- 型号:标准
- 数量:不限
- 制造商:上海星机
- 有效期:2099/12/31 0:00:00
星机高科GPS集成车载移动电视、电视智能监播、车载GPS智能交通、
4通道监控录像于一体的车载电子设备
星机高科GPS移动设备远程监控管理系统
V8.0
上海星机高科GPS
目 录
1 综述
1.1 方案特点
针对传媒的项目需求,锐明有一套全方位的解决方案:基于我们为巴士在线开发的成熟的车载智能综合终端(A16),可迅速完成项目需求。开发完成后,系统可具备以下功能:
Ø 完备、成熟的智能交通系统功能,包括智能报站、中心调度、客流统计等;
Ø 智能化的车载电视运行状态的监视,可智能识别黑屏、停顿;可智能识别无声和长时间强烈噪声;可支持现场图片和视频流的实时上报。
Ø 基于成熟方案的车载移动电视系统功能,并支持在显示屏上显示报站等各种文字信息,支持显示监控中心下发的文字信息。
其中车载终端具有以下明显优点:
Ø 基于车载应用的成熟、模块化的整机设计,宽幅电源、防水、防尘,易于安装,方便运维;
Ø 扩展性好,可扩展录像功能、行车记录仪功能、高清电视功能,并具有丰富的对外扩展接口;
1.2 创新点
本方案创新点如下:
第一, 采用先进的图像智能识别算法,可在各种复杂干扰的情况下,智能识别出电视显示屏的黑屏、停顿及正常状态。采用先进的声音滤波算法,可在各种复杂干扰的情况下,分析出喇叭输出无声、大强度噪声及正常状态。
第二, 采用先进的、专门为低带宽情况而优化的H.264图像压缩、传输及解码算法,可保证远程视频监视效果。
第三, 车载电视系统支持高清电视节目,支持H.264的信号源。产品生命周期长。
第四, 内置SD卡,可用于存储广告媒体节目。当电视信号不良或者不可用的时候,比如在山区或车辆进入山洞,可自动播放SD卡中的内容。系统可自动把电视节目中的广告内容更新到SD卡中。
第五, 利用图像分析、模式识别的算法进行客流统计,提高了统计精确度,并同时降低了产品成本。另外,用于客流统计的摄像头拍摄的区域可以把公交投币箱包含在内,加上设备本身的录像功能,可为公交车队监视钱箱。
2 需求分析
从项目需求信息可以判断,需求共分为三类:基于GPS和GPRS的车辆智能调度系统(简称GPS)、GPS+移动电视远程监控(简称基本型)、GPS+移动电视远程监控+移动电视接收(简称增强型)。
本节针对三类需求做了技术难点分析。
2.0.1 GPS类
GPS类,车载终端为纯粹GPS车载调度终端,平台软件仅包括GPS车载调度系统。此类需求只是满足了车队的智能交通的需求。
纯粹的GPS车载调度系统已经非常成熟,但在此项目的重点要关注的问题是:GPS系统如何与车载电视系统协调工作,主要是如何实现播放电视声音与报站声音的切换。
分为两种情况:
一、 两种系统的喇叭独立,各用各自的喇叭。此种情况两个系统完全独立。车载GPS系统自带声音功率放大。
二、 两种系统共用同一套喇叭。由于车载电视具备音频输入(Line-In)、切换开关量接口,设计方案为:车载GPS系统的声音输出为Line电平,同时输出开关量状态指示。车载电视系统内部实现两种声音的切换、功率放大。
2.0.2 基本型
车载终端在纯粹GPS车载调度终端的基础上,增加了对车载移动电视的工作状况进行监视,并收集对传媒来说有用的信息,包括车辆基本信息,上车人数等。平台软件增加了一套用于终端设备远程监视的大系统。除了智能交通以外,实现以下功能:
A. 通过上报车载电视的工作状态,并借助各监控平台,协助车载电视的运维工作;
B. 通过上报车载电视工作现场的图片,统计上车人数,并借助分布与各大城市的平台系统,协助广告投放客户了解广告投放的实际效果。
此系统应具有以下特点:
1. 车载终端:
a) 实时监视电视显示屏是否出现长时间黑屏、是否出现长时间停顿;为此,需要对准显示屏安装监视摄像头。实时监听电视播放的输出是否长时间无声。为此,需要对准喇叭安装拾音器。当出现黑屏、停顿、无声等状态时,需要主动向平台软件报警。
b) 当客户认为需要时,比如判断故障现象、查看当时播放画面状态等,可以通过监控中心看到电视屏幕的照片或者视频流。
c) 由于采用GPRS网络与监控中心通讯,带宽有限。为了降低信息数据量,必须能够智能判断出显示屏状态(黑屏状态、停顿状态和正常状态);喇叭输出状态(无声、正常),误判要非常低。上报至监控中心时,只需上报判断结果的状态。
d) 终端应能够采集上车的人数,并连同车牌号码、线路号、车辆当时地理位置、设备编号等信息发送至监控中心。
e) 终端应具备统计功能,统计车载电视的开机率等。
f) 考虑到GPRS网络可能中断,在网络中断时,应把信息缓存在本地,网络恢复时上报。
g) 具备本地存储功能,可把各种信息记录到本地。
2. 监控中心平台,:
a) 是基于全国业务的三级中心:主控中心、分控中心和本地控制中心;
b) 具有严格的权限管理制度;
c) 客户端分为三类:管理员客户端;车载电视运维中心客户端;广告客户操作的客户端。每种客户端关注的内容不同。
2.0.3 增强型
增强型,在基本型的基础上,又增加了车载移动电视的功能。这是个一揽子解决方案,全方位满足了传媒的技术要求。可用于直接替代原有淘汰设备,在装配新车的时候,免去了装几种设备的麻烦。
需要关注的要点是:
Ø 采用哪种电视接收、解调和解码方案,以便实现车载复杂的环境;
Ø 电视模块如何与监播模块配合工作。
3 车载终端设计方案
3.1 系统设计原则
1. 创新性
采用先进的车载电视的状态监视技术,具体展现在:
Ø 采用先进的图像智能识别算法,可在各种复杂干扰的情况下,智能识别出电视显示屏的黑屏、停顿及正常状态。
Ø 采用先进的声音滤波算法,可在各种复杂干扰的情况下,分析出喇叭输出无声、大强度噪声及正常状态。
Ø 采用先进的、专门为低带宽情况而优化的H.264图像压缩、传输及解码算法,可保证远程视频监视效果。
Ø 车载电视系统支持高清电视节目,支持H.264的信号源。产品生命周期长。
Ø 内置SD卡,可用于存储广告媒体节目。当电视信号不良或者不可用的时候,可自动播放SD卡中的内容。如果无线电视节目数据流中包含EPG(电子节目表)数据,则系统可自动把电视节目中的广告内容自动更新到SD卡中。
Ø 利用图像分析、模式识别的算法进行客流统计,提高了统计精确度,并同时降低了产品成本。另外,用于客流统计的摄像头拍摄的区域可以把公交投币箱包含在内,加上设备本身的录像功能,可为公交车队监视钱箱。
2. 实用性
Ø 采用成熟的、基于GPS、GPRS的智能交通系统,可有效满足常见公交企业的相关业务要求;
Ø 采用成熟的车载移动电视方案,保证电视信号的接收、信号快速恢复、流畅地解码,系统可靠性高,从而实现车载移动电视的长期可靠运行。
Ø 系统扩展性很强,可根据客户要求增加录像监控、行车记录功能;可采集车内温度、振动数值可满足更高层次的客户需求;可把电视部分扩展到接收、解码高清节目,可支持H.264码流。
3. 易维护
Ø 整机设计经过多个大型应用的考验,可适应复杂、严酷的车载环境条件。
Ø 增强型整机为模块化设计,各个主要的功能模块的运行互不干扰。当某个模块损坏后,不影响其它模块的功能,可直接更换,维护方便。
Ø 设备自身具有全面的自检功能,当监播系统自身出现问题时,监控平台可实时掌握。
3.2 方案设计
针对项目的三类需求,车载终端方面,我们的全面解决方案简述如下:
Ø 基于车载环境的模块化设计,整机分为三大模块:电源、功放模块;移动电视模块;智能交通及监播模块。
Ø 电源、功放模块负责为车载终端及外设(摄像头、拾音器、客流统计等,当为增强型设备时,还需为显示屏供电)提供干净、稳定的电源;把电视声音、报站声音切换后功率放大,直接驱动车内喇叭。
Ø 移动电视模块负责电视信号的接收、解调、解码、输出分路驱动;并接收智能交通及监播模块发来的文字信息,叠加到播放画面。
Ø 智能交通及监播模块负责公交自动报站、智能调度终端、客流统计;负责接收摄像头、拾音器信号,智能分析、压缩视频形成图片及实时视频流,向监控中心发送报警及状态信息,接收各种监控命令或文本信息。
本章给出了三大模块的设计方案,并给出了车载终端的关键技术分析及解决方案。
3.2.1 电源、功放模块
1. 电源
车辆的电源环境非常恶劣,主要特点为:
l 电压变化范围宽:电池电压为12V的车辆在电池老化或者电量不足时,电压可能降到8V。电池电压24V及其以上的车辆高电压可以达到36V。
l 电源纹波严重:车辆输出电压纹波非常严重,处理稍有不慎就会把干扰引入车载电子系统。表现为图像出现干扰条纹等。
司机的很多动作都会导致电源上出现高低脉冲,比如发动机点火、踩油门、按喇叭。低电压脉冲可以达到+5V,高电压脉冲经常性可以达到60V。持续时间一般是几百毫秒至几秒。
因此,电源设计是可靠性设计的重点之一。
为解决这些问题,本系统采用车载专业电源模块,性能如下:
Ø 可适应宽电压范围,在+8V~+36V可正常工作;
Ø 可承受+6V的电压脉冲,+60V的高电压脉冲。
Ø 电源效率很高,当输入电压为16V以上时,效率接近90%;当输入电压为8V~12V时,效率也能达到70%。
Ø 支持输入防反接保护、输出防短路保护功能。
整套车载系统供电方案如下:电源直接取自车辆直流电池,并从车钥匙处获得开关点火信号。电源模块内置于车载DVR主机中,不但方便工程安装,而且保护了电源模块本身,不需单独对电源模块做各种环境适应性(散热、防尘、防水、防爆等)设计;
摄像头、拾音器、报站器、客流统计设备、显示屏等有源设备均由本电源模块供电。
2. 功放
车辆环境声音嘈杂,功放的功率一定要足够大才能达到投放广告的效果。同样因为车辆环境声音嘈杂,双声道输出不能表现出其效果,而且装车线材更多,接法更复杂。
一般地,功放分为数字功放和模拟功放两种。相对模拟功放,数字功放具有体积小,效率高和功耗小的优点。
本方案采用单声道数字功放,特点及参数如下:
Ø 车内声音功放功率可达到20W;车外功放(用于车外报站)为10W。
Ø 负载电阻最小为4欧姆;
Ø 带有输出过载自动保护功能。
为排除功放输出对视频的共模干扰,在装车的时候,应禁止喇叭的另一端直接搭铁,而应通过电缆直接接到设备的功放地线上,使得回流电流直接通过电缆回流到主机。
注:
本方案可根据要求把驱动车内喇叭的功放修改为双声道,每声道15~20W;
3.2.2 移动电视模块
1. 基本方案
本模块采用成熟的方案:采用SigmaDesign高清媒体处理芯片和凌讯LGS-8913-A1芯片,完全符合DMB-T/H标准,框图如下:
特点如下:
Ø 支持接收地面无线数字电视信号,完全符合DMB-T/H(GB20600-2006)标准。
Ø 支持标清和高清信号的接受和播放,支持MPEG2、H.264视频格式。
Ø 支持全自动搜台、手动搜台,强制或自动PAL/NTSC切换。
Ø 具有掉电记忆功能及自动开、关机功能
Ø 支持OSD & VBI图文输出。
Ø 软件通过USB、串口及GPRS网络远程升级。
Ø 可在电视信号不良或不可用的时候播放SD卡中媒体内容。
Ø 可根据电视信号中EPG(电子节目表)中获取广告节目并存储于SD卡中,从而可自动更新SD卡中的内容。
电视图像解码输出后,可利用视频分路驱动,输出4路CVBS信号,以便驱动4个显示屏(某些类型的公交车辆为双层或者很长,需要3至4个显示屏)。
3.2.3 智能交通及监播模块
本模块采用了一个集成的方案,综合实现了智能交通及监播模块功能。
1. 智能交通
本方案直接取自其它项目已经大量商用的成熟模块,包含功能为:
Ø 基于GPS的公交自动报站;
Ø 基于GPRS无线网络的智能调度;
Ø 客流统计。
其中,客流统计是关键点。当前商用的客流统计分为三类:
第一类、红外遮挡计数式,原理是根据红外线被遮挡的次数来判断人数。常见于超市、图书馆等固定场所,公交车辆的场所也有应用。当乘客不愿排队上车时,这种技术准确度很低。
第二类,踏板式,原理是根据踏板踩踏次数来判断人数。但当乘客一拥而上时,准确度依然不高。
第三类,图像目标模式识别式,原理是从车顶用摄像头采集到上车的画面,利用模式识别算法提取人头的特征,通过对人头的计数来判断上车人数,精确度明显高于上述两种模式。由于硬件上只需要安装摄像机,工程施工简单,硬件成本低。虽然该算法需要付费获得,但总体来说成本还是比前两种模式低很多。
采用“图像目标模式识别”还有另外一个好处:摄像头拍摄的区域可以把公交投币箱包含在内。加上设备本身的录像功能,可为公交车队监视钱箱。
2. 监播
监播模块功能相对复杂,归类如下:
Ø 音、视频采集;
Ø 视频编码(H.264)、传输,用于远程查看实时图像;
Ø 图片编码(JPG),用于远程调看现场图片;
Ø 图像智能识别,用于识别黑屏、画面静止等故障状态;
Ø 声音智能识别,用于识别电视节目声音无声、高强度噪声等故障状态;
Ø 统计上报功能,用于统计开机率,连同其它信息,利用GPRS网络上报给监控平台;
Ø 故障报警自动上报功能,当发现电视图像、声音异常时主动上报给监控平台。
Ø 本地存储未能及时上报的信息、统计信息及自身的工作日志,存储设备采用SD卡。
其中H.264视频编码和传输、图像智能识别、声音智能识别是该模块的关键技术。本节重点叙述了这三个方面。
1) H.264视频编码和传输
GPRS无线网络带宽很窄,平均只有20kbps左右,降低到8kbps以下是常见的事情。网络带宽的变化也很严重,从而造成数据传输抖动也很严重。大量工程实践告诉我们,基于这么窄的网络带宽,实现实时视频流的传输,又要保证一定的效果,难度很大。必须具备以下几个条件:
A. 图像压缩率一定要非常高;
B. 视频流的码率和帧率应可控,可自适应网络带宽;
C. 可适应恶劣网络环境的图像传输控制算法;
D. 可适应严重抖动的图像解码算法。
通过在几个大型项目的锤炼,我们在这个领域有了丰富的经验。我们采用了当前压缩率最高的,专门为低带宽情况下而优化的H.264算法,并可根据带宽的情况自动调整编码帧率和画质;针对抖动严重的网络环境,我们发明了一套基于缓冲池和跳跃的传输控制算法;并在解码端做了播放平滑算法,使得即使经过抖动情况严重的网络传输过来的数据,解码效果依然良好。
本方案也提供了上传JPG照片的功能。与实时视频流相比,各有优缺点:
传输JPG图片的优点是每一张照片可以单独解码,方便归档和传阅,缺点是每张照片的数据量都很大,从而十几甚至几十秒才能看到一幅画面,并增加了单位时间内的通讯费用。因此这种功能主要应用于运维人员。
传输实时视频流的优点是实时性好,在20kbps的带宽条件下,每秒可观看2~3幅QCIF画面,主观效果很好。缺点是画面的解码显示是有关联性的,但可以通过解码后抓图生成JPG图片。此种功能可以为广告投放客户很好的主观感觉,同时也是运维人员远程检查设备的有力工具。
2) 图像智能识别
为了全面监视车载电视的视频画面状态,必须利用摄像头采集的显示屏的画面数据。但获取得数据存在以下特点:
1、 干扰情况严重,比如显示屏反光,物体阴影等;
2、 摄像头采集下来的场景不可能全部是显示屏的画面,有些区域可能存在其它运动物体;
3、 显示屏部分的画面也可能被运动物体遮挡;
4、 由于摄像头CCD本身的特点,光线的变化对图像本身的影响比较严重。当视频画面本身比较阴暗时,白天黑夜、晴天下雨及灯光变化都会导致采集到的数据有显著的不同。
以上这些因素会严重干扰设备对图像内容进行智能识别。针对这些情况,我们引入了一套专门的模式识别算法,该算法抗干扰能力强,可有效识别视场范围内指定区域内运动物体的特征。把该算法应用到本项目,只要在装车时划定显示屏有效内容的区域范围,即可有效识别出显示屏内容是否黑屏、是否静止。
3) 声音智能识别
为了有效探测车载电视的声音输出效果,必须用拾音器采集其喇叭的输出。拾音器可安装在喇叭附近。但获取的数据存在以下特点:
1、 声音干扰源很多,比如车辆发动机噪声,车辆颠簸振动噪声,乘客发出的噪声;
2、 考虑到很多乘客对电视的声音比较反感,电视声音一般会应乘客投诉而调整的很小;即信噪比比较小。
3、 喇叭同时兼做报站喇叭时,两种声音需要进行分辨。
如何在嘈杂的背景和报站的干扰下,提取出电视本身的声音,是一个技术难点。针对这一难题,监播系统首先与报站系统取得沟通,在报站的时候取消对电视声音的检测,从而排除了报站声音的干扰。然后,引入了一套基于随机信号滤波、信号检测的算法,把背景噪声虑除,从而可检测到电视声音的有、无,以及是否存在声音很大的噪声。
3.3 整机关键技术分析
3.3.1 热设计(高低温、防尘)
中国幅员辽阔,全国各地冷热差别很大。很多车辆不具备空调条件。由于票价的因素,没有空调的车辆乘客特别多。南方地区夏天,车厢内是一个闷热环境,温度可以甚至45℃~50℃;而北方地区的冬天,早晨起来低温到-30℃也经常遇见。
归纳起来,车载DVR面对的考验是:
l 环境温度范围很广;
l 空气流动不畅;
l 车辆上灰尘、油烟严重;
l 设备自身正常工作情况下有一定的发热量。
如此,设备散热设计、低温设计是环境适应性设计的重中之重。
1. 散热
一般来说,电子产品的散热有以下几种:
第一种 风冷:
效率高,但处理不好会带来大量灰尘,加上油烟、潮湿之类因素,灰尘沉积在芯片引脚上,易形成短路,并阻碍散热。为了阻挡灰尘,一般使用防尘网,但需要定期维护。因为长期使用会使得灰尘积累到防尘网上,造成风道堵塞,特别是有油烟、潮湿的场合。
第二种 自然散热:效率低,但不用担心灰尘;一般用于功率较低的设备。
其它,比如热管:效率高且没有灰尘,但价格昂贵,一般用于高端电子设备中,如大型通讯设备,精密仪器仪表。
考虑到车辆环境的实际情况及价格因素,本方案采用“超强自然散热+外置风机”的方式。方案特点:
l 超强自然散热:机箱采用散热性能极佳的铝,并设计成带有散热片装的型材,设备内部发热量高的元件紧贴外壳。整个外壳是一个大散热器!
l 外置风机,在机箱的外面安装一个超薄风扇,可以把设备产生的热量迅速带走,且不会积压灰尘。为保证风扇可靠性,采用措施如下:
n 采用名牌风扇,性能优良,质量有保证;
n 采用设备内部温度来控制风扇的启动和停止,只有当设备内部温度大于40℃时,风扇才会启动。
n 风扇本身防水,提高整机防水性能。
n 风扇在设备外面,设计有电缆接口,易于拆卸和更换。
本方案兼得了风冷和自然散热的优点,没有两者的缺点。本设计已经申请了专利(“实用新型”)。
2. 低温
一般情况下,通过采用耐低温的元件可以解决问题。在极限情况下,可采用内置加热装置。
l 当设备内部温度低于-10℃时,加热模块会自动启动;
l 当设备低温启动时,设备内常驻软件会根据温度计算需要加热的时间,并根据定时开机的时间提前启动加热模块,当设备内部温度达到指定温度后再开机。
3.3.2 防水(溅水)、防潮设计
南方天气雨水较多,空气很潮湿,处理不好会导致设备进水,潮湿的灰尘同样会引起短路。另外,车辆的清洁工作有可能使用高压水龙头,会导致少量的水溅到车载设备上。设备必须能够防水(溅水)、防潮。
本方案的整机为封闭式设计,所有的接口均做了防水(溅水)处理:
l 前面板的USB接口均加装了封口胶条;
l 机身的接缝处加装胶圈,使得积水无法进入设备内部;
l 后面板的各种接口的上方加装了防护罩,使得来自上方滴水及溅水无法到达接口。
l 散热的风机外置,设备内部空气不会与外界流通,灰尘无法进入设备内部,天然防潮湿。
l 散热风机自身防水。
3.4 扩展性
本方案提供了很好的可扩展性。主要包括:监控录像、行车记录、高清电视及各种外设等。
3.4.1 监控录像
随着公交客运事业的蓬勃发展,公交车营运安全和管理也越来越被重视。安全方面,近年来,全国各地公交客运除了不断的乘运纠纷外,公交车上盗窃、抢劫和侮辱妇女等案件时有发生,严重干扰了社会安定。管理方面,司乘人员私吞票款等现象比较普遍,严重影响了公交企业的营收。
在公交车上安装监控录像设备,以技术的手段威慑和打击违法犯罪及各种违规行为,是当前最好的手段,也是公交安防的趋势。
本系统具备扩展监控录像的功能:可在整机的中间模块(车载电视模块)增加录像系统。规格如下:
大类 |
小类 |
说明 |
基本信息 |
操作系统 |
嵌入式实时Linux(2.6版)操作系统。 |
操作界面 |
图形化操作界面,支持中文、英文两种语言; |
|
本地监控功能 |
通道 |
支持四路音视频输入 |
编码格式 |
视频:H.264;音频:ADPCM |
|
分辨率 |
支持CIF、HD1两种分辨率,总资源为100CIF/秒 |
|
画质 |
分为1~8级可选,1级最清晰。 |
|
OSD |
可叠加各种字符。 |
|
存储器 |
支持2.5英寸硬盘。 |
|
录像模式 |
支持开机录像、定时录像、报警及事件触发录像、手动录像模式。 |
|
其它基本功能 |
升级 |
可通过USB接口升级。 |
参数设置 |
可通过遥控操作或导入配置文件更改设置。 |
|
数据导出 |
可利用USB接口导出数据。 |
|
开关机模式 |
支持车钥匙触发开机及延时关机;定时开关机。 |
|
接口 |
音视频接口 |
视频输入,CVBS模拟信号。 |
MINI2支持一路视频输出,CVBS模拟信号。 X2支持两路视频输出,CVBS模拟信号。前后面板各一个。 |
||
音频输入,Line In模拟信号。 |
||
MIN2支持一个音频输出,Line Out模拟信号。 X2支持两路音频输出,Line Out模拟信号。前后面板各一个。 |
3.4.2 行车记录
司乘人员违规操作,比如超速、带速开门、疲劳驾驶、野蛮驾驶等,是发生事故的重大根源。在车上安装行车记录仪(俗称汽车黑匣子)可忠实记录司机的各种操作和行车数据,为事后事故分析、管理追溯提供了强有力的技术手段。
本系统可扩展行车记录仪的功能。结合一些外部设备的帮助,可搜集多种有用信息。规格如下:
类型 |
记录目标 |
说明 |
开关量 |
司机基本操作 |
1、 可采集并记录刹车、开关车门、车辆方向灯等状态; 2、 共计支持8个开关量输入。 |
GPS |
车速 |
1、 可实时记录车辆速度; 2、 当超速时可自动报警; 3、 可推断带速开门状态,并报警。 |
经纬度 |
可记录车辆地理位置、轨迹,为事故分析提供重要信息。 |
|
外设 |
加速度 传感器 |
1、 可实时记录车身的X、Y、Z三个方向的加速度量级。 2、 为可用于判断野蛮驾驶; 3、 可用于判断车辆的舒适度; 4、 当发生碰撞事故时,为事故的分析提供第一手的资料。 |
温度 传感器 |
1、 可实时记录车内的温度; 2、 为判断车内温度舒适度提供原始数据; 3、 可设置温度报警,超高温或超低温设备自动报警。 4、 温度数值可通过GPRS网络上传至监控平台。 |
|
司乘人员信息 读卡器 |
1、 可记录、认证司乘人员身份; 2、 可用于上下班考勤; 3、 可用于事故事后当事人证据。 |
|
…… |
|
3.4.3 高清电视
高清电视是未来电视的趋势。本方案可以扩展播放高清电视节目的功能,可支持H.264编码格式的片源。
3.4.4 各种外设
除了加速度传感器、温度传感器、读卡器以外,本方案还可扩展各种标准接口(RS232/485)的外部设备,比如车内LED走字屏,车辆头牌、腰牌、尾牌,控制面板等。
3.5 设备选型及系统框图
3.5.1 GPS型
对纯粹的GPS车载智能交通系统,我们推荐一款高性价比的产品:SVT-MINI2(简称MINI2)。这是一款具备内置GPS、GPRS、声音功放、宽范围电源的专用于车载监控录像和智能交通的设备。
与车载电视结合,实现基本的GPS智能交通功能的系统框图如下:
3.5.2 基本型
对基本型的要求,有两个方案可供选择:
选择一,在MINI2的基层上增加对车载电视状态监视的支持(设备型号为:SVT-MINI2-监播,简称监播型MINI2),优点是产品成本低,但可扩展性差,主要是指不能扩展电视模块。
选择二,在A16的基础上,去掉播放及录像模块(设备型号为:SVT-A16-监播),优点第一是可扩展性强,插上中间的电视模块就变成了增强型设备;第二是电源功放模块与监播模块分属两个不同的物理模块中,方便运维。但设备成本高。
监播型MINI2与车载电视配合工作的系统框图如下:
SVT-A16-监播与车载电视配合工作的系统框图如下:
3.5.3 增强型
增强型的设备完全基于A16的整机设计,具备方案设计中的所有优点,产品型号为SVT-A18(简称A18)。方案系统框图如下:
4 监控中心平台
平台软件分为智能交通控制中心平台、传媒专用监控中心平台。前者已经非常成熟,本章不再赘述。本章只对传媒专用监控中心平台进行了系统设计。
4.1 系统设计原则
1. 先进性
1、 采用先进的分布式数据库设计。由于该系统由于覆盖的设备众多,分布面积广,并考虑到后期的扩展,我们选用分布式数据库来实现这一高强度的企业级应用。
2、 考虑到网络的复杂性,为保证数据的安全性。数据库部署分为3级主控中心---分控中心---本地控制中心。其中上级数据库包含下级数据库的所有内容。 通过智能的数据同步系统保证数据的一致性。并提供方便多级数据检查程序,保证数据的完整和有效。
3、 作为系统关键的是基础数据如何能有效的上报到最近的数据库,为此我们的智能数据采集模块,将充分利用多种方式,如统计分析,冗余编码等等确保数据的可靠和及时性。
2. 实用性
1、 系统采用目前成熟的web +分布式数据库模式开发,技术成熟可靠。能有效的保证多个用户的使用。
2、 根据用户的要求,采取迭代式增量开发,确保主要核心功能优先实现,并根据用户反馈及时在下一个版本迭代中添加。
3、 考虑到该系统的数据安全具有相当高的要求,我们将对数据的传送采用专用的高强度加密算法,同时严格实行多级权限管理。并备有严格的日志记录便于事后稽核。
3. 易维护
1、 采用成熟的系统平台,我们选用win2003+sql server作为服务器的核心平台,这样有助于客户的系统维护。 降低维护人员的学习难度,也提高了系统的可维护性
2、 采用先进的分层设计,通过引入设备抽象层,来屏蔽系统设备今后可能的多样性带来的影响。使得今后添加新设备更为方便。
4.2 拓扑结构
控制中心软件拓扑结构图如下:
上图列出了一个控制中心的主要设备拓扑结构图。其中系统采用web 方式,部署非常方便,普通用户只需要使用简单的浏览器就可以了。
其中:
1、 中心管理服务器负责用户权限的管理,对登陆的用户进行权限审核。同时还负责对下级中心服务器的数据同步工作。并对整个系统中的各个服务器进行状态监控和调度。
2、 web服务器主要是处理用户的请求,并根据用户的访问量进行负载均衡。把请求传送给相关的服务器处理,并将结果及时返回给请求的用户。
3、 应用服务器主要完成一些业务逻辑的处理,如报表查询、数据的挖掘等等。
4、 数据采集服务器主要负责其所辖片区的设备工作数据的采集,并写入数据库中。这个主要在本地中心配置,就近采集设备状态数据。
4.3 系统主要模块及其技术考虑
1. 用户管理子系统
用户采用分级授权,其中归属与上级系统的自动具备下级系统的信息查询权限。
其中分布式的布局规划如下:
1、 建立以深圳为最高权限的主控中心和分布华北、华东、西北的三个分控中心;中心总的数据库放在深圳。
2、 主控中心与各分控中心除了管理本地公交平台外,同时根据需要可调阅下一级的系统信息,查阅相关内容,主控中心、分控中心、本地控制中心的通讯均通过INTNET公众网络进行;为保证数据安全,一是采用VPN技术保证网络的安全,同时还对关键数据进行加密。
3、 分布在二级网络中和主控与分控中心的本地系统仅有本地权限,负责本地公交平台的监控管理,管理中心与公交平台通过GPRS系统进行通讯;
2. 设备数据采集子系统
主要由数据采集服务器完成,多部署在本地客户端。其中主要包括2大功能。
1、 收集媒体状态检测设备(不是媒体播放设备)的‘心跳’消息,确保状态检测设备自身的工作正常。遇到心跳消息丢失,将直接把故障报警信息写入数据库,并通知故障保修系统。
2、 收集媒体播放设备的工作状态信息,收到媒体播放设备报警,将直接把故障报警信息写入数据库,并通知故障保修系统。为确保报警信息的有效,避免遗漏,报警信息会上报三次。
3. 故障监测处理子系统
该系统实时跟踪辖区内设备的状态,包括播放设备和监测设备的工作状态。如果遇到设备故障,将根据预先设定的报警处理预案进行处理,预案中可以提供多种处理方式。包括声音提示,车辆相关信息的突出显示,自动发送短信和邮件给指定人员(内容可以预制)。另外,将故障信息及时主动上传到上级中心。同时形成故障车跟踪表,进行重点关注。
设备修复后,收到设备工作正常的消息,将更新故障车跟踪表,同时故障车辆的突出显示恢复为正常状态。
4. 业务分析子系统
该系统主要是完成相关报表的如车辆统计表,受众人数统计表、车辆故障分析表等等的生成,并提供一些数据分析的查询接口,便于不同的用户对数据的分析和利用
GIS定位子系统该系统通过和公交系统的配合,能有效的在专用地图上动态显示车辆的媒体播放工作情况,便于维修人员对故障车的定位,提高维修效率
5. 数据维护子系统
该系统主要负责和上级子系统数据库的同步,以及数据库的备份和导入导出。这里由于涉及多层结构,同步的工作量相当大,而且为确保数据的及时有效,需要较高的同步。
- 电话:021-51875736
- 传真:021-62845283
- email:stargps021@126.com
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