遠程傳輸
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遠程傳輸范文第1篇
關鍵詞：H.263CIFDCTIDCT運動估計與運動補償
運動圖像遠程實時傳輸系統的網絡傳輸部分架構在Internet之上，則現階段Internet的狀況是帶寬小、延遲大、不穩定。所以為了獲得良好的實時傳輸效果，除了改善傳輸控制機制之外，還需要實現高壓縮比、低耗時、能達到實時壓縮和解壓縮效果的運動圖像壓縮方法。H.263是國際電信協會-電信標準化部門ITU-T（TheInternationalTelecommunicationsUnion-Telecom-municationStandardizationSector）于1995年通過的用于低比特率實時傳輸的視頻編碼協議。其設計初衷是滿足帶寬低于64kbps的低帶寬視頻應用需求，如視頻會議、可視電話等。現在H.263也被應用于運動圖像遠程實時傳輸系統中，但原始的H.263在實時性和壓縮比等方面還有不少可優化余地。本文針對具體的運動圖像遠程實時傳輸系統應用，在大量研究工作基礎上提出多個H.263的優化策略，并取得了相當好的效果。
1H.263壓縮算法的分析概要
H.263的輸入視頻幀格式為QCIF（QuarterCommonIntermediateFormat,大小為176×144）、CIF（CommonIntermediateFormat,大小為352×288）等。將每個視頻幀分成許多宏塊（MB-MicroBlock），每個宏塊由4個Y亮度塊、1個Cb色度塊和1個Cr色度塊組成。塊（Block）的大小為8×8。H.263以宏塊為單位進行視頻幀的壓縮。
H.263使用離散余弦變換DCT（DiscreteCosineTransform）減小空間冗余，使用運動估計和運動補償（MotionEstimationandMotionCompensation）減小時間冗余。H.263有兩種編碼方式，一種是Intra方式，幀內編碼，產生的幀作為關鍵幀-I幀；另一種是Inter方式，幀間編碼，產生的幀作為非關鍵幀-P幀。
通過分析，將H.263壓縮算法的流程圖歸納為如圖1所示。
通過分析和測試表明，DCT、運動估計和運動補償是H.263最重要的部分，同時也是H.263實現中最耗時的運算環節。要提高H.263的運算速度，就要針對這些環節進行優化。
圖1H.263壓縮算法流程圖
2轉換函數、DCT和運動估計環節的優化
2.1色彩空間轉換函數的優化
CIF格式基于YUV色彩空間，而應用程序中，大多數視頻采集程序只提供RGB色彩空間的視頻幀，因此需要建立從RGB色彩空間到YUV色彩空間的轉換函數。
RGB到YUV的轉換函數如下所示，其中Y為YUV色彩空間的亮度值，U（Cb）和V（Cr）為YUV色彩空間的色度值。
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B；
Cr=V=(R-Y)×127/179;
Cb=U=(B-Y)×127/226;
H.263原有的色彩空間轉換算法采用浮點運算，但浮點運算會消耗較多的CPU周期。為了加快視頻處理速度，采用整形乘法和向右移位來代替浮點乘除，從而有效縮短了轉換時間。
優化后的轉換函數如下：
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算法的優化
二維DCT公式為：
二維IDCT公式為：
上述兩式中，,n取8。
通過分析得出，DCT快速算法的實現可以有兩種方式。一種方法是把已有的快速變換算法（如FFT、FHT等）映射到DCT計算中，這種方式多了一個映射環節，增加了計算的復雜度；另一種方法是從DCT變換本身尋找規律進行改進。
在H.263應用中，注意到兩條規則：一是能量集中在少部分DCT系數上；二是隨著量化步長的增大，被量化為零的DCT系數增多，而且對DCT計算的精度要求降低。于是，采用一種零系數預測策略，即根據量化步長，首先對DCT變換的輸入數據分類，對于給定的量化步長，如果輸入數據將要被量化為0，那么這些數據就不必做DCT運算，而直接將變換結果置為0。這樣只需對部分數據進行DCT變換，因此節省了大量無效運算。另外，利用DCT的局部并行性，使用Intel的多媒體處理指令集-MMX來實現DCT計算，大幅度提高了運算速度。
2.3運動估計與運動補償算法的優化
運動估計是指在參考幀中搜索一個與當前幀圖像塊最相似的圖像塊，即最佳匹配塊，搜索結果用運動向量來表示。運動補償是指利用參考幀和已求得的運動向量重構當前幀，氫重構幀和當前的差值作為當前幀的補償值進行壓縮編碼。兩者互相配合，共同實現壓縮效果。
運動估計算法的研究從兩方面著手：快速搜索算法和塊匹配準則。
最簡單的搜索算法是全搜索法（FS），這種算法精度高，但計算量過于龐大。為了加快運算速度，保證精度，人們提出了很多快速搜索算法：三步法（TSS）及基于三步法的改進算法、二維對數法（LOGS）、交叉搜索法（CS）、四步法（4SS）、預測搜索法（PSA）、鉆石搜索法（DS）等。鉆石搜索法是迄今為止綜合性能最優的快速搜索算法之一，用于本次項目研究中。
塊匹配準則決定何時找到最佳匹配塊，從而終止搜索進程。傳統的準則有絕對平均誤差函數（MAE）、互相關函數（CCF）、均方誤差函數（MSE）、最大誤差最小函數（MME）等。由于傳統方法沒有考慮人眼的視覺特性，所以判斷結果和人眼的感知相差較大。實際H.263采用的塊匹配準則為MSE的替代準則SAD（絕對差和），兩者的公式如下：
其中：F0和F-1分別代表當前幀和重構幀（參考幀）；k,l為待編碼宏塊在當前幀中的坐標；x、y為重構幀中參考宏塊的坐標；N表示宏塊的尺寸，此處為16。從公式中可見，SAD用絕對值運算代替了MSE的乘方運算，明顯降低了運算量，從而可以加快計算速度。
測試表明，SAD的計算量要比MSE的計算量減少三分之一，而它們的圖像效果相當。
此外，還可以利用硬件特性加速塊匹配準則的運算速度，Intel的MMX技術提供了這種特性。SAD等塊匹配準則主要針對短數據的重復計算，MMX增加了系統單個指令操作數據的數目（SIMD），從而可以在一個指令中完成多組數據的計算，實現并行機制，從而加快運算速度。
3提高壓縮比的選擇
H.263提供了許多高級模式來提高視頻壓縮比。從對壓縮效率的貢獻角度看，大運動向量模式、高級預測模式、PB幀模式和增強PB幀模式是最重要的4個高級模式。
在大運動向量模式和高級預測模式下，運動向量可以指到圖像邊界以外，增大了運動向量的表達范圍，從而在本質上提高了運動補償的精度以改善編碼效率。
基本PB幀模式下，一個PB幀是一個P幀和一個B幀組成的整體。當前P幀由前一個P幀預測得到，B幀則由單一個P幀和當前P幀預測得到（見圖2）。PB幀模式在增加較少比特數的情況下，將幀率提高了近一倍。
增強PB幀模式的主要改進點在于預測方式的增強。基本PB幀模式對B幀圖像（或宏塊）僅允許使用雙向預測，而增強的PB幀模式對B幀圖像則允許使用前向預測（見圖3）、后向預測（見圖4）和雙向預測（見圖2）三種手段。這樣，在壓縮過程中，有機會選擇更適合的預測方法處理B幀圖像（或宏塊），從而提高B幀的壓縮效率。基本PB幀模式的B幀只能通過雙向預測獲得，這對慢速運動圖像效果較好。當輸入運動圖像存在快速不規則的運動時，B幀質量會急劇惡化，而增強PB幀模式的B幀有三種預測方式可選，可以解決這一難題。通過分析和測試表明，增強PB模式比基本PB幀模式有更強的魯棒性，更適用于運動圖像遠程實時傳輸。
大運動向量模式和高運動預測模式由于增大了運動向量的表示范圍，可以增強運動補償的精度，從而提高壓縮比；而增強PB幀模式引入B幀，有三種預測方式可以生成B帖，在相同幀率的情況下，將壓縮比提高近80%，壓縮效果明顯。在實際程序設計中，筆者配合傳輸環境測試模塊，在網絡帶寬較低時實現這三種方式的配合使用，發揮了更大的壓縮效率，達到更高的壓縮比。
4實驗數據和性能分析
4.1算法優化測試
分別取100幀三種不同格式（SUB-QCIF：88×72，QCIF：176×144，CIF：352×288）的視頻值，每20幀取1個關鍵幀，視頻幀質量取6000，比較優化前和優化后算法的時間效率，結果如（圖5）所示。
縱軸單位為毫秒，表示壓縮完成所需時間。可見，要處理的視頻幀越大，優化后的算法取得的加速效果越明顯。
4.2增強PB幀模式壓縮效果測試
遠程傳輸范文第2篇
關鍵詞：GPRS串行口心率網絡協議處理E5112G18
引言
GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分組無線業務的簡稱，是一種以全球手機系統（GSM）為基礎的數據傳輸技術。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式（如GSM）不同，是以分包（packet）的形式來傳輸，信道是共享使用的，需要的時候才有數據包產生。用戶可以隨時進行數據傳輸，而不是每次都需要撥號上網。GPRS的數據傳輸速率可提升到56Kbps，甚至114Kbps。
隨著醫療事業的發展，遠程醫療（telemedicine）逐漸成為發展的方向。在很多情況下，都要求將現場采集的病人的各種生理參數傳到醫療或中心站。如將急求車上病人的數據傳輸到醫院，以及對一般非住院病人的病情監護（社區監護）等。由于GPRS技術的特點，使得它非常適合這一類應用。
本文中，將介紹一種基于GPRS技術的生理數據傳輸的方法。
1方法
實驗中，采用GPRS數據模塊G18來完成通信的任務，所以傳輸的生理數據為心率。由于GPRS技術是一種基于TCP/IP協議的分包傳輸技術，所以數據在傳輸前必須進行TCP/IP協議的封裝處理。這個任務由協議處理芯片E5112完成。單片機測量心率數據，然后通過串行口，送至E5112進行TCP/IP協議的處理和封裝，再送至G18發送。
由于心率數據采用TCP/IP協議進行分包傳輸，所以在接收端不需要再配置G18，只需一臺以某種方式聯入互聯網（必須具有公司的IP地址）的計算機即可。計算機中的系統軟件（Windows系統）具有TCP/IP協議處理功能，能提取出網絡傳輸的心率數據，在屏幕上顯示。系統框圖如圖1。
（1）G18
MotorolaG18是摩托羅拉嵌入式三頻900/1800/1900MHzGSM/GPRS模塊。該模塊具有如下特點：①體積小（40mm×80.2mm×7.5mm）、質量軟（22g）；②天線插座（型號MMCX）支持直線或直角連接；③支持9針RS-232串行接口（3VCMOS電平）；④內含用戶識別卡（SubscriberIdentityModule,SIM）讀卡器；⑤3.0～6.0V工作電壓；⑥支持語音、數據、傳真、短消息和WAP功能；⑦GPRS分組交換速率可達到57.6Kb/s；⑧待機電流7.2±0.5mA，使用時平均電流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通過36針ZIF插座（或28針雙排針式插座）與外部連接。36針插座中包括模擬語音輸入/輸出和數字語音輸入/輸出接口，外部SIM卡讀卡器接口，以及RS-232串行通信接口（3VCMOS邏輯電平）。由于本實驗只用到了數據傳輸功能，且模塊具有內置SIM卡讀卡器，所以所有接口中只用到了RS-232串行通信接口。該接口采用串行異步通信方式，能自動識別波特率（300bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps）。在數據傳輸模式下，G18的初始化、功能控制以及數據的通信都通過RS-232串行異步通信接口進行，因此，該模塊與外部的硬件接口相對簡單，是標準的RS-232接口接法。
相比之下，該模塊使用的通信協議則較為復雜，模塊與外部所有的數據和控制信息都通過一套由字符組成的命令串（AT命令集）來完成，而這些命令串就是通過RS-232串行異步通信接口進行傳遞的。命令串都以特定的字符（AT）開始；以特定的字符結束；中間部分根據命令的類型、長度不定，主要包括下列指令類型：模塊管理（模塊開、關機，狀態檢測等），語音通信（撥號控制、通信狀態報告等），數據、傳真控制，短信息功能（短信息的撰寫、管理和收發）。
（2）網絡協議處理器E5112
E5112是上海精致科技有限公司研制的網絡協議處理器，是完成TCP/IP協議的專用芯片，支持TCP（傳輸控制協議）和UDP（用戶數據文報協議）協議，實現將嵌入式系統直接與Internet相連。E5112具有客戶機功能，可以主動請求TCP連接遠方服務器通信。E5112也具有服務器功能，可以監聽來自客戶機的TCP連接請求，建立TCP連接通信。因此，使用E5112的系統之間只要知道對方IP地址和端口號就可以通過Internet進行通信。
E5112一端通過RS-232接口與G18連接，另一端通過并口與上位機相連。E5112提供透明通道和非透明通道兩種工作模式。在透明通道模式下，E5112對單片機發出的數據不進行處理直接將數據發送到G18，收到的數據也原封不動地傳遞給單片機。在這個模式下，短消息和語音功能可以由用戶自己通過AT命令來實現。在非透明通道模式下，單片機通過串口采用幀格式與E5112通信。
E5112幀格式以十六進制數7E開始，然后是類型、長度、數據三個字段，最后以十六進制數7E結束。類型字段表示本幀的類型。E5112共有輸入和輸出兩大類型。輸入幀有讀網關IP地址幀、設置服務器端口幀、設置ISP電話號碼和用戶名用戶密碼幀、設置SOCKET插口幀、發送TCP數據幀、發送UDP數據幀、讀源IP地址幀等共13種。輸出幀有物理層失敗幀、PPP協商失敗幀、PPP協商成功幀、SOCKET關閉幀、接收SOCKET數據幀、接收源IP地址幀等共16種。長度字符存有類型、長度、數據三個字段的長度（字節數）。數據字段只有當有數據發送和接收時才存在。類型、長度、數據三個字段中如含有十六進制數7E，則必須進行轉義處理。
由于E5112能進行TCP/IP協議和AT命令集的處理，所以編程者完全不需了解TCP/IP協議和AT命令集，只需向E5112發送符合幀格式的字符串，或接收E5112發出的幀，即可實現GPRS數據通信。
（3）單片機、E5112、G18之間的連接
E5112的接口是5V邏輯，而G18是3V邏輯，兩者要連接起來使用必須要進行電平轉換G18的RS-232接口輸入針（TXD、DTR、RTS）具有5V的容限，最大可接收5.5V的電壓，所以E5112的這三個輸出腳可直接連接至G18相應引腳。G18的輸出最大值不能達到E5112的輸入容限，應進行電平轉換，我們采用漏極開路的驅動芯片74LVC07完成這一功能。圖2為某一路信號進行電平轉換的電路，74LVC07電源為3V，所以可以接收3V輸入；而輸出端經一上拉電阻連至5V，所以輸出被上拉至5V。
由于上位機只提供并口與上位機連接，所以在單片機與E5112之間插入一個串并轉換芯片16C550，進行串行和并行數據的轉換單片機、E5112之間的連接見圖3。
（4）心率采集
心率采集采用了從心電信號中提取的方法。采集得到的心電信號放大后，經心率檢測電路轉化與心電R波同步的脈沖，再由單片機計時測量其頻率，求倒數可得心率值。心率數據經單片機測量完成后，存儲在單片機的存儲器中，需要時經串行口發送，進行無線傳輸。
（5）單片機采用了AT89C51，單片機的軟件采用C語言編制。心率脈沖連接至0號外部中斷引腳（INT0），定時器0設為連續計時。每當INT0產生中斷，即將定時器0數值記錄下來，減去上次的記錄值，計算心率數值。
單片機串行口設為方式1，波特率為9600bps，1位停止位，無奇偶校驗。上電后，首先向E5112（通過16C550串并轉換）發送設置ISP電話號碼、用戶名及用戶密碼幀，其中ISP電話號碼必須為“*99#”，用戶名和用戶密碼可以任意設置，但不能為空。成功后，再向E5112發送撥號指令，等待應答幀，當接收到PPP協議成功幀，則撥號成功，否則需繼續撥號直至成功為止（撥號成功后，網絡連接就一直建立，有數據發送時即可即時發送，不需要撥號）。然后，向E5112發送SOCKET設置幀，設置本地、遠端的IP地址和端口，如成功，則點和點通信環境已建立，調用發送TCP數據幀和發送UDP數據幀就可以發送心率數據了，其中心率數據置于TCP和UDP數據幀的數據字段中。
（6）接收端編程
在接收端的計算機上，主要應用VB的一個Winsock控件來實現接收發送的生理參數。利用WinSock控件可以與遠程計算機建立連接，并通過UDP或者TCP協議進行數據交換。這兩種協議都可以用來創建客戶與服務器應用程序。
使用時，只需在接收窗體中插入一個Winsock控件，將Protocol屬性設定為使用的協議（TCP或UDP），設置遠程（單片機端）IP地址和端口，調用Bind方法，即可建立雙方的連接。當單片機端發送心率數據時，將觸發Winsock控件的DataArrival事件，在事件處理程序中讀取GetData屬性的內容，即可獲得遠端發來的心率數據。
端口的設置可以任意，但最好大于1000，以避開與常用的端口沖突。
（7）實驗過程
由于條件限制，接收端計算機上網方式選擇了有線電話撥號方式，以獲得公網IP。實驗時，首先接收端需撥號上網，獲得本地的IP地址，運行VB接收程序。然后，在單片機程序中設定遠端IP地址和端口，運行單片機C語言程序，檢測心率并發送。這時接收端計算機就能收到心率數據并顯示。
2結果與討論
實驗中，傳送的心率數據都準確地無誤地到達了接收方，傳輸質量非常穩定，且傳輸距離可以達到GSM網絡能達到的地方。GPRS能實現“永遠在線”，所以一旦建立GPRS連接，就可以隨時發送數據，不需再撥號。由于心率數據傳輸的頻率和數據量不大，所以耗費的GPRS通信費也是很少的。
遠程傳輸范文第3篇
隨著現代科學技術的飛速發展，我國的船舶行業也得到相應的支持，船舶的制造、管理手段有了明顯進步，相對于船舶的建造、質量、管理等方面也都提出更高的標準要求。現代船舶的管理理論是將無線傳輸技術融入到船舶遠程管理中，形成一項專業技術理論的管理方法。本文中對無線傳輸技術下船舶遠程管理進行研究。
【關鍵詞】無線傳輸技術 船舶 遠程管理
船舶的建造通常投資大、造價高、建造環境差、施工地點多變，為了提高船舶的有效運行和可靠性，船舶的管理方法需要得到創新。隨著自動化技術和無線傳輸技術的發展，基于無限傳輸技術在船舶的遠程管理中得到了大量應用。
1 無線傳輸平臺在船舶遠程管理中的應用
無線傳輸平臺包括了船臺端、服務端和客戶端三個層面。運行的原理是：船臺端的數據通過無線網絡接入到Internet，由Internet接入到服務端，再將數據存儲于數據庫中。用戶可以在客戶端通過訪問服務器對船舶進行實時監控。無線傳輸系統可以支持多個客戶端的運行。
無線傳輸的內容包括船舶定位系統數據（DPM）、系統監控數據（SCADA）和系統報警數據（AMS）。
DPM能夠顯示出船舶的運行現狀；SCADA能夠采集到監控數據和控制系統，顯示出全船的機械控制和狀態；AMS能夠顯示出船舶設備運行的狀態并能夠激活報警系統。
2 無線傳輸技術在船舶遠程管理中的應用
無線傳輸技術分為5種技術：VPN技術、CDMA1X技術、低寬帶的通訊技術、實時傳輸技術和歷史數據傳輸技術。
VPN技術是Virtual Private Network的縮寫，中文翻譯為虛擬專用網。此技術是利用公共網絡接入到IP網絡中，通過數據傳輸將用戶的數據通過IP網絡傳送給目的網絡的一種網絡服務。
VDMA1X技術的特點是傳輸速度快，能夠達到100Kb/s；網絡容量大、接通率高；網絡覆蓋面廣，安全穩定，不掉線。
低寬帶的通訊技術為船舶提供了方便，船舶的運行中信號強度較弱，路由器在運行中經常斷線，低寬帶的應用采用點到點傳輸，傳輸率為2Kb/s，并且是相對傳輸。
實時傳輸技術是將船臺端、客戶端的信息數據通過網絡連接，遠程向各個船舶船臺端發送數據，此種傳輸技術擁有自動檢測功能，當傳輸過程中，在一定的時間內，對方沒有接受數據，實時數據將終止傳輸。
歷史數據傳輸是當系統中生成一種新的數據時，便將之前數據存入到時間隊列中，保存成一定時間內的文件。由于歷史數據的容量非常大，遠程船舶的數據受到寬帶傳輸的限制，如果長時間內未完成傳輸，數據造成積壓，這種情況下，未上傳的數據將存入未傳數據列表中，等寬帶空閑時，用戶手動上傳。
3 無線傳輸技術的組成
3.1 硬件組成
硬件組成主要由路由器、服務器和工作站組成。
船舶的自身已經安裝了DPM、SCADA、AMS系統，在使用無線傳輸技術時需要做好網絡安全保護，因此，需要選用帶有防火墻功能的路由器，這類路由器應該選用ETPro系列的無限VPN路由器，可以具有撥號功能，并配有1-2個SIM卡槽，可以使用無線上網功能的SIM卡；服務器可以選用惠普公司的企業服務器；工作站可以選用惠普公司的商用計算機。
3.2 軟件組成
軟件是由船臺端、服務端和客戶端組成。
3.2.1 船臺端的上傳程序功能體現在
與服務中心建立通訊連接，需要用戶驗證；能夠接收服務器的指令；具有主動上傳實時數據功能；具有主動上傳歷史數據功能。
3.2.2 服務端中心程序的主要界面和功能體現在
能夠與船舶平臺、客戶端之間建立通訊連接；接受船舶之間的上傳數據；向船舶平臺發送指令；向客戶端發送數據；向客戶端提供歷史數據下載；分析船舶之間的歷史數據。
3.2.3 客戶終端程序的功能展示在
能夠與服務中心建立通訊連接，并需要對用戶進行驗證；能夠接受服務中心的數據；下載歷史數據；選擇下載船舶的實時數據。
4 實際應用效果
無線傳輸技術運用在船舶遠程管理中，在網絡信號覆蓋區域中，全船的三大系統中的全部數據均可以在5秒內上傳完成。并通過數據分析處理程序將船舶的耗油量、日產量、月產量等進行分析，并且在網絡不通暢的情況下，可以斷點傳輸，保證了數據的完整性。
在船舶施工過程中，可以通過無線傳輸技術對船舶進行遠程指導、管理，提高船舶制造效率。例如，一搜挖泥船月平均產量在30萬方左右，若使用遠程傳輸系統進行作業指導，則月產量可提升約3萬立方米，這直接提高了船舶的經濟效益。另外，船舶的工作環境差、機械磨損大，利用遠程無限傳輸系統對船舶進行整體監控，使船舶管理人員對船舶的工作情況十分清楚，能夠及時發現設備故障，并及時準備備件，能夠有效提高船舶的工作效率和運行時間。
5 無線傳輸技術在船舶遠程管理中的意義
使用無線傳輸技術，能夠對船舶的運行對工作進行實時監控。如果船舶的工作地點較為陌生，可以通過無線傳輸技術對陌生水域進行分析，及時提供專家的專業指導意見，能夠提高實際經濟效益，并且可以減輕人力投入，管理人員只需在監控室內進行傳播監控，就可以將多艘船舶進行施工作業指導，極大的減輕了人力資源，并提高了生產效率。
6 結論
無線傳輸技術是一種新型的船舶管理系統，應用初期便得到行業的認可。隨著系統應用范圍的擴大及完善，建立起具有管理控制的遠程傳輸平臺，對與船舶制造與管理方面十分有利，船舶工藝水平也明顯提高，增加了企業的市場競爭力。
參考文獻
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遠程傳輸范文第4篇
【關鍵詞】溫度采集 msp430 單片機 短消息 液晶顯示
1 緒論
隨著科技的發展和自動化水平的提高，溫度的自動監測已經成為各行各業進行安全生產和減少損失采取的重要措施之一。特定場合下由于監測分站比較分散、偏遠，采用傳統的溫度測量方式周期長、成本高，而且測量員必須到現場進行測量，因此工作效率非常低，且不便于管理。本文設計了一款既可在現場顯示采集到的數據，又可對數據進行遠程傳輸溫度采集系統，該系統采用美國DALLAS公司生產的DSl8820數字溫度傳感器，通過LCD液晶模塊進行現場顯示，當現場人員離開時，系統可通過現有的GSM網絡將監測結果以短信方式發送至相應的監控終端（如手機、PC機）。
該系統具有結構簡單、可靠性高、功耗低等特點，可廣泛應用于油氣井場、電力電纜火災監測、糧倉及物資倉庫溫度監測。
2 硬件設計
本設計硬件設計的總體框圖如圖1所示。
2.1 單片機msp430F1222
本系統采用的單片機為TI單片機msp430F1222。TI公司的MSP430系列是一個特別強調超低功耗的單片機品種，另外該系列的CPU采用16位精簡指令系統，集成有16位寄存器和常數發生器，發揮了最高的代碼效率。它使用數字控制振蕩器（DCO），使得從低功耗模式到喚醒模式的轉換時間小于6us。在目前越來越注重功耗和效率的形式下，該系列單片機無疑是一個合適的選擇。
2.2 一線總線型器件DS18B20
溫度采集選用的一線總線型的數字溫度傳感器DS18B20，所謂一線總線，就是傳感器以一條總線作為輸入和輸出。
DS18B20的特點：
（1）測量溫度范圍：-55°～+125°，在-10°～+85°范圍內，精度為±0.5°，滿足大多數場合的溫度測量要求；
（2）現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸，能夠大大提高系統的抗干擾性，適合于惡劣環境的現場溫度測量；
（3）工作范圍3V～5.5V，使系統設計更靈活、方便。
（4）零功耗等待。
同時每個DS18B20都有一個獨特的片序列號，所有多只DS18B20可以同時連到一根總線上，這樣就可以把溫度傳感器放到許多不同的地方。
2.3 液晶顯示器
采集到的溫度首先通過LCD液晶顯示器顯示。LCD液晶顯示器的構造是在兩片平行的玻璃中放置液態的晶體，玻璃中間有許多平行和水平的細電線，通過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生圖像和文字。常用的LCD有筆段型、字符型和圖形型：筆段型以長條狀顯示像素組成一位顯示，字符型和圖形型采用點陣列來進行字母、數字和符號的顯示；圖形型LCD可靈活顯示任意點陣圖形，實用性好，應用最廣泛。本系統使用的液晶顯示器為MGLS-19264是一款圖形型LCD。
2.4 GSM模塊TC35i
當采集到的溫度超過程序設定的溫度報警閾值時，系統會通過GSM模塊將報警信息傳到預先設定好的手機號上，實現遠程報警功能。
目前，國內已經開始使用的GSM模塊有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西門子的TC35系列、愛立信的DM10/DM20系列、中興的ZXGM18系列等，而且這些模塊的功能、用法差別不大。本設計選用的是西門子TC35系列的TC35i。該模塊設計緊湊，大大縮小了用戶產品的體積。TC35i與GSM 2/2+兼容、雙頻（GSM900/GSMl800）、RS232數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。
TC35i 的數據輸入/ 輸出接口實際上是一個串行異步收發器，符合ITU-T RS232 接口標準。它有固定的參數：8 位數據位和1 位停止位，無校驗位，波特率在300bps～115kbps 之間可選，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS 電平，支持標準的AT 命令。
3 軟件設計
3.1 DS18B20測溫
由于DS18B20特殊的一線總線結構，要求系統必須提供嚴格的時序以保證能夠正確地采集和讀出當前的溫度，如圖2所示。
3.2 TC35i模塊發送短消息流程
當采集到的溫度超過設定的閾值時，單片機會向設定好的手機號發送報警短消息，發送短消息的流程如圖3所示。
3.3 系統工作流程圖
如圖4所示。
4 結論
溫度采集采用DSl8B20，非常適用于多點、惡劣環境下的溫度監測；采用LCD顯示直觀方便；GSM模塊利于系統集成，成本較低，運行穩定可靠，適用于遠距離監測且不受地形條件的限制，基于以上特點，本系統有著廣泛的應用前景。
參考文獻
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遠程傳輸范文第5篇
關鍵詞：網絡；遠程視頻監控；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
隨著Internet網絡的迅速發展，基于Internet網絡的各種應用層出不窮，遠程視頻監控是其中很有發展前景的應用之一。一方面視頻壓縮技術有了很大的發展，另一方面光纖到樓，光纖到戶以及ADL等多種網絡接入方式，使企業、家庭等不同用戶都能方便地享受寬帶Internet網絡，用于家庭安全、工業控制等的基于Internet網絡的遠程視頻監控系統已開始成為研究的熱點。
目前基于Internet網絡的遠程視頻監控系統一般采用比較簡單的呼叫控制流程，如采用自定義的呼叫建立命令，而且對于視頻監控系統的安全性也考慮不夠充分，有的系統增加了用戶認證，在遠程監控端設置服務器，存放注冊用戶的用戶名、密碼以及其他信息，只有合法用戶才可以呼叫本地監控端［1］。但這種安全方案中只是保證了主叫端用戶登錄時的安全性，而且用戶管理報務器集中存放了用戶名和密碼，很容易成為黑客攻擊對象，一但用戶安全信息被竊取，整個系統的安全性就被破壞了。如果在后續的呼叫控制過程中增加被叫端參與安全認證，就可以大大加強遠程視頻監控業務的安全性。
2 基于Internet網絡的遠程視頻監控系統
基于Internet網絡的遠程視頻監控系統如圖1所示［2］，包括遠程監控端和本地監控端。本地監控是位于監控現場的獨立的嵌入式設備，負責本地音頻信息的采集、編碼、加密和傳送，并負責對以下第3節中提出的遠程監控密碼的安全認證。
遠程監控端是具有遠程監控功能的計算機或IP可視終端，負責對以下第3節中提出的遠程監控密碼進行加密和傳送，并負責在遠程監控密碼被安全認證通過之后，對被監控端音視頻媒體數據進行解密、解碼和播放。遠程監控端與本地監控端之間通過Internet網絡連接。
3采用323協議實現安全的遠程視頻監控的方法和原理
IU- 323協議體系為現有的分組網絡提供多媒體通信的標準，它規定基于分組網進行兩點/多點實時媒體通信的系統邏輯組件、消息定義和通信過程［3］。323已廣泛地應用于可視電話、視頻會議等IP寬帶業務中。
這里所描述的實現基于Internet網絡的安全的遠程視頻監控的方法是在．323多媒體通信協議流程的基礎上，增加了遠程監控密碼的加密、傳送、解密和驗證的過程，以及在遠程監控密碼通過驗證后，本地監控端的音視頻媒體數據的加密、傳送和解密的過程。
采用323協議實現安全的遠程視頻監控的方法主要包括以下3個部分［4］：
(1) 利用323消息流程傳送和驗證遠程監控密碼的過程；
(2) 遠程監控密碼的加密和解密過程；
(3) 音視頻媒體數據的加密和解密過程。
31.利用323消息流程傳送和驗證遠程監控密碼的過程[B)]
利用323消息流程傳送和驗證遠程監控密碼的過程，可以有2種方式，一種方式是在呼叫控制流程中傳送和驗證遠程監控密碼，另一種方式是在呼叫控制和媒體控制過程后傳送和驗證遠程監控密碼［］。
311 方式一
如圖2所示，在呼叫控制流程中傳送和驗證遠程監控密碼的方式，具體過程如下：
（1） 遠程監控端呼叫本地監控端，將遠程監控密碼暗文作為22消息中的擴展項傳送至本地監控端；
（2） 本地監控端接收到22消息，從擴展項取出遠程監控密碼暗文，解密后與本地監控端存儲的監控密碼進行比較，如果比較結果一致，密碼驗證通過，則進入24媒體控制交互流程，如果24交互成功，則本地監控端開始向遠程監控端傳送被監控現場的音視頻媒體數據；如果比較結果不一致，密碼驗證失敗，結束通信。
312 方式二
如圖3所示，在呼叫控制和媒體控制過程后傳送和驗證遠程監控密碼的方式，具體過程如下：
（1） 遠程監控端呼叫本地監控端，呼叫成功并且24媒體控制交互成功，則本地監控端要求遠程監控端輸入遠程監控密碼；
（2） 遠程監控端采用DMF（Double one Multi Frequency，雙音多頻）方式以每次單個字符傳送遠程監控密碼暗文；
其中，DMF可以采用以下4種承載方式之一對暗文的遠程監控密碼進行打包傳送：
① 通過Q931信息傳輸;
② 通過24的IGNAL字段傳輸;
③ 通過24的IRING字段傳輸;
④ 通過RP音頻邏輯通道傳輸，載荷類型為101，遵循標準RFC2833。
（3） 本地監控端接收遠程監控密碼單字符暗文并解密、保存，當收到遠程監控密碼結束符或設置的接收遠程監控密碼定時器超時，則將收到的遠程監控密碼與本地監控端存儲的監控密碼進行比較，如果比較結果一致，密碼驗證通過，則本地監控端開始向遠程監控端傳送被監控現場的音視頻媒體數據；如果比較結果不一致，密碼失敗、結束通信。
以上2種方式中，方式一的優點是遠程監控端與本地監控端通信流程比較簡潔，而且由于監控密碼的驗證在呼叫控制階段，因此如果密碼驗證失敗，則不需要再進行24媒體控制等流程，系統對于監控密碼錯誤的響應時間很快。方式二的優點是除加密、解密部分以外，遠程監控端可以是支持DMF的普通323終端，22呼叫控制和 24媒體控制都是標準流程，不需要定制。
32 遠程監控密碼的加密和解密的過程
遠程監控密碼以暗文方式傳送，它由遠程監控端發送，本地監控端接收和驗證。首先，被監控端需要配置和保存遠程監控密碼。可以使用統一的遠程監控密碼，也可以采用不同的呼叫別名對應不同的遠程監控密碼。監控密碼一般會有一定的位數限制，數據量很小，因此遠程監控密碼的加密可采用公鑰加密算法，如RA算法。具體過程如下：
（1） 遠程監控端獲得本地監控端的公鑰；
（2） 遠程監控端采用公鑰加密算法，使用（1）中公鑰加密遠程監控密碼，并發送給本地監控端；
（3） 本地監控端接收到監控密碼暗文后，使用與（1）中公鑰對應的私鑰將暗文的監控密碼轉換為明文監控密碼。
33 音視頻媒體數據的加密和解密過程
被監控現場的音視頻媒體數據是由本地監控端發送，遠程監控端接收。音視頻媒體數據以加密的方式進行傳送。音視頻媒體數據量大，它的加密和解密可以使用對稱密鑰加密算法與公鑰加密算法相結合的方法，即大量的音視頻數據的加密、解密使用對稱密鑰加密算法，如DE算法，而利用公鑰加密算法安全地交換執行對稱加密時使用的機密密鑰。具體過程如下：
（1） 本地監控端創建一個隨機機密密鑰，本地監控端使用該機密密鑰，采用對稱密鑰算法加音視頻媒體數據；（2） 本地監控端獲得遠程監控端的公鑰，并使用該公鑰，采用加密算法加密（1）中的機密密鑰；
（3） 本地監控端將暗文機密密鑰和音視頻媒體數據一起發給遠程監控端；
（4） 遠程監控端使用與（2）中公鑰對應的私鑰將暗文機密密鑰轉換為明文，再利用該機密密鑰將暗文音視頻媒體數據轉換為明文數據。
4 結 語
這里針對目前基于Internet網絡的視頻監控系統的一些問題，提出一種采用323通信協議實現安全的遠程視頻監控的方法，該方法在323協議的基礎上，增加了系統在呼叫控制過程中本地監控端參與的安全認證，加強了遠程視頻監控業務的安全性，克服了僅在主叫端增加用戶管理服務器，安全性易于受到破壞，維護成本高等缺點。
另外，由于采用標準的323多媒體協議,使相應的視頻監控系統不僅具有完善的呼叫控制和媒體控制過程,而且具有較好的互通性和可擴展性,并可根據用戶的需求增加其安全策略和附加功能等。
參 考 文 獻
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