高速公路监控系统设计

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

伊科研设计成果太多这类业务。因此，I D S N和 A L业务的发展速度缓慢，这种 DS R 4接口。图中的R 4—接用户个人 P J5 J 51 C机，R 4— J5 2通过交换机走小区局域网和管理中心机相连，再经由路由器和 I T RN T互 N E E联网相连。这样就实现了用户个人 P机通过家居控制器直接上 C I T R E网，同时又可以实现远程智能控制，即远在异地的用 N E N T户通过网络可以实时查询家中的状态，真正实现了 e网通。 ()软件设计 3当用户通过操作家居控制器上的按键来申请某项服务时，显示板便通过串口按照事先定好的协议向主控单片机发送数据，主控单片机收到后进行分析处理，若需要通知管理中心机或远程 P机， C 则控制网卡芯片 DMg0将要发送的数据按 T/ 08 CPI P协议打包后发出，数据包经过网络隔离变压器后传到 HU B控制器芯片 D 0 l M9 8, 它将该数据包转发后又经过隔离变压器传给 RJ51 R 4—, 4—和 J52通过 R 4—和小区局域网便可将数据包发送给管理中心机或远程 P J52 C机。当管理中心机或远程 P C机有数据传给家居控制器时，数据则通过 RJ52隔离变压器传给 HUB控制器芯片 DMg8,转发 4—和 0 1它后再通过隔离变压器发给 D 0 8和 R 4— M9 0 J 51网络接口。由于在整个通讯过程有网络交换机和 HUB控制器芯片，所以数据包的流向 比较复杂，因此在软件设计时要准确判断出数据包的取舍问题。

通讯方式只有当费用降到一定水平才是现实的。()专用网络 e专用网络指目前应用于智能大厦内部的通讯方式，如 L WDR ( ON l S、 C B AN US等。这些通讯需单独布设线路，而不能

使用现有的线路 (如电话线，有线电视等)。专用网络系统是针对智能大厦系统而开发的，具有良好的实时性和可靠性，技术上适合智能小区的监控等功能，但其价格相对较高。 综上所述，在一个智能小区中需要通讯功能的地方相当多，比较以太网和其他网络，以太网可以在一个网络中满足各种各样的需求，因此，以太网是目前阶段智能小区远程通讯系统的最佳选择。 ()基于以太网技术的硬件设计 2

图 2硬件原理框图

图2为系统的硬件原理框图

,虚线框部分为智能家居控制器内 部原理框图。其中。显示板的功能主要是提供一个人机对话界面， 即完成显示屏的显示工作，以方便用户操作，它和主控单片机 W7E 8 7 5之间是通过串口通讯的，可采用 4 5 8通讯方式，此时要加电平转换芯片，也可以直接采用 T L电平传输。 DM90是 T 08 D vc m公司生产的一种 n 20 ai o e 00兼容的网卡芯片。它的封装是 1o 0 pnT F, i Q P内部集成了在片 R AM、 1B ET收发滤波器，并 0 AS—且提供 8和 1位 6位两种接口，由于 W7 E 8是 8位的单片机，因 75 此本设计采用的是 8位模式。鉴于有很多资料介绍了它的控制方法。在此就不再赘述。 D 0 l M9 8是一种 lB E T的 H 0 AS— UB控制器。内部带有 8 T O T用来转发数据。为确保网络通讯的稳个 PP R,定性，提高电路的抗干扰能力，在 R 4接口和系统内部控制板之 J5间加了网络隔离变压器，它可以外接四路 R 4 J 5网络接口。 家居控制器可提供两个或三个 R 4 J5网络接口，本设计中默认用户家中只有一台个人 P C机连 I E NE NT R T网，因此采用了两个—

5结论本文详细介绍了通过单片机控制网卡芯片 DM90, o 8利用 T C PI/ P协议实现网络化智能小区的方案。深圳市阳光带海滨城的住宅小区就是采用这种方案实现了小区的智能化，实践结果表明，此种方案性能稳定，可靠性高，证明了此设计的正确性。9参考文献【】马忠梅，籍顺心，张凯 .单片机的 C语言应用程序设计 .北 1京：航空航天大学出版社， 20 . 01 【】徐君毅，张友德，俞宝洪 .单片微型计算机原理与应用 .上 2 海：科学技术出版社， 20 . 00 【】竹下隆史，村山公保 . T￣ 3 CP P综合基础篇 .北京：科学出版 社 . 2 0 03

【】ww Ch a Ec m 4 w. i CB .o n

【】ww jk. r 5 w. j o d cn

【】江月山，黄久松 . 6数字化社区智能技术产业链导论 .北京：中国建筑工业出版社， 20 . 03 作者简介：王孟腾 (9 2)男，深圳市南山区科技园科发路 1 17一，号艾默生网络能源有限公司P C开发部；夏继媛 (17 女，在读硕士研究生，研究方 L 9 9),向为自化技术。

动

文章编号： 1 7—0 12 0 )40 2 2 6 11 4 (0 50 0 6 0

速公路监控系统设计郭琪(西安工程科技学院电子信息学院，西安 7 1 4 ) 10 8 1摘要：本文赣高速公路的“眼睛” .即高速公路监控系统为缓解日益严重的交通压力和应变能力正在发挥着积极的作用。并对电视监控系统视频与相关控制信号的传输 .图像监控部分等采用的最新技术的设计进行了详细的研讨和介绍。本系统已在工程中实施，并达到预期效果。 关键词：高速公路：监控系统 中图分类号： T 2文献标识码： A P9

S in e a d Te h oo y Co lg, a 1O 8 ce c n c n lg l eXi n 7 0 4 ) eAb ta t h atce o s n u iin s sem o hg wa h ti s rc:t e ril fcu o s pevso y t r f ih y t a s e e f i wa,whc i wokig ost ey o ole e ou r fc y o hgh y ih s r n p iv l t s v s r s ta i i ip o em a d i r bl n mpr v r s n i g ab l y Th a tce ito c s o e e po s n it . i e ri l n r du e

ta s s i fvd o sg alo r n mison o ie in fCCTV n elt d c n r in .as a d r a e o toI g a1 lo s a u c ue u erii ec.u daed ec n og .Th s se bo tpit r s p v son t p t t h ol y e y t m h s a

b e p ld i rjc n c iv d e p ce f c. e n a pi n poe ta d a he e x e td e e t e

S p riin s se d sg fh h y u e v o y t m e in o i wa s gGU Qi O ( lcrcI fr t n I si t,’n E gn e ig E e ti n omai n t ue Xi n iern o t a收稿日期：2 0 32 0 50 9

Ke r s h g wa; u er i i n y t m y wo d: i h y s p v s o s s e

近几年，随着国民经济的发展，国内许多高速公路面临车流量饱和，安全保

证降低等问题，为缓解日益严重的交通压力，提高应变能力，高速公路管理部门在既有高速公路上逐步安装电视监控系

2 E C V l 2 0 N04 6 l 0。2 1 0 5。

欢迎光临本刊网站 h p/w ecc m。n t: w。i。o c t/ w

高速公路监控系统设计

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

统。部分已建成的电视监控系统已在发挥着重要作用，被称为高速公路的 -眼睛”工程。这是为某高速公路项目电视监控系统扩容所做的设计方案。该项目有如下设计要求：共有 l个收费站点， 1 1 个监控中心 (设在一个收费站点),收费站之间的距离均超过 5公里。其中 2站点 (括监控中心所在站点 )需向监控中心上传 4个包 路图像 ( 2路来自收费站原视频矩阵， 2路为该站点附近的外场摄像机图像), 2个站点需向中心上传 2路图像 (自收费站原视频来矩阵),其余站点需向中心上传 3路图像 ( 2路来自收费站原视频矩阵， 1路为该站点附近的外场摄像机图像)。同时还要传递相应的控制信号 (包括矩阵和摄像机)。要求监控中心可以对所有输入的图像进行切换和存储，并能对外场摄像机进行控制。 根据以上要求，为本项目的设计的电视监视监控系统主要包括两部分：视频与相关控制信号的传输部分和图像监控部分。下面分别对传输和监控部分的设计方案进行论述。

O R1 E T N T光收发器模块， 2块.光收发器模块 O R1 E T N T: O o i r n光收发器提供系统节点之间高速的数据光通道.每个光收发器包含一个激光发射机和一个接收机，光链路损耗大于 1d即 2 0 B, 个节点之间的距离大于 3 k .在冗余配置时，可以形成自愈环弼 0i n络，此时系统具有极高的可靠性.每个机箱至少需要一个光收发器模块。 O in控制器利用收发器提供的 R -3通道，对整个网络 r o S2 2进行管理和状态监测。 VR NE 2 T二路视频输入模块， 1块。该模块仅仅有 2 5路视频输出，没有数据、音频和报警，每块占用一个插槽. DA 4 T数据模块， 3 T NE块。该模 供 4 -- PH h t路低速数据传输通道，包括 R -3, 245等，每块占用一个插槽. S224,8 2 其中 2路视频输出用于下载来自其余 1 9 O个收费站的视频信号，接入中心矩阵： 1 0路数据传输通道分别用来传输中心矩阵对各收费站矩阵的控制信号，另一

路数据传输通道用来传输中心矩阵对各收费站附近外场摄像机的控制信号。 在本方案中采用 O int ) r (系统把各收费站的上传的视频通过 o i n根单模光纤传到控制中心，同时通过完全透明的数据传输通道， 可以方便地实现监控中心对所有输入的图像进行切换和存储，并能够对各收费站的外场摄像机自由地控制。一

1传输部分图像和控制信息的传输设备采用美国 IS的大规模视频光纤传 F输系统Or nt来实现各收费站到监控中心的视频与相关控制信 i ( o m)号的传输。 O int )系统可同时提供视频、音频和数据的传输。该系 r ( o i n 统采用 MP G I国际标准，实时压缩和传输高质量的视频，对于 E - I有大量视频传输的应用场合非常适合。 O int r ( o m)提供。, 分插”功能，可在系统中任何节点插入或下载任何视频、音频和数据信号。视频模块提供透明数据传输通道，可用于任何 C V厂商的 CT P Z控制。 T 本方案采用的针对大容量视频传输的 O int视频传输系统 ro ( m)有以下特点： () a数字设计：多次级连不会对图象质量产生任何影响，非常适合高速公路使用； () MP (-压缩编码：图象质 b用 E3I I量达到广播级： () c容量大：整个传输系统可看作一个虚拟矩阵， 可有 100 10个视频输入， 18个视频输出，满足了几乎所有场合的 2需求： () d扩展方便：由于容量很大，在扩展时，只要增加相应模块即可，最大限度节省投资： () e同时传输视频、数据、音频和报警信号： () f网络具有自愈功能，为系统提供电信级的安全保证。 对于 7个需向中心上传 3路图像 ( 2路来自收费站原视频矩阵， 1路为该站点附近的外场摄像机图像)的收费站和 1个需向中心上传 4路图像 (路来自收费站原视频矩阵， 2路为该站点附近 2的外场摄像机图像)的收费站 (不作为监控中心),采用一台I S F专门为高速公路设计的独立式 Or nt光端机、T M mf, i ( o m),4 U 该光端机在 1 U高度机箱内集成了光收发器、视频输入、数据传输通道和触点信号通道，可以提供 4路视频输入通道、 4路双向数据 ( S22、 R 4、 2线或 4线 R -8) R .3 S2 S4 5通道以及 4路触点信

2监控部分各收费站选择美国 P L O公司的卫星矩阵 C 96 A

T作 EC M 7 S为控制矩阵，监控中心采用 CM94 70矩阵作为中心控制矩阵。 C 70矩阵可以和 C 96 -A卫星矩阵联网，通过矩阵间的 M94 M 70S T联网，控制中心可以非常容易地控制各收费站前端设备，就像控制本地设备一样方便 . () M9 4矩阵与 C 7 0S 1C 70 M96 -AT卫星矩阵联网控制信号的传

输：CM94 70矩阵与 CM9 6-AT卫星矩阵联网需要从 C r o 7 0S M94 7矩阵的串行口 ( S4 2到卫星矩阵 C 7 0S T的串行口 ( S R -2) M9 6-A R

4 2传送控制信号。在控制中心，Or nt系统的 3 -2) i( o m)个数据模块 D 4E AT N T总共可以提供 1 2个透明数据传输通道，其中 1 O个数据传输通道用来连接中心矩阵串行数据 ( S4 ) R -2口：在各收费站用 Vr删 mf 或 V 2 NI U T MI MUX的一个数据口连接卫星矩阵 C 7 0S T的串行数据 ( S 2 ) M9 6-A R - 2口。在 O int ) 4 r (系统中把对 o i n应的数据口设置成相同的通道，即可通过 Or nt系统的数据传 i ( o m)输通道实现控制中心 CM94矩阵与各收费站 C 7 S T卫星 7o M96 A矩阵的联网 . () 2控制中心 C 7o矩阵与各收费站外场摄像机控制信号的 M9 4传输：本系统共有 l个外场摄像机需要监控中心矩阵 C 7o控 1 M94制： C 7o阵的一个串行口可以控制 1个 P L M9 4矩 6 E CO前端设备。在控制中心从 C 7 0矩阵的一个串行数据 ( S 2) M9 4 R - 4口连接到 Or nt ) i (系统数据模块 DA1 N T的一个数据传输通道：在各 o i n ' E 4收费站从 Or nt系统 VrMⅡ i ( o m) 4 ,的一个数据口连接到外场 X

号。其中两路视频输入用于上传来自收费站矩阵的视频信号，一路 (或两路)用于上传收费站附近外场摄像机的视频信号：一路数据传输通道用来传输控制中心对收费站矩阵的控制信号，另一路数据传输通道用来传输控制中心对收费站附近外场摄像机的控制信号。 对于 2个需向中心上传 2路图像 (自收费站原视频矩阵)的来收费站，采用一台 IS专门为高速公路设计的独立式 O int光 F r ( o m)端机 Vr M删 2 J该光端机在 1 x, U高度机箱内集成了光收发器、

视频输入、数据传输通道和触点信号通道，可以提供 2路视频输入通道、2路双向数据 ( S 2 2、 R 4 2、2线或 4线 R -8) R -3 S2 S4 5通道以及 2路触点信号.其中两路视频输入用于上传来自收费站矩阵的视频信号，一路数据传输通道用来传输控制中心对收费站矩阵的控制信号 . 对于作为监控中心的收费站，它的监控矩阵同时作为整个高速公路监控系统的中心矩阵，此收费站的所有视频无需通过 O int ) r (传输系统，可以直接进入中心矩阵。来自其余十个收费 o i n站的所有视频都通过 O int系统在此下载输出到中心矩阵。 r ( o m) O int系统的配置如下： r ( o m) R 6机箱， 2。 R机箱可以上 1寸机架， 6的高度，个 6 9英 U 带电源，共有 1 2个插槽可以用来安装各种功能模块。

摄像机的控制端，这些数据口都设置成同一个通道，即可实现控制中心 C 70矩阵对各收费站外场摄像机的控制 . M94 C 7 S T卫星矩阵可以非常方便地分配切换容量，减少前 M96 A端到CM94『M96矩阵的布线量，并且能够在卫星矩阵的本地 r 0C r o 7 7也提供视频输出。 CM96 AT有 1 7 S 6路视频输入、 4路视频输出，其输出端至少有一路连接到 CM94/ M96矩阵.在本方案 r 0= ro 7 ( 7中每个卫星矩阵有两路视频输出通过 O int ) r (上传到控制中心的 o i n C 70矩阵的视频输入端，另两路视频输出用于本地监视器.联 M94网后收费站的摄像机可以被监控中心矩阵 CM94 7o的键盘控制，也可以通过卫星矩阵 CM96 -AT的本地键盘控制 .除了摄像机的 r 0S 7选择和控制外，C 7 S T还提供 1路报警输入并能够把报警 M96 A 6信号传送到监控中心 C 70矩阵。 M94 本方案已在工程中实施，达到预期效果。●作者简介：郭，18年.￣ g学院毕业，琪 96 L l, di t现在西安科教学院从事教学和科研工作。

作者声明：自愿将本文稿酬捐为。仪器仪表用户杂志爱心助学基金”

欢迎订阅锨迎撰稿欢迎发布产品广告信息

El V 1 2 2 0 No 4 2 C 0 . 0 5 1 . 7