引言
近年来，图像监控以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多重要场合，成为安全监控的主要手段。随着计算机通信技术和网络技术的快速发展，无线网络技术已成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，它的应用领域也在飞速的扩大。由于远程图像监控系统实现了对远程目标的监视、遥控等功能，从而为无人值守场合提供了新手段。3G技术的出现使成本合理、相对较低技术门槛无线数据传输技术在监控系统中实现现场到远程监控中心的实时数据传输成为可能。

一 3G技术简介
3G：第三代移动通信技术(英语：3rd-generation)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。
3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。
3G数据传输的优点在于:
(1)传输速率高；
(2)永远在线，可以实时传输数据；
(3)中国移动、联通按流量收费，中国电信按时长收费；
(4)基于IP协议可以访问整个Internet。
3G无线网络的远程图像监控系统采用无线传播媒质，摆脱了线缆的约束，在一定范围内可以任意变换位置。不受活动区域的限制，通过3G移动通信网络，可以很方便的实现远程移动监控。

二系统组网方案
终端收集到图像数据信息后，要把数据发送到监控中心，而终端部分无线数据传输功能由3G 无线路由器来完成。3G 无线路由器与监控中心的连接总体上有：3G + Internet连接。其系统拓扑结构如图1所示。
（一）系统拓扑结构
监控中心采用Internet接入,其接入方式有多种方式，只要具有公网IP地址（动态或静态）即可。电信、网通等电讯公司提供的专线接入获得固定IP一般是公网IP地址，也就是Internet上可以访问的IP地址，3G无线路由器与监控中心服务器的连接通过3G + Internet，安全级别稍低，但是可以通过由移动运营商经VPN隧道连接至监控中心服务器，这样可以大大提高安全级别并且可以减小时延。

图1 系统拓扑结构: 通过3G + Internet连接
为了提高系统的安全性和视频传输效果,客户监控中心最好采用固定IP地址接入方式。

三 系统的实现
1 终端部分
图像采集终端部分由摄像头、视频服务器和3G无线路由器组成。摄像头负责采集图像数据并由视频服务器进行收集，视频服务器通过3G无线路由器把数据发送到远程监控中心。
1.1 3G 传输部分
视频服务器收集到图像数据信息后，要通过Internet把数据发送到监控中心。而系统中完成视频服务器与Internet网通讯工作的就是3G无线路由器和3G无线网。为了减小应用本身的工作量和增加系统的实用性，本系统采用了合力万通工业级3G无线路由器，它内嵌了TCP/IP协议栈，具有Socket通讯功能，并提供透明数据传输通道，用户只需设置一些参数就可实现将嵌入式系统直接与Internet相连，实现网络的互连互通。
3G无线路由器的主要特点：
◆ 使用方便、灵活、可靠；
◆ 支持互联网、虚拟专用拨号数据网络(VPDN);
◆ 支持自动获得/指定PPP上线IP地址、DNS地址；
◆ 支持PAP、CHAP、MS-CHAP等PPP验证机制；
◆ 支持MPPE、MPPC压缩协议；
◆ 数据终端支持永远在线、按需拨号、短信激活、拨号激活等多种上网方式；
◆ 支持在线检测与断线自动重拨；
◆ 支持PPP LCP保活机制；
◆ 支持ICMP报文检测保活机制；
◆ 支持NAT、Routering Mode工作方式；
◆ 支持DHCP服务；
◆ 支持DTU Mode（串口数据透传模式）；
◆ 支持串口数据采集转发（TCP Server/Client、UDP三种网络方式）功能；
◆ 支持WEB页面配置、串口配置、Telnet配置、CLI配置；
◆ 支持远程配置、配置文件导入导出；
◆ 支持本地/远程升级；
◆ 支持动态域名自动注册；
◆ 内嵌L2TP/PPTP/IPSec VPN;
◆ 内嵌PPPoE Server功能；
◆ 支持PPP链路的压缩传输（predictor和deflate）；
◆ 支持DMZ主机功能；
◆ 支持端口映射功能；
◆ 支持IP包过滤等防火墙功能；
在使用3G 无线路由器前先进行参数设置。需要设置的参数有：DTU Mode设置、内网IP地址设置、路由设置、DMZ设置等。
3G无线路由器在开机后会自动拨号，接入3G网络并动态获得一个IP地址，此IP地址为3G骨干（电信的）为外网地址或者（联通的）内网地址，在未进入连接状态时，服务器（监控中心）是无法直接与3G无线网络通讯的。3G无线路由器会主动向服务器发送数据进行连接。当连接的路由建立以后，服务器和终端才可以双工地进行数据传输。该路由具有时间限制，一般仅有几十秒，为了确保链路一直畅通，3G无线路由器具有链路保活功能，通过定时发送：“心跳”数据包，维持终端和服务器间的路由（动态IP由ISP服务商的服务器动态分配，如果长时间不通信，ISP服务器会回收IP，以利于IP资源的有效利用），确保服务器与终端间可以及时互相通讯，所以监控中心可以主动向图像采集终端发出数据采集命令等参数。另外，“心跳”数据包中包含了终端的ID信息，使得服务器可以很容易判别路由和数据包的业源。
2 监控中心的构建
本文监控中心采用固定IP地址连接,如果没有固定地址,可以使用动态域名方式接入。由于动态域名每次接入所获得的IP地址不是固定的，3G无线路由器无法直接指向远程监控中心。动态域名的功能，就是实现固定域名到动态IP地址之间的解析。监控中心每次上网得到新的IP地址之后，安装在监控中心计算机里的动态域名软件就会把这个IP地址发送到动态域名解析服务器，更新域名解析数据库。3G无线路由器通过这个域名发起Socket连接时，动态域名解析服务器会返回正确的IP地址给它。
监控中心和Internet之间的防火墙要屏蔽掉不使用的所有端口，这样保证监控中心的安全性，防火墙机可以是软件防火墙，也可以是硬件防火墙。

图3 监控中心软件基本流程图
监控中心的基本软件流程图如图3所示。监控中心的Socket端口监听程序负责监听图像采集终端的连接请求，当监听到连接请求后，建立通信链路，原来负责监听Socket仍进行监听，通信链路建立后就可任意交换数据了。监控中心软件应具有在监视器屏幕上显示终端的ID及显示多路不同终端的图像，并将图像存储在硬盘上。通过对图像进行分析处理，如出现异常给出报警信号并将报警信息传到远程终端以启动报警装置，以防止人为破坏、偷窃等。相关管理人员可直接观看被监视场所，并随时调看每个终端的当前状况。

四 结束语
随着生产管理水平的不断提高，远程图像监控系统得到了广泛的应用，也越来越成熟，而且正朝着网络化、智能化的方向发展。采用3G无线传输数据通讯方法解决了远程监控系统的通讯问题，比起其它有线通讯方式有着不可比拟的优越性。由于传送的是图像数据，数据量大且较为频繁，可选择不限量使用的商务套餐较为经济。随着3G网络的逐渐完善和应用技术的不断成熟，3G的应用领域也会越来越广阔。本文介绍的3G无线传输系统可推广至各种需要检测、监控与安防的环境之中。