機車(chē)視頻監控系統的基本開(kāi)發(fā)方案
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3.1 車(chē)載端
車(chē)載端是機車(chē)視頻監控系統的一個(gè)重要部分，它將直接與機車(chē)司機接觸。為方便開(kāi)發(fā)，縮短開(kāi)發(fā)周期，擬采用硬盤(pán)錄像機和無(wú)線(xiàn)視頻傳輸模塊為核心來(lái)組成車(chē)載端系統。
硬盤(pán)錄像機選用了深圳景陽(yáng)公司的ADR 系列嵌入式數字硬盤(pán)錄像機，它采用工業(yè)級專(zhuān)用數字信號處理器和嵌入式操作系統（Vxworks），可靠、穩定。它支持16 路視頻輸入，司機在駕駛室可通過(guò)RS485 接口接盤(pán)選擇1 路或者多路觀(guān)看。同時(shí)，它還支持多路報警量輸入，可在機車(chē)關(guān)鍵部位安裝溫度、煙霧傳感器，并接入硬盤(pán)錄像機對應接口，在機車(chē)出現溫度、煙霧異常情況時(shí)，硬盤(pán)錄像機可發(fā)出警報，提醒司機注意。
無(wú)線(xiàn)視頻傳輸模塊選用了北京百目公司的極目 728M - CDMA 無(wú)線(xiàn)視頻傳輸器，可通過(guò)廠(chǎng)家提供的SDK 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，十分方便。
極目 728M 采用了基于H.264 的活動(dòng)視頻壓縮算法，具有壓縮效率高，系統功耗小的特點(diǎn)。由于在色度壓縮上的特殊處理，在實(shí)現高壓縮效率的同時(shí)也保證了很好的清晰度和色彩還原質(zhì)量，最高分辨率可達704x576.該模塊內置CDMA 通訊控制協(xié)議及TCP/IP 協(xié)議，支持動(dòng)態(tài)或固定IP 地址方式，支持域名解析，多種觸發(fā)啟動(dòng)模式，具有2 路雙向輔助串行口，可連接串行用戶(hù)設備，支持雙向測控數據復用。傳輸速率為：彩色320x240/CDMA2000 1X -平均5 幀/秒，最高15 幀/秒；彩色640x480/CDMA2000 1X - 平均0.5 幀/秒，最高2 幀/秒。
將攝像頭輸出的 NTSC 或PAL 制視頻信號接入該模塊，經(jīng)解碼器解碼后送入DSP 芯片。
DSP 采取基于H.264 的視頻壓縮算法，采用多模式多尺寸運動(dòng)估算和4x4 整數無(wú)損變換等多種最新視頻壓縮技術(shù)，具有編碼效率高、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。DSP 將經(jīng)壓縮的視頻數據送入CDMA 模塊，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將視頻數據送到視頻服務(wù)器，從而實(shí)現了視頻信號的無(wú)線(xiàn)傳輸。
此外，機車(chē)上的運行記錄單元是保證機車(chē)安全運行的重要裝置，它記錄著(zhù)機車(chē)運行時(shí)的各項數據。在車(chē)載端可通過(guò)一個(gè)小的單片機系統，從機車(chē)TAX 箱中將這些運行數據實(shí)時(shí)讀出，并送入極目728M 模塊的RS232 接口中，將這些數據無(wú)線(xiàn)傳輸到服務(wù)器，使得地面監控人員也能夠實(shí)時(shí)了解機車(chē)運行的數據。
3.2 視頻服務(wù)器
視頻服務(wù)器是整個(gè)機車(chē)視頻監控系統的關(guān)鍵部分，它是車(chē)載端和地面遠程監控端聯(lián)系的樞紐。車(chē)載端將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到服務(wù)器上，遠程監控端通過(guò)視頻服務(wù)器來(lái)實(shí)時(shí)瀏覽這些重要數據。因為需要處理大量的視頻數據，所以視頻服務(wù)器需要一個(gè)性能良好，能夠穩定運行的硬件平臺。另外，需要申請一個(gè)獨立固定的IP 地址，使得各個(gè)地面遠程監控端能夠訪(fǎng)問(wèn)視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器端軟件在百目公司提供的與極目728M 配套的SDK 上開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)潔方便。服務(wù)器軟件工作流程如下：
（1）服務(wù)器啟動(dòng)，向車(chē)載端發(fā)送包含本地地址信息的短消息，此時(shí)車(chē)載端處于離線(xiàn)狀態(tài)；（2）車(chē)載端接收到短消息后，自動(dòng)上線(xiàn)然后與服務(wù)器進(jìn)行連接，此時(shí)車(chē)載端處于休眠狀態(tài)；（3）服務(wù)器向車(chē)載端發(fā)送激活命令，當車(chē)載端激活后服務(wù)器便可以控制傳輸器傳輸視頻圖象，并可以進(jìn)行其他的遠程操作，此時(shí)車(chē)載端處于激活狀態(tài)；（4）服務(wù)器操作完畢，斷開(kāi)與傳輸器的連接，然后關(guān)閉服務(wù)器，此時(shí)站點(diǎn)處于離線(xiàn)狀態(tài)。
3.3 遠程監控端
遠程監控端是是地面管理人員實(shí)時(shí)監控機車(chē)運行狀況和司機駕駛情況的平臺，只需在能夠上網(wǎng)的普通PC 機上安裝一套客戶(hù)端軟件即可。視頻服務(wù)器首先給各個(gè)地面監控端分配好用戶(hù)名和密碼，遠程監控端通過(guò)客戶(hù)端軟件，使用用戶(hù)名，密碼登錄視頻服務(wù)器，不同級別的用戶(hù)，可以取得不同的權限，瀏覽或控制各個(gè)車(chē)載端。遠程監控端客戶(hù)軟件工作流程如下：
（1）設置網(wǎng)絡(luò )參數，包括服務(wù)器地址/端口，本地地址/端口，用戶(hù)名/密碼；（2）連接視頻服務(wù)器，判斷連接成功或者失敗，產(chǎn)生相應事件；（3）連接上視頻服務(wù)器后，出現車(chē)載端列表，選擇需要瀏覽的車(chē)載端名稱(chēng)，并啟動(dòng)視頻瀏覽；（4）在啟動(dòng)視頻瀏覽后，可以設置視頻參數，以及選擇車(chē)載端不同的畫(huà)面瀏覽；（5）結束視頻瀏覽后，可從視頻服務(wù)器等出并斷開(kāi)連接。
4. 結論
開(kāi)發(fā)一套機車(chē)視頻監控系統是十分必要的，它可以幫助司機更好的駕駛機車(chē)，減輕司機的工作壓力，降低司機的工作強度，提高機車(chē)行駛的安全性。此外，該系統還可以幫助地面管理部門(mén)實(shí)施遠程實(shí)時(shí)監控，便于管理。
該開(kāi)發(fā)方案是建立在 DVR 和視頻傳輸模塊之上的，開(kāi)發(fā)周期較短，過(guò)程簡(jiǎn)單可行。
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