無線遠程圖像監控系統的發展現狀分析

吳紅蓮 周輝林

[摘要]簡要介紹無線遠程監控系統的知識,論述遠程圖像監控的發展現狀,并對該系統的發展前景進行展望。

[關鍵詞]圖像監控監控系統GPRSInternet

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120039-01

遠程監控技術的出現,是計算機網絡技術與故障監控技術相結合的必然結果。早期遠程監控技術是非實時非在線監控方式,而現代遠程監控技術,借助于計算、互聯網和通信技術,實時在線監控。

一、無線遠程監控系統簡介

遠程監控系統主要由現場監控單元、通信系統和監控中心組成?，F場監控單元一般包含傳感器、控制器和微處理器,主要負責完成信息的采集和響應監控中心發出的控制命令。通信系統負責傳輸監測數據和命令。監控中心是整個系統運作的核心,負責收集各監控單元上傳的監控信息,發送各種操作命令以控制監控單元的行為。監控中心一般由計算機組成,運行專門的圖形化監控管理軟件,將各監控點的狀態形象地顯示出來,同時對監測數據進行處理,為決策提供重要參考。

遠程監控技術的模式與通信技術的發展密不可分,伴隨著通信技術的發展,出現了三種遠程監控模式。

1.人工遠程監控。這種方式是通過人工對現場參數及現場運行情況進行記錄,然后帶回總控室由工程師進行分析推理。該方式比較原始,人為因素多,且無法實現實時在線監控,弊端明顯。

2.有線網絡遠程監控。有線網絡監控方式是現代遠程監控模式,將現場各個采樣點通過通信線將其連成網(以太網、光纖網等),是現在廣為使用的方式,如現場總線。其最顯著特點是現場的采樣設備將各種傳感器獲取的設備狀態信息轉變為數字信號后,通過網絡傳送給遠程診斷工程。遠程診斷工程師再利用計算機和現代數字信號處理技術對收到的數字信號進行分析處理,對設備狀態進行評估,給出診斷結論并將結果返回給現場人員。診斷結論可靠性高,可實現實時在線遠程監控與診斷。但該方式在網絡鋪設上投資巨大,且受距離限制,各數據點間距離越遠投資就越大。

3.無線網絡遠程監控。無線網絡遠程監控又分為兩種:一種是單獨構建無線網,另一種是利用公GSM。第一種方式由于要自己進行網絡構建包括傳輸設備,中繼站,傳輸協議制定,工作量較大。第二種用GSM網絡實現,依托遍布全球的GSM網,打破了距離的限制,可以實現全國乃至全球漫游監控。這類監控主要是利用GPRS數據業務通過Internet進行通信,GPRS網絡傳輸數據,永久在線、實時傳輸且運營費用低。

二、圖像監控背景

圖像監控,直觀、信息內容豐富,成為安全監控的主要手段。圖像監控系統是根據使用目的和應用條件,由圖像采集、圖像處理、圖像傳輸、圖像管理和系統控制等相關電子設備和傳輸介質組成的一個有機整體。在很多場合,由于客觀條件限制,人不可能進入現場進行直接的觀察,只能用適應性更強的電子圖像設備來代替完成。

三、圖像監控系統的發展與現狀

目前在圖像監視系統領域,有線方式的圖像監視系統較為普遍,而在設備分布廣泛和數據不易采集的場合,有線圖像監視方式受到了固有物理布線的限制,但無線遠程圖像監視方式則沒有這種限制。隨著計算機技術和通信技術的發展,將嵌入式系統技術、無線通信技術和基于TCP/IP的Internet技術結合在一起的無線遠程圖像監視系統成為可能?；谇度胧较到y的該類監視系統對嵌入式系統的軟硬件開發提出了新的挑戰,而圖像、視頻等大信息量的多媒體無線傳輸要求也給無線通信技術提出了新的挑戰。

嵌入式應用系統與無線網絡互連的結合,是現在乃至將來嵌入式應用的必然趨勢,利用嵌入式的無線網絡傳輸視頻數據也成為目前人們研究的熱點,而解決在無線網絡帶寬資源限制的情況下,實現實時傳輸視頻圖像,成為研究的關鍵。

隨著電子技術與通信技術的發展,圖像監控系統就圖像、監控的方式,大致分為三種:

1.本地模擬圖像監視。上個世紀八十年代初,主要是以模擬設備為主的閉路電視監視系統,稱之為第一代模擬圖像監視系統。該系統由攝像機、電視機、錄像機等組成,由視頻線、控制線纜等連接。一般采用采用模擬方式傳輸,將圖像信號直接送入視頻電纜,再通過電纜線連接到中心控制室的多路切換器上。該系統功能簡單、可靠性差,易受干擾,傳輸距離有限且使用壽命短,應用范圍小,如大樓監控等,監控圖像只能在控制中心查看。

2.基于PC的多媒體監控。數字視頻壓縮編碼技術的成熟,微機的普及,為基于PC的多媒體監控提供了條件?；赑C機的遠程圖像監視系統由PC機插視頻卡構成。多媒體監控系統一般結構:在遠端監控現場,由若干個攝像機、各種檢測、報警探頭與數據設備,通過各自的傳輸線路,匯接到多媒體監控終端上,多媒體監控終端可以是一臺PC機,也可以是專用的工業機箱組成多媒體監控終端。除了處理各種信息和完成本地所要求的各種功能外,系統利用視頻壓縮卡和通信接口卡,通過通信網絡,將這些信息傳到一個或多個監控中心,即是通過各自的傳輸線路,匯接到監視終端機上?；赑C的視頻監視系統終端功能較強,便于現場操作,但穩定性差,視頻前端,如CCD等視頻信號的采集、壓縮、通訊較為復雜,可靠性不高,PC機也需專人管理,特別是在環境或空間不適宜的監視點,這種方式不理想。

3.基于嵌入式技術的網絡數字監控系統?；谇度胧郊夹g的監視系統不需處理模擬視頻信號的PC,而是把攝像機輸出的模擬視頻信號通過嵌入式視頻編碼器自接轉換成數字信號。嵌入式視頻監視系統具備視頻編碼處理、網絡通信、自動控制等強大功能,自接支持網絡視頻傳輸和網絡管理,使得監視范圍達到前所未有廣度。

四、未來嵌入式圖像監視系統的發展趨勢和前景

將嵌入式系統技術、無線通信技術和基于TCP/IP的Internet技術結合在一起的視頻監視系統將成為監視系統的未來發展方向。利用嵌入式技術采集并對現場信息進行相應處理,再通過無線通信方式傳輸到Internet上,用戶通過Internet來管理和使用信息。由于采用了GPRS等無線數據通信方式,以省去了有線方式下必須采用的物理布線。而且無線方式有利于對監視點的合理安排,克服了傳統系統只能用于固定現場的監視。

因此,這種監視方式在工農業生產、移動通信、家用電器自動化等領域都具有相當廣闊的應用前景。

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