基于智能手机的动环云视频探索

周 平，何 霞，邹 乾

（中国移动江苏公司苏州分公司，江苏 苏州215000）

1 基站现状

1.1 基站内设备种类、数量不断增多，现场情况复杂多变

随着移动通信网络进一步向LTE演进，目前，基站内设备种类、设备数量均快速增加，站点建设情况也越来越复杂。这直接造成了基站内现场情况复杂多变，故障种类也逐步增加，使得现场故障的情况难以用语言描述清楚，同时，专业术语的增加也造成了现场与监控中心维护人员的沟通困难。

1.2 全专业代维导致现场维护人员所需要掌握的知识大量增加，维护人员需要更多技术支持

目前，移动基站采用全专业代维管理模式，代维人员不分专业。因此，代维人员需要对现场的无线、传输以及配套的电源、空调等设备均有了解，但个人的知识范围毕竟有限，面对情况多变的故障现场，维护人员所需要的远程技术支持明显增多，技术支持的复杂度也明显升高。这里统计了2012年3月～12月的网络基站动力专业因为寻求技术支持时交流不畅而二次上站的次数，在这10个月中，仅基站动力专业就一共发生上站86次。这些二次上站的情况一方面消耗了不必要的人力物力，同时也延迟了故障处理的时间，造成安全隐患。

1.3 现场零星施工、巡检工作检查消耗了大量人力物力

根据统计分公司运维部全年一共发生零星施工2 672处，同时根据基站巡检的要求，每个站每月巡检一次，因此，全年共计发生巡检工作8 400多次。这样庞大的施工、巡检规模，需要检查人员投入大量的人力物力进行全面检查。根据正常要求，对零星施工、巡检的抽查比例要大于20%，折合约2 214次，按平均每个工作日可以检查7个站点计算，则全年需要约316.3个工作日才能够检查完成。这也需要建立一种远程检查基站巡检、施工质量的方法，减少检查工作所消耗的人力物力。

根据以上分析，需要建立一种视频监控系统，该系统能够监控到基站内每个角落的情况，能够有选择性的进行图片和视频的存档工作。

2 方案内容

（1）目标描述

该课题的目标是建立一种可以全面观察基站现场各个区域情况的视频监控系统，由于该类视频为单向视频，参照基站内现有的同类型视频监控的延时要求，要求视频延时不超过4 000 ms。

（2）具体分析

针对这一目标，进行如下分析：

a.视频监控设备的廉价

由于此类监控是针对人员巡检、基站施工、故障处理三类情况进行监控，其特征为监控发生时均有人员在现场，因而可以保证现场有足够的光照。在这种条件下，监控摄像头只需要具备最基本的监控功能即可，不需要夜视、红外灯功能，市场上此类监控摄像头的报价普遍在200元以下，相对于基站的建设、维护成本而言，十分廉价。

b.基站内传输资源充足

随着基站传输设备的升级，基站内有较为丰富的传输资源，基站内普遍有冗余的2M传输资源，可以通过独立开启完成视频监控。而基站内现有的环境监控也都有独立2M传输电路，且该电路仅用于传输一些开关量以及少量的模拟量，资源利用率低。

c.现有基站已有固定视频监控设备且运行稳定

目前基站内已经有较多摄像头站点配备了独立的固定监控摄像头，这些用于监控人员的进出与防盗，不能满足对施工、巡检质量的观察之用。这些摄像头均采用2M电路进行传输，监控图像质量稳定，且时延很小。

从以上分析可以看到，目标课题的视频系统可以参照现有的固定监控方案略加改进，并以较为低廉的价格引入少量硬件，即可以满足要求。

3 项目具体技术

从实现成本最低考虑，采用“增加移动摄像头”模式作为方案的实现模式。并根据其硬件组成与传输逻辑将系统分为如下3个部分。

3.1 将手机摄像头作为云视频监控摄像头

鉴于网络上有大量已经开发出的可以免费使用的监控摄像头类APP，为保证APP的质量和便于操作，首先制订了适合的手机APP的应用标准，如表1所示。

表1 适合的手机APP应用标准

随后，再用91手机助手等软件搜索“IP摄像头”关键字，选取其中最靠前的4个APP进行安装。安装完毕后，分别对四款APP进行测试。最终选用了“IP摄像头”APP作为手机云监控类APP，且该APP为绿色软件，可以直接下载使用，不会产生费用问题。

调整手机APP的监控摄像头像素及视频质量，在2 M传输情况下无卡顿现象且传输时延＜2 000 ms。

对手机拍摄形成的流媒体而言，其影响因素主要包含3个，编解码方式、图像分辨率和图像质量。由于手机APP类视频已经普遍采用了优化的编解码方式，这一因素已经可以排除在外。因此，针对图像分辨率和图像质量两个因素对监控结果卡顿情况影响能力进行了分析，如表2。

表2 图像分辨率和图像质量对照

为了防止图像卡顿，我们首先用无线路由器组建了一个局域网，并将局域网每个IP的网速限制在2M以下。随后，在手机上打开APP、并在电脑上打开对应的网址，使电脑上可以观察到手机拍摄的画面。由于影响画面卡顿的原因主要是视频数据流的大小，而数据流大小的主要影响因素是图像分辨率和图像质量，因此，利用正交试验法对这两个因素进行测试，看视频监控过程中是否有卡顿现象，以此寻求最优的视频参数设置，如表3。

从表3可以看出，第9号试验图像质量最好且无卡顿现象，虽然图像分辨率较低，但是由于摄像头可移动，分辨率低可以通过拉近观察距离来克服。因此，我们将APP的图像参数设置为分辨率800＊640，图像质量为50。

3.2 在基站内建立WiFi覆盖，覆盖范围＞5 m

目前市场上主流的无线路由器有TP－LINK和DLINK两类，二者相比较而言，TP－LINK使用较为方便，而D－LINK安全性较高，更加适合于企业级的应用。为保证使用人员上手简易、操作快速，采用TP－LINK类型的无线路由器。为了保证每位操作人员使用正确，我们将TP－LINK的操作手册下载后，用手机截屏替换其中部分内容，做出简化修改，保证使用人员在不需要他人指导的情况下顺利完成设置。

表3 最优的视频参数设置

将全部站点的配置情况导出，并张贴至各个基站，保证进入站点即能看到目标IP地址。

3.3 开发中心软件实现手机监控视频信号的显示、存储以及图片上传及管理

（1）我们在网上寻找了大量流媒体存储软件的信息，找到了开源的VLC软件，通过对软件关键接口代码的分析，顺利的对该开源软件的核心代码进行了再次开发，制作了类似于网页形式的流媒体录制软件。

（2）利用普遍使用的Serv－U软件，在服务器上组建了FTP服务器，并对服务器设置了相应的用户名和密码。

（3）开发了图片类文件管理系统。测试结果表明，全程测试的视频对话无卡顿现象，视频播放流畅且清晰，视频中能够清晰的分辨条形码上的数字。

4 效益分析

4.1 图片上传系统测试情况

系统整体开发完成以后，在圆融大厦基站进行了测试，拍摄了5张照片以后，用FTP软件上传到了监控中心，10 min后从系统中调取图片，结果显示，图片顺利上传至中心，能够顺利实现自动分配、并有效记录了时间、站点信息，如图1。

4.2 视频系统测试情况

在图片上传系统测试顺利完成以后，又对视频监控系统进行了测试，为了保证测试的准确性，我们在红枫林基站先后进行了10次测试，要求每次测试的视频时长不低于5 min、每两次测试之间间隔不少于3 min。经过测试，10次视频对话的延时如图2。可以看到：延时均在4 000 ms以内，即使在打电话的过程中，视频过程也无任何卡顿现象。

图1 视频监控对话界面

图2 手机视频监控延时测试图

4.3 项目效益

（1）经济效益

应用本次课题的成果，顺利实现了以现有的动环监控系统为平台，通过新增简单的便携式无线路由器，将维护人员随身携带的智能手机扩展为动环监控的监控摄像头的功能，充分挖掘了现有硬件条件的潜力。这一系统使得现场与监控中心的沟通更加顺利，有效减少了人员检查与排除故障所需要的出车次数，并使维护人员对施工、巡检的检查效率大大提高。自从该系统2013年8月份试用以来，一共进行了23次远程视频指导、远程检查了139个基站的零星施工工作质量。相当于减少了23＋int（139／7）＋1＝43次出车。按照当地的平均工资，每天人力成本约200元计算，相当于节约了人力200×43＝8 600元。在交通费方面，每次出车来回平均需要约70 km，按照每百公里耗油9 L计算，节省汽油费7.66×9×（70×43／100）≈2 075元，合计为8 600＋2 075＝10 675元。扣除购买路由器的费用2 000元，共计取得效益10 675－2 000＝8 675元。

（2）社会效益

在没有大规模投资的条件下，我们顺利实现了远程与现场的视频通话，解决了长期困扰维护人员的远程与现场交流不够直观、语言描述难以呈现复杂现场情况的问题，并能够大大降低维护人员检查施工、巡检工作质量的效率，也降低了施工、巡检工作中存在的风险，大大提升了人员的工作效率和工作安全性。

5 结束语

在云计算时代，利用云计算的思路开发出云视频监控系统，将现场人员变成中心技术支持人员的“手”和“眼”，能够有效减少维护人员的上站次数，提升人员的工作效率，减少车辆的使用。这对减少能源消耗和尾气排放，净化城市环境都有重要的作用。随着该项目的进一步推广，将更加有效的较少维护过程中的能源消耗与污染，也更加体现了企业的社会责任感。