基于3g网络的视频监控系统设计

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1、基于3G网络的视频监控系统设计摘要：文章以3G移动通信原理为基础，深入研究视频压缩编码、加解密以及网络传输等关键技术，完成设计3G视频加密监控系统的关键部分。为进一步完善3G视频加密监控系统方面的设计、工程应用和现有产品优化升级提供理论参考，以便在系统工程建设中有效地解决实际问题。关键词：3G网络；视频监控；加密传输引言随着当今科技领域网络通信技术的快速发展，对视频等多媒体信息的需求与日俱增，能通过视频信息更为方便、快捷地交流与沟通，加速了视频通信技术的发展。视频信息的安全关系到个人隐私以及企业的商业秘密，而公用网络的开放性给视频信息安全保密

2、性造成了威胁，视频信息的高安全性传输是必须要解决的问题。基于3G网络的视频加密传输技术综合了视频压缩编码技术、3G7网络技术、视频加解密技术等，是一种综合性技术。近年来，3G网络技术已经成熟稳定地应用，高速传输为无线网络视频监控提供了强力支持。由于视频压缩处理技术在逐渐改进，压缩比不断提高，使视频信号传输对网络带宽的要求不断降低，画质的清晰度逐步提高。视频加解密以及网络信息安全技术为系统安全性提供了保障，结合嵌入式、DSP以及智能图像分析技术等在视频监控中的全面应用，使监控系统在视频质量、处理能力以及功耗等方面都得到了显著改善。1系统结构及工

3、作流程1.1系统结构3G视频加密监控系统弥补了有线网络视频监控系统的不足。当传输线路的有线网络被切断或者发生故障时，能够通过无线网络传输来弥补。且监控前端能够在移动状态时完成监控工作，从而对有线网络视频监控系统难以布局的区域进行监控。所以建立安全性、移动性较高的无线网络监控系统，是对有线网络视频监控系统部署的完善。基于3G网络的视频加密监控系统主要由三部分组成：网络传输子系统、监控前端子系统、后台监控子系统。其系统结构如图1所示：图13G网络视频监控系统结构监控前端子系统负责完成的主要工作包括：视频采集、压缩编码、加密、前端存储、3G网络传送

4、等。视频数据的传输由网络传输子系统负责，通过宽带网络将数据传送到后台监控子系统。后端监控子系统所负责任务包括：实时监控、视频数据的接收、解密、后端存储、检索、回放等。7后端监控子系统被隔离成为外网区域、监控区域和后处理区域三个不同安全等级区域，由两种网络单向隔离设备来完成。外网区设备主要完成数据的接收功能，包括：下载服务器、接入网关以及外网配置终端；监控域设备主要完成实时视频监控以及视频数据下载，包括：原始数据存储服务器、监控终端以及配置服务器；后处理域设备主要负责视频数据的解密、存储及文件编辑处理等功能，包括：后处理数据存储服务器、数据库服

5、务器和后处理终端。1.2工作流程前端设备预先写入密钥再向后端传输数据，确保数据加密后传输。前端设备对监控摄像机的视频信号采样，采用h.264双码流压缩编码，通过高级算法加密；一路通过3G网络实时传输数据，另一路在前端设备内存储数据；通过光纤将后端监控平台接入外网，从网络端口接收由前端发送过来的加密数据；利用流摆渡设备将数据从外网摆渡到监控平台完成实时监控；同时自动下载前端设备中存储的高质量视频文件，可以对监控区域的视频文件点播下载；利用文件单向摆渡设备将加密视频文件单向摆渡到后台，由后处理平台自动实时解密、格式转换和分类存储。用户按照授权检索

6、材料、回放以及信息统计。2系统主要功能模块设计2.1监控前端模块设计7系统为了解决3G网络拥塞而带来的实时视频数据的丢失问题，因此，对加密后的视频数据采用双码流输出。其中，一路视频数据采用的是前端设备存储、后台下载的方式，而另一路所采用的实现方式是3G传输模块的实时传输。网络视频的实时传输对实时性要求非常高。实时传输不仅是出现的时延非常小，而且最后得到的信号与初始信号的顺序以及时序也必须完全相同。互联网中多媒体数据流采用RTP实时传输协议，主要提供时间信息，以便实现多媒体数据流的同步传输。RTP有两个关键特性：第一是RTP有一个时间戳，使得接

7、收方可以控制回放；第二个特性便是每个分组包含一个序号，使得接收方能够分辨出数据丢失或无序交付。RTP本身不含确保传输实时性与质量的机制，而RTP以及RTCP的结合使用便可解决这一问题。RTCP协议会随着RTP协议运行而运行。服务器利用周期性RTCP分组数据中含有的当前已发送分组数据量和丢失分组数据的数量等信息，改变传输速率。因此，RTCP以及RTP结合使用，对提高实时数据的传输效率具有一定的作用。RTP对数据传输服务的可靠性并没有要求，一般采用UDP传输。通过RTCP与UDP配合使用，使传输效率最优化。为确保数据的保密性，系统采用加密性能较好

8、的非对称加密算法，即SM2加解密。其加解密过程如下：前端设备在向后端传输数据之前预先写入由后处理平台生成的公钥。公钥由后处理平台随机产生，并通过软件导出，如图2所示