十分重要的
。
信息数据的收集效率越高
，管理人员
对各种交通事件做出反应的时间就越短
。
因此本
系统采用
5G
无线通信的方式传输视频信息
。
实时
高清视频流的传输需要带宽达到一定的大小并且
能够保持稳定
，
带宽的波动会影响视频传输的稳定
性
。
分别测试
D1
、
720P
和
1 080P 3
种格式的每秒
15
帧的视频流所占带宽大小
，
如表
1
所示
。
1 080P
格式的视频的分辨率最高
，
因此视频监
控图像的细节信息也最丰富
，
相应的
1080P
格式的
视频所占带宽也最大
。
目前
，
中国
4G
网络理论下
行速率是
100 Mbps
，
上行速率是
50 Mbps
。
而
5G
网
络下行速率可达到
1. 4 Gbps
，
上 行 速 率 可 达 到
284 Mbps
［
6
］
。
在实际使用过程中单个设备能达到
理论值的
1 /4
，
因此使用
5G
无线通信
，
能使
1 080P
的监控视频到达实时传输的要求
。
2. 2
终端硬件选型与设计
终端硬件主要包括
CCD
传感器
、
RK3399
处理
器和
MH5000
通信模组
3
个部分
。
(
1
)
CCD
传感器
:
采用
MV-EM510M/C
型号的
CCD
相机
。
最高分辨率为
2 456 ×2 058
，
最高帧率为
15 fps
。
(
2
)
MH5000
通信模组
:
MH5000
是华为首款单
芯多模
5G
工业模组
，
支持
5G SA/NSA
双模
，
上行速
率可达
230 Mbps
，
下行速率可达
2 Gbps
。
(
3
)
RK3399
处理器
:
RK3399
具有强大的视像
处理器
，
双图像信号处理
(
image signal processing
，
ISP
)
具有
800 MPix /s
的像素处理能力
，
支持双摄像
头的同时数据输入和高级处理
，
能够流畅的实现
H． 264
编解码的功能
，
能够同时进行两路视频编码
和五路视频解码
。
并且拥有丰富的外围接口
，
支持
RJ45
千兆网口和
USB3. 0 Type-C
双端口
，
为数据的
高效传输提供了硬件基础
。
CCD
传感器通过网线与
RK3399
主板相连
。
在
终端系统工作时
，
RK3399
对
CCD
传感器采集的原
始图像进行编码
，
将实时视频流通过
USB3. 0
接口
传输至
MH5000
无线通信模组
，
同时在存储设备内
进行存储
。
终端硬件结构如图
2
所示
。
2. 2. 1
千兆网口设计
本系统中用于连接
CCD
传感器的千兆网口设
计采用了
RTL8153-VB-CG
低功耗
USB 3. 0-to-Giga-
bit Ethernet
控制芯片
，
将
RK3399
的一个
USB3. 0
接
口转换为千兆网口
。
原理图如图
3
所示
。
2. 2. 2
5G
通信模组设计
5G
模 组 包 含
4
个 天 线 接 口
(
ANT0
、
ANT1
、
ANT2
、
ANT3
)
、
一个
USB3. 0
接口和高速串行计算机
扩展总线
(
peripheral component interconnect express
，
PCIE
)
接口
。
5G
模组硬件框架如图
4
所示
。
MH5000
状态控制电路如图
5
所示
，
可以看出
，
本系统中
MH5000
状态控制可分为手动模式和自动
模式
。
手动模式可通过按下按键
PWRON
，
来拉低
MH5000
对应引脚的电位
。
自动模式下通过
STM32
输出一 个 控 制 信 号
，
使 得
MOS
管
Q1
导 通
，
拉 低
MH5000
对应引脚的电位
，
实现控制
MH5000
模组
工作状态的功能
。
2 终端系统设计2. 1 基于 5G 无线通信的无线传输对于交通监控系统而言 ， 信息的收集和分析是十分重要的 。 信息数据的收集效率越高 ，管理人员对各种交通事件做出反应的时间就越短 。 因此本系统采用 5G 无线通信的方式传输视频信息 。 实时高清视频流的传输需要带宽达到一定的大小并且能够保持稳定 ， 带宽的波动会影响视频传输的稳定性 。 分别测试 D1 、720P 和 1 080P 3 种格式的每秒15 帧的视频流所占带宽大小 ， 如表 1 所示 。
1 080P 格式的视频的分辨率最高 ， 因此视频监控图像的细节信息也最丰富 ， 相应的 1080P 格式的视频所占带宽也最大 。 目前 ， 中国 4G 网络理论下行速率是 100 Mbps ， 上行速率是 50 Mbps 。 而 5G 网络下行速率可达到 1. 4 Gbps ， 上 行 速 率 可 达 到284 Mbps ［6 ］ 。 在实际使用过程中单个设备能达到理论值的 1 /4 ， 因此使用 5G 无线通信 ， 能使 1 080P的监控视频到达实时传输的要求 。2. 2 终端硬件选型与设计终端硬件主要包括 CCD 传感器 、 RK3399 处理器和 MH5000 通信模组 3 个部分 。( 1 ) CCD 传感器 : 采用 MV-EM510M/C 型号的 CCD相机 。 最高分辨率为 2 456 ×2 058 ， 最高帧率为 15 fps 。( 2 ) MH5000 通信模组 : MH5000 是华为首款单芯多模 5G 工业模组 ， 支持 5G SA/NSA 双模 ， 上行速率可达 230 Mbps ， 下行速率可达 2 Gbps 。( 3 ) RK3399 处理器 : RK3399 具有强大的视像处理器 ， 双图像信号处理 ( image signal processing ，ISP ) 具有 800 MPix /s 的像素处理能力 ， 支持双摄像头的同时数据输入和高级处理 ， 能够流畅的实现H． 264 编解码的功能 ， 能够同时进行两路视频编码和五路视频解码 。 并且拥有丰富的外围接口 ， 支持RJ45 千兆网口和 USB3. 0 Type-C 双端口 ， 为数据的高效传输提供了硬件基础 。CCD 传感器通过网线与 RK3399 主板相连 。 在终端系统工作时 ， RK3399 对 CCD 传感器采集的原始图像进行编码 ， 将实时视频流通过 USB3. 0 接口传输至 MH5000 无线通信模组 ， 同时在存储设备内进行存储 。 终端硬件结构如图 2 所示 。2. 2. 1 千兆网口设计本系统中用于连接 CCD 传感器的千兆网口设计采用了 RTL8153-VB-CG 低功耗 USB 3. 0-to-Giga-bit Ethernet 控制芯片 ， 将 RK3399 的一个 USB3. 0 接口转换为千兆网口 。 原理图如图 3 所示 。
2. 2. 25G 通信模组设计5G 模 组 包 含 4 个 天 线 接 口 ( ANT0 、 ANT1 、ANT2 、 ANT3 ) 、 一个 USB3. 0 接口和高速串行计算机扩展总线 ( peripheral component interconnect express ，PCIE ) 接口 。 5G 模组硬件框架如图 4 所示 。MH5000 状态控制电路如图 5 所示 ， 可以看出 ，本系统中 MH5000 状态控制可分为手动模式和自动模式 。 手动模式可通过按下按键 PWRON ， 来拉低MH5000 对应引脚的电位 。 自动模式下通过 STM32输出一 个 控 制 信 号 ， 使 得 MOS 管 Q1 导 通 ， 拉 低MH5000 对应引脚的电位 ， 实现控制 MH5000 模组工作状态的功能 。