Реализация ВКС в мобильных сетях транспортных средств. Часть 1 Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.72

VC REALISATION IN VANETS. PART 1

Kuznetsov Alexey Mikhailovich, software developer, "Softline" Ltd., e-mail: dj_stormy@mail.ru

Abstract. The article considers the problem of VC (videoconferencing) in VANETs. The author proposes realization of conferencing and videoconferencing with usage of Voice-over-IP based on Asterisk (CallWeaver) and Ip-cameras.

Key words: asterisk, callweaver. VC, IP-camera. VOIP.

РЕАЛИЗАЦИЯ BKC В МОБИЛЬНЫХ СЕТЯХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ. ЧАСТЬ 1

Кузнецов Алексей Михайлович, разработчик ПО, ООО «Софтлайн», e-mail: dj_stormy@mail.ru

Аннотация. В статье обсуждается проблема организации видеоконференцсвя-зи (ВКС) в мобильных сетях транспортных средств (VANET). Автор предлагает решение конференцсвязи и видеоконференцсвязи на базе IP-телефонии (VOIP, такие решения как Asterisk, CallWeaver) и применения 1Р-камер.

Ключевые слова: asterisk, callweaver. ВКС, IP-камера, IP-телефония

Одна из потребностей в организации деятельности персонала, использующего такие децентрализованные сети связи, как мобильные сети транспортных средств (МСТС), или, что тоже самое, VANET [1-2] является организация видео конференцсвязи (ВКС). ВКС - сопутствующая технология для телефонии, в особенности, для режима аудио конференции, которая позволяет также визуально видеть собеседников, что делает совещание более эффективным и комфортным. Рассмотрим данный вопрос в двух частях: реализация телефонии и реализация ВКС.

Реализация телефонии.

В качестве программного решения, позволяющего организовать IP-телефонию (Voice-over-IP, VOIP) первоначально тестировалось решение Asterisk, затем был выбрано его ответвление (форк) CallWeaver с более свободной лицензией. Архитектура телефонной сети исходя из особенности построения мобильных сетей транспортных средств будет повторять архитектуру решения на базе сервера системных телекоммуникаций [3], хотя и не используя его инфраструктуру.

Коротко напомним, архитектура вычислительных сетей мобильных систем транспортных средств состоит из транспортных средств (ТС), на базе каждого из которых реализована локальная сеть транспортерного средства, и сеть (сети), связующая транспортные средства. За связь между транспортерными средствами на сеансовом уровне отвечает сервер системных телекоммуникаций [3]. Абоненты (автоматизированные рабочие места, АРМ на базе ПЭВМ), в транспортном средстве соединяются между собой и с другими АРМ посредством клиентского программного обеспечения, взаимодействующего через сервер. (См. рис.1)

В случае реализации телефонии, в качестве сервера будет выступать программная АТС (PBX, в нашем случае CallWeaver), в качестве клиента может использоваться любой SIP-клиент (на стенде использовался X-Lite).

Аналогично настройке телекоммуникационного сервера, когда для клиента указывается только адрес «своего» сервера в транспортном средстве (может быть получен по DHCP), для настройки SIP-клиента требуется также только указание данных для доступа к АТС (расположенному в данном транспортном средстве, обычно это также IP-адрес, но также и данные авторизации).

В качестве телефонных номеров можно использовать уникальные имена должностных лиц (либо их доменные имена) [1]. Способ именования имен должностных лиц и реализация их перемещения между транспортными средствами (ТС) без потери связи и связности подробно описано в [2] в терминологиях доменной службы имен (DNS).

Реализация ВКС.

Для реализации видеоконференцсвязи (ВКС) было выбрано решение использовать IP-камеры.

Причиной выбора такого варианта было обладание использования IP-камер следующими достоинствами:

- отсутствие потребности в драйверах;

- независимость от операционных систем и аппаратных платформ остального оборудования;

- простота использования.

В качестве платформы можно использовать Aviosys IP Kamera 9060АК [4] - эта версия IP-камеры поставляется без кожуха, что позволяет реализовать необходимые решения с монтажом камеры, в том числе и в защищенном и виброустойчивом кожухе (см. рис.2).

Камера позволяет передавать видеоизображение в форматах JPEG (одиночные кадры) или Motion-JPEG (AVI) с разрешением 160x120, 320x240, 640x480 и частотой кадров 320x240/25fps, 640x480/12fps [4].

Рис.2. Aviosys IP Kamera 9060AK

Камера предназначена для использования внутри помещений (что не противоречит задаче использования камеры в транспортных средствах), а также, позволяет подключать аналоговый микрофон.

Характеристики камеры [4]:

- Встроенный HTTP сервер;

- Аналоговый аудиовход для подключения микрофона или других источников звука;

- Встроенный датчик движения;

- Используется операционная система RTOS;

- Возможность обновления и перепрошивки встроенного в камеру программного обеспечения;

- Защита паролем от несанкционированного доступа (два уровня - администратор/пользователь), а также возможностью фильтрации нежелательных посетителей по IP адресу (black list);

- Возможна синхронизация времени камеры с NTP серверами или внутренним таймером администрирующего компьютера;

- Поддерживается TWAIN интерфейс (через Twain Bridge). Спецификация камеры:

- Image Pickup Device: 1/3" Hi-CMOS, 0.8 Lux/Fl.4;

- Цифровая, глубина цвета - 24 бит; Формат изображения:

- JPEG одиночные кадры или Motion-JPEG (AVI), 3 уровня сжатия;

- Поддерживаемые разрешения: 160x120, 320x240, 640x480; -Частотакадров: 320x240/25fps, 640x480/12fps.

Формат звука: -ADPCM;

Дополнительные возможности: -Режимы отображения:

- одно динамическое окно;

- полиэкран (2x2, 3x3, 4x4);

- Изменения уровней: Brightness, Contrast, Saturation, Sharpness/Smooth и AWB (Auto White Balance);

-Масштабирование, поворот и зеркальное отражение;

- Отображение доп. информации (время). Аппаратное обеспечение:

- Процессор 54 МГц (CISC, 32 бита) - SQ SQ610;

- 8 Мбайт оперативной памяти; -1 Мбайт Flash памяти;

- Процессор компрессии;

-LAN: 1 OBase-Т/100Base-TX Ethernet порт (RJ-45) для соединения с сетью;

-Аналоговый аудиовход (Mini Jack); -Два световых индикатора (LAN Lnk & Act); -Поддерживаемые протоколы: TCP/IP, ARP, HTTP, FTP, SMTP, NTP, PPPoE, DHCP, DNS, DDNS. Комплект поставки:

- Передающий модуль IP Kamera 9060AK;

- Оптическая часть IP Kamera 9060AK;

- Соединительный шлейф;

- Блок питания (5V DC);

- Кабель для поключения к локальной сети;

- СБ с документацией и программным обеспеченим.

Метрики:

-Вес-0.114 кг;

- Габариты - 58x28x108 мм.

При реализации видеоконференцсвязи возникает вопрос микширования и рендеринга видеопотока из нескольких каналов. Нами выбран был способ без микширования: каждый видеопоток передается отдельно, таким образом отпадает потребность в дорогом оборудовании и расходах процессорных мощностей на ком-плексирование видео. Кроме того, в результате такого решения появляются дополнительные плюсы: возможность регулировать расположение окон спикеров, их размер, возможность отдельно подключать и отключать спикеров, участвующих в видеоконференцсвязи.

Программное обеспечение для просмотра конференцсвязи представляло собой программный модуль, создающий для каждого видеопотока (то есть спикера) отдельное окно в графическом интерфейсе, с возможностью запоминать расположение окон и их размеров, но и также в процессе конференцсвязи менять расположение и размер окон, а также произвольно включать и отключать отдельные видеопотоки.

Для настройки в тестовом режиме использовались 1Р-адреса камер.

Заключение.

Таким образом мы разработали и протестировали прототип настройки и использования телефонии и видеоконференцсвязи в мобильных сетях транспортных средств. Настройки для телефонии и ВКС могут быть получены из тех же данных, что и для остальной сети [1]. Видеоконференцсвязь может быть интегрирована в систему телефонии, равно как и использоваться в качестве независимого программно-аппаратного решения (для этого необходимо использование микрофонов для 1Р-камер и дополнительная реализация механизмов вызова и отключения).

Для идентификации пользователей в телефонии и видеоконференцсвязи предлагается использовать те же имена пользователей, что используются в сервере системных телекоммуникаций [4] и готовятся при настройке системы связи [1]. Предлагается использовать иКЫ-схему, предложенную для реализации службы имен в децентрализованных телекоммуникационных сетях [2], к которым мобильные сети транспортных средств и относятся.

Библиографический указатель

1. Вишняков A.B. Опыт настройки системы связи транспортных средств // Научно-исследовательские публикации. 2013.№ 1. С. 56-65.

2. Кручинин C.B. Реализация службы имен в децентрализованных телекоммуникационных сетях // Научно-исследовательские публикации. 2013. № 2. С. 132-147

3. Пономарев М.П. Сервер системных телекоммуникаций // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2007613864.

4. Aviosys IP Kamera 9060АК [Электронный ресурс] URL: http://www.aviosys.ru/ipcam9060ak.htm (Дата обращения: 16.02.2010)