公交圖像監控系統解決方案

1. 引言

近年來(lái)，圖像監控以其直觀(guān)、方便、信息內容豐富而被廣泛應用于許多重要場(chǎng)合，成為安全監控的主要手段。隨著(zhù)計算機通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)已成為計算機網(wǎng)絡(luò )中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，它的應用領(lǐng)域也在飛速的擴大。由于遠程圖像監控系統實(shí)現了對遠程目標的監視、遙控等功能，從而為無(wú)人值守場(chǎng)合提供了新手段。CDMA技術(shù)的出現使成本合理、相對較低技術(shù)門(mén)檻無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)在監控系統中實(shí)現現場(chǎng)到遠程監控中心的實(shí)時(shí)數據傳輸成為可能。

2. CDMA EVDO

EVDO其全稱(chēng)為：CDMA2000 1xEV-DO，是國際3G標準之一, 并已具備商用化條件。

EV-DO是一種針對分組數據業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化的、高頻譜利用率的CDMA無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可在1.25MHz帶寬內提供峰值速率達2.4Mbps的高速數據傳輸服務(wù)。

CDMA evdo 數據傳輸的優(yōu)點(diǎn)在于:

（1）速度快：RA版理論值是下載3.1M速率，上傳1.8M速率，plc遠程控制網(wǎng)關(guān)在實(shí)際應用中一般能達到800Kbps左右，而且在網(wǎng)絡(luò )延時(shí)是TD_SCDMA，WCDMA，CDMA-EVDOA三種網(wǎng)絡(luò )制式中最小的。

（2）穩定性高：CDMA系統切換時(shí)的基站覆蓋采用“單獨覆蓋—雙覆蓋—單獨覆蓋"。

（3）組網(wǎng)方便：不需要布線(xiàn)，設點(diǎn)，組網(wǎng)不受限制。

（4）保密性高：CDMA技術(shù)源于美事通信領(lǐng)域；每次通信時(shí)共有4.4萬(wàn)億種可能的排列，要想或簡(jiǎn)直不可想象。

3.VPDN技術(shù)

VPN的基本原理是利用隧道技術(shù)，把VPN報文封裝在隧道中，利用VPN骨干網(wǎng)建立專(zhuān)用數據傳輸通道，實(shí)現報文的透明傳輸。VPDN，基于撥號的VPN，VPDN隧道協(xié)議包括為PPTP、L2F和L2TP三種，目前使用泛的是L2TP 。

L2TP協(xié)議是由IETF起草，微軟、Ascend、Cisco、3COM等公司參予制定的二層隧道協(xié)議，plc遠程控制網(wǎng)關(guān)它結合了PPTP和L2F兩種二層隧道協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，為眾多公司所接受，已經(jīng)成為IETF有關(guān)2層通道協(xié)議的工業(yè)標準。使用L2TP，可以方便的構建VPDN（Virtual Private Dial Network）。

L2TP協(xié)議特點(diǎn)

1. 靈活的身份驗證機制以及高度的安全性，L2TP本身并不保證連接的安全性，但它可利用PPP提供的認證（如CHAP、PAP），因此具有PPP的所有安全特性?？筛鶕囟ǖ木W(wǎng)絡(luò )安全要求，在L2TP之上采用通道加密技術(shù)、端對端數據加密或應用層數據加密等方案來(lái)提高安全性。
2. 多協(xié)議傳輸：L2TP傳輸PPP數據包，可以在PPP數據包內封裝多種協(xié)議。
3. 支持RADIUS服務(wù)器的認證：LAC端支持將用戶(hù)名和密碼發(fā)往RADIUS服務(wù)器進(jìn)行認證，由RADIUS服務(wù)器負責接收用戶(hù)的認證請求，完成認證。
4. 支持內部地址分配：LNS可放置于企業(yè)網(wǎng)的防火墻之后，對遠端用戶(hù)地址進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配和管理，并支持私有地址應用。
5. 網(wǎng)絡(luò )計費的靈活性
6. 可靠性

PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)系統構成

公交車(chē)輛是城市交通的大動(dòng)脈，連結著(zhù)千家萬(wàn)戶(hù)，關(guān)系著(zhù)幾乎每一個(gè)人。plc遠程控制網(wǎng)關(guān)車(chē)輛運營(yíng)是否正常？在有故障或意外發(fā)生后調度中心如何快速擬制方案進(jìn)行調度？如何能讓每位乘客及早知道每班車(chē)的到達時(shí)刻并動(dòng)態(tài)知道其變化？是城市公交提高運營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量及水平所必須考慮的問(wèn)題。結合用戶(hù)的需求以及產(chǎn)品實(shí)際的應用經(jīng)驗，深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技有限公司制作了基于CDMAEVDO網(wǎng)絡(luò )的視頻傳輸方案，便于用戶(hù)快速搭建視頻監控平臺。

第二部分 項目分析

本系統由帶系統軟件的主站，R20 EVDO Router 傳輸終端，視頻服務(wù)器DVR，攝像頭，控制設備等設備組成。

2.1系統組成

2.1.1 控制設備：能把每次進(jìn)站的考勤數據和每一趟車(chē)的車(chē)的運行狀態(tài)匯總到中心管理站進(jìn)行分析處理。

2.1.2 德傳R20(3g路由器)：傳輸終端采用德傳的R20，為用戶(hù)提供安全，高速，穩定可靠，各種協(xié)議路由轉發(fā)的無(wú)線(xiàn)路由網(wǎng)絡(luò )。

2.1.３　監控中心：監控中心負責給個(gè)傳輸終端提供VPN接入服務(wù)，同時(shí)對音頻，視頻，狀態(tài)數據進(jìn)行分開(kāi)處理，從而實(shí)現視頻監控，狀態(tài)監視、車(chē)輛定位和信息服務(wù)等系統功能。

2.2 系統總架構

該系統把公交車(chē)或列車(chē)上視頻攝像頭的圖像傳給視頻服務(wù)器DVR處理，DVR的視頻壓縮編碼模塊對其壓縮編碼，然后通過(guò)德傳的3G無(wú)線(xiàn)通訊終端R20發(fā)射到運營(yíng)商的evdo網(wǎng)絡(luò )，最終到達總部，實(shí)現視頻數據的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。在本系統中，我們可以得到現場(chǎng)返回來(lái)的動(dòng)態(tài)圖像及車(chē)載終端其他數據信息，所有的數據都是通過(guò)ＶＰＮ隧道傳輸過(guò)來(lái)的，安全性得到了有力的保證，同時(shí)ＤＶＲ支持多種傳輸方式比如：實(shí)時(shí)傳輸，定時(shí)傳輸，觸發(fā)傳輸。

2.3系統功能

1.根據計費系統可以統計出各個(gè)時(shí)段，各個(gè)車(chē)次，各個(gè)路段的車(chē)載量，從而方便行車(chē)幾乎和配車(chē)排班業(yè)務(wù)的開(kāi)展。行車(chē)計劃與配車(chē)排班業(yè)務(wù)完成公交車(chē)輛復雜生產(chǎn)計劃的制定和日常配車(chē)排班的管理，在行車(chē)計劃的制定過(guò)程中，進(jìn)行了算法和實(shí)現進(jìn)行了優(yōu)化，使該功能適應于廣泛的公車(chē)用戶(hù)。

2.監控調度指揮業(yè)務(wù)完成現場(chǎng)的車(chē)輛運行狀況的監控，并根據現場(chǎng)的復雜多變的情況實(shí)時(shí)的調整車(chē)輛運行指標，提高運行計劃的完成率，避免因事后調度而導致的生產(chǎn)效率低下。

3.決策分析業(yè)務(wù)就是對這些原始數據進(jìn)行分類(lèi)、抽象、整理、統計等發(fā)掘工作以報表的形式向公司的決策層從多角度，多方位提供公司的營(yíng)運狀態(tài)分析數據。

4.數據交換系統：數據交換系統是在A(yíng)CE的基礎上，結合公交監控實(shí)時(shí)性數據要求較高的特點(diǎn)，在滿(mǎn)足數據接入、數據解析、數據路由的功能基礎上，建立了具有良好擴展性的通訊協(xié)議平臺，對大大減少系統升級帶來(lái)的工作量。

5.報警功能：當公交車(chē)上在運行過(guò)程中，遇到了特殊的或者意外的情況，可以通過(guò)3G的方式把報警信息和視頻傳送回總部?？偛繉缶畔⒑鸵曨l進(jìn)行分析，及時(shí)有效地采集各種措施。

6.診斷功能：通過(guò)對車(chē)的各種運行狀態(tài)和參數指標的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時(shí)對車(chē)載系統的故障進(jìn)行診斷，確保車(chē)輛安全運行。

7.視頻監控：實(shí)時(shí)的或者定時(shí)的視頻信息可以方便公車(chē)管理員對列車(chē)行駛狀態(tài)（人員數，公車(chē)服務(wù)情況，公車(chē)治安等）進(jìn)行直觀(guān)的監控并提供各種有效的，有力的各種依據。

第三部分 項目架構實(shí)施

3.1 采集終端部分

圖像采集終端部分由攝像頭、視頻圖象處理器DVR、各種車(chē)載控制設備。攝像頭負責采集視頻語(yǔ)音數據，然后交由DVR進(jìn)行壓縮編碼處理，車(chē)載控制設備負責采集各種車(chē)輛運行數據。

3.2 數據傳輸終端

DVR采集到圖像數據信息后，要通過(guò)Internet把數據發(fā)送到監控中心。而系統中完成DVR與Internet網(wǎng)通訊工作的就是德傳的R20 CDMA-EVDO Router和電信的EVDO網(wǎng)絡(luò )。R20 CDMA-EVDO Router 是目前國內采用 ARM9處理作為系統平臺的工業(yè)無(wú)線(xiàn)路由器，限度地提高系統的吞吐量，使視頻監控圖象更加流暢。該傳輸設備具有多重看門(mén)狗，和在線(xiàn)保持機制，能夠確保設備穩定，長(cháng)久地運行，從而有效保證數據傳輸的可靠性。同時(shí)考慮到安全性的問(wèn)題，設備支持VPN隧道，固定IP撥號，雙向認證的功能，充分保證系統的安全性和穩定性。 設備采用WEB配置和CLI配置的方式，用戶(hù)只需一些簡(jiǎn)單的參數設置便可投入系統穩定運行。R20提供一個(gè)以太網(wǎng)口和一個(gè)串口，以太網(wǎng)口用來(lái)傳輸視頻語(yǔ)音數據，串口用來(lái)傳輸車(chē)載控制設備的信息。

3.3 數據中心軟件平臺構建

監控中心架設有一臺ＶＰＮ服務(wù)器，它負責各傳輸終端（R20設備）提供ＶＰＮ接入服務(wù)；同時(shí)監控中心對各種數據進(jìn)行分開(kāi)處理，圖像數據可以采用ＤＶＲ提供商給的視頻監控軟件，也可以根據他們的ＳＤＫ進(jìn)行開(kāi)發(fā)；狀態(tài)信息根據德傳提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫來(lái)開(kāi)發(fā)各種數據監控軟件。該公車(chē)視頻監控系統監控的任務(wù)主要分三方面：視頻監控，狀態(tài)監視、車(chē)輛定位和信息服務(wù)

1.視頻監控： 實(shí)時(shí)或定時(shí)地傳輸車(chē)載內的視頻數據

2.狀態(tài)監控：上下客數：記錄每個(gè)站點(diǎn)上下乘客數量。行駛資料：記錄發(fā)動(dòng)機信號，行駛速度、開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)、剎車(chē)信息等。

3.車(chē)輛定位：

實(shí)時(shí)位置：通過(guò)車(chē)載設備中GPS模塊，實(shí)時(shí)取得車(chē)輛當前位置信息。

線(xiàn)路狀態(tài)：監控車(chē)輛在線(xiàn)路上的行駛狀況，實(shí)時(shí)提示駕駛員按線(xiàn)路和時(shí)間表行駛。

4.信息服務(wù)：自動(dòng)播放各種信息，例如：換乘信息，天氣，路況，廣告信息等。

3.4 ＶＰＮ通道的實(shí)現

如下為VPN隧道實(shí)現的網(wǎng)絡(luò )結構圖，德傳的WCDMA無(wú)線(xiàn)路由器作為VPN客戶(hù)端，主動(dòng)連接到VPN服務(wù)器。VPN服務(wù)器對其進(jìn)行認證，認證通過(guò)后，分配各種隧道地址給各個(gè)路由器。這樣現場(chǎng)的各個(gè)路由器和監控中心的VPN服務(wù)器就組成了一個(gè)私有的安全的局域網(wǎng)，局域網(wǎng)內各臺設備就都可以互相通訊。

依上圖為例，終端為192.168.1.10和192.168.1.11的視頻服務(wù)器，通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器和監控中心建立的VPN通道后，分別獲得的隧道IP 200.200.200.6和200.200.200.5，而中心的隧道地址是200.200.200.1，所以三個(gè)隧道IP之間是可以直接互相訪(fǎng)問(wèn)的。如果我們在路由器上通過(guò)端口映射及服務(wù)器其它方面的設置也可達到直接訪(fǎng)問(wèn)終端IP 192.168.1.10和192.168.1.11觀(guān)看實(shí)時(shí)畫(huà)面。

第四部分 總結

隨著(zhù)生產(chǎn)管理水平的不斷提高和3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和數字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，在3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上傳輸視頻，音頻及數據成為一種趨勢，車(chē)載無(wú)線(xiàn)視頻監控系統具有其他無(wú)線(xiàn)監控系統的功能和特點(diǎn)，能夠保證車(chē)輛移動(dòng)過(guò)程的數據和音視頻的正常通信，符合移動(dòng)通信的的嚴格要求，是全數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化、系統化無(wú)線(xiàn)監控系統的典型代表。無(wú)線(xiàn)傳輸系統的解決方案已廣泛用于公交車(chē)輛、長(cháng)途運輸車(chē)輛、貨運車(chē)輛、特種車(chē)輛、、消防現場(chǎng)指揮和勘探，以及水利防汛、道路搶險、督察等緊急應急指揮系統。

深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技有限公司是一家致力于提供工業(yè)級無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊產(chǎn)品和解決方案的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，智聯(lián)物聯(lián)科技集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、技術(shù)服務(wù)及定制化開(kāi)發(fā)于一體。公司成立以來(lái)，為各行各業(yè)提供基于移動(dòng)通信M2M系列產(chǎn)品和解決方案；工業(yè)級3G/4G無(wú)線(xiàn)路由器，4g工業(yè)路由器，4G dtu，車(chē)載wifi，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)，工業(yè)路由器，工業(yè)級路由器，工業(yè)級無(wú)線(xiàn)路由器，工業(yè)級4g無(wú)線(xiàn)路由器，3g路由器，4g路由器，工業(yè)4G網(wǎng)關(guān)，工業(yè)無(wú)線(xiàn)路由器，打印服務(wù)器，串口服務(wù)器

遍及智能電力、智能交通、智能消防、智能家居、智慧水利、智慧醫療、快遞柜、充電樁、自助終端、公共安全、安防通信、工業(yè)監測、環(huán)境保護、環(huán)境監測、路燈照明、花卉栽培、車(chē)載Wifi等多個(gè)領(lǐng)域。

智聯(lián)物聯(lián)擁有一支專(zhuān)業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )通訊產(chǎn)品研發(fā)團隊，由具有豐富的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的電子工程師、軟件工程師和豐富的系統應用經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò )工程師組成，以工業(yè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程和標準，采用的技術(shù)，不斷創(chuàng )新，追求，開(kāi)發(fā)出一系列穩定、可靠的工業(yè)通訊產(chǎn)品，獲得了多項發(fā)明和。

企業(yè)文化：智聯(lián)物聯(lián)以專(zhuān)業(yè)的團隊、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、完善的服務(wù)得到客戶(hù)的信任和認可。

智聯(lián)物聯(lián)價(jià)值觀(guān)：專(zhuān)業(yè)合作、誠信立業(yè)、創(chuàng )新興業(yè)、客戶(hù)滿(mǎn)意。

一、工業(yè)級設計

1.采用高性能工業(yè)級32位處理器

采用無(wú)線(xiàn)解決方案高通芯片，處理速度快，功耗小，發(fā)熱量低，兼容性強，更加穩定，能滿(mǎn)足一年365天7*24小時(shí)長(cháng)時(shí)間穩定運行不掉線(xiàn)。

2.采用高性能工業(yè)級通信模塊

采用華為等高質(zhì)量的通信模塊，接收能力強，信號穩定，傳輸更快。

操作系統

采用OpenWRT一個(gè)高度模塊化、高度自動(dòng)化的嵌入式Linux系統，讓設備更加穩定，擁有128Mb超大Flash、1G超大內存，可以支持個(gè)性化定制開(kāi)發(fā)的需求。

優(yōu)質(zhì)的PCB線(xiàn)路板，采用工業(yè)級元器件

公司產(chǎn)品線(xiàn)路板采用高品質(zhì)材質(zhì)，高標準生產(chǎn)，4層板工藝，產(chǎn)品元器件采用性能穩定的工業(yè)級元器件，全部機器自動(dòng)化實(shí)現貼片生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品的穩定可靠。

電源采用寬電壓設計

支持DC5V-36V，內置電源反相保護和過(guò)壓過(guò)流保護，承受瞬間電壓電流過(guò)高的沖擊。

以太網(wǎng)采用千兆網(wǎng)口，內置電磁防護

以太網(wǎng)接口內置1.5KV電磁隔離保護，千兆網(wǎng)口，傳輸速度更快。

抗力強

外殼采用加厚金屬外殼，屏蔽電磁干擾，設備防護等級IP34，適合在環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。

二、功能強大

1.多模多卡，負載均衡

擴展網(wǎng)絡(luò )設備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強網(wǎng)絡(luò )數據處理能力、提高網(wǎng)絡(luò )的靈活性和可用性。

支持網(wǎng)絡(luò )制式

支持國內三大運營(yíng)商2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )制式，或者支持歐洲，或者支持東南亞，或者支持非洲，或者支持拉美等國家的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )制式。

支持有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)備份

WAN口和LAN口可彈性切換，支持WAN口有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)備份，有線(xiàn)優(yōu)先、無(wú)線(xiàn)備份。

串口傳輸

支持同時(shí)串口232/485串口傳輸。

支持APN/VPDN專(zhuān)網(wǎng)卡，支持多種VPN

支持APN/VPDN專(zhuān)網(wǎng)卡使用，同時(shí)支持PPTP、L2TP、Ipsec、OpenVPN、GRE等多種VPN。

強大的 WIFI功能

具備WIFI功能，可隱藏SSID，同時(shí)支持3路WiFi，最多可支持15個(gè)信道，可同時(shí)接入50個(gè)設備，WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client，中繼器，中繼橋接和WDS等多種工作模式，支持802.11ac，即5.8g（可選）。

支持IP穿透功能

可實(shí)現主機IP為路由器獲取的IP地址，相當于主機直接插卡撥號上網(wǎng)獲取基站IP。

支持VLAN虛擬局域網(wǎng)劃分

通過(guò)VLAN的劃分，增強局域網(wǎng)的安全性，VLAN技術(shù)，能將不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò )、不同用戶(hù)組合在一起，形成一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。

支持QOS，帶寬限速

支持不同網(wǎng)口帶寬限速，IP限速，總帶寬限速。

支持DHCP，DDNS，防火墻，NAT，以及DMZ主機等功能

支持ICMP，TCP，UDP，Telnet，FTP，HTTP，HTTPS等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議

支持定時(shí)重啟、手機短信控制上下線(xiàn)

可選支持portal廣告，短信認證，微信認證，GPS/北斗定位功能（可選）

支持M2M云平臺管理，和WEB監控

設備數據監控、流量限制功能、資源推送、統計報表、遠程設備管理（遠程重啟，WiFi開(kāi)關(guān)），遠程參數修改，流量限制，gps定位追蹤軌跡。

三、穩定可靠

1.支持硬件WDT看門(mén)狗，提供防掉線(xiàn)機制，確保數據終端永遠在線(xiàn)。

2.支持ICMP檢測，流量檢測，及時(shí)發(fā)現網(wǎng)絡(luò )異常自動(dòng)重啟設備，保證系統長(cháng)期使用穩定可靠。

3.工業(yè)級設計，金屬外殼，抗干擾、防輻射，濕度95%無(wú)凝結，耐高溫耐低溫，零下30度至高溫75度也可以正常工作。

4.產(chǎn)品通過(guò)，歐洲CE認證等多種認證

操作簡(jiǎn)單，方便易用

1.上網(wǎng)簡(jiǎn)單，推桿式用戶(hù)卡接口，插入手機卡/物聯(lián)網(wǎng)卡/專(zhuān)網(wǎng)卡，上電后即可聯(lián)網(wǎng)使用網(wǎng)口和WIFI。

2.支持軟硬件恢復出廠(chǎng)設置，可軟件清除參數，可硬件RST一鍵恢復出廠(chǎng)設置。

3.產(chǎn)品快速使用說(shuō)明書(shū)，WEB菜單式頁(yè)面，可以快速設置使用設備。

4.診斷工具：日志下載查看，遠程日志記錄，ping檢測，路由追蹤，方便檢測設備信息。