基于多點控制器和A/D轉換器實現(xiàn)數(shù)字圖像遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計

1.引言

信息社會，科技發(fā)展日新月異。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，電力發(fā)電、水文勘測、電視中繼轉播等很多場合都存在多設備、多參量的遠程監(jiān)控問題。數(shù)字圖像遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)是結合先進的計算機網(wǎng)絡技術、多媒體技術、通信技術適應電信、電力、銀行、交通、水利以及公安等行業(yè)用戶多樣化需求的數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)建設方案。

2.組網(wǎng)方式

該系統(tǒng)可采用以多點控制系統(tǒng)（MCU）為匯接中心，采用輻射形式與各監(jiān)控點連接，通過MCU對各監(jiān)控點的圖像、語音、數(shù)據(jù)進行處理，實施監(jiān)控。整個系統(tǒng)組網(wǎng)方式的優(yōu)點是網(wǎng)絡結構簡單，控制方便，連接靈活，擴容迅速。但該監(jiān)控系統(tǒng)需要一個安全性好，可靠性高，穩(wěn)定性強，能傳輸多媒體信息，有較強伸縮性，并符合國際標準的網(wǎng)絡通信平臺。因此，對網(wǎng)絡主要有三點要求。

求網(wǎng)絡有較大的帶寬，較高的信源壓縮比。

網(wǎng)絡時延小，誤碼率低。

為適應網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的交互性和靈活性的發(fā)展趨勢，要求實施多媒體監(jiān)控并且要求網(wǎng)絡支持系統(tǒng)便于擴展和升級。

3.工作原理

數(shù)字圖像遠程監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)用戶的不同需求可分為低速率系統(tǒng)、高速率系統(tǒng)。低速率系統(tǒng)可提供6B以內(nèi)圖像監(jiān)控，可采用PSIN專線、ISDN、B-ISDN以及DDN方式。高速率系統(tǒng)可保證6B~30B的圖像監(jiān)控，但需要用2M以上的帶寬線路用于傳輸各種信號。傳輸方式有：基于物理傳輸網(wǎng)的E1傳輸方式、高速光纖、無線微波、超五類以上的雙絞線以及租用公網(wǎng)2M線路等方式。

如圖1所示，煙感、通風等探測器將采集到的模擬信號傳到A/D轉換器，經(jīng)轉換器轉換后的數(shù)字信號由RS232或RS485傳送到圖像編碼傳輸器。

監(jiān)控中心于各個分控中心可敬多點控制器，通過DDN/ISDN/E1/MW等傳輸方式連接解編碼器。中心編解碼器輸出的視頻信號進入畫面處理器。在其分割后輸出多路視頻信號送至電視墻或管理臺。視頻切換即畫面處理設備將終端的攝像頭采集到的圖像按一定的時間間隔，分別傳輸?shù)綀D像編碼傳輸設備。該設備將圖形按照一定的算法進行編碼、壓縮，經(jīng)DDN/ISDN/E1/MW等線路至多點控制器（MCU）。MCU類似一個小型的交換機，它可提供多個端口供各子監(jiān)控單元的多種監(jiān)控信號接入，并按照一定的算法對音頻流、視頻流、數(shù)據(jù)流進行處理。MCU將這些信號經(jīng)矩陣切換送至上級監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)采集處理機、閉路電視或經(jīng)編解碼器至CRT。

LAN可采用Ethernet或FDDI等形式組網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集處理機將由MCU送來的信號進行解碼并發(fā)布到LAN上。監(jiān)控中心或子監(jiān)控中心可實現(xiàn)與本地MIS網(wǎng)或其他網(wǎng)絡的友好連接。本地MIS用戶可經(jīng)權限識別通過視頻服務器訪問監(jiān)控系統(tǒng)采集到的視頻信號。視頻服務器主要作用是視頻點播（VOD），同時實現(xiàn)網(wǎng)上用戶視頻訪問管理和視頻接入調(diào)配管理。本系統(tǒng)中視頻服務器負責全網(wǎng)的智能化信息處理工作，通過模塊化的設計實現(xiàn)多臺處理機協(xié)同工作。用戶可通過網(wǎng)絡，點播視頻服務器上的視頻節(jié)目。通常情況下，可選擇適用于一個小型或中型規(guī)模網(wǎng)絡的視頻服務器，其用戶數(shù)目在0~50或50~1000之間。視頻服務器響應用戶的點播，將視頻節(jié)目以視頻流的方式傳送到各個工作站的計算機。這樣各個工作站可進行瀏覽、發(fā)送命令（如：令攝像機左轉50度，垂直下降2厘米） 等。該命令由軟件編譯， 在LAN上傳輸送至解編碼器進行解碼， 再經(jīng)MCU切換、光纖等傳輸線路送至圖像編碼傳輸設備。該設備將命令解釋成控制信號送至云臺， 指揮攝像機工作， 這樣就實現(xiàn)了遠程監(jiān)控。

4.結語

數(shù)字圖像遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)是一種全新的監(jiān)控系統(tǒng)，它打破了傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的局限，可協(xié)調(diào)不同設備的需求，確保無縫通信，解決視頻、音頻、數(shù)字等信號在網(wǎng)絡上的傳輸。這種新興的交互式多媒體監(jiān)控系統(tǒng)將逐步滲透到生產(chǎn)、生活的方方面面。隨著網(wǎng)絡技術、通信技術以及視頻點播技術的發(fā)展與成熟，它將得到廣泛應用。

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