矿山智能车载视频监控系统解决方案

北京麦格集团科技发展集团有限公司1矿山智能车载视频监控系统解决方案——工程研发中心M01项目组麦格集团工程研发中心硬件部张文彬摘要随着GPRS/3G无线网络技术和数字视频压缩技术的发展，在无线网络上传输视频和音频成为一种趋势，公司研究开发了“矿山智能车载视频监控系统”，该系统具有其他无线监控系统无法比拟的功能和特点，能够保证车辆移动过程的数据和音视频的正常通信，完全符合移动通信的的严格要求，是全数字化、智能化、网络化、系统化无线监控系统的典型代表。其主要作用是能够将现场和指挥中心之间实时双向传输文字数据、音频、视频，以提高指挥的准确性和及时性。新一代移动视频监控系统的移动特性是利用GPRS/3G技术进行视频数据的无线网络传输的新型系统。它采用了先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频数据压缩技术无线传输网络解决方案，整合了GPRS/3G数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化的便捷式的产品。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到GPRS/3G网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。根据应用，把实时动态图像及车载终端其他数据信息传输到服务器中心。用户只需通过Internet从系统中控端得到图像信息。关键词GPRS/3G通信,GPS定位,视频监控北京麦格集团科技发展集团有限公司2一一一一系统系统系统系统总体设计总体设计总体设计总体设计此方案设计着重解决工况企业行业，安全生产、调度之需要，实现移动设备的位置及工作状态的实时跟踪、判断、显示，监控调度，及时准确地掌握设备的生产运行情况，达到优化管理生产过程、提高产量，提升管理水平，节能增效的目的。1111.1.1.1.1系统系统系统系统简介简介简介简介矿山智能车载视频监控系统是基于GPRS/3G无线数据业务网，车载远程监控系统可实现无线远程监控、GPS地图定位、车辆历史行驶轨迹回放、语音对讲、车辆调度、远程录像存储、远程下载录像、车辆区域管理、设备远程升级等等，主要包括中心管理系统、中心转发服务器及远程监控客户端三个部分。系统结构简洁明了，扩展性好，能适应多变的监控要求。矿山工程机械车辆容易发生沿途货物丢失或损坏、司机违规操作等事件，虽然很多车辆安装了GPS定位系统，能够实现车辆导航和调度的功能，但由于无法对全过程进行录像，在货物丢失或损坏、发生安全事故等情况下不能查找真正原因。通过在工程机械车辆上安装车载监控系统，可以实时的监控目前车辆的状态。跟目前应用较广泛的GPS系统相比，车载监控系统不仅能跟踪记录车辆的地理位置，还能对货物运输和装卸的全过程进行监控和录像，防止货物丢失，还可以在发生货物损毁时作为区分责任的证据。借助GPRS/3G无线监控系统，管理人员和客户能够通过计算机或手机实时了解车辆的地理位置、工作状态，给客户提供更优质的服务，提升企业的竞争力。北京麦格集团科技发展集团有限公司31.2系统网络示意图整个系统分为前端车载监控系统、通讯线路、监控平台前端车载监控系统又包括车载硬盘录像机、监控摄像机、液晶显示屏、对讲耳机、GPS等通讯线路包含前端移动传输和后台指挥中心以太网网络监控平台包含监控软件及GIS、流媒体、数据库、应用服务器等一系列服务群，可以根据需要在不同地点建设多极监控平台，级别的逻辑关系根据需求可灵活配置，系统具有良好的扩展性。前端系统主要功能：1．车载录像监控前端视频采集部分根据现场环境选择相应的摄像机，前端视频处理设备采用嵌入式车载机，可以进行本地录像,该设备专为无线网络视频监控设计，图象分辨率为CIF（324x288）、HD1（704x288）、D1（704x576）可调，可设置开机录象、定时录象、报警录象等录象方式，产品基于LINUX的嵌入式系统设计，使用GPRS/3G无线网络，传输高质量的H.264视频流和数据，并可对车辆进行实时GPS定位。并且车辆通过无线方式上传的图像信息可通过录像方式存储在监控调度管理平台的存储服务器上。北京麦格集团科技发展集团有限公司42．数据备份1个IDE接口2.5寸硬盘，硬盘盒抽拉式结构，硬盘安装结构经过特殊减震处理。硬盘工作管理采用非工作盘休眠处理，减少散热和功耗，延长硬盘寿命。录像数据采用专用格式，无法篡改数据，保证数据安全，并可以转换成。网络传输设计:无线网络传输技术采用了先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频数据压缩技术无线传输网络解决方案，整合了无线网络数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化，可以传输流畅的视频数据及其他数据信息。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到GPRS/3G网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。根据应用，把实时动态图像及车载终端其他数据信息传输到距离用户最近的联通或移动通信网络。可以通过Internet从系统中控端得到实时图像信息。北京麦格集团科技发展集团有限公司51、支持双码流（独立的录像码流和网传码流）2、适合窄带传输和无线传输3、支持无线网络环境下传输QCIF格式的视频流。4、单播/组播可选5、TCP/UDP可选6、支持远程网络实时监视及录像文件下载7、支持远程网络查询及回放硬盘录像机上的录像文件8、支持双向音视频传输，可通过网络进行双向语音对讲监控管理中心:在监控管理中心设置监控服务器，用来远程监视、控制前端云台摄像机，其他用户安装客户端软件就可以在权限内浏览、控制前端摄像机，同时设置存储服务器进行集中存储。二二二二终端终端终端终端介绍介绍介绍介绍矿山智能车载视频监控终端采用了先进的宽频8-36V工作电压，过压保护设计，超高电压不烧机,彻底解决车载脉冲和电压不稳导致的问题;三重万向防震系统，彻底解决硬盘防震问题，严格经过宽范围电源、高低温、高频率长时间震动等测试，工业级设计标准，性能高效稳定。终端特点：�抗震防护型机身设计，精巧玲珑，便于安装；�嵌入式ARM11+高速DSP内核，提供强劲动力；北京麦格集团科技发展集团有限公司6�功能强大的Linux2.6系统，成就卓越网络特性；�支持1路或4路H.264高压缩率编码，双SD卡录像，有效节省存储空间，IDE接口2.5寸1T硬盘，可以存储4路图像1个月的录像；�全金属外壳无风扇设计，铝型材自然散热；�支持媒体播放，GPS；�支持宽带应用和无线窄带应用，可选配内置GPRS/CDMA/EDGE/3G；�可扩展客流量统计模块；◆音频/视频：单路或四路H.264实时音视频监控录像，压缩率高；支持CIF、HD1、D1三种分辨率，自由可调；◆电源：支持宽电压输入，＋8V～＋36V范围内可正常工作；支持电压自检保护，电压异常可自动关机；支持12V/5V电源输出，可为外设供电；支持汽车点火信号控制开机和延时关机。◆隔振设计：采用美国军用隔振胶为原材料，符合MIL-810F振动冲击标准，隔振吸收特性优良、耐高温、耐磨、阻燃、耐腐蚀。◆录像：支持CIF/HD1/D1录像，支持硬盘/SD卡存储；◆行车记录仪（车辆黑匣子）：可同步显示及记录车牌号与行程车速；4路通用开关量传感器信号输入，可获得车门、车灯等车体状态；4路模拟量，可获得车辆内的温度或油量的变化状态；2路CAN接口，可以直接挂接到CAN总线上，监听车辆各种传感器参数，可获得刹车、转向、速度等行车状态；◆其他：支持标准车载GPS功能；可内置GPRS/GPRS/CDMA/3G；接口丰富，可扩展多种外设。◆性能参数：项目设备参数性能指标系统主处理器内置ARM11+DSP的双核高速处理器操作界面图形化菜单操作界面（OSD菜单）操作系统实时嵌入式Linux视频图像格式H.264可变码流（VBR）/固定码流(CBR)视频输入4路CIF/HD1/D1视频输入1.0Vp-p，75ΩBNC视频输出1路复合视频输出1.0Vp-p，75ΩBNC视频显示单或四/八/十六面显示北京麦格集团科技发展集团有限公司7视频标准PAL制式25帧/秒/路；NTSC制式30帧/秒/路音频音频输入单路音频输入600Ω，BNC音频输出单路音频输出600Ω，BNC，1~2Vp-p录音方式声音与视频同步音频压缩ADPCMG.726报警移动侦测支持图像屏蔽、图像丢失、移动侦测报警报警输入可配置为４到６个电平输入报警输出可配置为２到４个电平输出通信接口串行接口支持3个RS232接口、支持2个RS485接口网络接口支持RJ4510M/100M自适应网络接口无线通信CDMA可选内置CDMA通信模块3G可选内置3G通信模块GPRS可选内置GPRS通信模块GPS内置GPS定位模块，GPS信息写入编码码流，同时可以无线上传内部存储１、一张SD卡存储，预留外部USB接口２、1T硬盘存储本地实时录像配套软件PC回放分析回放视频文件，对文件中的车辆信息进行分析RMS支持通过远程管理系统CMS通过无线网络实现视频预览、GPS上传、报警及车辆传感器参数上传及中心命令下发、参数配置等功能工作状态电源输入＋8V~+36V电源输出+12V@2A；+5V@2A功耗正常工作状态下，功耗小于12W，待机时功耗小于0.5W工作温度-20℃～+60℃工作湿度20%～85%外壳防护IP50冲击限不大于2000G(19,600m/s2)北京麦格集团科技发展集团有限公司8振动限不大于5mmp-p(5–22Hz)49m/s2(5G)(22–500Hz)尺寸266(W)*185(D)*93(H)mm重量净重：带箱重：升级方式USB升级SD卡升级无线远程升级终端功能介绍1.发动机参数显示：终端采集发动机系统的各项参数，并且以数字的形式显示出来。例如发动机转速，冷却水温，液压油温，燃油量等等一系列参数。终端开机后直接进入主页面如下图所示：2.传动控制系统参数显示：终端采集传动控制系统的各项参数，并且以数字的形式显示出来，例如正转齿轮传动比的数目等参数。北京麦格集团科技发展集团有限公司93.参数阈值显示设置功能：显示某项参数的上限阈值和下限阈值,人工设置部分参数的阈值，报警参数给予声音提示。4.报警项提示功能：通过对发动机系统，传动控制系统各项参数的智能分析，显示系统显示出报警项目，和预警项目，以方便车辆驾驶员，车辆维护人员及时保养车辆。北京麦格集团科技发展集团有限公司105.扩展功能：预留多路开关量，模拟量采集接口，采集车辆电平电压，油耗，工时，绘制出油耗，电平电压与时间的变化曲线。6.数据存储：终端采集的数据都采用固定压缩格式，保存在终端的存储卡上，数据分析人员可以方便的把数据从终端上拷贝到电脑上，进行分析。北京麦格集团科技发展集团有限公司11三集中管理系统软件集中管理系统软件集中管理系统软件集中管理系统软件由于系统设计面广，功能集中性强，所以决定用分层架构与分模块架构相结合的二维架构来构建本系统。系统主要分三层，底层是数据采集，中间层为数据处理，顶层是表示层（Windows/Web客户机终端）。其中中间层是核心部分，里面再分为七大模块，分别数据接收、数据管理、数据维护、数据存储、实时监测器、对比/分析、历史数据回放等。北京麦格集团科技发展集团有限公司12各监控计算机只需要一台安装客户端软件的PC机就可以实现网络监控；监控中心必须增加一台服务器用于图像的转发和存储，在各相关领导的PC上在安装客户端软件进行浏览和录像。CMS是无线网络视频监控管理系统的核心，它以高品质、高效率的集中化、分布式网络管理为架构；以视频、音频、数据等多媒体信息的网络传输为基础，为用户执行实时监视、GPS定位、录像存储，CMS植根于企业网络平台，与车载DVR的紧密配合，使用户实施大规模远程监控成为可能。彻底替代传统安防系统的DVR加网络视频服务器设计思路，以及可持续进行更新换代的解决方案，最大可能为用户提供长期的投资保护。客户端运行于Linux操作平台上。界面友好的人机对话式应用程序随时随地为用户提供实时监视、远程控制和系统管理功能。北京麦格集团科技发展集团有限公司133.1车辆基本数据显示：3.2车辆位置信息显示：北京麦格集团科技发展集团有限公司143.3历史轨迹回放3.3车辆轨迹查