【2006-0-12 摘自ASMAG.COM全球安全技術網】
未來監控系統的發展,應會大量運用於Internet及無線通訊網路,更貼近人性化的使用,為讓使用者能充分享受及使用平台所提供的各式各樣服務,可支援此一系統架構的用戶端產品將是未來的主要趨勢。整合無線通訊技術的平台,提供監控產品絕佳的解決方案,是目前各大監視系統業者所鎖定的方向。
適用於行動監控的無線傳輸方式
通訊系統是由三個部分構成的,分別是資訊傳送端、資訊接收端,及其間的資訊傳遞路徑。如果想要在移動時達到資訊交換的目的,或是利用移動性設備來交換資訊;傳遞路徑要必須具有移動性,不能有實體的連結,像電線就不適用這樣的條件。因此,沒有實體連接而又能精確地攜帶大量資訊,就是行動通訊當中,最方便又有效的傳遞方式。
行動通訊的發展
第一代行動通訊
技術種類為AMPS,也就是類比式行動電話系統,是最早期的行動電話系統,它的傳輸速率無法提供資料傳輸,主要是提供一般語音通訊服務。
第2代行動通訊
技術種類為CDMA(劃碼多路進階)以及GSM(泛歐數位式行動通訊)兩種,CDMA的採用國家為美國、巴西、印度及墨西哥等,GSM主要是歐洲國家使用,台灣的電信系統也屬此型,2G的傳輸效率可以做少量文字的傳送,以WAP(無線應用通訊協定)服務來說所提供的傳輸速率為9.6Kbps;第一代與第二代不同主要在於資料以數位呈現。
第2.5代行動通訊:簡稱2.5G
整合封包無線通訊服務(General Packet Radio Services, 簡稱GPRS),是一種運用於泛歐數位式行動電話(GSM)的新技術,在現有GSM網路上加裝GPRS設備後,可以增加數據的傳輸速率。
目前最多人使用的無線通訊當屬全球行動通訊(global system for mobile communication,GSM)系統,在有線通訊上則是當紅的網際網路,彼此獨立,互不相連。整合封包無線通訊服務(general packet radio service,GPRS)。這種技術標準的制定與發展,改變這兩種網路互相獨立的現況。GPRS是在現有的GSM 網路上,加上幾個數據交換節點,使得GSM 網路能夠和網際網路互相連接,GSM 網路無線傳輸的便利與網際網路資訊的豐富都能彼此共享。
現有GSM加裝GPRS設備後,傳輸速率理論上可以達到115Kbps的速率,但是要達到如此快的速率會占據系統太多語音頻寬,在此因素阻礙下,GPRS目前的傳輸速率不致太快,已問世的GPRS手機提供下載的速率只有28.8kbps,遠遠不及家中上網的速率。
雖然國內許多業者都已相繼推出提供無線應用軟體協定服務WAP(Wireless Application Protocol),使用戶可以用行動電話連接網際網路的加值服務。然而傳輸速度以及上網費率高,加上支援WML(wireless markup language)的網站不多,內容不夠豐富,普及率並不高,但截至現在統計數據顯示,使用行動數據加值服務的用戶數已有大幅度成長,顯示行動加值服務已經成為市場所需,其中簡訊功能是國內市場較受歡迎且成熟的數據傳輸應用。
第3代行動通訊 :
首先,3G僅是簡稱,一開始是ITU(International Telecommunication Union,國際電信組織)為了替新一代的無線通訊制定一個全球性的標準,因此提出IMT-2000的概念。經各個電信標準團的提案和整合,IMT-2000在技術上有五種,分別為:
1、IMT-DS (W-CDMA FDD) 歐洲、日本。
2、IMT-MC (CDMA 2000) 美國。
3、IMT-TC (WCDMA TDD & TD-SCDMA)中國大陸。
4、IMT-SC (UWC136)。
5、IMT-FT (DECT)。
根據目前世界各大電信業者所採用的系統,大體上是以前兩種為主。3G的傳輸速率可以到2Mbps,但這僅在室內環境,且使用者不移動的情況下,勉強可以辦到,384kbps是室外環境步行使用者(移動速度小於5km/ hr)可以達到,128kbps/144kbps是慢速移動(市區移動速度,大約小於60km / hr)中的車輛可以達到,64kbps則是高速移動中的車輛(移動速度大於60km / hr),但到目前為止,所有的實驗數據指出,這些速率僅能在非常理想的狀況下才能辦到,目前全球已有100家以上的業者開台,預估今2005年底用戶數可達到5000萬戶。
第4代行動通訊 :
隨著電信技術的腳步而另一項通訊技術,號稱4G的「移動式WiMAX」(World Interoperability for Microwave Access)預估在2006年初陸續完成,傳輸速率更可達54Mbps,從2003年開始,在Intel等國際大廠投入WiMAX之後,開啟了各國包含晶片業者、系統設備業者以及電信業者的積極投入。2004年隨著WiMAX的第一個商用標準802.16_2004的底定,加上各家晶片及設備大廠的推動,加速帶動了業者投入WiMAX的熱潮,截至2005年8月統計,投入WiMAX Forum的業者已超過300家。
一般來說,WiMAX與3G無線技術當初在應用市場的定位上是有差別的。按照理論來說,兩者是互補而不是競爭。不過,隨著WiMAX定位上的轉變,也讓WiMAX與3G在數據服務市場產生了部分的衝突。對於行動電話服務業者來說,其投入3G與WiMAX也期望,使用兩者之間互補特質能夠發揮寬頻無線服務到極致。但是在英特爾的計畫,一直期望能在行動電話晶片市場佔有一席之地,如果能夠藉由WiMAX在固定、可攜式與行動的優勢,勢必會讓英特爾在未來寬頻無線網路方面佔有重要的地位。
以OFDM技術為基礎的WiMAX,再加入MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output)智慧型天線技術之後,更能讓WiMAX技術發揮到極致.此外,這比起3G的1x EV-DO甚至HSDPA,被干擾的機率更低,MIMO-OFDM的寬頻無線技術的優勢,在於其能應用的領域極為廣泛,如果再搭配Voice-over-WiMAX,則能夠兼顧數據與語音的服務。
無線區域網路(WiFi 802.11x)
這種在某個固定範圍內,可以讓裝有無線網路卡(支援802.11b 協定)的裝置連上網路的技術,較為具體的應用,除了在辦公室的環境中取代一般的有線區域網路之外,大眾化的應用例如華航在機場的貴賓室裝設無線區域網路,提供旅客租用無線網路卡加上筆記型電腦上網。或者在咖啡廳裡面提供無線上網服務,讓商務人士除了可以在裡面用筆記型電腦短暫的處理公務之外,更能連上網路尋找資料。對於這些公共場所的經營者而言,只要架設起接入點(AP,Access Point,概念上可以想像成類似行動電話的基地台),就可以跟插上無線網路卡的筆記型電腦收發資料,然後再將資料透過專線傳發送去,與外頭的Internet相連。
理論上,802.16與802.20都能與3G分庭亢禮。Intel執行副總裁Sean Maloney則認為Wi-Fi、WiMAX及EV-DO等3G標準可以相互共存。但是這是從技術規格與廠商的角度來看,如果從消費者使用觀點來看,是不是能以廠商期望方向發展呢?畢竟,撥打行動電話的習慣已經養成,除非未來WiMAX能在不耗太多電之下內建在手機之中,否則3G在語音市場還有利基。但是3G將不太可能在數據服務這條路獨霸一方,甚至可能讓出極大市場。
影像取得與傳輸的技術探討
行動裝置如手機可以接收即時動態影像的方式大致可分為Motion JPEG及Streaming 兩種方式,在未來行動寬頻普及後,使用MPEG4格式和Streaming做為影像傳輸的方式,應會成為主流。
以本公司所研發的解決方案來說,在監控端取得了數位影像後,透過網路將影像、警報內容透過WPMV平台傳送給User。可決定是以簡訊SMS或E-mail方式接收警報,亦或將其傳送到管理室值機。
當然SMS可同時接收到警報訊息與警報畫面,使用者需連結監控端IP才能看到瀏覽監控端影像,而多數User使用的為非固定式IP,因此針對多數的動態IP,轉址或指示平台即成一大學問,使用DIS(Dynamic IP Service)轉址服務,就是User設定了自己的Account,每次連上DIS轉址平台認證後,系統會將User監控端的IP傳輸至平台讓User做線上瀏覽,或者一般的平台業者會在於平台上Resize影像給行動電話、PDA等通訊產品,這樣的轉址服務雖然User使用上沒什麼問題,但是對於平台來說是非常沉重的負荷,因為所有影像皆於平台上運作。
而這項專利的設計同樣是讓User連結回WPMV確定Account無誤之後進行IP比對,WPMV比對到User的IP位置之後,影像就不抓回到WPMV平台上,而是直接從監控端將影像Pass給User,如此一來每個WPMV平台所能承載的負荷量減輕,User端的接收也更加順暢。
而通訊產品是如何連結至WPMV平台或DIS轉址平台?通訊商品主要以JAVA 或 Flash Player程式接收動態影像,只要User的通訊產品具備一定的支援功能,業者將提供一個小程式讓User下載到行動電話或PDA內,爾後就是以該程式進行平台的連結。
行動監控視訊源與接收端的
應用情境與架構
「行動監控」主要是提供消費者自監控端以外的地方,透過無線傳輸連結回監控端觀看現場狀況、聽見現場聲音,進而執行許多遠端遙控:如觸發警鈴、開關電源等多種便利生活服務。 監控保全的市場向來著重在視訊的壓縮技術上,對於一般的Internet固網的傳輸上已有相當好的效果,但是在無線傳輸的領域卻一直受限於頻寬而無法發展。
透過寬頻通訊技術的整合,監視系統將可從一般定點監控,延伸到隨時隨地監看,甚至是隨時隨地無線傳送監控訊息,為監控保全的領域帶來更多的加值應用,如透過行動視訊監控服務取代傳統有線監視系統,可讓使用者透過手機、PDA、筆記型電腦,讀取IP-Camera、DVR等監視畫面,進行行動監控。當監控端發生異常狀況時,同時保全人員也可透過值機系統(註)功能,立即通知相關人員處理。
行動視訊監控服務不只可以監控環境安全,也可用於行動育嬰,透過行動視訊監控服務,用戶的家長們可透過手機、PDA、筆記型電腦,讀取小孩於幼稚園或學校之IP-Camera、DVR等監視攝影機畫面,方便隨時瞭解兒童學習狀況,更能做情境控制,如無人在家時,燈光的開關、音響的啟動,以達到嚇阻的作用。更能擴大運用於家中老人的人身保全、醫療體系遠距監看、廠房的遠端控制等。
使用者可應用相容的監控器材進行監控,並將影像及聲音透過Internet做出即時傳送,並可使用手機、PDA等行動裝置做即時瀏覽,如觸發安防設備,系統可直接發出簡訊或電子郵件,讓使用者在最短的時間內接收到警報訊息。
使用之監控裝置可分為:
1、PC Cam:透過USB將影像傳輸至電腦,使用專用軟體即可於local端進行錄影、位移偵測,透過網路可設定將警報訊息與圖片發送至個人信箱、SMS、管理室值機等。
2、CCTV:用類比影像可使用轉換器將影像digitize以USB進個人PC,操作與PC Cam相同;或者將纜線直接接入DVR、影像擷取卡中,運用DVR或影像擷取卡將監控端影像送出,DVR、影像擷取卡除了錄影、位移偵測等功能外,還可讓使用者一次使用四支以上的監控鏡頭進行分割畫面監控。在監看端則可列表觀看任何一支鏡頭影像。
3、IP Camera:利用網路攝影機可直接將影像、位移偵測設定傳輸至網路,透過WPMV平台服務,自監看端遠端觀看影像。
4、防盜主機:防盜主機本身是個RF接收器,可接收外來的警報訊號,舉凡無線磁簧開關、RF偵測器、Smoke Detector等,可直接連結撥號器撥出警訊。
此時可透過RS232將主機與電腦(監控軟體、影像擷取卡)、DVR、等做連結後,即可經由無線傳輸接收到警報訊息並監看遠端,或直接經由IP Cam之類的I/O點進行資料的輸出與輸入。防盜主機還可提供四組無線電源開關,使用者即可利用無線傳輸連監控端開冷氣、開電燈。
|