远程传输

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远程传输范文第1篇

关键词：H.263CIFDCTIDCT运动估计与运动补偿

运动图像远程实时传输系统的网络传输部分架构在Internet之上，则现阶段Internet的状况是带宽小、延迟大、不稳定。所以为了获得良好的实时传输效果，除了改善传输控制机制之外，还需要实现高压缩比、低耗时、能达到实时压缩和解压缩效果的运动图像压缩方法。H.263是国际电信协会-电信标准化部门ITU-T（TheInternationalTelecommunicationsUnion-Telecom-municationStandardizationSector）于1995年通过的用于低比特率实时传输的视频编码协议。其设计初衷是满足带宽低于64kbps的低带宽视频应用需求，如视频会议、可视电话等。现在H.263也被应用于运动图像远程实时传输系统中，但原始的H.263在实时性和压缩比等方面还有不少可优化余地。本文针对具体的运动图像远程实时传输系统应用，在大量研究工作基础上提出多个H.263的优化策略，并取得了相当好的效果。

1H.263压缩算法的分析概要

H.263的输入视频帧格式为QCIF（QuarterCommonIntermediateFormat,大小为176×144）、CIF（CommonIntermediateFormat,大小为352×288）等。将每个视频帧分成许多宏块（MB-MicroBlock），每个宏块由4个Y亮度块、1个Cb色度块和1个Cr色度块组成。块（Block）的大小为8×8。H.263以宏块为单位进行视频帧的压缩。

H.263使用离散余弦变换DCT（DiscreteCosineTransform）减小空间冗余，使用运动估计和运动补偿（MotionEstimationandMotionCompensation）减小时间冗余。H.263有两种编码方式，一种是Intra方式，帧内编码，产生的帧作为关键帧-I帧；另一种是Inter方式，帧间编码，产生的帧作为非关键帧-P帧。

通过分析，将H.263压缩算法的流程图归纳为如图1所示。

通过分析和测试表明，DCT、运动估计和运动补偿是H.263最重要的部分，同时也是H.263实现中最耗时的运算环节。要提高H.263的运算速度，就要针对这些环节进行优化。

图1H.263压缩算法流程图

2转换函数、DCT和运动估计环节的优化

2.1色彩空间转换函数的优化

CIF格式基于YUV色彩空间，而应用程序中，大多数视频采集程序只提供RGB色彩空间的视频帧，因此需要建立从RGB色彩空间到YUV色彩空间的转换函数。

RGB到YUV的转换函数如下所示，其中Y为YUV色彩空间的亮度值，U（Cb）和V（Cr）为YUV色彩空间的色度值。

Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B；

Cr=V=(R-Y)×127/179;

Cb=U=(B-Y)×127/226;

H.263原有的色彩空间转换算法采用浮点运算，但浮点运算会消耗较多的CPU周期。为了加快视频处理速度，采用整形乘法和向右移位来代替浮点乘除，从而有效缩短了转换时间。

优化后的转换函数如下：

Y=((R×313524)>>20)+((G×615514)>>20)×((B×119538)>>20);

Cr=V=((R-Y)×743962))>>20;

Cb=U=((B-Y)×589244))>>20;

2.2DCT、IDCT算法的优化

二维DCT公式为：

二维IDCT公式为：

上述两式中，,n取8。

通过分析得出，DCT快速算法的实现可以有两种方式。一种方法是把已有的快速变换算法（如FFT、FHT等）映射到DCT计算中，这种方式多了一个映射环节，增加了计算的复杂度；另一种方法是从DCT变换本身寻找规律进行改进。

在H.263应用中，注意到两条规则：一是能量集中在少部分DCT系数上；二是随着量化步长的增大，被量化为零的DCT系数增多，而且对DCT计算的精度要求降低。于是，采用一种零系数预测策略，即根据量化步长，首先对DCT变换的输入数据分类，对于给定的量化步长，如果输入数据将要被量化为0，那么这些数据就不必做DCT运算，而直接将变换结果置为0。这样只需对部分数据进行DCT变换，因此节省了大量无效运算。另外，利用DCT的局部并行性，使用Intel的多媒体处理指令集-MMX来实现DCT计算，大幅度提高了运算速度。

2.3运动估计与运动补偿算法的优化

运动估计是指在参考帧中搜索一个与当前帧图像块最相似的图像块，即最佳匹配块，搜索结果用运动向量来表示。运动补偿是指利用参考帧和已求得的运动向量重构当前帧，氢重构帧和当前的差值作为当前帧的补偿值进行压缩编码。两者互相配合，共同实现压缩效果。

运动估计算法的研究从两方面着手：快速搜索算法和块匹配准则。

最简单的搜索算法是全搜索法（FS），这种算法精度高，但计算量过于庞大。为了加快运算速度，保证精度，人们提出了很多快速搜索算法：三步法（TSS）及基于三步法的改进算法、二维对数法（LOGS）、交叉搜索法（CS）、四步法（4SS）、预测搜索法（PSA）、钻石搜索法（DS）等。钻石搜索法是迄今为止综合性能最优的快速搜索算法之一，用于本次项目研究中。

块匹配准则决定何时找到最佳匹配块，从而终止搜索进程。传统的准则有绝对平均误差函数（MAE）、互相关函数（CCF）、均方误差函数（MSE）、最大误差最小函数（MME）等。由于传统方法没有考虑人眼的视觉特性，所以判断结果和人眼的感知相差较大。实际H.263采用的块匹配准则为MSE的替代准则SAD（绝对差和），两者的公式如下：

其中：F0和F-1分别代表当前帧和重构帧（参考帧）；k,l为待编码宏块在当前帧中的坐标；x、y为重构帧中参考宏块的坐标；N表示宏块的尺寸，此处为16。从公式中可见，SAD用绝对值运算代替了MSE的乘方运算，明显降低了运算量，从而可以加快计算速度。

测试表明，SAD的计算量要比MSE的计算量减少三分之一，而它们的图像效果相当。

此外，还可以利用硬件特性加速块匹配准则的运算速度，Intel的MMX技术提供了这种特性。SAD等块匹配准则主要针对短数据的重复计算，MMX增加了系统单个指令操作数据的数目（SIMD），从而可以在一个指令中完成多组数据的计算，实现并行机制，从而加快运算速度。

3提高压缩比的选择

H.263提供了许多高级模式来提高视频压缩比。从对压缩效率的贡献角度看，大运动向量模式、高级预测模式、PB帧模式和增强PB帧模式是最重要的4个高级模式。

在大运动向量模式和高级预测模式下，运动向量可以指到图像边界以外，增大了运动向量的表达范围，从而在本质上提高了运动补偿的精度以改善编码效率。

基本PB帧模式下，一个PB帧是一个P帧和一个B帧组成的整体。当前P帧由前一个P帧预测得到，B帧则由单一个P帧和当前P帧预测得到（见图2）。PB帧模式在增加较少比特数的情况下，将帧率提高了近一倍。

增强PB帧模式的主要改进点在于预测方式的增强。基本PB帧模式对B帧图像（或宏块）仅允许使用双向预测，而增强的PB帧模式对B帧图像则允许使用前向预测（见图3）、后向预测（见图4）和双向预测（见图2）三种手段。这样，在压缩过程中，有机会选择更适合的预测方法处理B帧图像（或宏块），从而提高B帧的压缩效率。基本PB帧模式的B帧只能通过双向预测获得，这对慢速运动图像效果较好。当输入运动图像存在快速不规则的运动时，B帧质量会急剧恶化，而增强PB帧模式的B帧有三种预测方式可选，可以解决这一难题。通过分析和测试表明，增强PB模式比基本PB帧模式有更强的鲁棒性，更适用于运动图像远程实时传输。

大运动向量模式和高运动预测模式由于增大了运动向量的表示范围，可以增强运动补偿的精度，从而提高压缩比；而增强PB帧模式引入B帧，有三种预测方式可以生成B帖，在相同帧率的情况下，将压缩比提高近80%，压缩效果明显。在实际程序设计中，笔者配合传输环境测试模块，在网络带宽较低时实现这三种方式的配合使用，发挥了更大的压缩效率，达到更高的压缩比。

4实验数据和性能分析

4.1算法优化测试

分别取100帧三种不同格式（SUB-QCIF：88×72，QCIF：176×144，CIF：352×288）的视频值，每20帧取1个关键帧，视频帧质量取6000，比较优化前和优化后算法的时间效率，结果如（图5）所示。

纵轴单位为毫秒，表示压缩完成所需时间。可见，要处理的视频帧越大，优化后的算法取得的加速效果越明显。

4.2增强PB帧模式压缩效果测试

远程传输范文第2篇

关键词：GPRS串行口心率网络协议处理E5112G18

引言

GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分组无线业务的简称，是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术。GPRS和以往连续在频道传输的方式（如GSM）不同，是以分包（packet）的形式来传输，信道是共享使用的，需要的时候才有数据包产生。用户可以随时进行数据传输，而不是每次都需要拨号上网。GPRS的数据传输速率可提升到56Kbps，甚至114Kbps。

随着医疗事业的发展，远程医疗（telemedicine）逐渐成为发展的方向。在很多情况下，都要求将现场采集的病人的各种生理参数传到医疗或中心站。如将急求车上病人的数据传输到医院，以及对一般非住院病人的病情监护（社区监护）等。由于GPRS技术的特点，使得它非常适合这一类应用。

本文中，将介绍一种基于GPRS技术的生理数据传输的方法。

1方法

实验中，采用GPRS数据模块G18来完成通信的任务，所以传输的生理数据为心率。由于GPRS技术是一种基于TCP/IP协议的分包传输技术，所以数据在传输前必须进行TCP/IP协议的封装处理。这个任务由协议处理芯片E5112完成。单片机测量心率数据，然后通过串行口，送至E5112进行TCP/IP协议的处理和封装，再送至G18发送。

由于心率数据采用TCP/IP协议进行分包传输，所以在接收端不需要再配置G18，只需一台以某种方式联入互联网（必须具有公司的IP地址）的计算机即可。计算机中的系统软件（Windows系统）具有TCP/IP协议处理功能，能提取出网络传输的心率数据，在屏幕上显示。系统框图如图1。

（1）G18

MotorolaG18是摩托罗拉嵌入式三频900/1800/1900MHzGSM/GPRS模块。该模块具有如下特点：①体积小（40mm×80.2mm×7.5mm）、质量软（22g）；②天线插座（型号MMCX）支持直线或直角连接；③支持9针RS-232串行接口（3VCMOS电平）；④内含用户识别卡（SubscriberIdentityModule,SIM）读卡器；⑤3.0～6.0V工作电压；⑥支持语音、数据、传真、短消息和WAP功能；⑦GPRS分组交换速率可达到57.6Kb/s；⑧待机电流7.2±0.5mA，使用时平均电流300mA;⑨支持CSD模式（AT命令集，包括GSM07.07和GSM07.05）和GPRS模式（AT命令集，支持GSM07.60和07.077.5版）。

G19通过36针ZIF插座（或28针双排针式插座）与外部连接。36针插座中包括模拟语音输入/输出和数字语音输入/输出接口，外部SIM卡读卡器接口，以及RS-232串行通信接口（3VCMOS逻辑电平）。由于本实验只用到了数据传输功能，且模块具有内置SIM卡读卡器，所以所有接口中只用到了RS-232串行通信接口。该接口采用串行异步通信方式，能自动识别波特率（300bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps）。在数据传输模式下，G18的初始化、功能控制以及数据的通信都通过RS-232串行异步通信接口进行，因此，该模块与外部的硬件接口相对简单，是标准的RS-232接口接法。

相比之下，该模块使用的通信协议则较为复杂，模块与外部所有的数据和控制信息都通过一套由字符组成的命令串（AT命令集）来完成，而这些命令串就是通过RS-232串行异步通信接口进行传递的。命令串都以特定的字符（AT）开始；以特定的字符结束；中间部分根据命令的类型、长度不定，主要包括下列指令类型：模块管理（模块开、关机，状态检测等），语音通信（拨号控制、通信状态报告等），数据、传真控制，短信息功能（短信息的撰写、管理和收发）。

（2）网络协议处理器E5112

E5112是上海精致科技有限公司研制的网络协议处理器，是完成TCP/IP协议的专用芯片，支持TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据文报协议）协议，实现将嵌入式系统直接与Internet相连。E5112具有客户机功能，可以主动请求TCP连接远方服务器通信。E5112也具有服务器功能，可以监听来自客户机的TCP连接请求，建立TCP连接通信。因此，使用E5112的系统之间只要知道对方IP地址和端口号就可以通过Internet进行通信。

E5112一端通过RS-232接口与G18连接，另一端通过并口与上位机相连。E5112提供透明通道和非透明通道两种工作模式。在透明通道模式下，E5112对单片机发出的数据不进行处理直接将数据发送到G18，收到的数据也原封不动地传递给单片机。在这个模式下，短消息和语音功能可以由用户自己通过AT命令来实现。在非透明通道模式下，单片机通过串口采用帧格式与E5112通信。

E5112帧格式以十六进制数7E开始，然后是类型、长度、数据三个字段，最后以十六进制数7E结束。类型字段表示本帧的类型。E5112共有输入和输出两大类型。输入帧有读网关IP地址帧、设置服务器端口帧、设置ISP电话号码和用户名用户密码帧、设置SOCKET插口帧、发送TCP数据帧、发送UDP数据帧、读源IP地址帧等共13种。输出帧有物理层失败帧、PPP协商失败帧、PPP协商成功帧、SOCKET关闭帧、接收SOCKET数据帧、接收源IP地址帧等共16种。长度字符存有类型、长度、数据三个字段的长度（字节数）。数据字段只有当有数据发送和接收时才存在。类型、长度、数据三个字段中如含有十六进制数7E，则必须进行转义处理。

由于E5112能进行TCP/IP协议和AT命令集的处理，所以编程者完全不需了解TCP/IP协议和AT命令集，只需向E5112发送符合帧格式的字符串，或接收E5112发出的帧，即可实现GPRS数据通信。

（3）单片机、E5112、G18之间的连接

E5112的接口是5V逻辑，而G18是3V逻辑，两者要连接起来使用必须要进行电平转换G18的RS-232接口输入针（TXD、DTR、RTS）具有5V的容限，最大可接收5.5V的电压，所以E5112的这三个输出脚可直接连接至G18相应引脚。G18的输出最大值不能达到E5112的输入容限，应进行电平转换，我们采用漏极开路的驱动芯片74LVC07完成这一功能。图2为某一路信号进行电平转换的电路，74LVC07电源为3V，所以可以接收3V输入；而输出端经一上拉电阻连至5V，所以输出被上拉至5V。

由于上位机只提供并口与上位机连接，所以在单片机与E5112之间插入一个串并转换芯片16C550，进行串行和并行数据的转换单片机、E5112之间的连接见图3。

（4）心率采集

心率采集采用了从心电信号中提取的方法。采集得到的心电信号放大后，经心率检测电路转化与心电R波同步的脉冲，再由单片机计时测量其频率，求倒数可得心率值。心率数据经单片机测量完成后，存储在单片机的存储器中，需要时经串行口发送，进行无线传输。

（5）单片机采用了AT89C51，单片机的软件采用C语言编制。心率脉冲连接至0号外部中断引脚（INT0），定时器0设为连续计时。每当INT0产生中断，即将定时器0数值记录下来，减去上次的记录值，计算心率数值。

单片机串行口设为方式1，波特率为9600bps，1位停止位，无奇偶校验。上电后，首先向E5112（通过16C550串并转换）发送设置ISP电话号码、用户名及用户密码帧，其中ISP电话号码必须为“*99#”，用户名和用户密码可以任意设置，但不能为空。成功后，再向E5112发送拨号指令，等待应答帧，当接收到PPP协议成功帧，则拨号成功，否则需继续拨号直至成功为止（拨号成功后，网络连接就一直建立，有数据发送时即可即时发送，不需要拨号）。然后，向E5112发送SOCKET设置帧，设置本地、远端的IP地址和端口，如成功，则点和点通信环境已建立，调用发送TCP数据帧和发送UDP数据帧就可以发送心率数据了，其中心率数据置于TCP和UDP数据帧的数据字段中。

（6）接收端编程

在接收端的计算机上，主要应用VB的一个Winsock控件来实现接收发送的生理参数。利用WinSock控件可以与远程计算机建立连接，并通过UDP或者TCP协议进行数据交换。这两种协议都可以用来创建客户与服务器应用程序。

使用时，只需在接收窗体中插入一个Winsock控件，将Protocol属性设定为使用的协议（TCP或UDP），设置远程（单片机端）IP地址和端口，调用Bind方法，即可建立双方的连接。当单片机端发送心率数据时，将触发Winsock控件的DataArrival事件，在事件处理程序中读取GetData属性的内容，即可获得远端发来的心率数据。

端口的设置可以任意，但最好大于1000，以避开与常用的端口冲突。

（7）实验过程

由于条件限制，接收端计算机上网方式选择了有线电话拨号方式，以获得公网IP。实验时，首先接收端需拨号上网，获得本地的IP地址，运行VB接收程序。然后，在单片机程序中设定远端IP地址和端口，运行单片机C语言程序，检测心率并发送。这时接收端计算机就能收到心率数据并显示。

2结果与讨论

实验中，传送的心率数据都准确地无误地到达了接收方，传输质量非常稳定，且传输距离可以达到GSM网络能达到的地方。GPRS能实现“永远在线”，所以一旦建立GPRS连接，就可以随时发送数据，不需再拨号。由于心率数据传输的频率和数据量不大，所以耗费的GPRS通信费也是很少的。

远程传输范文第3篇

随着现代科学技术的飞速发展，我国的船舶行业也得到相应的支持，船舶的制造、管理手段有了明显进步，相对于船舶的建造、质量、管理等方面也都提出更高的标准要求。现代船舶的管理理论是将无线传输技术融入到船舶远程管理中，形成一项专业技术理论的管理方法。本文中对无线传输技术下船舶远程管理进行研究。

【关键词】无线传输技术 船舶 远程管理

船舶的建造通常投资大、造价高、建造环境差、施工地点多变，为了提高船舶的有效运行和可靠性，船舶的管理方法需要得到创新。随着自动化技术和无线传输技术的发展，基于无限传输技术在船舶的远程管理中得到了大量应用。

1 无线传输平台在船舶远程管理中的应用

无线传输平台包括了船台端、服务端和客户端三个层面。运行的原理是：船台端的数据通过无线网络接入到Internet，由Internet接入到服务端，再将数据存储于数据库中。用户可以在客户端通过访问服务器对船舶进行实时监控。无线传输系统可以支持多个客户端的运行。

无线传输的内容包括船舶定位系统数据（DPM）、系统监控数据（SCADA）和系统报警数据（AMS）。

DPM能够显示出船舶的运行现状；SCADA能够采集到监控数据和控制系统，显示出全船的机械控制和状态；AMS能够显示出船舶设备运行的状态并能够激活报警系统。

2 无线传输技术在船舶远程管理中的应用

无线传输技术分为5种技术：VPN技术、CDMA1X技术、低宽带的通讯技术、实时传输技术和历史数据传输技术。

VPN技术是Virtual Private Network的缩写，中文翻译为虚拟专用网。此技术是利用公共网络接入到IP网络中，通过数据传输将用户的数据通过IP网络传送给目的网络的一种网络服务。

VDMA1X技术的特点是传输速度快，能够达到100Kb/s；网络容量大、接通率高；网络覆盖面广，安全稳定，不掉线。

低宽带的通讯技术为船舶提供了方便，船舶的运行中信号强度较弱，路由器在运行中经常断线，低宽带的应用采用点到点传输，传输率为2Kb/s，并且是相对传输。

实时传输技术是将船台端、客户端的信息数据通过网络连接，远程向各个船舶船台端发送数据，此种传输技术拥有自动检测功能，当传输过程中，在一定的时间内，对方没有接受数据，实时数据将终止传输。

历史数据传输是当系统中生成一种新的数据时，便将之前数据存入到时间队列中，保存成一定时间内的文件。由于历史数据的容量非常大，远程船舶的数据受到宽带传输的限制，如果长时间内未完成传输，数据造成积压，这种情况下，未上传的数据将存入未传数据列表中，等宽带空闲时，用户手动上传。

3 无线传输技术的组成

3.1 硬件组成

硬件组成主要由路由器、服务器和工作站组成。

船舶的自身已经安装了DPM、SCADA、AMS系统，在使用无线传输技术时需要做好网络安全保护，因此，需要选用带有防火墙功能的路由器，这类路由器应该选用ETPro系列的无限VPN路由器，可以具有拨号功能，并配有1-2个SIM卡槽，可以使用无线上网功能的SIM卡；服务器可以选用惠普公司的企业服务器；工作站可以选用惠普公司的商用计算机。

3.2 软件组成

软件是由船台端、服务端和客户端组成。

3.2.1 船台端的上传程序功能体现在

与服务中心建立通讯连接，需要用户验证；能够接收服务器的指令；具有主动上传实时数据功能；具有主动上传历史数据功能。

3.2.2 服务端中心程序的主要界面和功能体现在

能够与船舶平台、客户端之间建立通讯连接；接受船舶之间的上传数据；向船舶平台发送指令；向客户端发送数据；向客户端提供历史数据下载；分析船舶之间的历史数据。

3.2.3 客户终端程序的功能展示在

能够与服务中心建立通讯连接，并需要对用户进行验证；能够接受服务中心的数据；下载历史数据；选择下载船舶的实时数据。

4 实际应用效果

无线传输技术运用在船舶远程管理中，在网络信号覆盖区域中，全船的三大系统中的全部数据均可以在5秒内上传完成。并通过数据分析处理程序将船舶的耗油量、日产量、月产量等进行分析，并且在网络不通畅的情况下，可以断点传输，保证了数据的完整性。

在船舶施工过程中，可以通过无线传输技术对船舶进行远程指导、管理，提高船舶制造效率。例如，一搜挖泥船月平均产量在30万方左右，若使用远程传输系统进行作业指导，则月产量可提升约3万立方米，这直接提高了船舶的经济效益。另外，船舶的工作环境差、机械磨损大，利用远程无限传输系统对船舶进行整体监控，使船舶管理人员对船舶的工作情况十分清楚，能够及时发现设备故障，并及时准备备件，能够有效提高船舶的工作效率和运行时间。

5 无线传输技术在船舶远程管理中的意义

使用无线传输技术，能够对船舶的运行对工作进行实时监控。如果船舶的工作地点较为陌生，可以通过无线传输技术对陌生水域进行分析，及时提供专家的专业指导意见，能够提高实际经济效益，并且可以减轻人力投入，管理人员只需在监控室内进行传播监控，就可以将多艘船舶进行施工作业指导，极大的减轻了人力资源，并提高了生产效率。

6 结论

无线传输技术是一种新型的船舶管理系统，应用初期便得到行业的认可。随着系统应用范围的扩大及完善，建立起具有管理控制的远程传输平台，对与船舶制造与管理方面十分有利，船舶工艺水平也明显提高，增加了企业的市场竞争力。

参考文献

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[3]姜兴家.基于B/S的船舶远程监控系统的设计与实现[D].大连海事大学，2010.

[4]宋新刚.BP神经网络在远洋船舶远程监控中的应用研究[D].大连海事大学，2010.

[5]聂怀云.基于μC/OS-Ⅱ和GPRS的船舶远程监控系统研究与设计[D].南京理工大学，2013.

远程传输范文第4篇

【关键词】温度采集 msp430 单片机 短消息 液晶显示

1 绪论

随着科技的发展和自动化水平的提高，温度的自动监测已经成为各行各业进行安全生产和减少损失采取的重要措施之一。特定场合下由于监测分站比较分散、偏远，采用传统的温度测量方式周期长、成本高，而且测量员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低，且不便于管理。本文设计了一款既可在现场显示采集到的数据，又可对数据进行远程传输温度采集系统，该系统采用美国DALLAS公司生产的DSl8820数字温度传感器，通过LCD液晶模块进行现场显示，当现场人员离开时，系统可通过现有的GSM网络将监测结果以短信方式发送至相应的监控终端（如手机、PC机）。

该系统具有结构简单、可靠性高、功耗低等特点，可广泛应用于油气井场、电力电缆火灾监测、粮仓及物资仓库温度监测。

2 硬件设计

本设计硬件设计的总体框图如图1所示。

2.1 单片机msp430F1222

本系统采用的单片机为TI单片机msp430F1222。TI公司的MSP430系列是一个特别强调超低功耗的单片机品种，另外该系列的CPU采用16位精简指令系统，集成有16位寄存器和常数发生器，发挥了最高的代码效率。它使用数字控制振荡器（DCO），使得从低功耗模式到唤醒模式的转换时间小于6us。在目前越来越注重功耗和效率的形式下，该系列单片机无疑是一个合适的选择。

2.2 一线总线型器件DS18B20

温度采集选用的一线总线型的数字温度传感器DS18B20，所谓一线总线，就是传感器以一条总线作为输入和输出。

DS18B20的特点：

（1）测量温度范围：-55°～+125°，在-10°～+85°范围内，精度为±0.5°，满足大多数场合的温度测量要求；

（2）现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，能够大大提高系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量；

（3）工作范围3V～5.5V，使系统设计更灵活、方便。

（4）零功耗等待。

同时每个DS18B20都有一个独特的片序列号，所有多只DS18B20可以同时连到一根总线上，这样就可以把温度传感器放到许多不同的地方。

2.3 液晶显示器

采集到的温度首先通过LCD液晶显示器显示。LCD液晶显示器的构造是在两片平行的玻璃中放置液态的晶体，玻璃中间有许多平行和水平的细电线，通过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生图像和文字。常用的LCD有笔段型、字符型和图形型：笔段型以长条状显示像素组成一位显示，字符型和图形型采用点阵列来进行字母、数字和符号的显示；图形型LCD可灵活显示任意点阵图形，实用性好，应用最广泛。本系统使用的液晶显示器为MGLS-19264是一款图形型LCD。

2.4 GSM模块TC35i

当采集到的温度超过程序设定的温度报警阈值时，系统会通过GSM模块将报警信息传到预先设定好的手机号上，实现远程报警功能。

目前，国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等，而且这些模块的功能、用法差别不大。本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。该模块设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频（GSM900/GSMl800）、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。

TC35i 的数据输入/ 输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232 接口标准。它有固定的参数：8 位数据位和1 位停止位，无校验位，波特率在300bps～115kbps 之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS 电平，支持标准的AT 命令。

3 软件设计

3.1 DS18B20测温

由于DS18B20特殊的一线总线结构，要求系统必须提供严格的时序以保证能够正确地采集和读出当前的温度，如图2所示。

3.2 TC35i模块发送短消息流程

当采集到的温度超过设定的阈值时，单片机会向设定好的手机号发送报警短消息，发送短消息的流程如图3所示。

3.3 系统工作流程图

如图4所示。

4 结论

温度采集采用DSl8B20，非常适用于多点、恶劣环境下的温度监测；采用LCD显示直观方便；GSM模块利于系统集成，成本较低，运行稳定可靠，适用于远距离监测且不受地形条件的限制，基于以上特点，本系统有着广泛的应用前景。

参考文献

[1] TC35i Cellular Engine Hardware Interface Description.Siemens Version00.03.

[2] 樊宇，程全，徐朝辉. 基于GSM 模块的L ED 显示屏设计[J] . 国外电子元器件，2006 （6） ：63266.

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[4] 常旭东，洪丽，王志福.基于GSM 短消息的远程报警和控制系统.江西科学，2006（4）：191―200.

远程传输范文第5篇

关键词：网络；远程视频监控；323加密；解密

tudy on ecurity of Internet-based Remote Video Monitoring ransmission

ZANG Yuanfeng

(Minxi Vocational and echnical College,Longyan,364021,China)[J13]

Abstract：Network-based video monitoring system has attracted more and more attention,how to ensure the security of remote video monitoring system should be given a deep studyhe article presents a method of remote video monitoring using 323 communications protocol to achieve securityBased on 323 protocol,the method increases the safety-certification being involved in the system by monitoring end in the process of call control and improves the security of remote video monitoring businessFurthermore,the corresponding video monitoring system has not only the perfect call control and media control process,but also the good interoperability and scalability due to having used standard 323 multi-media protocol

Keywords：network;remote video monitoring;encrypted 323;decryption[J12/3]

1 引 言

随着Internet网络的迅速发展，基于Internet网络的各种应用层出不穷，远程视频监控是其中很有发展前景的应用之一。一方面视频压缩技术有了很大的发展，另一方面光纤到楼，光纤到户以及ADL等多种网络接入方式，使企业、家庭等不同用户都能方便地享受宽带Internet网络，用于家庭安全、工业控制等的基于Internet网络的远程视频监控系统已开始成为研究的热点。

目前基于Internet网络的远程视频监控系统一般采用比较简单的呼叫控制流程，如采用自定义的呼叫建立命令，而且对于视频监控系统的安全性也考虑不够充分，有的系统增加了用户认证，在远程监控端设置服务器，存放注册用户的用户名、密码以及其他信息，只有合法用户才可以呼叫本地监控端［1］。但这种安全方案中只是保证了主叫端用户登录时的安全性，而且用户管理报务器集中存放了用户名和密码，很容易成为黑客攻击对象，一但用户安全信息被窃取，整个系统的安全性就被破坏了。如果在后续的呼叫控制过程中增加被叫端参与安全认证，就可以大大加强远程视频监控业务的安全性。

2 基于Internet网络的远程视频监控系统

基于Internet网络的远程视频监控系统如图1所示［2］，包括远程监控端和本地监控端。本地监控是位于监控现场的独立的嵌入式设备，负责本地音频信息的采集、编码、加密和传送，并负责对以下第3节中提出的远程监控密码的安全认证。

远程监控端是具有远程监控功能的计算机或IP可视终端，负责对以下第3节中提出的远程监控密码进行加密和传送，并负责在远程监控密码被安全认证通过之后，对被监控端音视频媒体数据进行解密、解码和播放。远程监控端与本地监控端之间通过Internet网络连接。

3采用323协议实现安全的远程视频监控的方法和原理

IU- 323协议体系为现有的分组网络提供多媒体通信的标准，它规定基于分组网进行两点/多点实时媒体通信的系统逻辑组件、消息定义和通信过程［3］。323已广泛地应用于可视电话、视频会议等IP宽带业务中。

这里所描述的实现基于Internet网络的安全的远程视频监控的方法是在．323多媒体通信协议流程的基础上，增加了远程监控密码的加密、传送、解密和验证的过程，以及在远程监控密码通过验证后，本地监控端的音视频媒体数据的加密、传送和解密的过程。

采用323协议实现安全的远程视频监控的方法主要包括以下3个部分［4］：

(1) 利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程；

(2) 远程监控密码的加密和解密过程；

(3) 音视频媒体数据的加密和解密过程。

31.利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程[B)]

利用323消息流程传送和验证远程监控密码的过程，可以有2种方式，一种方式是在呼叫控制流程中传送和验证远程监控密码，另一种方式是在呼叫控制和媒体控制过程后传送和验证远程监控密码［］。

311 方式一

如图2所示，在呼叫控制流程中传送和验证远程监控密码的方式，具体过程如下：

（1） 远程监控端呼叫本地监控端，将远程监控密码暗文作为22消息中的扩展项传送至本地监控端；

（2） 本地监控端接收到22消息，从扩展项取出远程监控密码暗文，解密后与本地监控端存储的监控密码进行比较，如果比较结果一致，密码验证通过，则进入24媒体控制交互流程，如果24交互成功，则本地监控端开始向远程监控端传送被监控现场的音视频媒体数据；如果比较结果不一致，密码验证失败，结束通信。

312 方式二

如图3所示，在呼叫控制和媒体控制过程后传送和验证远程监控密码的方式，具体过程如下：

（1） 远程监控端呼叫本地监控端，呼叫成功并且24媒体控制交互成功，则本地监控端要求远程监控端输入远程监控密码；

（2） 远程监控端采用DMF（Double one Multi Frequency，双音多频）方式以每次单个字符传送远程监控密码暗文；

其中，DMF可以采用以下4种承载方式之一对暗文的远程监控密码进行打包传送：

① 通过Q931信息传输;

② 通过24的IGNAL字段传输;

③ 通过24的IRING字段传输;

④ 通过RP音频逻辑通道传输，载荷类型为101，遵循标准RFC2833。

（3） 本地监控端接收远程监控密码单字符暗文并解密、保存，当收到远程监控密码结束符或设置的接收远程监控密码定时器超时，则将收到的远程监控密码与本地监控端存储的监控密码进行比较，如果比较结果一致，密码验证通过，则本地监控端开始向远程监控端传送被监控现场的音视频媒体数据；如果比较结果不一致，密码失败、结束通信。

以上2种方式中，方式一的优点是远程监控端与本地监控端通信流程比较简洁，而且由于监控密码的验证在呼叫控制阶段，因此如果密码验证失败，则不需要再进行24媒体控制等流程，系统对于监控密码错误的响应时间很快。方式二的优点是除加密、解密部分以外，远程监控端可以是支持DMF的普通323终端，22呼叫控制和 24媒体控制都是标准流程，不需要定制。

32 远程监控密码的加密和解密的过程

远程监控密码以暗文方式传送，它由远程监控端发送，本地监控端接收和验证。首先，被监控端需要配置和保存远程监控密码。可以使用统一的远程监控密码，也可以采用不同的呼叫别名对应不同的远程监控密码。监控密码一般会有一定的位数限制，数据量很小，因此远程监控密码的加密可采用公钥加密算法，如RA算法。具体过程如下：

（1） 远程监控端获得本地监控端的公钥；

（2） 远程监控端采用公钥加密算法，使用（1）中公钥加密远程监控密码，并发送给本地监控端；

（3） 本地监控端接收到监控密码暗文后，使用与（1）中公钥对应的私钥将暗文的监控密码转换为明文监控密码。

33 音视频媒体数据的加密和解密过程

被监控现场的音视频媒体数据是由本地监控端发送，远程监控端接收。音视频媒体数据以加密的方式进行传送。音视频媒体数据量大，它的加密和解密可以使用对称密钥加密算法与公钥加密算法相结合的方法，即大量的音视频数据的加密、解密使用对称密钥加密算法，如DE算法，而利用公钥加密算法安全地交换执行对称加密时使用的机密密钥。具体过程如下：

（1） 本地监控端创建一个随机机密密钥，本地监控端使用该机密密钥，采用对称密钥算法加音视频媒体数据；（2） 本地监控端获得远程监控端的公钥，并使用该公钥，采用加密算法加密（1）中的机密密钥；

（3） 本地监控端将暗文机密密钥和音视频媒体数据一起发给远程监控端；

（4） 远程监控端使用与（2）中公钥对应的私钥将暗文机密密钥转换为明文，再利用该机密密钥将暗文音视频媒体数据转换为明文数据。

4 结 语

这里针对目前基于Internet网络的视频监控系统的一些问题，提出一种采用323通信协议实现安全的远程视频监控的方法，该方法在323协议的基础上，增加了系统在呼叫控制过程中本地监控端参与的安全认证，加强了远程视频监控业务的安全性，克服了仅在主叫端增加用户管理服务器，安全性易于受到破坏，维护成本高等缺点。

另外，由于采用标准的323多媒体协议,使相应的视频监控系统不仅具有完善的呼叫控制和媒体控制过程,而且具有较好的互通性和可扩展性,并可根据用户的需求增加其安全策略和附加功能等。

参 考 文 献

［1］王萍，陈孝莲，林善明，等基于IP组播技术视频传输系统的设计与实现［J］计算机工程与设计，2004,2(12):2 34-2 36,2 39

［2］李虎，林中远程网络视频监控系统的设计与实现［J］现代电视技术，2004(6):1-3

［3］ 蔡婷婷，朱秀昌323中RP/RCP协议的分析与实现［J］世界网络与多媒体，2001():33-36

［4］王汇源，王峰一种用于远程图像监控系统的视频编码方案［J］计算机工程，2004(4):22-23

［］雷国雨，姜颖典型加密算法分析与信息安全加密体系设计［J］西南科技大学学报，200(4):26-28