GB28181智能安全帽方案探究及技术实现
什么是智能安全帽?
智能安全帽是一种集成先进科技的安全帽,可基于GB28181规范,适用于铁路巡检、电力、石油化工等高风险行业的作业人员,以及消防、救援等紧急情况下的安全防护。

智能安全帽通常具有以下功能:
- 实时定位:内置GPS定位模块,可以实时定位作业人员的位置,并及时上报到指挥中心,防止迷路或失踪。
- 无线通信:内置无线通信模块,可以与指挥中心进行通信,方便作业人员与指挥中心的联系和协调。
- 碰撞检测:内置碰撞检测模块,可以实时检测作业人员的头部撞击情况,及时发出警报或求救信号。
- 温度检测:内置温度检测模块,可以实时检测作业环境的温度,防止高温中暑等安全问题。
- 照明功能:内置LED灯,可以为作业人员提供照明,方便夜间或低光照环境下的作业。
- 信息显示:在安全帽上设置液晶屏幕或LED显示屏,可以显示作业人员的位置、通信状态、温度等信息。
技术实现
早期的智能安全帽,会基于嵌入式linux,随着这块技术发展,考虑到易用性等各方面因素,目前主流的智能安全帽,大多技术Android平台实现,本文以Android平台为例,介绍下,智能安全帽需要支持的核心功能。
先说技术架构:

功能设计:
- [视频格式]H.264/H.265(Android H.265硬编码);
- [音频格式]G.711 A律、AAC;
- [音量调节]Android平台采集端支持实时音量调节;
- [H.264硬编码]支持H.264特定机型硬编码;
- [H.265硬编码]支持H.265特定机型硬编码;
- [软硬编码参数配置]支持gop间隔、帧率、bit-rate设置;
- [软编码参数配置]支持软编码profile、软编码速度、可变码率设置;
- 支持纯视频、音视频PS打包传输;
- 支持RTP OVER UDP和RTP OVER TCP被动模式(TCP媒体流传输客户端);
- 支持信令通道网络传输协议TCP/UDP设置;
- 支持注册、注销,支持注册刷新及注册有效期设置;
- 支持设备目录查询应答;
- 支持心跳机制,支持心跳间隔、心跳检测次数设置;
- 支持移动设备位置(MobilePosition)订阅和通知;
- 支持语音广播;
- 支持语音对讲;
- 支持云台控制和预置位查询;
- [实时水印]支持动态文字水印、png水印;
- [镜像]Android平台支持前置摄像头实时镜像功能;
- [实时静音]支持实时静音/取消静音;
- [实时快照]支持实时快照;
- [降噪]支持环境音、手机干扰等引起的噪音降噪处理、自动增益、VAD检测;
- [外部编码前视频数据对接]支持YUV数据对接;
- [外部编码前音频数据对接]支持PCM对接;
- [外部编码后视频数据对接]支持外部H.264数据对接;
- [外部编码后音频数据对接]外部AAC数据对接;
- [扩展录像功能]支持和录像模块组合使用,录像相关功能。
以大牛直播SDK的Android平台GB28181设备接入模块为例,如果需要对接到GB28181智能安全帽,需要关注信令和媒体数据两块部分,这里说说大概的设计思路:
GBSIPAgentListener主要系GB28181注册、心跳、DevicePosition等,如注册成功、注册超时、注册网络传输层错误、心跳异常、设备位置请求处理:
public interface GBSIPAgentListener
{/*注册成功* @param dateString: 服务器日期,用来校准设备端时间,用户自行决定是否校准设备时间*/void ntsRegisterOK(String dateString);/**注册超时*/void ntsRegisterTimeout();/**注册网络传输层异常*/void ntsRegisterTransportError(String errorInfo);/**心跳达到异常次数*/void ntsOnHeartBeatException(int exceptionCount, String lastExceptionInfo);/** 设备位置请求, 这个主要用在移动设备位置订阅上* @param interval 请求间隔, 单位是毫秒*/void ntsOnDevicePositionRequest(String deviceId, int interval);
}
GBSIPAgentPlayListener主要系GB28181的Invite、Ack、Bye等处理:
public interface GBSIPAgentPlayListener {/**收到s=Play的实时视音频点播*/void ntsOnInvitePlay(String deviceId, SessionDescription sessionDescription);/**发送play invite response 异常*/void ntsOnPlayInviteResponseException(String deviceId, int statusCode, String errorInfo);/** 收到CANCEL play INVITE请求*/void ntsOnCancelPlay(String deviceId);/** 收到Ack*/void ntsOnAckPlay(String deviceId);/** 收到Bye*/void ntsOnByePlay(String deviceId);/** 不是在收到BYE Message情况下, 终止Play*/void ntsOnTerminatePlay(String deviceId);/** Play会话对应的对话终止, 一般不会出发这个回调,目前只有在响应了200K, 但在64*T1时间后还没收到ACK,才可能会出发收到这个, 请做相关清理处理*/void ntsOnPlayDialogTerminated(String deviceId);
}
GBSIPAgentAudioBroadcastListener主要系GB28181语音广播处理相关,如有语音广播相关需求,可参照demo实例实现:
public interface GBSIPAgentAudioBroadcastListener {/**收到语音广播通知*/void ntsOnNotifyBroadcastCommand(String fromUserName, String fromUserNameAtDomain, String sn, String sourceID, String targetID);/**需要准备接受语音广播的SDP内容*/void ntsOnAudioBroadcast(String commandFromUserName, String commandFromUserNameAtDomain, String sourceID, String targetID);/**音频广播, 发送Invite请求异常*/void ntsOnInviteAudioBroadcastException(String sourceID, String targetID, String errorInfo);/**音频广播, 等待Invite响应超时*/void ntsOnInviteAudioBroadcastTimeout(String sourceID, String targetID);/**音频广播, 收到Invite消息最终响应*/void ntsOnInviteAudioBroadcastResponse(String sourceID, String targetID, int statusCode, SessionDescription sessionDescription);/** 音频广播, 收到BYE Message*/void ntsOnByeAudioBroadcast(String sourceID, String targetID);/** 不是在收到BYE Message情况下, 终止音频广播*/void ntsOnTerminateAudioBroadcast(String sourceID, String targetID);
}
GBSIPAgentDeviceControlListener主要系GB28181设备控制相关,比如远程启动、云台控制:
public interface GBSIPAgentDeviceControlListener {/** 收到远程启动控制命令*/void ntsOnDeviceControlTeleBootCommand(String deviceId, String teleBootValue);/** 云台控制*/void ntsOnDeviceControlPTZCmd(String deviceId, String typeValue);
}
GBSIPAgentQueryCommandListener主要系GB28181查询命令,如预置位查询:
public interface GBSIPAgentQueryCommandListener {/** 设备预置位查询*/void ntsOnDevicePresetQueryCommand(String fromUserName, String fromUserNameAtDomain, String sn, String deviceId);
}
GBSIPAgentTalkListener主要系GB28181语音对讲相关处理:
public interface GBSIPAgentTalkListener {/**收到s=Talk 语音对讲*/void ntsOnInviteTalk(String deviceId, SessionDescription sessionDescription);/**发送talk invite response 异常*/void ntsOnTalkInviteResponseException(String deviceId, int statusCode, String errorInfo);/** 收到CANCEL Talk INVITE请求*/void ntsOnCancelTalk(String deviceId);/** 收到Ack*/void ntsOnAckTalk(String deviceId);/** 收到Bye*/void ntsOnByeTalk(String deviceId);/** 不是在收到BYE Message情况下, 终止Talk*/void ntsOnTerminateTalk(String deviceId);/** Talk会话对应的对话终止, 一般不会出发这个回调,目前只有在响应了200K, 但在64*T1时间后还没收到ACK,才可能会出发收到这个, 请做相关清理处理*/void ntsOnTalkDialogTerminated(String deviceId);
}
总结
除信令交互外,媒体数据编码、传输,这里就不再赘述。GB28181智能安全帽是一种集成多种先进科技的安全帽,可以为作业人员提供实时定位、无线通信、碰撞检测、温度检测、照明功能和信息显示等多种安全保障,提高作业安全性和工作效率。
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