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机车视频监控系统的设计与实现

导读: 本文分析了在机车上配置视频监控系统的必要性,比较了GPRS、CDMA、WLAN三种无线网络的优劣,得出了CDMA 最适合于开发本系统的结论。

  摘 要:本文分析了在机车上配置视频监控系统的必要性,比较了GPRS、CDMA、WLAN三种无线网络的优劣,得出了CDMA 最适合于开发本系统的结论。本文论述了建立在硬盘录像机和无线视频传输模块基础上的系统实现方案,分别描述了车载端、视频服务器、远程监控端的软硬件结构。

  1. 引言

  随着我国铁路事业的不断发展,机车行驶的速度越来越快,确保机车行驶的平稳安全已经成为铁路运输部门工作的重中之重,帮助司机和地面管理部门实时监控机车运行状况已经成为当务之急。特别是在机车驾驶由正、副司机操作改革为单司机值乘后,一个司机在操作机车的同时还必须监控动力间、辅助间、电器间等设备间的运行情。在这样的背景下,研制一套机车视频监控系统来帮助司机在驾驶室内对整个机车实施监控,辅助地面管理部门远程实时掌握机车运行状况,就显得十分重要了[2]。本文从网络选择和系统结构方面论述了机车视频监控系统的基本开发方案。

  2. 无线网络的选择

  要使地面管理部门能够实时监控机车运行状况,该系统就必须选用无线网络来传输数据。目前,在我国,能够用于大数据量视频信号传输的无线网络主要有三种,分别是中国GPRS、中国联通的CDMA2000 1X 以及中国网通和中国电信的WLAN.这三种无线网络各具优势。

  下面从速度、稳定性和覆盖面、资费等方面比较这三种无线网络的优劣,从而选择一种适合机车视频监控系统的无线网络。

  (1)速度

  GPRS 网络理论传输速率可达171.2kbps,运营商声称的传输速率可达115kbps,实际传输速率大约40kbps;CDMA2000 1X 网络理论传输速率可达153.6kbps,实际传输速率大约70kbps;WLAN 网络理论传输速率可达11Mbps,实际传输速率可达8Mbps,但是要受到接入人数的影响,接入人数越多,每个用户分到的带宽越小,传送速率也就越慢。

  从网络的速度来说,CDMA2000 1X 网络要比GPRS 网络快很多,WLAN 网络更快,但是要受到接入人数的影响[3]。

  (2)稳定性和覆盖面

  GPRS 网络只要有网络信号的地方就可以使用,目前GPRS 的网络覆盖已经非常完善,信号也十分稳定。CDMA2000 1X 网络和GPRS 网络一样,只要有网络信号的地方就可以使用,CDMA2000 1X 的网络覆盖和信号的稳定性虽然不如GPRS 网络,但也尚可。WLAN 网路的覆盖面还十分有限,只能在具备无线AP 的附近使用,在使用上有一定局限性。

  从网络的稳定性来说,GPRS 和CDMA 网络的覆盖面和稳定性都还不错,WLAN 网络的覆盖面不足,使用受到限制。

  (3)资费

  目前,这三种网络的各地运营商都推出了很多套餐,有包年、包月、包流量。综合比较这三种网络的各种资费标准,CDMA2000 1X 网络的资费最具优势。

  通过对以上三方面的比较,明确了三种网络的优劣。结合机车视频监控系统对无线网络的需要,最终决定选用中国联通的CDMA2000 1X 网络。

  我国正准备大力发展TD-SCDMA 的3G 网络,而CDMA2000 1X 属于向3G 网络的过渡阶段。选用CDMA2000 1X 网络开发机车视频监控系统,在我国实施3G 网络标准以后,方便开发人员对产品进行系统升级,使机车视频监控系统能够享受到更加优质的网络服务。

  3. 系统结构

  整个系统分三部分,分别为车载端、视频服务器端和远程监控端。这三部分依靠CDMA2000 1X 网络和Internet 连接。系统结构图如图1 所示。

  图 1 系统结构图

  图 1 系统结构图

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