一種基于全IP 的小型化信息處理系統(tǒng)設計

張 劍

（安徽四創(chuàng)電子股份有限公司，合肥 230031）

1 引言

隨著技術的進步，各地應急管理部門對信息化建設的技術要求也不斷提高。由于網絡技術和音視頻壓縮編碼技術的發(fā)展，信息處理系統(tǒng)也逐步向融合化、IP 化、小型化的方向發(fā)展[1]，單一功能的處理設備越來越不符合行業(yè)應用的需要；其次目前的信息處理系統(tǒng)，體積和重量大，無法滿足小型指揮車和機動便攜式指揮系統(tǒng)的應用[2]。

因此，針對以上問題，亟待一種小型化信息處理系統(tǒng)，系統(tǒng)可通過選配業(yè)務板的方式，快速組合成符合不同現(xiàn)場應用的設備接入和處理，并實現(xiàn)音頻、視頻、通信等多種調度功能。

2 全IP 小型化信息處理系統(tǒng)設計方案

全IP 小型化信息處理系統(tǒng)具備多種音視頻信號接入、數(shù)字與模擬音頻綜合處理、音視頻信號復合同步、視頻會議、輸出顯示、模塊化擴展和綜合管理等功能。具備完整的信息處理和指揮控制要素，可以滿足小型應急指揮車和機動便攜式指揮所的需要。

本文設計的系統(tǒng)主要由小型化信息處理主機和一體化集中控制及指揮調度軟件平臺組成。整個系統(tǒng)主要完成多媒體信息的采集、處理、傳輸。通過相應的業(yè)務板實現(xiàn)模擬與網絡高清視頻采集及模擬音頻采集和解碼輸出，通過總線背板和高帶寬路由器業(yè)務板，實現(xiàn)在IP 網絡中的多媒體數(shù)據(jù)傳輸以及視頻信號的無線傳輸，通過集中控制業(yè)務板實現(xiàn)串口、紅外和開關量設備控制，通過融合通信終端實現(xiàn)多種語音通信的互聯(lián)互通，軟件采用CS架構設計，提供PC 和安卓平板兩種客戶端。系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構

3 系統(tǒng)關鍵技術

3.1 IP 化數(shù)據(jù)交換及多媒體處理技術

本文通過硬件音視頻編碼器，首先將音視頻等多媒體數(shù)據(jù)進行編碼壓縮，轉化為可通過IP 網絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)[3]，從而降低數(shù)據(jù)量，減小數(shù)據(jù)傳輸鏈路帶寬；其次通過設計IP 網絡數(shù)據(jù)交換背板，實現(xiàn)了多媒體數(shù)據(jù)從編碼到解碼、存儲、流媒體轉發(fā)和多客戶端顯示等處理流程間的傳輸。

3.2 小型化機箱散熱技術

小型化信息處理主機結構緊湊，散熱問題是需要考慮的重點，首先從機箱結構設計時考慮機箱內部風道走向，保證進出風風道通暢；其次采用熱仿真技術，模擬高發(fā)熱器件和設備在極限條件下的工況，同時考慮設備噪聲設計要求，選擇合適的進排風風扇，從而保證設備在最高設計工作溫度下可正常工作。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

通過對小型化信息處理系統(tǒng)架構和關鍵技術的分析，最終完成系統(tǒng)設計和實現(xiàn)，全IP 化設計不僅易于信息交換更使得接口擴展和系統(tǒng)擴容更加簡便，系統(tǒng)示意如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)示意圖

一體化集中控制及指揮調度軟件，軟件界面見圖3所示。

圖3 一體化集中控制及指揮調度軟件PC及PAD客戶端

5 結束語

本文基于IP 化數(shù)據(jù)交換及多媒體處理技術、小型化機箱散熱技術設計了一種基于全IP 的小型化信息處理系統(tǒng)，基于CS 架構設計了一體化集中控制及指揮調度軟件，通過一臺設備實現(xiàn)了音視頻處理、中控控制、視頻會議等功能。系統(tǒng)經測試，可滿足小型化超機動應急指揮的應用。具有“集成度高，擴展性好，可靠性高，易用性強，適用面寬”的特點。