微型无线监控器,智能无线监控

广告位招租
联系电话:13518188210

什么是无线视频监控系统?

什么是无线视频监控系统?

无线视频监控概念就是指不用布线(线缆)利用无线电波来传输视频、声音、数据等信号的监控系统。日前,乾宏通信以“奇趣果”为品牌的家用网络摄像机将正式上市销售。该产品最大的特点是人性化和智能化。更重要的是,该产品支持即插即用,既不需要安装,也不需要设置,摆好后只要通电和链接网络就能使用。用户只需一部3G手机就可以随时随地看到想看的场景,他们开创了无线视频监控手机3G网络的新时代。

无线视频监控系统的概述

无线视频监控系统的概述

??在视频监控系统的研发中,所涉及到核心技术首先是对视频的编码与解码处理。首先对系统中的编码流程进行说明,在具体实现过程中,需要借助FFMPEG所提供的编码方法,对从前端获取的视频进行编码处理。整个处理流程可以通过图4.1进行说明。系统中设定了相应的处理方法和具体操作步骤。在程序开发中,只需要调用相应的方法就可以对摄像机所获取的信息进行视频编码。
图4.1 压缩编码函数流程
根据程序开发要求,首先在编码中完成程序开发的注册,通过调用FFMPEG所提供的注册函数完成该过程,该函数的名称叫做av_register_all方法,当该部分的功能设计完成以后开发者就可以根据需要把视频转化成我们所需要的格式,通过Windows API实现对硬件设备的启用,包括驱动调用、端口监听以及数据获取等,并通过流的方式把信息通过Avcode_find_encoder方法进行数据处理,写入系统缓存以后进行保存到服务器端。其中,H.264 标准编码器的编码函数流程图如4.2所示。
图4.2 H.264 标准编码函数流程
4.1.2 视频解码实现
在所有的监控视频编码结束以后就会保存到服务器上, 而客户端如果要对这些食品进行获取,就需要根据自己的需求对这些视频进行解码处理,后到自己的手机或者是电脑上进行播放,这样就能够看到食品的详细信息。本系统对食品进行解码实现,主要遵循了图4.3的流程。在手机客户端,需要从服务器上获取相应的视频信息,然后通过解码到自己的客户端进行查看。该课程中涉及到Android开发中的服务器视频下载程序的实现,经过进行Java编程以后形成相应的APK程序,然后开程序在手机客户端进行安装,通过构建客户端与服务器应用程序之间的WebService达到对相应的视频文件进行下载的目的,最终这些视频信息也将在手机客户端进行播放。
针对视频解码进行实现需要用到第三方的插件技术,包括配置程序开发的NDK程序环境以及应用对应的.SO文件等工作。当程序开发结束以后,通过编译进行运行调试。
图4.3 Android程序开发流程
开发的Android程序需要经过编译才能在运行在手机客户端,这样通过手机功能才能查看所拍摄到视频,在视频信息交互中是通过在服务器端创建程序来实现的。Android程序进行开发需要对视频解码程序进行调用,通过在手机端的开发程序中引入进行视频解码的动态链接库,这样就可以实现对有关方法的调用,然后完成对服务器端视频文件的下载和解码,并通过手机端的视频播放器进行查看。为了能够更好的对服务器端的视频文件进行加载,需要通过NDK第三方工具进行方法的调用,然后通过SDK实现对有关程序的调用。这样所得到的数据才能由服务端实现到手机端的链接,并通过手机端的Java程序代码实现对有关视频文件的解码。对于本文所使用的NDK来说,目前主要支持三种解码方式,针对的编译器包括了X86系统、ARM以及MSM。在本文中使用了对智能手机的解码处理,因此系统中支持对ARM解码器的移植功能。在开发工作中通过一定的流程和调用具体的方法进行实现:
(1)搭建开发平台编译环境,这是进行解码工作的初始工作。通过在具体的NDK文件中的引用,并配置对应的程序目录,然后通过常量系统目录SYSROOT进行赋值,这样就指定了程序的根目录。
(2)当程序进行编译的过程中需要指定对应的调用程序,因此需要对编译器进行指定,并且指定对应的编译调用文件。通过代码引入程序代码GCC=" arm-Linux-Android-gcc"以及GAR="arm-Linux-Android-ar"等进行实现。
(3)根据程序开发需要选择是否支持优化处理。通过选择合适的ABI以及指定的CPU架构实现对应。根据开发文档,可以选择对应的CPU是否支持NEON优化处理,如果不支持优化需要选择相应的选项进行处理,否则程序编译时系统将会提示。
(4)进行其他必要的配置。如在程序开发前选择开发架构编译系统Linux、选择媒体播放支持模式等,最后通过编译形成可以在程序执行中进行调用的FFmpeg动态链接库。
为了能够更加清晰的对系统中的视频解码流程进行表达,这里通过程序开发流程图4.4对整个解码过程进行说明。
图4.4 系统视频解码流程图
当手机端和服务器端建立连接以后,从服务器端获取相应的程序文件,这些数据传递到手机端以后,手机端将通过程序进行判断,首先对手机软件是否支持硬解码进行判断,如果支持硬解码,那么就通过程序调用OpenMax模块中的处理方法进行,如果不支持硬解码就需要进行软解码,那么就需要通过调用程序中的NEON方法进行处理,具体来说就是程序载入调用的方法库进行处理,其中需要通过程序载入对应的.so库。在该过程中程序将进一步判断编写的程序是否支持这种优化方式,通过调用ffmpeg.so库实现默认优化处理方式。在这些准备工作结束以后,程序将进行方法的调用以及解码程序的初始化处理,然后对传入的视频进行解复用,通过调用程序的具体方法进行处理,在编程中可以借助面向对象的思想进行有关问题的处理。此外在该解码过程中,需要对音频和视频进行处理,虽然目前来说音频视频的处理要求没有那么严格,但是考虑到在视频播放过程中既有视频也有声音的情况,这样就可以进一步对混在一起的视频和音频进行处理,从而实现浏览者看到的音频统一,达到同步的效果。
在具体的视频解码过程中,通过实现接过化编程中的结构体的方式构建程序对象,然后通过构建程序处理方法,实现对视频色彩的处理,也就是通过YUV颜色进行编码处理,从而实现视频流的顺畅播放。通过面向对象方法Decode的子类进行处理,这样就可以把处理以后的视频文件通过具体的播放器进行放映,用户就可以通过手机查看相关视频信息了。其中,PC端视频解码流程如图4.5所示。
图4.5 视频解码流程图
上述针对视频文件进行解析的过程中,既需要注意视频中的音频和视频的处理,同时又要对其中的解码方式进行处理,需要对多种视频解析方式进行兼顾,比如有些系统支持进行硬解码,那么就可以直接调用对应的程序接口进行处理,这样的处理方式有助于快速进行视频获取。而有些系统无法借助硬解码进行处理,那么就需要调用程序进行处理,借助软件方法实现对视频的较快速处理,达到在客户端进行播放的目的。
4.1.3 音视频同步实现
视频解码中已经对音视频的同步进行了简单说明,在本次程序开发中为了能够实现较好的时间同步,还对视频解码进行了同步实现,通过定时器作为比较关键参数进行了同步。常用的视频与音频同步会涉及到三种方法,一种是时间戳法,二是借助多级服用法实现对视音频同步实现,三是通过同步标记法进行实现。在本课题的研究中主要采用了后一种方法进行同步处理。
在进行音频和视频的同步处理中,首先需要对一些基本概念进行了解,首先对于视频来说,其实是一些平均帧率集合而成,而对于音频来说则是采样频率的集合。因此在处理音视频文件的工作中需要对这些基础概念进行处理,同时还需要结合两个重要处理值进行处理,即DTS和PTS。要想在客户端实现对音频视频的同步处理就需要处理好这两个参数,它们与客户端解码中的几个参数密切相关,包括了I帧、B帧和P帧。其中I帧指的是一个完整的数据帧,B帧指的是通过I帧和B帧进行计算得出,而P帧是通过I帧进行一系列计算得到。但是B、P两个帧又存在明显的不同。B帧具有双向性,而P帧没有。因此对于B帧来说应该记录其传输的方向信息。
在本手机端程序的开发中,其中一个实现案例为PTS=132,DTS=123,然后通过音视频处理得到了实际的IPB帧。在进行音视频处理的时候,首先把音视频的有关参数进行获取,然后调用具体的方法进行处理。借助硬件中的处理函数av_read_framek函数对传输的信息进行读取,然后借助结构体进行传入帧的接收,程序中通过结构体DAVpacket进行数据获取。然后借助解码方法对其中的YUV数据进行获取,但是在实际的音视频获取的过程中往往不能直接获取到PTS值,因此就需要进行计算处理。这里设置PTS=0,然后对解码并得到PTS值,然后调用结构体中的具体对应属性进行接收,通过PTS=dopaque值,具体程序代码如下:

无线监控远程监控的无线视频监控系统

无线监控远程监控的无线视频监控系统

具有强大的威慑犯罪的作用。数以千计的摄像头被安置在街道、商业区、停车场等中心城区的公共场所。现场即时拍摄下的犯罪分子的照片,为警察提供罪犯的面部肖像,同时也为法庭提供定罪的证据。系统不仅能拍摄下犯罪过程,而且还可以不断地巡视大街小巷,以发现可能出现的事件或犯罪活动,然后立即将影像和信息及时地转发到公安指挥系统。在控制中心,操作员可以反复扫描各主要街道,争取在情况出现前发现问题。这样,在犯罪活动出现时公安系统可以及时采取行动。在粉碎犯罪行动方面具有重要意义。
随着经济和社会的发展,各种突发事件随时可能不期而至,一旦发生,决策部门希望及时了解现场情况,进行指挥并解决困难局面,尤其是公安部门,更需要建设一张覆盖全市的突发事件防控网,全天候监控全市所有重点部位的情况,一旦有突发事件发生,监控中心可以在第一时间内做出反应。
在应对突发事件时,最需要的是紧急通信服务,而使用移动通讯方式,是应对突发事件的最有效方式。移动通讯最大的优点就在于它的移动性,而且通讯不受时间、地点的限制,只要是在覆盖区内就可以自由通讯。
当发生重大突发性事件后,应急指挥通讯车赶到现场,利用无线网络,可以迅速和指挥中心建立双向通讯网络,将现场摄像机拍摄的图像以及现场语音、数据等实时信息,传送到远程指挥中心,并及时接受指挥中心的指令。
城市公共场合无线视频监控解决方案是成都远控科技有限公司最新推出的一套适合新形势下城市公安系统现代化建设要求,符合公安系统实施“科技强警”战略的一套无线网络监控解决方案。该方案将最新的无线通信技术和视频监控技术全面应用到公安监控系统中,对于提高城市公安监控的现代化水平,提高公安指挥快速反应能力,打击恐怖活动,打击各种犯罪,维护社会安定,保障人民生活安全,有效处理各种突发事件具有不可替代的重要作用。
城市公共区域无线视频监控系统由基于WLAN的“公共区域固定无线视频监控系统”和基于CDMA1X的“车载无线移动视频监控系统”两部分组成。
城市公共区域视频监控系统主要完成将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心的工作。建立该系统后,公安部门就可以实时地了解城市各公共场合的情况,并可以迅速的调派警力打击犯罪,节省警力,以加强城市安全保障能力。
“车载无线移动视频监控系统”采用CDMA1X网络实现公安指挥中心对移动车辆同公安指挥中心的数据、语音和图像双向实时传输。将突发事件现场采集的视频数据通过CDMA1X远程传输传送到各公安指挥中心。使指挥机关和领导能在指挥中心从大屏幕电视墙上直接观看现场情况,及时了解重大突发事件现场实况,进行指挥调度,提高快速反应能力。
目前WLAN具有传输速率高的特点,可以很好地满足实时视频传输的需求,但由于采用点对点的连接方式,在有大量高层建筑物的城市复杂环境中,必须密集地架设很多无线接入点,才能支持移动车辆的数据接入。而CDMA1X网络具有覆盖范围广,支持移动传输的优势,但单信道数据通信带宽较窄,要支持实时视频传输必须将多个信道进行捆绑使用,成本较高。选择WLAN+CDMA1X混合组网方式可以发挥两种无线传输方式各自的优点,同时满足公共场合固定监控的接入和移动车辆接入的需求,使城市公共区域视频监控组网难的问题迎刃而解。在全球发展势头强劲的无线局域网(WLAN),已经在我国很多城市开始规划和建设。WLAN具有组网灵活、建设周期短、低成本、维护便利等特点,同时又具有很强的灵活性,尤其适合于应急通讯系统要求。WLAN传输速率可以达到数Mb/s到数十Mb/s,可以用来传输多种无线业务,在应急通讯领域发挥了重要作用。
公安监控系统由以下四部分组成:
1、摄像机群部分
完成视频信号的采集及对目标的跟踪监视
2、派出所
汇聚各固定监控点的视频信息并通过光纤上传到分局监控中心。
3、分局监控中心
网络监控基本单元,完成监视和控制的具体实施
4、市局监控中心
管理、监控整个系统及其运行
该系统的核心技术为5.8GHz的扩频微波通讯技术和基于MPEG-4的数字视频编解技术。由于该系统采用了先进的扩频微波技术,所以具有保密性好和抗干扰能力强的特点。同时由于采用了OFDM技术,使得设备具有一定的绕射能力,在城区3-10公里的距离内,即使有楼房的阻挡,也可以经过绕射,将图像传回到指挥中心。所以,只要在城内,根据场合设立若干个中继点,装有摄像机和无线传输设备的监控点,便可以随时将图像,声音和数据等信息传回到指挥中心,也可以将指挥中心的指令下传到监控点,实现真正的双向移动宽带视频通信。 该系统无阻挡传输距离为30公里。有阻挡情况下的传输距离视遮挡的情况而定,设备出厂时,实际城区中有楼群阻挡测试的传输距离为3.5公里。 该系统的指挥中心接收天线架设高度应该尽量高,最好架设在城市的制高点上,以便最大限度地避开阻挡,减少中继点,提高传输距离,降低整个系统的造价。该系统的标准配置频率为5.8GHZ,同时,也可以根据客户的特殊要求来OEM定制工作频率和发射功率。
远程监控:采用无处不在的Internet互连网络传输编码后的数字信号,不管你在地球的任何地方,只要能上网就可以看到被监控目标的视频画面,远程监控带给你无取的便利。远控科技公司的CDMA无线抓拍监控系统是利用无线数字摄像传送系统传送监控现场的实时图像,有无线监控主机接收,主机采用先进的图像识别技术,现场进行监测,当发现异常情况时可发出预设声音吓跑入侵者,同时采用图片或视频的方式记录现场,并通过CDMA通信网络(短信、电话、EMAIL)告知主人,主人获得通知后,可以异地通过网络或手机访问主机查看现场或历史记录。
功能简介 无线影音传送方式 2.4G无线数字图象传送 网络图像传输方式 CDMA 图像分辨率 QCIF(176*144)、CIF(352*288)、VGA(640*480) 图像显示方式 单路显示或多路画面分割显示 图像显示速度 本地显示:5-30帧/秒(CIF)、录像:30帧/秒(CIF) 数字录像 支持本地实时录像;支持各种压缩格式 录像回放 播放任意日期和时间录像文件
按照图像动态侦测结果检索动态画面并播放
显示图像动态侦测到的时间列表
按照日期和时间检索和播放/正常速度播放/逐帧播放/快速播放/循环播放 动态侦测技术 本地设置动态检测日期/时间/检测灵敏度
一旦检测到动静后,系统可以自动触发以下内容:
(1)现场报警(2)自动拨通指定的电话(3)自动发送电子邮件到指定的信箱
(4)自动发送短信指定手机(5)自动登录总控中心主界面 报警功能 播放报警声音,可选择或自定义报警声音类型
拨通指定电话;发送报警电子邮件;发送报警短消息
远程或本地查看动态侦测触发结果的时间列表 录像容量 240小时(循环录像) 帧速和带宽控制 远程或本地可限制最大帧速或带宽 多点监控 允许多个监控中心或管理员同时登录同一主机 多任务工作能力 可同时进行远程视频监控、数字录像和播放录像文件
系统检测、接收者登录和动态侦测报警全部记录 密码保护 为指定接收者设置接收权限
多级密码保护,防止非法用户侵入 质量监控 支持监控中心或质量服务中心24小时在线监测主机工作状态 环境监测:环保中污水问题是当前环保的一个主要任务,YK环保污水处理远程实时监控系统以“遥视”为核心,一方面污监控中心可以排污现场情况。另一方面,“遥视”系统可以联动报警信号、精确掌握事件发生时的所有情况,当一但有不合格的污水排出时报警系统马上就会通知监控中心,并及时记录相关情况,还可以太时关掉排水口,不让污水排出。
随着无线技术的日益发展,无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线监控作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线监控方式,建立被监控点和监控中心之间的连接。无线监控技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用。
无线监控和传统的监控方案相比,具有以下三大优点:
1、综合成本低,只需一次性投资,无须挖沟埋管,特别适合室外距离较远及已装修好的场合;在许多情况下,用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制,例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境,对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便,采用有线的施工周期将很长,甚至根本无法实现。这时,采用无线监控可以摆脱线缆的束缚,有安装周期短、维护方便、扩容能力强,迅速收回成本的优点。
2、组网灵活,可扩展性好,即插即用,管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举地实现远程无线监控。
3、维护费用低,无线监控维护由网络提供商维护,前端设备是即插即用、免维护系统。

求一个无线监控系统的解决方案。

求一个无线监控系统的解决方案。

这样有中间遮挡的可以用网桥.传输无线信号.一对网桥相对应!我.是.帝.视信..恒的.

无线远程监控系统的实现方式

无线远程监控系统的实现方式

采用单片机是大多数嵌入式系统设计时的首选方案。由于在片上集成有丰富的外设,具有良好的控制能力,单片机天生就是为嵌放式系统度身定做的,在嵌入式市场上占据了最大的份额。
基于单片机的设计方案一般适用于对数据处理要求不高,运算量不大的远程监控系统。根据需要,单片机可以选用较为低端的4位机或8位机,如8051等,也可选用功能较强的专用芯片,如MSP430FE42X系列。单片机主要用于监测站端的系统控制。片外存储器一般为RAM、EEPROM和Flash等存储器;I/O设备一般为键盘、LCD等供设计调试用的人机交互接口;传感器一般为话筒、摄像头、扬声器和伺服马达一类的设备。无线通信接口实现相对较为复杂。编解码器是可取舍的,对于低速率数据一般没有必要。根据系统的处理任务和信息的类别,编解码器可选用不同的芯生, 如CMX639(用于音频)或LD9320等,也可用编程逻辑器件实现。监测站软件可直接通过C或汇编语言实现,也可在实时操作系统上开发应用软件。对于低档的4位或8位单片机,控制能力较低,系统简单,一般采用直接编写控制程序的方法。对于功能较强大,各设备间交互复杂的系统而言,大多数是利用操作系统来进行任务管理、设备交互,应用软件只是完成上层的数据处理等工作。 众所周知,DSP的数字处理方面能力较强,技术已经很成熟,能处理各种运算的通用、专用芯片也很多。以DSP为核心设计开发的监测站,可以完成高速率数据处理,保证系统实时性方面的要求。
这类设计方案一般适用于数据处理运算量比较大,实时性要求高而对控制能力要求相对较低的监控系统。与以单片机为基础的监控系统不同的是,DSP除了作控制器以外,还可兼作数据计算、编/解码之用。对于较复杂的编/解码以及压缩解压运算(比如对图像视频数据的处理等)是否仍由DSP完成,须综合考虑。若DSP在系统控制和实现传输协议方面负担太重,则这部分运算需要由专门的处理芯片完成;若系统控制和传输协议较简单,或根本没有到上层协议栈,则这部分复杂的运算可由DSP完成。 显然,这种设计方式吸取了单片机和DSP各自的优点:单片机的特点决定其擅长于控制,DSP的内部结构保证较强的数据处理能力。两者的组合可实现一些相当复杂的系统功能,但由于系统中采用了两个处理器,其间的信息交互是设计这类监测站时须着重考虑的问题。只有单片机和DSP之间较好地协同工作,才能充分发挥各自的优点;否则,由于两者间的协调而耗费了大量资源,整体性能未必高于采用单一处理器的系统。实现单片机和DSP间通信协调的常用方法是采用双口RAM。
有些DSP或单片机厂家为了扩大芯片的适用范围,在原有基础上进行扩展,相互间容入了对方的特点,使同一芯片在数据处理和控制方面同时具有较好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC,使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上,推出的产品有dsPIC30FXXX系列。由于DSP和MCU两个功能模块在同一芯片内实现,提高了系统的可靠性、降低了监测站的设计难度并节省印制板空间。这类芯片得到广大用户的青睐。基于MPU的设计实现方式
设计嵌入式产品的另一可选方案是采用基于微处理器的设计方式。与工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点;同时,在该领域技术成熟、产品类型多、选择空间大,满足各种性能需求的处理器比较容易获得。随着采用RISC体系的高性能MPU(比如采用ARM构架的处理器芯片等)的出现,MPU在嵌入式领域中的地位经久不衰;但是,由于在设计监测站时,电路板上必须包括ROM、RAM、Flash、总线接口和各种外设等器件,系统的可靠性将有所下降,技术保密性差,实现难度也较大。
实时操作系统选择和嵌入式实时软件开发
已有的实时操作系统(RTOS)种类繁多,软件结构各异,可适用于复杂程度不同的各种环境,包括循环查询系统、前后台系统、实时多任务系统和多处理机系统等。具体实例有VxWorks、pSOS、QNX、Palm OS、Windows CE、lynx OS和嵌入式Linux等。选择适合监测站乃至整个无线远程监控系统的RTOS的重要性是不言而喻的,它可能关系到整个系统研制的成败。选择过程杂而又需要耐心:要了解各RTOS的特点和适用范围,比较其间的区别,才能找到最为合适的一种。选择比较时,需要考虑的因素主要有:
①RTOS能否支持在项目中使用的语言和微处理器;
②RTOS能否与ICE、编译器、汇编器、连接器及源代码调制器共同工作;
③RTOS是否支持设计中要用到的服务,如消息队列、定时和信号量等;
④RTOS能否达到应用产品的性能需求,比如实时性需求;
⑤能否获得产品开发时必要的组件,比如协议栈、能信服务、实时数据库、Web服务等;
⑥RTOS是否能为公开出售的硬件提供设备驱动程序;
⑦使用RTOS是否免费;
⑧能否获得目标代码;
⑨获得的技术支持有多少;
⑩对于需要授权的RTOS,授权方式是怎样的。
嵌入式实时软件的开发与传统软件的开发有许多相似之处,继承了许多传统软件的开发习惯;但由于嵌入式实时软件的功能和运行环境特殊,决定其与传统软件的开发有所区别。嵌入式实时软件的开发使用交叉开发方式。所谓交叉开发是指,程序代码的实现、编译和连接的环境与对其进行调试和运行的环境不同。前者基于普通微机平台,后者则基于嵌入式系统的硬件平台。调试过程多是在有通信连接的宿主机与目标机的配合下进行的,开发完成后需要进行固化和固化测试。另外,开发过程还需要相应的开发工具,包括交叉编译器、交叉调试器和一些仿真软件。嵌入式应用系统以任务为基本执行单元,用多个并发的任务代替通用软件的多个模块,并定义了应用软件任务间的接口。由于整个无线远程监控系统的实时性能受RTOS和应用软件的影响,所以,在软件的需求分析阶段就充分考虑其实时性要求。再加之嵌入式应用软件对稳定性、可靠性、抗干扰等性能的要求都比较严格,所以嵌入式实时软件的开发难度较大。
无线通信的设计实现 无线通信的设计相对于监测站而言较简单,有许多现有的产品和通信系统可以利用,重点只是在于从多种实现方式中作出最优的选择。
常用的实现方式有:利用现有的通信网络(GSM/GPRS、CDMA移动网等)和相应的无线通信产品;通过无线收发设备,如无线Modem,无线网桥等专门的无线局域网;利用收发集成芯片在监测站端实现电路板级与监控中心的无线通信。
利用现有网络实现监测站与监控中心的无线通信 现有的通信网络较多,按业务建网是3G以前通信网络的特点,无线网络也不例外。设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有:全球数字移动电话系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、采用码分多址(CDMA)技术的移动网、蜂窝式数字分组数据(CDPD)系统。
GSM(Globem System for Mobile)是全球最主要的2G标准,能够在低服务成本、低终端成本条件下提供较高的通信质量。就其业务而言,GSM是一个能够提供多种业务的移动ISDN(Integrated Services Digital Network,综合业务数字网络)。
GPRS(General Packet Packet Radio Service)在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。它以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,提高了现有的GSM网的数据业务传输速率,最高可达170kb/s。GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统,使得移动通信和数据网络合二为一,具有“极速传送”、“永远在线”、“价格实惠”等特点。
CDMA(Code Division Multiple Access)网络采用扩展频谱技术,使用多种分集接收方式,使其具有容量大、通信质量好、保密性高和抗干扰能力强等特点。
CDPD(Cellular Digital Data)无线移动数据通信基于数字分组数据通信技术,以蜂窝移动通信为组网形式,是数据朎与移动通信的结合物。这种通信方式基于TCP/IP,系统结构为开放式,提供同层网络无缝连接和多协议网络服务。CDPD网络具有速度快、数据安全性高等特点,可与公用有线数据网络互联互通,非常适合传输实时、突发性和在线数据。
对使监控中心与监测站间的无线通信能利用现有的网络,对于特定的无线网需用相应的接入设备。这类设备市面上有现成的产品可供选择。接入GSM网络的通信模块有西门子的SIEMENS TC35i,接入GPRS可用西门子的MC35GPRS模块,接入CDMA网络的有华立H110 CDMA模块和AnyDATA公司的CDMA Modem(DTS-800/1800),遵循CDPD方式的无线调制解调器(Modem)有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用现有的网络组建无线远程监控系统,网络连接如图1所示。其中无线接入模块产品一般都提供有RS232作为外通信接口,有些天线是内置的。利用现有的网络覆盖面广和可漫游等特点,使监测站和控制中心的位置不受距离的限制;但由于利用公网,安全性会有所降低。
通过专用无线收发设备建立无线局域网 这种设计实现方式结构简单,且无须向网络运营商付费;利用专网,安全性高。无线传输以微波作传输媒体,根据调制方式的不同,可分为扩展频谱方式和窄带调制方式两种。扩展频谱方式系统的抗干扰能力和安全性高,对其它电子设备的干扰小。窄带调制方式占用频带少,频带利用率高;通常选择专用频段,需要申请;相邻频道间影响大,通信质量、通信可靠性无法保障。
采用专用无线收发设备建立无线局域网的拓扑结构如图2所示。无线收发设备包括无线Modem和无线网桥等。无线Modem与监测站和控制中心之间采用RS232通信。若采用网桥为网络组建设备,网络拓扑结构将更为灵活,如图3所示。其中在无线网两端的有线网络是可取舍的,可以是以太网、令牌环网或点对点网络等本地局域网。也可以城域网,甚至是因特网,但使用公网时须考虑安全性和费用问题。
利用收发集成芯片在监测站端实现的无线通信 前两种组网方式的一个特点是采用现有的网络系统和产品,无线通信部分不须专门开发,实现较为容易。但由于所购买的产品均是独立器件,使整个系统特别是监测站一端结构复杂、体积庞大,往往在系统推广时会带来不利,且外购产品会增加系统的成本。若能将外购产品的功能与监测站集成在一起,在电路板级实现,将可以避免上述不利因素;但这会增加系统开发的难度,延长研制周期。须权衡利弊,根据项目组的开发实力和系统生命周期作最有利的选择。
采用此方法设计监测站需要实现的部分只是图1、2和3中的无线通信接口(可参看本文的网络版全文)。这部分的硬件实时框图以及处理器、存储器的关系大致如图4所示。各个子模块都有多种芯片可供选择,比如射频前端可用ML2751和RTF6900,实现调制/解调的有ML2722,扩频、解扩可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
控制中心的设计实现
控制中心的设计相对于监测站的设计开发来讲较为简单,硬件设计少,除了普通微机(或工作站、工控机)外,还需要网络接入设备(若无线通信采用自行设计的模块实现,则须开发专用的无线网卡插入微机主板的预留总线插槽中)。控制中心的设计开发主要集中在应用软件的设计开发上,一般是基于Windows和Unix等常用操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多,且功能强大,给控制中心软件的设计带来便利。
就软件的实现形式而言,一般除了界面模块外,其余各个功能模块均可设计成动态连接库文件(.dll)。人机接口界面模块可以为该无线远程监控系统的实际应用进行定制,以满足用户在界面美观、操作方便等方面的特殊要求。
采用C/C 语言在VC 开发环境下设计这样的系统软件涉及到的技术较多,包括内存管理、网络通信、多线程管理和数据库编程,甚至ActiveX等。

原创文章,作者:聚禄鼎,如若转载,请注明出处:https://www.xxso.cn/87300.html

(0)
聚禄鼎的头像聚禄鼎
上一篇 2023年2月12日 上午8:31
下一篇 2023年2月12日 上午8:31

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注