监控网络架构图(监控系统组网结构图)
本篇文章给大家谈谈监控网络架构图,以及监控系统组网结构图对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览:
- 1、跪求金融系统监控远程联网中,网络架构方案及及架构图,
- 2、计算机网络的拓扑结构有几种 ?画出拓扑结构图
- 3、农业物联网监控系统是什么?
- 4、求车辆监控系统拓扑结构图文
- 5、智能视频监控系统详细设计思路
跪求金融系统监控远程联网中,网络架构方案及及架构图,
一、金融系统联网架构
金融系统安防联网系统总体架构应***用:省级分行一级监控中心,二级分行监控中心,区县支行***监控中心内网结构,一级监控中心要求在各省级分行设立,二级监控中心要求在各地、市二级分行设立,***监控中心在各区县支行设立。为确保联网系统的安全性、可靠性,以上***联网架构均必需建立在银行内网系统中(或租用网通、电信、移动线路建立安防专网)。
安防联网系统应以银行内联专网为依托,即应符合内联网技术体制和现状要求,不能对内联网产生过重的信息流量,更不能形成引发网络崩溃的因素,并要实现安全监控信息的准确、及时和安全的传输和共享。
银行内联专网分多层结构,各营业网点监控为一层,各地、市监控中心为一层,各省级分行监控中心为一层,地、市监控中心到辖区营业网点内部办公网络通常为2Mbits带宽,考虑到网络协议及业务数据的其他开销,实际监控联网可分配带宽约为50%(即1Mbits),每个营业网点可以向上级监控中心传输2路CIF分辨率的***。
联网系统应以银行内联网为基础网络平台,实现银行系统范围内基于不同网络平台构成的***安防监控系统之间的互联、互通和控制,联网系统的整体基本功能如下:
a. 实现已建***监控系统中各个厂商设备的互联;
b. 统一***压缩格式和前端控制信令格式,实现***监控***流的实时传输;
c. 提供电子地图功能,在终端上通过电子地图页面来查看监控***;
d. 提供录像文件上传,录像回放功能。供远程调看监控录像;
e. 提供***矩阵和云台的控制功能;
f. 设立各级监控中心,处理突发***的报警;
g. 进行身份认证和权限管理、保证信息安全和数据的安全。
1.1营业网点监控系统基本构成
各地营业网点监控系统通常由以下设备构成:各类前端摄像机、各类前端报警探头、各类硬盘录像机或监控主机设备、各类在行或离行ATM监控主机设备、金库门禁系统等。
1.1.1 营业网点监控系统拓扑结构示意图
1.1.2 营业网点监控基本功能要求
完成模拟***监视信号的***集和传输;接受监控中心发出的云台、镜头等控制指令,控制现场镜头的光圈、焦距、变倍,云台的上、下、左、右运动等。提供RS232、RS485、I/O接口,***集报警信息、现场信息,并将相关信息通过网络上传到上级监控中心。
1.2二级监控中心基本构成
二级监控中心系统通常由以下设备构成:中心管理服务器、数字矩阵服务器、监控电视墙、流媒体服务器、监控管理工作站等。
1.2.1 二级监控中心系统拓扑结构示意图
1.2.2 二级监控中心基本功能要求
a. 管理本辖区***监控点;
b. 能实现对前端设备的控制;
c. 能实现对远程图像的记录、回放及上传;实现本辖区内重要数据的集中存储。
d. 报警接入及处理(报警上传、与摄像机联动);受理本辖区内的监控设备的报警***,进行录像记录,处理;
e. 允许被授权的其他客户端进行远程访问;
f. 实现流媒体数据的转发服务,当一级监控中心需要查看或回放营业网点图像时,二级监控中心流媒体服务器,进行营业网点***图像的转发和分发;
g. 对于前端营业网点的监控主机设备,除了能获取其分布区域、数量等基本数据的存储信息外,还通过巡检功能检测其运行状态。
h. 实现对用户的管理包括用户权限(用户名、密码、权限、优先级)的设置,支持***权限管理模式,可将用户分为超级操作员、操作员、普通用户***权限。最大权限的用户行使主控权力,负责对支行内的所有监控主机设备进行操作,较小权限的用户则可限定其对相关设备的部分操作权限。
1.3一级监控中心基本构成
一级监控中心系统通常由以下设备构成:中心管理服务器、数字矩阵服务器、监控电视墙、监控管理工作站、集中存储服务器等。
1.3.1 一级监控中心系统拓扑结构示意图
1.3.2 一级监控中心基本功能要求
a. 管理本辖区***监控点;
b. 管理所辖的二级监控中心;
c. 接收、处理二级中心主动上报的报警***;
d. 对所辖监控点重要录像进行集中存储;
e. 能实现对前端设备的控制;
f. 允许授权的其他的客户端进行远程访问;
g. 提供电子地图服务,给用户一个直观的电子地图的操作界面;
h. 通过电子地图实现对所有下级监控点的管理。
二、金融系统联网系统要求
金融系统安防联网系统要***用开放式架构,选用标准化接口和协议,并具有良好的兼容性和可扩展性,系统建设必须遵守国家和公安部行业有关标准与规范,统一规划,统一标准,抓准备、抓调研、抓指导、抓试点,依据本地区的经济情况,从不同层次,不同角度开展各地金融系统安防系统联网建设工作。
在规划组建新的安防联网系统过程中,要充分考虑和利用现有的报警系统和***监控系统及传输***,自下而上,先内后外,坚持先进,兼容传统,实现系统集成和系统互联、***整合、信息共享。必须把实用性放在第一位,边建设、边整合、边应用、边完善,把系统建设成“实用工程”。
安防联网系统所涉及的设备必须满足可靠性和安全性要求,设备选型不能选试验产品,要选先进的市场主流产品,不求最先进,要求最可靠,要能保证系统不间断运行。对关键的设备、数据和接口应***用冗余设计,要具有故障检测、系统恢复等功能;网络环境下信息传输和数据存储要注重安全,保障系统网络的安全可靠性,避免遭到恶性攻击和数据被非法提取的现象出现。
安防联网系统应用要体现***共享、快速反应,形成打防控一体化的网络体系。必须加强对系统运行、应用的监督管理,对系统运行、应用管理原则如下:
a.***用统—的用户授权的权限认证管理,系统各级用户只要在自己所属的共享平台开设帐号、经授权分配权限后才可浏览其权限范围内相应监控点的实时图像和历史图像。
b.应***用多级用户权限管理机制,防止用户越权操作。服务器设备应能单独设置拒绝远程用户使用某些功能,这样即使管理员密码被盗,重要的服务器不会受影响。
c.服务器设备应能够限制或只允许来自某些IP或IP段的客户端访问。为了防止用户名和密码被非法用户猜测到或穷举法破解,设置只允许来自有限的IP地址用户访问是非常有效的安全策略。
d.用户的日常操作和系统的重要***都记入日志中,日志资料分类保存在数据库中。数据库定时备份,以防硬件故障造成数据丢失。数据备份可以跨服务器进行,出现灾难性故障,数据文件也能恢复。
联网系统中***监控系统要与报警联动系统相配合,根据联网系统的建设、应用和管理的现状,工作流程分为日常管理流程和报警联动与***监控流程两类。
a.日常管理流程:二级监控中心(支行监控中心)接收各报警点与监控点传输的巡检信息、***信息和***信息等日常管理信息,二级监控中心对以上信息进行鉴别、分类、处理,对要求上传的重要信息上传至一级监控中心(分行监控中心),一级监控中心再做出相应处理。
b.报警联动与***监控流程:一级监控中心(支行监控中心)接收到移动点报警、固定点自动报警或人工报警信息,通过自动联动或手控联动治安***监控系统对警情进行复核,确认后对警情进行处理,对要求上报的重要警情上报至一级监控中心(分行监控中心),一级监控中心再做出相应处理。处警完毕后,恢复系统正常状态。
2.1***传输要求
2.1.1 网络带宽
网络带宽指保证系统正常运行的带宽要求,根据***监控系统同时传输的***的多少而定,一路CIF***图像,最小带宽需求为 256Kbits/s,一路D1(4CIF)***图像,最小带宽需求为 768Kbits/s。
各级监控中心的网络带宽需求包括两部分:接收前端数字监控***所需要的网络带宽、转发相关数据所需要的网络带宽。各级监控中心总带宽的最小需求,根据接收前端数字监控***的数据与转发数据之和来计算。各级监控中心需要的正常网络带宽应该是最小需求的1.5倍。
每个接入系统的用户终端的最小带宽需求,***用CIF格式,必须根据(监控***总路数)×256Kbits/s来计算;***用D1格式,必须根据(监控***总路数)×768Kbits/s来计算,正常网络带宽应该是最小需求的1.5倍。
2.1.2 图像格式
系统支持图像格式大小为CIF,可以扩展为 D1 (4CIF)。CIF图像大小为 352×288个像素;D1 (4CIF)图像大小为 704×576个像素。
2.1.3 ***帧率
本地录像时***帧率不低于25帧/秒。图像格式大小为CIF时,网络传输的***帧率不低于15帧/秒。图像格式大小为D1(4CIF)时,网络传输的***帧率不低于10帧/秒。
2.1.4 ***传输时延
从营业监控网点到二级监控中心的系统***图像网络延时应小于1.5s,从二级监控中心通过流媒体服务器转发至一级监控中心的***图像延时应小于3s 。
2.1.5 录像存储时间
普通的***录像在监控主机设备中应保存30天以上,重要部位的监控录像应保存60天以上。突发***或有案件发生的录像则需要传输到一级监控中心的集中存储服务器中进行备份保存。
2.1.6 音***同步
音***同步差应小于 500ms。
2.1.7 报警响应处理时间
二级监控中心在接收到监控营业网点报警时,响应处理时间应小于 60s, 报警信息在未得到及时处理时经由二级监控中心传输到一级监控中心的时间应小于5s。
2.2安全技术要求
2.2.1 网络安全
外网隔离
为确保联网系统的绝对安全性。联网系统应严格建立在银行内联网平台之上,与外网实现完全的物理隔离,确保无法通过任何外网及公网系统对该安防联网系统进行连接访问(也可以***用***专网方式)。
内网隔离
总行内网子系统、各省级分行网络子系统、各地市分行网络子系统在互联时,必须通过防火墙予以隔离。防火墙需要达到的技术要求有:非纯软件实现、支持地址/协议过滤、支持数据包过滤、支持安全身份认证及远程管理,支持***个或以上的并发网络连接,单个连接的最大带宽不低于2Mbits/s。
2.2.2 信息安全
授权
联网系统应***用基于角色的访问控制模型,必须支持对下列操作进行分别授权:
a.客户端工作站访问一级监控中心服务器(包括:登录、浏览、读取、修改、删除等);
b.各级系统中应定义多个用户级别。每个级别应具备不同的权限列表。每个子系统中须另设安全管理员,专门负责为本子系统的每个合法用户分配以相应的级别。
c.系统必须实施强制访问控制。除安全管理员外,任何用户不得擅自更改其权限、不能越权操作、不能将其权限转授于其他用户。安全管理员除完成授权功能以外,不能浏览、修改、删除系统中的任何其它数据。
d.系统中的所有权限变更操作都应被相应的日志系统记录并安全地保留,以备查阅。
认证
a.系统所使用的身份认证系统包括三个方面:计算机系统对使用者的身份认证、使用者对计算机系统的身份认证、计算机系统对其他计算机系统的身份认证。
b.对使用者的身份认证应***用双因子认证,即口令与认证设备。用户必须同时正确地出示口令和相关认证硬件设备,方可通过身份认证。
c.系统中应尽量支持一次认证,即用户只需要进行一次身份认证操作即可使用本系统直至退出,而无需在访问不同子系统时,反复进行认证。
d.所有认证操作(包括成功的和失败的)都应被相关的日志系统记录并安全地保留,以备查阅。
访问控制
在系统成功地认证了访问者的身份后,根据授权数据库,获取该用户的当前授权列表。根据授权列表决定该访问者的请求是否可以被接受。如果可以接受,则进行服务,否则拒绝。所有数据操作(包括读和写)都应被相应的日志系统记录并安全的记录。
计算机网络的拓扑结构有几种 ?画出拓扑结构图
计算机网络拓扑结构有:总线结构、环形结构、星形结构、树形结构。
图片为示意图!谢谢~
农业物联网监控系统是什么?
农业物联网监控系统专为户外应用研制,内置GSM无线通信模块,另外同时具备图像监控和数据***集两大功能,可以灵活应用于户外场所的信息分析应用,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理各类信息数据。系统构成如图1所示。
农业物联网监控系统的无线传感器节点实时***集农作物生长所需的温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数,并通过一种低功耗自组网的短程无线通讯技术实现传感器数据的传输,所有数据汇集到中心节点,通过一个无线***与互联网相连,利用手机或远程计算机可以实时掌握农作物现场的环境状态信息,专家系统根据环境参数诊断农作物的生长状况与病虫害状况。户外现场布置摄像头等监控设备,实时***集***信号。用户通过电脑或3G手机,随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。
1)户外监控现场:同时监控农田、排污口、果园、户外电力系统等现场,获取温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度、水质、病虫害、电流、电压等环境参数,为管理者提供决策依据。
2)传感器:主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及***等数据的***集和控制。
3)管理中心:户外监控现场的先关参数,经过传输基站到达室内管理中心,经过智慧农业软件系统处理,得出结论,发送至智能终端,给决策者以精确数据依据。
4)智能移动工作终端:完美集成智能手机、GPS手持机、无线对讲机设备优点形成移动单兵设备,一机在手随时无忧。通信双通道模式彻底解决林区通讯死角问题,随时随地通讯无阻、精准定位、***集同步数据,是农业工作者的全能助手。
5)农业监控系统:在监控温湿度、光照、水质、风向等参数的同时,还可以对农作物***、生态环境、病虫害等进行有效监控。
2.农业物联网监控系统特点优势
1)系统建设成本低,日常使用费低,维护费用低
2)***图像显示监控现场,远程数据***集,直观明了
3)定时拍摄,远程主动索取,降低巡检次数,减少人力物力成本
4)科技创新应用,统一集成,规模化管理
5)历史数据存储,全部数据汇总分析
农业物联网监控系统结构
利用无线GSM网络,并通过各种外接传感器可对农田作物生长环境温度、湿度等环境参数以及作物图像实现实时远程监测,图像、环境数据通过GPRS传回到管理中心,管理者通过后台数据汇总分析农田环境、虫害情况,及时作出预防措施,同时管理者也可通过后台管理中心设置定时获取环境数据、图片。智慧农业监控系统结构如图2所示。
传感与执行层:
该层将数据传感器的***集的数据通过ZigBee和Rs485/232两种模式上传至***。根据传输方式的不同,温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线版***用ZigBee发送模块将传感器的数值传送到zigBee节点上;有线版***用电缆方式将数据传送到Rs485/232节点上。无线版具有部署灵活,扩展方便等优点;有线版具有高速部署,数据稳定等优点。
无线传感器节点实时***集农作物生长所需的温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等环境参数并上传到ZigBee***。
接收远程控制指令,通过继电器控制各种农业生产设备,包括:喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。
通过IP网络摄像头可实时对作物情况、人员和安全***流上传至服务器。
传输层:
该层主要将设备***集到的数据,通过3G/GPRS/Inernet网络传送到服务器上,在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。
应用层:
该层负责对***集的数据进行存储和信息处理,为用户提供分析和决策依据,用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。
用户终端:
3G手机、PC机终端通过接入网络实时查看各种由传感器传来的数据,并能调节温室内喷淋、卷帘、风机等各种设备。
农业物联网监控系统网络拓扑结构
农业物联网监控系统在网络方面***取了多种制式,远程通讯***用3G无线网络,近距离传输***取无线ZigBee模式和有线RS485/232模式相结合,保证网络系统的稳定运行。智慧农业监控系统网络拓扑结构如图3所示。
农业物联网监控系统主要设备
数据***集单元
传感器单元主要包括气体温湿度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、光照传感器、易燃气体传感器、有毒气体传感器、土壤酸碱度传感器、水质传感器等。***集器集数据***集传输于一体,电池供电时间长,安装简便,成本低。传感器实现数字信号***集、太阳能供电、Mesh无线传输等技术,应用于不方便布线的场合。
通信单元
ZigBee***
通过GPRS/3G传输,实现ZigBee个域网与互联网络的信息互通和多网融合,自带SD存储卡,可实现数据本地存储;工业级温度范围为-40℃~85℃。
终端显示单元
管理中心可根据上位机软件分析系统得出的结论对农业管理作出决策,智能移动终端亦可随时随地得到相关信息。
求车辆监控系统拓扑结构图文
摘 要:GPS车辆监控系统融合了GPS, GIS以及GSM无线通信技术,能够实现对车、船等移动目标的精确定位、跟踪及控制。本文介绍了GPS车辆监控系统的整体结构,围绕监控中心作了详细的阐述,然后又讨论了道路匹配算法。
关键词:GPS, 监控系统, 道路匹配
1.引言
GPS即Global Position System—全球定位系统。上个世纪80年代初,我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。80年代中期,我国引进GPS接收机,并应用于各个领域。我国GPS车辆监控系统应用走过了及其缓慢的发展道路。 1999年—2004年,GPS车辆监控系统市场出现了快速增长的势头,随着我国GSM数字移动通信系统的快速发展与全国普及,作为系统瓶颈问题的通信网络,通过***用GSM公众网的短消息服务,找到了新的出路。
而在国外,这方面的研究早已开始并取得了一定的成果。像欧美、日本等国,利用GPS技术的自主导航产品非常普及。世界上有超过100家的公司正在研制各种各样的GPS用户接收机。其中车辆应用所占的比重最大。
2.系统总体框架设计
GPS车辆监控系统,***用了世界领先的GPS全球卫星定位技术、GSM全球移动通讯技术、GIS地理信息处理技术、大容量数据***集技术和大容量数据存储等计算机网络通信与数据处理技术,同时尽可能多的***集并记录车辆行驶过程中大量的数据信息,自动生成图形和数据,进行统计、比较、分析、列表,从而提高车辆营运管理工作的效率。能够实现对车、船等移动目标的精确定位、跟踪及控制,具有定位精度高、稳定性强、使用效果好的特点。
GPS车辆监控系统由三部分组成,即:定位部分、通信部分和监控部分。定位部分主要用来确定移动目标的位置, 通信部分作为用户和监控中心沟通的媒介, 而监控部分则为用户提供完善的服务。整个系统的结构如图1所示。
图1 GPS车辆监控系统整体结构
系统的工作原理是:安装在车辆上的GPS接收机根据收到的卫星信息计算出车辆的当前位置,通信控制器从GPS接收机输出的信号中提取所需要的位置、速度和时间信息,结合车辆身份等信息形成数据包,然后通过无线信道发往监控中心。监控中心的主站接收子站发送的数据,并从中提取出定位信息,根据各车辆的车号和组号等,在监控中心的电子地图上显示出来。同时,控制中心的系统管理员可以查询各车辆的运行状况,根据车流量合理调度车辆。
3.监控中心
在整个系统中,监控部分是最主要的。监控部分即监控中心,包括各类功能服务器、应用终端和软件、监控设备、报警装置、数据库等,对车辆的位置、速度、方位、状态进行监控,为用户提供位置查询、电子地图服务、车辆管理、信息提供等多种服务。监控中心能实时监控网内车辆当前所处的位置,能在监控中心的电子地图上准确地显示车辆当时的状态,如行驶速度,运行方向等信息。其拓扑结构如图2所示。
根据用户所需监控目标数量的不同,中心控制系统有着不同的系统结构,通常可分为单机版和网络版两种。单机版结构,其投资成本低,直接在用户的电脑上加装GSM通讯模块和控制中心全套软件即可,主要用于运行初期小规模车辆管理的车辆监控系统。下面只对网络版系统结构及特点做详细的描述。
为了满足用户同时监控成千上万个移动目标的要求,利用DDN专线直接连接GSM服务商的短消息服务器。并在中心建立一个计算机网络将监控服务台终端,系统管理员终端,远程联网终端等都作为工作站上网,以实现数据共享,远程联网等功能。系统分为三个层次:无线通信接口,服务器,接入服务终端。***用此三层次结构来构架整个系统的方法,可以保证系统中硬件和软件系统的分离,提高系统的稳定性,当系统的其中某一模块发生故障时不至于影响整个系统。
图.2 车辆监控系统拓扑结构
当控制台接收到基站从串口传来的数据时,需要对数据进行解释,具体实现的方法是,定义一个循环队列结构数据,长度大于位置信息或短消息的长度,然后根据通信协议判断包头和包尾,分离出整个数据包,再对数据包进行判断,确定该信息是位置信息还是短消息。如果该条信息属于位置信息,则将根据通信协议分离出具体的有用信息,例如经度、纬度、高度、速度、发送时间等,并将完整信息内容转化为字符串格式,将该条信息记录在数据库中,以便以后数据回放所需,而后再将经纬度、速度、高度等信息通过socket传送至监视端显示,监视端根据信息内容显示车辆位置;如果该条信息是短信息,则根据通信协议解析出该条信息中的位置信息部分和短信息部分,其中对于位置信息部分的处理方法同上,对于分离出的短消息判断它是短消息还是报警信息,并将其保存在数据库中。
当控制台传来车辆的位置信息时,监视端首先查找地图中是否已经有该车的位置,如果有,则清除该车位置,在新位置标出该车符号,并将屏幕显示移至该车处;如果电子地图中没有该车位置,则在新的位置上标出该车符号即可,并将屏幕移至该车处。
4.道路匹配算法
为了对车辆进行监控,就要确定移动目标的准确位置并将其显示在地图上。而由于车载GPS终端***集的经纬度坐标和电子地图本身都具有一定的误差,因而导致车辆坐标无法与电子地图中与之行驶相对应的道路对象相吻合。在监控系统的界面上表现为车辆并非行驶在道路上。因此必须***用道路匹配算法,使车辆定位点与相应的道路相匹配,而将该点直接匹配到道路中心线上。
这里介绍一种以路匹配和点匹配为基础的道路匹配算法。
这种算法是一种基于分步定位车辆位置的方法,即首先确定车辆的大致位置,车辆在哪一条道路上,然后再围绕这条道路进行点匹配,也就是车辆在这条路上的哪个点附近,这样最终确定车辆的具***置。将这种算法和GPS技术相结合就可以对车辆进行定位、监控、调度。
(1) 路匹配
以该点为圆心,以最大定位误差为半径作圆。与该圆相交的道路组成一个道路集合,匹配目标道路必然位于该集合中。现在,可从该点到道路集合中的每条道路作投影,把投影距离最短的道路确定为匹配的目标道路。但存在这样一种情况,如果某辆车一直在同一条道路上行驶,设这条道路为Roada,在某个时刻该车行驶到一个十字路口,这里有Roadb穿过Roada,恰好这时该车传回定位点P。由于定位误差的原因,使得P点到Roadb的距离比到Roada短。如果按照上述的匹配算法,Roadb为匹配结果,答案显然是错误的。Roada才是正确答案。所以,本次道路匹配结果必须以上次匹配结果为基础。因此可以给出路匹配算法:如上次路匹配成功,而上次匹配的目标道路位于本次匹配的匹配道路集合中,则本次匹配取上次匹配目标道路,否则取距离最近的道路。
(2)点匹配
路匹配成功以后,接下来就是进行点匹配。该方法首先做了一个***定,即把道路***想为由一些折线段连接而成,这样便于抽象出数学模型进行研究。然后再在误差允许的范围之内进行判断,以确定最接近的点。
道路由一些折线段构成,可以通过几何方法求出该点到路上的每条线段的最短距离。如果该点在线段上的投影点位于线段以内,则求出投影点,对应的垂距为所求。如果投影点在线段以外,只用求出点到线段两个端点的距离,短者为所求。然后求出点到各条线段的最短的距离,对应的投影点即为点到路上的匹配点。
算法如下:
(1)对道路层预处理,将所有道路转换成折线段;
(2)在各层中查找位于误差圈内或与误差圈相交的道路;
(3)如果RoadSet中道路总数为0 那么匹配失败;
(4)对RoadSet中的每条道路Roadi作循环:
如果Roadi 的路名==上次匹配道路名,那么在Roadi上匹配点,Return 成功;
(5)对RoadSet中的每条道路Roadi作循环:
求出GPSpt到Roadi的最短距离di;
如果didmin那么dmin=di, Roadmin=Roadi;
(6)在Roadmin上匹配点,Return成功。
5.结束语
GPS车辆监控系统具有广阔的市场前景和应用价值,是目前日益兴起的智能交通系统(Intelligent Transport System)的重要组成部分。本论文主要针对网络版的GPS车辆监控系统进行了论述,其中重点是监控部分,道路匹配算法中的路匹配和点匹配是监控系统对车辆进行定位的理论基础。本系统具有实用性、安全性、可靠性和实时性,可以远程监控所有在GSM网覆盖范围内的特定移动目标。
智能***监控系统详细设计思路
随着宽带有线和无线网络基础设施的完善以及全球安防市场需求的增长,***监控的应用正呈爆发性的增长态势。***监控系统的发展趋势非常明显,在经历了数字化和网络化之后,下一个重要的趋势就是智能化,即智能监控和***分析技术的应用。
传统的***监控由人工进行***监测发现安全隐患或异常状态,或者用于事后分析,这种应用具有其固有的缺点,难以实现实时的安全监控和检测管理。带有智能分析功能的监控系统可以通过区分监控对象的外形、动作等特征,做到主动收集、分析数据,并根据预设条件执行报警、记录、分析等动作。智能监控系统可以运行于服务器,也可以运行在基于DSP的嵌入式系统上,而后者已逐渐成为主流。
智能***的应用大体上可以分安防、人体行为检测和智能交通三方面的应用。其中安防应用是被广泛认为是最具潜力的市场,它包括以下几个应用类别:入侵检测,可以自动检测出***画面中的运动行为特征;物品移除检测,可以自动检测物品搬移***——当防区内某特定位置的物品被拿走或搬走时发出报警;遗留物检测,可以对遗弃物进行自动检测——当物品在某个防区内被放置或遗弃的时候自动报警;智能跟踪,可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动。人体行为检测应用包括脱岗检测(可以实现自动检测岗哨人员就位情况)、徘徊检测(对重要区域人体徘徊检测)。智能交通应用包括:对非法停留的交通工具进行检测,当交通工具在防区内非法停留时发出报警;车辆逆行检测,及时辨别逆行车辆。
随着准确率和可靠性逐步提高及产品成本的下降,智能***在越来越多的场合得到了应用,它能够替代部分安防设备,降低安保人员的工作强度,提高工作效率,减少管理成本。事实上,智能***的应用具有非常巨大的潜力。随着技术日趋成熟,智能***技术的应用领域正在迅速扩展,这些应用主要包括上述的安防、交通以及零售、服务等行业,如人数统计、人脸识别、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。
实时***监测的需求正在快速增长,特别是随着实时安全监控应用的需求增加,实时发现安全隐患或目标异常行为的功能已经具有越来越重要的现实意义,智能***监测系统产品在这种日益增长的需求带动下,正在成为***监控应用的新热点。特别是随着半导体技术的进步,例如以Blackfin汇聚式处理器为代表的先进嵌入式解决平台方案的推出,具有极高性价比和极高实用性的智能***分析设备不断推出,并在一些关键应用中发挥极为重要的作用。
图1:传统的***监控应用示意图。
智能***应用设计攻略
硬件平台方案的选择往往决定了系统的整体方案成本、性能、开发工具和方法的可用性,以及方案未来持续升级的可行性等,因此方案平台选型至关重要。智能***应用自身的独特性要求在硬件平台的选择上进行综合权衡。***监控系统的网络化和智能分析要求,以及大规模工程安装对成本、体积和功耗的限制,非标准化的智能***分析方法和几乎定制化的方案优化方式,使得结合了MCU和DSP优势、具有软件设计灵活性和强大处理能力的汇聚式处理器方案平台体现出更加明显的优势。本文将结合ADI公司独特的Blackfin汇聚式DSP处理器的特点,分析智能***设计中主要的设计技术要点。
一、硬件平台选型
可定制化能力非常重要。有很多因素制约着***监控系统智能化的应用步伐:首先是智能监控的***算法比较复杂,难于标准化,各个系统提供商的***分析软件都有自己的独特算法,导致市场上的产品没有统一的标准;其次,***监控系统的应用场景比较复杂,用户的要求多样化,所以定制化的要求比较多。因此,***分析方案通常需要针对客户的应用特点和需求进行方案优化,***用的算法千差万别。此外,由于智能***应用的高复杂性,对方案的处理能力提出了更高的要求。MCU+ASIC的***监控传统方案难以实现各种个性化的设计和高运算能力要求,即使选择普通DSP+MCU的双芯片方案通常也难以满足智能***监控应用的复杂运算需求,需要增加协处理器,这种复杂的解决方案无论是BOM成本、功耗还是开发难度都不足取。Blackfin处理器充分发挥了MCU+DSP汇聚式架构的优势,满足了智能***应用的系统控制和高强度的运算需求,特别是以BF561为代表的高性能双内核架构已经成为智能***应用的首选方案平台。
方案的可扩展性也是需要考虑的因素。智能***分析应用除了需要针对应用环境、应用目的进行方案优化外,不同的客户可能还有其他方面的不同需求。例如,当前一些领先的数字***监控方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持,未来可能扩展到支持H.264 D1+CIF的双码流。随着智能***分析的更广泛应用,如IP摄像机、无线***监控、智能交通系统等,不同应用都可能对各种接口功能、通信标准、用户界面等的需求有较大的差异化,硬件平台方案对各种需求的灵活扩展性非常重要。同时,正如前文所述,智能***分析技术发展不过数年的时间,随着技术的不断成熟以及一些相关的标准的出台和改进,产品的可升级特性至关重要,既是开发者须关注的问题也是终端客户关切的重要特性。Blackfin DSP在算法并行处理上具有独特优势,特别是ADSP-BF561***用双DSP核,能够实现很复杂的智能***处理算法。
***应用优化特性。一些方案尽管具有较强的处理能力和可扩展性,方案是否主要针对***应用进行过优化设计也值得关注,因为这直接关系到设计工程师可用的软硬件设计***以及系统设计难度和可实现的性能。以Blackfin处理器为例,Blackfin为高强度、高数据率的数字和媒体处理做了专门优化:Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的Cache很好地满足了***监控系统对大运算量、高数据吞吐率的要求;ADI专门开发了完全优化的音***编解码器,并免费提供给大客户;针对***应用Blackfin集成了很多硬件驱动,包括WiFi的驱动、音/***编解码器的驱动;Blackfin的4个***算术运算单元和***象素指令集大大加速了***运算速度;在智能***分析的一些基础算子中,例如直方图统计、中值运算、Sobel运算、形态学中的膨胀运算等都可以利用Blackfin的MIN、MAX指令来消除条件跳转,节省处理器周期。不仅如此,Blackfin还支持13种非***数据的向量运算。适当设计数据结构,在前背景分离、阈值计算和更新等多个环节都可以运用Blackfin的特色指令让智能***分析算法更快捷。这些本身就很有效的指令中,大部分指令都能够并行执行,使得Blackfin的处理能力再加倍。
低功耗和稳定性很重要。考虑到智能***监控设备通常都是一周7天,每天24小时运行的,稳定性和功耗也比较重要。在低功耗上,Blackfin处理器***用了多种节能技术:基于一种选通时钟内核设计,可按照逐条指令来选择性地切断功能单元的电源;支持多种针对所需CPU动作极少期间的断电模式;Blackfin处理器支持一种自含动态电源管理电路,借助该电路即可对工作频率和电压进行独立控制,以满足正在执行的算法的性能要求;大多数Blackfin处理器都提供片上内核稳压电路,并可在低至0.8V的电压下工作。而Blackfin独特的汇聚式处理架构、90nm工艺等打下了其领先的低功耗处理的基础。由于高处理能力,基于Blackfin平台的系统方案可以减少主芯片数量,丰富的功能和接口可以满足各种外设和功能扩展需求,降低元器件数量,从而保证更高的稳定可靠性。目前在同价位DSP中Blackfin DSP的低功耗特性和稳定性是最好的。
支持哪些嵌入式操作系统。智能***分析通常是基于网络的应用,必须要操作系统的支持,因此选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要,这样能确保未来产品在更换操作系统时不至于必须更换硬件平台,保证研发成果的持续可用性。目前可用的嵌入式操作系统众多,各具优势,硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。例如,Blackfin处理器可以支持目前主流的操作系统,包括uCLinux、ThreadX、Nucleus,uCOS-II等十多种嵌入式操作系统,客户完全可以根据其自身要求选择其熟悉的或更具成本效益的软件架构基础。
图2:基于BF561的智能监控终端框图。
二、开发工具和可用***
智能***监控设备是一个复杂的系统,涉及到复杂的软硬件设计、人机界面、通信连接等,具有较高的系统设计难度。因此,所选择的硬件平台方案是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持,以及是否有完整的设计生态系统等,对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。事实上,并不是所有平台方案提供商都能提供这些支持。
以Blackfin系列处理器为例,***用Blackfin处理器的硬件平台从一般的DVR、IP摄像机、数字***监控到智能***监控,已经被全球大量的设备企业的广泛***用。Blackfin处理器获得众多企业的青睐,具有完整的开发工具和参考设计等支持是其受广泛欢迎的重要原因之一。ADI提供业界一流的工具、初学套件与支持,包括人们熟知的、能够支持其他Blackfin处理器的ADI CROSSCORE?软件与硬件工具,这些工具包括获奖的VisualDSP++?集成开发与调试环境(IDDE)、仿真器,以及EZ-KIT Lite?评估版硬件。
为提高开发效率,降低开发难度,开发时应尽量在已有的***上进行,比如开放的例程,ADI为此提供了非常丰富的例程和资料。例如,ADI提供免费的“Image Tool Box”图像处理函数库软件包,该软件包专门针对图像处理应用常用的数学函数进行了优化,供客户在进行应用开发时调用。ADI还提供完整的参考设计,以及由本地合作伙伴开发的评估板、开发工具、算法IP、应用模块,以及由第三方合作伙伴提供包括软硬件在内的全套交钥匙方案。Blackfin处理器的***监控应用目前在中国已经有多家具有丰富工程经验的第三方合作伙伴,已经建立完善的生态系统。
以ADI在今年三月份宣布提供基于该公司Blackfin BF526C的完整的IP监控和机器视觉摄像头参考设计为例,该参考设计在单个汇聚处理器上提供了强大的***和音频处理能力,为工程师提供了一个统一的软件开发环境,可以实现更快的系统调试和部署,以及更低的系统成本。该处理器提供了集成的音频编解码器、流式***和IP协议、片上DRAM存储器以及针对10/100以太网、USB和SD存储和本地RS-232端口的接口。这种完全可编程的解决方案可以满足多种***压缩标准,例如H.264和MPEG4,支持音频G.729标准的编码。支持从控制中心到相机的双向语音通信,以及利用Pelo-P或Pelo-D协议的镜头平移、倾斜和拉伸动作。该参考设计还提供一块带双核BF561处理器的子卡,使系统能实现更高***分辨率,并提供实现高级***分析功能,如运动检测和跟踪。
应用方案揭秘——亿维东方智能网络摄像机
北京亿维东方科技有限公司(Emvideo)是专业智能安防产品的方案提供商,也是美国ADI公司授权的第三方合作伙伴。亿维东方目前有多款基于ADI Blackfin处理器为核心的硬件平台的产品,其中“软件+硬件”交钥匙的WiFi无线***监控整体解决方案基于BF536+BF561的双处理器架构,方案硬件结构图如图3所示。
其中BF536处理器作为主处理器,除负责完成音频编码、远程控制以及用户交互控制等一些基本的管理与控制外,还负责嵌入式操作系统uClinux的运行,以及先进的智能***分析功能,可以完成安防、人体行为、智能交通等多种智能***分析。双核BF561作为协处理器负责***编码算法,其强大的***处理能力使得该方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持,未来更将可能扩展到能够支持H.264 D1+CIF的双码流。两个处理器之间可以通过高速同步串行接口通讯,***信号首先进入BF561处理器,***集编码后的码流发送到BF536处理器,然后通过网络发送到客户端进行解码显示。
图3:***用Blackfin BF536和BF561的解决方案硬件结构图。
该方案***用了先进的背景建模方法,能有效地克服光线变化、树叶摆动以及水面波纹等背景对前景目标分析产生的干扰,实现准确的前景检测,同时在目标跟踪上***用了独特的优化算放,实现了在入侵检测(包括区域警戒、绊线检测)的应用上超过90%的准确率。而所有这些都是基于BF536+BF561双处理器的硬件架构所具有的强大处理能力来实现的。
该方案的智能***分析功能由亿维东方公司自主开发,独特的算法和丰富的智能***分析技术开发经验确保实现客户的智能识别应用需求,并为客户提供包括软件升级在内的完善服务。由于智能***识别应用目前并没有任何可循的需求标准和测试标准,因此***分析方案通常需要针对客户的应用特点和需求进行方案优化。例如有些用户是地铁系统的,他们需要的功能是检测是否跨越候车的黄线、人群密度是否过大、是否有可疑的遗留物体等;有些用户是银行系统的,他们所需要的是ATM机的智能监控如分析是否有安装***键盘、安装吞卡器,在ATM机是否有暴力行为,是否出现犯罪分子的人脸等。利用该方案,客户可以根据用户的需求方便地进行调整算法。智能***处理要求芯片具有强大的处理能力,有许多算法实现时得***用并行处理,Blackfin DSP在算法并行处理上具有独特的优势,特别是ADSP-BF561的双DSP核能够实现很复杂的智能***处理算法。这是传统的MCU+ASIC或***用一般DSP方案所难以实现的。
该方案的软硬件都经过了应用验证,目前已经由多家客户进行生产,目标应用将主要是***行政效能监测、教育系统等行业用户。
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