则转步骤3h6，如果是关联成功事件则转步骤3h7，3h3.发出探测请求帧，等待100ms，3h4.判断AP表是否非空，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h2，3h5.向最佳质量AP发出鉴权请求帧，再转步骤3h2，3h6.向通过鉴权AP发出关联请求帧，再转步骤3h2，3h7.判断是否需要启动DHCP，如果是则转下一步骤，否则转步骤3h9，3h8.发出启动DHCP事件，再转步骤3h2，3h9.发出WLAN链路就绪事件，再转步骤3h2。
8.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3e的DHCP启动任务线程为3e1.开始，3e2.初始化DHCP数据结构，3e3.等待接收启动DHCP事件，然后转下一步骤，3e4.发出广播消息寻找DHCP服务器，再转步骤3e3。
9.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3f的DHCP接收任务线程为3f1.开始，3f2.初始化DHCP套接字，3f3.等待接收DHCP响应包，然后转下一步骤，3f4.解析DHCP包，修改DHCP状态，再转步骤3f3。
10.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3g的WLAN定时器任务线程为3g1.开始，3g2.判断是否处于寻找AP状态，是则转下一步，否则转步骤3g5，3g3.判断当前状态是否超时，是则转下一步，否则转步骤3g12，3g4.根据当前状态发送关联帧或鉴权帧，再转步骤3g12，3g5.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g7，3g6.激活寻找AP任务，再转步骤3g12，3g7.更新AP表项生存时间，消除过期的AP，查询信号质量最好的AP，若当前AP过期发WLAN断事件，3g8.判断AP表是否为空，是则转下一步骤，否则转步骤3g10，3g9.重启WLAN链路检测任务线程，发出启动DHCP事件，再转步骤3g12，3g10.判断是否需要AP切换，是则转下一步骤，否则转步骤3g12，3g11.激活寻找AP任务，3g12.更新DHCP定时器，若DHCP超时则根据DHCP状态机作出响应，3g13.等待500ms，再转步骤3g2。
11.根据权利要求2所述的实时多模式无线视频监控装置的无线视频终端控制方法，其特征在于步骤3i的GPRS/CDMA模式PPP数据包处理任务线程为3i1.开始，3i2.等待接收底层中断服务程序收到PPP数据包事件，再转下一步骤，3i3.判断PPP数据包数是否大于0，是则转下一步骤，否则转步骤3i2，3i4.解析PPP数据包，如果包的类型为链路控制包则转下一步骤，如果包的类型为用户认证包则转步骤3i6，如果包的类型为网络控制包则转步骤3i7，如果包的类型为IP数据包则转步骤3i8，3i5.处理链路控制协议包，再转步骤3i3，3i6.处理用户认证协议数据包，再转步骤3i3，3i7.处理网络控制协议包，再转步骤3i3，3i8.通知网络层接收IP数据包，再转步骤3i3。
全文摘要
一种实时多模式无线视频监控装置及其控制方法是一种综合多种公共无线移动通信网络(简称移动公网)和无线局域网(WLAN)接入的远程移动无线视频监控装置及其控制方法。该装置的无线视频终端包括核心板部分(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)分别通过外部设备互联总线/外部设备互联总线扩展输入输出接口(3)相连；控制的方法如下1).PCI－XIO接口初始化；2).编码及工作状态初始化；3).创建并开启各任务线程；4).挂起。该装置不仅可以在某个单一网络接入模式进行实时视频传输，也可以在任意两种网络组合模式(主要是WLAN/CDMA和WLAN/GPRS)或三种网络组合模式条件下进行视频传输，获得最佳的视频传输效果。
文档编号H04N7/18GK1758753SQ200510094729
公开日2006年4月12日 申请日期2005年10月9日 优先权日2005年10月9日
发明者胡栋, 朱秀昌, 刘峰, 邢有涛, 张殷希, 王滨, 黄昌龙 申请人:南京邮电大学