时间：2022-06-12 11:16:06
序论：在您撰写监控技术论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
建设工程质量检测是国家进行工程质量监管的重要手段，在工程质量监督管理中发挥着重要的监控威慑作用。当前国内建设工程质量检测行业仍然存在着不规范的市场行为，检测机构的检测工作中时有弄虚作假，试样做假、漏检、少检的行为发生。规范建设工程质量检测行业的市场行为，加强建设工程质量检测机构的管理能力，提升建设工程质量检测机构的工作质量势在必行。信息化管理方法的运用能够在一定程度上保障建设工程质量检测过程中检测数据的真实性、公正性、可靠性。建设工程质量检测的信息化管理是指在工程质量检测机构中，利用计算机自动化技术、网络技术以及现代通讯技术等手段对建设工程质量检测机构及其所属各部门的检测业务进行综合管理，为建设工程质量检测机构的整体运行提供全面、自动化的管理及各种服务。目前，全国较发达地区已经相继建立了较为完善的检测机构信息化监管系统，对涉及建筑结构安全的力值检测参数如混凝土抗压强度、钢筋力学性能指标等必须实时上传试验结果，对于非力值检测参数的检测报告必须上传关键页面。除此之外，某些地区如广州市正在推行混凝土试块芯片植入技术，对于混凝土试块一律要求植入混凝土芯片，检测机构不得接收无芯片的混凝土试块，试块必须进行扫描识别之后方可进行试验，无芯片的混凝土抗压强度报告不得作为验收报告采用。然而目前检测机构的信息化管理运作中依然存在不少问题，如网络传输不顺畅，导致数据无法实时上传；存储设备容量不够，导致部分数据丢失；监管系统安全性不足，数据被他人利用等。其中，当前最突出的问题是信息化管理仅仅停留在对试验数据的监控，疏忽了对试验流程与过程的监管，即无法保证样品的真实性或试验过程的规范性，容易出现“偷梁换柱”等问题，即试样制假或试验作假等现象。有鉴于此，本研究以上述问题为出发点，应用现代信息网络技术，对试验流程与试验数据进行“双控”，确保试验结果的真实性和检测报告的有效性，为真实评价工程质量提供科学依据。
2设计原理与系统架构
2.1技术原理
根据检测监管业务需要，对试验流程进行全过程监控，包括收样、样品制备、数据采集等过程。主要体现于两个方面：第一方面，通过高清摄像枪对样品接收和样品制备过程进行实时记录；另一方面通过在试验机电脑上安装视频采集卡，自动采集试验机电脑屏幕的数字信号，通过图像处理器转换成与摄像机信号一致的模拟信号。最后利用现有的CATV技术，将电脑屏幕数字信号与摄像机信号整合在一起，通过光纤传输至硬盘录像机，实现实时的监控、存储功能，通过录像回放功能实现对历史记录的查询。通过登陆客户端软件或ip登录访问服务器电脑，可以实现在办公室对检测过程的动态监控。本部通过现有的vpn网络，连接到检测中心服务器后浏览视频、回放录像，实现远程监控。
2.2系统架构
本系统主要有前端的数据采集装置包括高清摄像枪和视屏采集卡，数据传输介质（光纤），数据接收与存储设备（硬盘录像机）、网络交换机、服务器电脑以及客户端软件组成。系统架构如图1所示。（1）高清摄像枪用于监控样品接收与存放、样品制作、抗压试验等过程，对试验过程规范性与样品的真实性进行实时监管，避免弄虚作假现象的发生。（2）视屏采集卡自动采集试验机电脑屏幕的数字信号，并通过内置转换器转换成与摄像枪信号一致的模拟信号，对试验参数、试验数据、以及曲线的形态进行实时监控，确保试验过程的规范性和数据真实性。（3）光纤作为信号传输介质，将高清摄像枪与视频采集卡的信号传输至硬盘录像机，相比同轴电缆，光纤传输速度快，降低信号延迟；传输损失少，保证视屏质量。（4）网络交换机实现与局域网内的电脑及服务器电脑互联，可以通过局域网访问硬盘录像机。（5）硬盘录像机数据接收和存储终端，实时接收光纤传至的信号并存储，并可以对历史记录按时间进行查询。（6）服务器将若干硬盘录像机通过网络交换机串联至服务器电脑，通过访问服务器电脑可以同时访问局域网内所有的硬盘录像机，实现一机多控。本部通过现有的vpn网络，连接到检测中心服务器后浏览视频、回放录像。（7）客户端软件除了通过ip访问服务器电脑以外，可以通过安装客户端软件对局域网内的硬盘录像机进行访问，相比于ip访问，使用管理更简便。
3系统实施
图2和图3是分别利用客户端软件和iP登陆访问，对试验过程和试验环境进行的全方位监控。以混凝土芯样抗压强度检测详细阐述监控流程，具体如下。
3.1样品安全管理监控
委托方完成登记委托后，将样品放置于芯样样品存放区集中保管，在存放区安装高清摄像枪，配合大门口的监控信号，对样品进行全面安全监视，如下图4、图5所示。
3.2样品制备流程监控
芯样的制备流程主要包括芯样接收、开箱验样、盲样编号、芯样切割、芯样打磨、芯样补平等6个阶段，对上述6个关键节点布设视屏监控，如下图6、图7、图8、图9、图10、图11所示。杜绝芯样制备环节的不正规操作，保证样品真实性、试验过程规范性，确保试验结果可靠性。
3.3抗压试验“双控”
“一控”是对样品的真实性进行确认，避免试验人员调换样品，高清摄像枪可以清晰捕捉样品编号，确保是真实样品，如图12所示；对试样的破坏过程及破坏形态是否正常进行判定，如试样偏心受压导致提前破坏或样品未完全破坏而试验机误判试验终点等现象；“二控”是对试验机电脑屏幕的监控，监控试验数据采集是否正常，试验曲线走势是否正常，是否发生试样尚未破坏而试验机停止采集数据、曲线下落时间与试样的破型时间不一致等现象的发生，如图13所示。
4结束语
关键词GPRS；热网监控系统；通讯终端；调度中心
1引言
我国北方地区冬季供暖普遍采用集中供热方式。通常一个城市有几个区域供热网，一个区域供热网包含有几十个到上百个换热站。为了使热网尽可能地在最佳工况下稳定运行，热网监控系统需要将各换热站的运行数据传送给调度中心，以便调度人员随时了解各换热站的工作状况和有关信息，实现全网的热能统一调配。
热网的特点是点多面广，距离较远，现场情况千差万别。因此，我国多数城市的热网监控系统都没有专门铺设通信线路，而是采用数传电台或电话线拨号上网【1-3】。采用数传电台作通信设备，需要向无线电管委会申请专用频点，易受风雨雷电的影响，需要人工巡查维护，并且由于体积大和发射功率大，易对仪表运行造成干扰。利用电话线拨号上网方式，虽然安装费用低，但运行期间电话费很高，速度不稳定，也无法很好的满足系统需要。
针对上述两种通信方式存在的不足，本文采用GPRS无线通信方式予以解决。GPRS是在现有GSM系统上发展的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务【4】。现有的基站子系统(BSS)可以提供全面的GPRS覆盖。GPRS网络具有如下特点【5】：永远在线、按流量计费、高速传输、组网简单灵活、维护便捷、使用安全。因此，使用GPRS构建热网监控系统，可以充分弥补现有通信方式的不足。
2系统结构与总体方案设计
热网监控系统由换热站现场测控设备、GPRS通讯终端和调度中心组成。系统的拓扑结构如图1所示。
图1热网监控系统总体结构图
监控系统的工作过程一般分为以下几个步骤：
(1)现场测控设备实时采集热网运行数据，对数据进行处理、分析，根据分析结果对换热站设备的运行状态进行调节；
(2)响应GPRS通讯终端的数据发送请求，将采集处理后的数据上传给通讯终端。通讯终端将数据打成IP包，通过GPRS网络，经Internet发送至调度中心；
(3)调度中心软件将IP包解包，还原数据，并根据热网总体运行情况实现远程监控。
本文主要设计通讯终端和调度中心两部分。设计的主要内容包括终端硬件电路设计、TCP/IP协议处理、终端与调度中心的互联、调度中心的网络接入与功能实现等。
3GPRS通讯终端设计
3.1硬件电路设计
通讯终端的硬件结构如图2所示，其中最主要的是微处理器和GPRS模块。本设计采用PhilipsLPC2106作为微处理器，它是一个支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-SCPU。考虑到其内部已带有一个64KB的SRAM和一个128KB的高速Flash，因此无需外扩存储器。
GPRS模块选用SiemensMC39i，可工作于EGSM900和GSM1800两种模式，支持语音、短消息、数据业务和传真等。模块内集成天线、RF和基带处理器等，支持标准RS-232接口，外接SIM卡。它支持AT指令集，与微处理器的接口比较简单。
图2通讯终端硬件结构图
本系统扩展了RS232和RS485通讯接口，采用LPC2106的UART0口来实现。RS232接口用于终端与PC机进行通讯，主要用于系统调试；RS485接口用于终端与用户设备之间的数据通讯。整个系统的输入电压为高质量的5V直流稳压电源，共需要4种电压。CPU内核电压为1.8V，I/O口电压为3.3V；MC39i电压范围是3.3～4.8V，取4.3V供电；其余部分5V供电。
3.2终端软件设计
终端软件设计采用在嵌入式实时操作系统下编程的方法，软件结构主要包括以下几个功能模块：终端初始化模块、GPRS通信初始化模块、TCP/IP协议处理模块和应用程序模块等。
为了节省费用，通信终端采用了动态IP地址分配方式，即终端每次上电后GPRS网络为其分配动态IP地址和端口号，终端将此动态IP地址和端口号发给调度中心，以便于调度中心访问。终端需要定时向调度中心注册，以维持先前动态分配的IP地址和端口号。
终端上电或复位后，首先等待参数配置命令，如果收到配置命令，则进入配置状态；否则，读取片内用户Flash中保存的配置信息。接着通过串口向GPRS无线模块发送相应的AT指令，GPRS终端开始进行拨号和PPP协商过程。当PPP协商成功，无线模块登录网络成功后，系统通过加载PPP/TCP/UDP/IP等协议，同中心建立起Socket连接，数据的双向传输通道建立，系统进入发送接收用户数据、监测上报故障和定时向中心注册的循环状态。
4调度中心设计
调度中心的主要功能是：接收各换热站通讯终端发来的数据，并对数据进行分析处理；保存各终端的动态IP地址，监视各终端的状态；维护热网数据库，提供用户数据查询、打印报表；实现调度与远程控制等。
这些主要功能由软件实现，使用了VB6.0进行开发。软件设计主要包括6个相对独立的功能模块：实时监测模块、数据分析模块、数据库管理模块、远程控制模块、参数设置模块、换热站自动上传报警信号处理模块，如图4所示。
调度中心有以下几种组网方式：光纤专线方式；ADSL方式，中心需要申请一个固定的IP地址，或使用动态IP地址+域名；GPRSMODEM方式，使用SIM卡绑定固定IP地址的方式。本系统采用ADSL+固定IP地址的接入方式。在对GPRS通讯终端进行配置时，写入这个固定的IP地址，这样终端一开机就能自动与调度中心进行通信。调度中心数据收发的流程如图5所示。
图4调度中心软件功能
图5调度中心数据收发流程图
5结束语
城市集中供热行业中，利用计算机技术监控热网的运行可实现能源的充分利用，减小环境污染。同数传电台相比，利用GPRS网络传输数据可靠性高，在建设成本和维护成本上都有很大的优势，对于供热企业提高工作效率和生产管理水平、保证供热质量和热网的安全稳定运行具有重大的现实意义和广泛的应用价值。随着GPRS网络的完善和费用的进一步降低，基于GPRS网络的热网远程监控系统将得到更广泛的应用。
参考文献
[1]丁艳华.热网远程监控系统的设计与实现[J].城市公共事业，2005，19卷2期：34～37
[2]林艳，杨建华等.集中供热监控系统的设计[J].控制工程，2003，10卷6刊：539～541
[3]董志国.集中供热管网的监控系统[J].煤气与热力，2005，25卷10期：19～21
本县治安视频监控系统于2008年开始构建，09年正式投入使用，它主要由三大部分组成：一是县政府牵头建设的平安城市“天眼”工程；二是公安机关内部自建的监控系统，用于对枪弹库及局机关下属各部门的重点部位进行监控（红外定像监控头）；三是社会单位自建自用的监控系统（正在建设属于第三期工程尚未投入使用），其中包括金融系统、公共娱乐场所、及厂矿企业安装的监控系统。
二、当前视频监控系统建设应用中存在的问题
1、我县“天眼”视频监控系统是一期工程建设的社会治安动态视频监控系统，共有35个视频探头，以单独立杆标准安装在县城各个重要路口及位置，该视频探头虽可360度旋转，并自动记录图像，但因建设模式采用的是“电信建设，公安租用”，所以在设备选型、配套设施等方面都存在有一定的局限性，首先目前电信采用的前端摄像机和编码器等设备型号较早，参数、性能等不能满足我县安全监控工作需要，有些监控录象机的参数、性能等在相关网站上查找不到。其次对监控点安装时没有考虑到辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间因光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘，造成视频监控成像模糊，无法辨认，大大降低了实战效能。如所安装的35个视频探头在夜晚光源不足或缺少光源、监控摄像头防护罩未及时清理灰尘时，造成视频监控成像模糊，无法辨认。由于以上种种原因严重影响社会治安视频监控系统的实战效能，我们建设社会治安视频监控系统的目的不是为了看，现在连看都看不清的一个监控系统，更谈不上服务于实战、更深层次的应用了。
2、现有技防监控系统覆盖面虽高，但单位值班人员落实不够好。监控室内值班人员不足，无法保证夜晚值班质量，因值班人员严重不足，从而导致值班人员没有足够的时间去认真观察监控图像，不能及时发现犯罪，只能亡羊补牢。
3、对已建的技防监控系统使用及后期维护还存在一些问题。一是缺乏具有熟悉监控系统的专职人员对技防监控系统进行监控；二是日常线路的维护和保养工作没有及时得到落实，导致许多监控点出现图像不清及黑屏等问题无法及时得到解决。
4、视频功能本身不合理，虽可以360度人工旋转，但无法自动定时定角度旋转，实现全天候、全方位监控。
5、监控器的位置摆放不合理，观察不到关键位置和必经之路或摄像机易被破坏。主要体现在监控点施工不规范，安装质量大打折扣，施工中直接将摄像机安装在建筑物、路旁电杆或其它附属物上，既不安全，也不利于全方位监控，有的监控点安装时没有考虑辅助光源，造成白天图像效果尚可，夜间图像效果模糊，大大降低了实战效能。
6、多个新建住宅小区及重点部位未安装视频监控。从目前我县社会面监控系统使用情况看，视频监控系统建设虽然起步较早，但与经济快速发展、农村加快建设、动态治安控制的要求相比，与发达地区相比，建设速度仍然滞后，监控探头总量还不多、密度不大，部分重点单位、企事业机关、道路街面、公共复杂场所、居民住宅小区等还存在监控盲区，金融单位、加油站等内部监控设备安装还没有完全到位。特别是居民小区、企业事业等单位重点部位在主动落实技防措施上显得力度不够，仅靠公安机关一家“单打独斗”，导致社会面监控系统覆盖率不高，根本无法与当前日趋复杂的社会治安形势相适应。
三、对技防监控系统的建议
1、在建设过程中要注重图像存储质量、有效画面抓录、图像保存时间等，最大限度地满足实战需求
在技术层面上，要广泛应用无线传输、网络传输、移动监控、人像自动识别等高端技术，并积极协调电力部门配合支持，确保夜间监控区域光亮度达到要求，提高监控图像清晰度。在后续维护上，要建立一支设备维护队伍，在各个点确定一至二名维修人员，负责日常检查督导定期维修，以确保系统正常运转。要组织相关维修人员对监控设备的视频功能进行合理调整，使它们自动定时定角度旋转，达到全方位自动监控。对监控器的位置摆放不合理的地方，进行重新安装和调整，使关键位置和必经之路等都能得到有效防控。
2、统一规划，在建设布局上实现全覆盖
县委、县政府要结合我县实际，出台全县治安监控实施方案，限时、保质、保量完成任务。采取单位筹资、县奖励的办法解决投资经费，并严格落实奖惩制度，鼓励先进，鞭策后进，全面推进。在治安保卫重点单位、集镇街道、车站码头、公共复杂场所，治安卡口、治安复杂地区等，要突出重点，全面安装视频监控。在县道、省道要合理布建监控探头，要合理布局，并且定时抓拍。各监控系统、监控点之间要互为补充、有机衔接、联成网络，做到跟踪接力、连续拍录，不留空白和盲区，做到全面覆盖。
3、健全规章制度
进一步建立健全设备维护制度、值守人员工作制度、监控信息调阅复制制度、监控信息分析制度、业务培训制度等一整套监控系统管理工作制度，把设备运转、安全维护、服务运用、信息调阅等各个环节的工作纳入规范化管理轨道，用制度强管理，确保系统高效运转、发挥作用。对运用系统预防制止犯罪、发现重大线索证据破案或提供重要情报信息的要及时给予奖励，并坚持监控成效与奖金福利、评先评优、年度考评相结合，激发值班及维护人员的工作积极性；对因工作失职造成严重后果的，要落实责任倒查，严肃责任追究。
1.1视频监控方式
视频监控模式主要采用的是在医疗机构、医生房间、患者病房、开刀室、监护病房处设置监控摄像头，通过监控中心的监控系统对房屋内外部进行全面的监控、在医疗机构的院、科等各级领导可以直接在办公室或者其他重要的工作人员直接进行计算机网络、实时查看到监控的场景，并能够统一的管理和处理各种相关事务。视频监控系统最大的优点在于能够实时的查看到医院的最新情况，管理层能够不出门就能够处理各种相关的内容，甚至主治医生能够在远处可以紧急处理多起急诊患者。这能极大的方便医生解决问题的时间和提升医院的管理效率。
1.2数据监控方式
数据监控方式主要是指使用大型的计算机软件进行数据的监控，数据监控关键点在于通过实施获得患者的信息。医疗专家等在办公室或家中，只需连入英特网，便能方便实时查看医疗机构的监控信息，达到远程监督和管理的目的；监控系统还可以在特殊情况下向公安机关，上级部门等提供接口，让这些机构部门可以查看监控的历史资料和实时监控资料；实现远程监控。
2计算机技术在医疗监控应用展望
随着计算机技术的提升，大数据时代的来临，计算机技术对于医疗监控系统提出更多的想象与发展空间，其不仅能够进一步带动医院的管理，而且能够提升以下几点的服务：
2.1提升医疗机构的日常监控管理应用
对于医疗机构的日常内部监控和管理，主要是指医院的安保工作，通过大数据的分析和计算，及时的对医院中出入口、手术室、停车场等重要场所进行实时的监控，及时返回，让医院的处于安全的保护当中，也有利于医疗机构的正常运行。
2.2提升医院的挂号、收费的简洁应用
在医院的流程当中，医生开出处方，门诊操作员将病人的项目输入电脑，并给病人打印发票，写清楚收费明细。在病人进入医院之后，病人就处于整个计算机管理监控过程中，直至病人出院系统都会将其开药品、单据等详细保存至计算机当中，从中减少了医生查询历史病历沟通的环节，有利病人的医疗。
2.3提升医院病区管理方面的应用
在病区管理中，病区管理系统通过计算机监控系统实时监控病区病人的情况，通过医嘱管理系统将医生的要求直接进行管理，并实时安排护理人员按照时间点去查看病人情况、更换输液，并能够通过监控直接反馈到专属医生当中，以便医生能够更好的了解病患当前情况，对症下药。
2.4提升药品管理方面的应用
监控系统对于药品管理系统是非常广泛和严格的，从药品的计划、采购、入库、调价、领药、消耗、到期等的监控都实现了计算机监控管理，药库通过把药品的信息录入电脑，让电脑将当前药品的库存、药品信息、以及门诊收费金额等多种信息传递到各个科室，让医生在开药的同时，清楚了解此次开单需要花费的金额，也让患者能够更加清楚的了解整个医疗过程中的花费。这不但有利于病的医治，也降低了医疗纠纷的产生。
2.5提升远程医疗方面的应用
在当前远程医疗手术已经成为现实，专家通过远程观看手术画面，在远程就可以和现场的医生讨论和实施医疗方案、指导手术的进行。这让医疗更加简单和方便。然而我们可以预想未来在家就可以让专家给自己看病，这种方式无疑更加会提升医院的管理效率。
2.6提升远程教育方面的应用
在医院等医疗机构当中，医疗远程教育也是临床教学的重要方向，由于医院的环境有限，医生们无法通过实地的教育让更多的学生进入到医院进行同等的学习，而采用远程监控的方式，能够让更多的实习生参与到手术、现场医疗的学习当中实时学习，这摆脱了传统教学模式的限制，也提高了实践教学的安全系数。
3结束语
关键词：GPS，集群通信，车辆监控系统
1.概述
GPS车辆监控系统是利用GPS接收机、无线通信、地理信息技术对移动用户进行监控、调度、指挥的新型车辆管理系统。按照子功能划分，车辆监控系统由三部分组成：定位部分、通信部分、显示部分。其中，比较常用的通信方式为常规通信、集群通信、GSM的短信息业务三种。
基于常规通信的车辆监控系统，其设计、组网及使用相对简单，但其作用范围较小；GSM的短信息业务用于定位数据传输目前较为流行，其覆盖范围大，可以全国漫游，但是其时延问题是制约其发展的瓶颈，且其呼叫功能无法与集群系统相比；集群系统是专用的调度指挥系统，对某些特殊单位而言具有不可比拟的优势。本文就集群方式下GPS车辆监控系统的设计及信道利用等方面进行介绍。
2．集群系统
无线集群实际上就是多信道中继（转发）系统中自动共享若干个信道，并在此基础上集小群（组）为大群（组），加上诸多呼叫、故障处理等功能而形成的无线通信系统。
和常规通信方式相比，集群通信系统具有信道利用率高、服务质量好、通话阻塞率低、通话具有私密性、系统智能化程度高、具有交换功能、可与PABX或PSTN互连等优点。
集群通信系统的分类方法有多种，按照信令类型分有模拟信令、数字信令及混合信令系统；按照信令方式分有共路信令方式和随路信令方式；按照话音分有数字集群、模拟集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前较为广泛使用的为集中控制方式的模拟集群系统，信令有MPT1327标准的，也有非公开标准的。基于MPT1327标准信令的系统，传输车辆定位数据可以在信令信道中进行；而非公开信令标准，车辆定位数据只能在话音信道中进行。相应地，对车辆的数字信息必须进行调制才能在话音信道中传输。
3．基于集群通信方式的GPS车辆监控系统
3．1系统组成
基于集群的GPS车辆监控系统如图1所示。其中，集群网为系统提供无线通信链路以进行话音和数据传输，数据传输可以利用话音的多种呼叫方法实现。
图1GPS车辆监控系统组成
监控中心以矢量化电子地图为背景，监控软件具有实时显示移动用户的所有信息以及信息查询功能。同时，监控中心兼有差分基准站的功能，为整个监控范围内的移动用户提供差分GPS修正信息，使车辆定位精度提高到10米以内。各移动用户设备由集群电台和GPS接收机及控制逻辑电路组成，控制电路不仅形成系统需要的逻辑时序，还具有数据处理功能，包括调制解调器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系统中，各个信道的管理在一个控制信道上实现。移动用户守候在控制信道上，发起呼叫或接收呼叫均在该信道上进行。一旦申请到信道，则主呼方和被呼方在申请到的信道上完成话音联络，之后转换到控制信道上守候。
利用话音信道传输车辆定位数据，每传输一次定位信息，电台都需要申请一次信道，而申请时间不传输任何数据，时间利用率较低；且申请不到空闲信道时，该车辆的信息就会丢失。所以传输数据的用户应该设置优先级，以保证数据的可靠传输。
3．3呼叫方式
在集群通信系统中，用户的呼叫方式有：单呼、组呼、群呼、私密呼叫等。基于GPS的车辆监控系统，为提高系统定位精度采用差分方式，差分信息由监控中心以组呼的方式下发，分配在同一组内的用户均可接收。
为使各移动用户的数据都能够实时采集，采用时分多址（TDMA）的方法，即各车辆按照图2所示的时序依次发起呼叫。其中两相邻用户之间的时间间隔包括数据发送时间和保护时间（防止数据相互影响）。一个采样周期内可容纳的用户数为，其中，为采样周期。
为了避免监控中心对某用户的话音调度影响其它用户的数据传输，话音呼叫和数据呼叫分别在不同的组进行。移动用户传输数据时工作在数据组，利用专用信道完成。当监控中心需要对某用户进行话音呼叫时，首先发送一个切换命令将该用户的组号设置为话音组，而后再进行话音呼叫。在规定的时限内完成通话，由用户自动切换到数据组再传输数据。
在监控中心，话音呼叫和数据呼叫分别利用不同的无线集群电成。
3．4同步方式
在GPS车辆监控系统中，通常采用异步的数据传输，接收端和发送端不需要同步。但是，各移动用户的数据采集为时分多址方式，相互之间的时序关系不能混叠，也就是说，移动用户之间必须同步。
各移动用户的同步方式有两种：①利用GPS接收机的秒脉冲进行同步；②利用监控中心发送广播同步码进行同步。秒脉冲和同步码均提供给各移动用户统一的时间起点，不同车辆的发送时隙由不同的延迟来产生。利用监控中心发送同步码，可以在一个采样周期内发送1个同步码，也可以周期性地发送多个同步码。
3．5数据传输格式
监控系统中的数据传输分上行和下行两部分。上行数据主要为被监控车辆的实时位置、速度、时间、状态（包括报警、故障等）；下行数据主要为GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用电文，如果是监控中心同步的方式，还包括广播同步码。
A．上行数据格式
数据报头用户地址纬度经度速度时间车辆状态
B．下行数据格式
数据报头广播同步码RTCM电文调度命令用户地址
上行和下行的数据报头不同，用于对上、下行数据的解码。用户地址指是各监控车辆的识别号码，调度命令为监控中心对相应地址车辆的操作，如紧急救援、去某地运输、关闭汽车引擎等，广播同步码在利用秒脉冲同步的系统中不用。车辆状态由驾驶员根据实际情况输入，如遇劫报警、车辆故障等。
4．结束语
1.1RS-485总线RS-485是串行数据接口标准，1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。杨卫中等（2006）[1]开发了基于现场总线的分布式温室自动控制系统，系统硬件由上位机、智能控制器和智能节点3层组成，采用RS-485总线作为层间通信网络。曹洪太等（2006）[2]提出了一种针对温室环境监测的基于WEB的数据采集和信息系统设计方案，从软、硬件的角度介绍了系统的实现方法。硬件系统通过RS-485总线与数字传感器连接，并与具有联网功能的监控计算机构成温室现场监控系统。韩慧（2012）[3]设计了一套能实时控制温室内温度、湿度以及CO2浓度等多参数的温室环境监测系统，由一台PC机与多个下位机组成主从式分布结构，采用RS-485总线通信网络进行数据传输，可实时采集各环境参数值进而进行远程控制。杨靖等（2013）[4]设计了一种基于RS-485总线和短距离无线通信方式相结合的温室环境监控系统；在每个温室内，由无线传感器网络构成一个测量单元（网关节点），各测量单位通过485总线与计算机连接。RS-485接口具有良好的抗干扰性，按其接口组成的半双工网络一般只需二根连线，长的传输距离和多站能力等优点使其成为首选的串行接口，但是RS-485总线的主从和半双工的工作方式难以实现各节点之间的数据交换，且存在效率低、实时性差等问题。
1.2CAN总线CAN总线（ControllerAreaNetwork）即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。胡真明等（2007）[5]设计了基于CAN总线的温室环境单片机测控系统，系统主要由上位机、CAN现场总线、智能测控节点组成，考虑到一般是几栋温室连成一片以及在大型温室里通常都有若干个测控点，基于CAN总线的优越特性、可以将若干个温室的测控点和具有CAN接口的PC机监控站通过CAN总线连在一起。张颖超等（2009）[6]利用CAN总线的特点和性能优势，提出基于CAN总线的温室监测系统的实施方案，采用主从方式，通过CAN总线将每一个独立的监测节点连接起来，实时采集数据传送到上位PC机进行处理；同时自定义了CAN总线通信协议，并给出数据通信流程。为了提高温室控制系统的效率、性能和智能化水平，李晓静等（2010）[7]基于CAN总线，设计了一种结构简单、实用性、可靠性相对较好的温室群控系统设计方案。张丽红等（2011）[8]基于CAN总线设计了温室节水灌溉控制系统，系统能够实现连栋温室内多小区的灌溉自动控制，可集中管理，也可独立控制。相对于RS-485总线，基于CAN总线的分布式控制系统具有以下优势：①工作于多主方式，无主从之分，数据通信实时性强；②节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，总线上其他节点的操作不受影响；③通信直接传输距离可达10km/5kbps，挂接设备数达110个；④报文为短帧格式，并具有硬件CRC校验，传输时间短，出错率极低。
2无线通信方式
与有线方式相比，无线通信网络是一种以数据为中心的自组织无线网络，具有可快速临时组网、拓扑结构可动态变化、抗毁性强、无需架设网络基础设施等优点。常用的无线通信方式有ZigBee、蓝牙、WIFI以及GSM/GPRS技术等。
2.1ZigBee技术ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术，工作在2.4GHz的ISM频段上，符合802.15.4标准，主要用于近距离无线连接。运用这种技术将温室监测系统中的各种电子设备组成一个无线传感器网络，从而方便快捷地对温室环境参数自动监测，这将是温室环境控制的又一突破，具有重大意义。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技术，设计了一个温室监控系统，温室内传感器使用星形拓扑结构，而温室与管理系统之间使用网络拓扑结构。针对温室布线复杂、扩展性差、维护困难等缺点，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee无线通信技术的温室环境群控的解决方案，采用JN5121-DKl03模块设计了基于ZigBee树型网络拓扑结构的分布式温室群控系统，并介绍了整个系统的设计方法。Hwang等（2010）[11]利用无线传感器网络组建立了三层温室红辣椒管理系统，传感器、监控相机等数据采集为物理层，传感器管理、数据库服务等为中间层，WEB应用、PDA应用等为应用层。传感器包含环境传感器和生长传感器，环境传感器用于采集植物生长的环境信息，如照度、温度、湿度、风向、风速、CO2浓度、营养液EC、pH等；生长传感器用于测量叶温、茎秆直径、植株高度、体积等的变化。Park等（2011）[12]开发了基于ZigBee的温室测控系统，采集的环境参数包括作物叶片温湿度、环境温湿度和露点测控系统，所有测量数据存储于数据库服务器，并为远程用户提供查询服务。Fukatsu等（2011）[13]采用智能体（Agent）技术实现无线网络节点与Internet的连接，并开发了基于WEB的农田信息监控管理系统。陈勇等（2012）[14]提出了一种基于物联网的农业灌溉监控系统，采用ZigBee无线通信技术实现对地表下植物根部深度土壤含水率进行立体监测。应用ZigBee技术，可以通过无线传输方式实现每个节点温室环境控制器与管控计算机的组网和灵活的网络数据传输，提高了温室群控系统的可靠性和灵活性，并大幅度降低了成本。
2.2蓝牙通信技术蓝牙（Bluetooth）技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，使各种设备在无线连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，而且不容易受到外界干扰源的影响。杜辉等（2005）[15]将蓝牙无线通信技术和现场总线技术相结合用于温室群控，环境传感器与温室现场控制器之间通信采用蓝牙技术，而温室现场控制器与中央监控计算机的通信使用CAN总线的方式，以提高系统的可靠性、抗干扰性以及灵活性；并以蓝牙芯片EricssonROK101007和CAN总线为例，阐述了基于蓝牙技术的分布式温室气候监控系统的硬件与软件设计方法。Kim等（2008）[16]利用无线传感器技术设计了一个定点精准线性移动灌溉系统，该系统采用蓝牙技术实现无线传感器网络与基站的通信,并利用GPS技术定位灌溉点。黄晓鹏等（2008）[17]设计一种基于DSP和蓝牙无线传输技术的分布式沼气加热温室控制系统，环境传感器与现场控制器的通信采用了蓝牙技术，采用的DSP处理芯片具有CAN总线功能，克服了温室内部管道和线缆布置复杂以及线缆容易老化、损坏的缺点。贾海政等（2009）[18]基于蓝牙技术设计了一套温室温度自动检控系统，测温点与执行机构(加热器、通风窗)实现无线连接，系统根据作物不同时期对温度的需求，将温度控制在适合作物生长的最适宜温度区，使作物快速、高效生长，提高经济效益。
2.3无线WIFI技术/无线局域网WLANWIFI（WirelessFidelity）网络,符合IEEE/802.11b协议，是由AP（AccessPoint）和无线网卡组成的无线网络，组网方式较为简单，主要优点是无线接入、高速传输以及传输距离远。为管理一组温室，Serodio等（2001）[19]开发了一个分布式数据采集和控制系统，并将多种技术用于数据通信。在每个温室内，底层传感器与控制器的连接采用频率为433.92MHz的无线局域网（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]开发了一个可以在大田和温室使用的基于WLAN技术的作物生长监测系统，并实现了远程控制，他们认为远程控制策略可以极大提高产量和降低劳动量。马增炜等（2011）[21]设计了一套以集成了WIFI功能和ARM内核的智能温室环境控制系统，实现了通过无线网络对智能温室内温湿度、光照和CO2浓度的采集、汇总、显示和记录。Otoniel等（2012）[22]提出了一种自动监测系统,基于一个低成本WIFI技术的图像传感器，周期性的捕捉和发送农田作物的病虫害信息到远程控制站。温室监控系统充分利用现有普及的WIFI网络资源，有效地提高了无线网络的通信距离和覆盖面积，具有成本低、普及性好、兼容性强、传输带宽、传输速度快、标准化等优点。
2.4GPRS/GSM通信技术GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分组无线服务）是一种分组数据承载业务，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、无距离限制等优点，广泛应用在手持式仪器设备、农业物联网等领域。Mancuso等（2006）[23]在一个番茄温室中设计了一个监控系统，采用无线传感器网络对空气温度、相对湿度、土壤温度等进行测量；并开发了一个基于WEB技术的植物监控应用。当测量快速变化时，报警信息就会通过短消息服务（SMS）或GPRS方式发送到温室管理者手机中。孙忠富等（2006）[24]针对农业对象具有的多样性、多变性、以及偏僻分散等特点，提出了一种基于GPRS和WEB技术的远程数据采集和信息系统方案，将485总线与数字传感器连接，并与监控计算机构成温室现场监控系统，利用GPRS无线通信技术建立现场监控系统与互联网的连接，将实时采集信息发送到WEB数据服务器。李莉等（2009）[25]设计一种结合嵌入式技术、无线传感器网络技术的温室环境信息采集与监测的系统，系统控制终端基于ARM9和嵌入式Linux操作系统进行设计，用于温室环境数据的接收、实时显示和存储，通过GPRS方式实现与远程管理中心的通信。张西良等（2010）[26]构建了三层次无线传感器网络系统，将短距离无线传感器网络通信技术与远程GSM网络技术相结合,以实现无线传感器节点和远程管理计算机之间信息高效无线传输。Antonio等（2011）[27]提出了一个基于无线传感器网络技术的农田信息的数据采集系统，该检测系统由GPRS网络与集成检测电路构成，通过传感器和GPRS通信模块实现数据采集和传输，满足了作物信息实时获取的要求。GPRS通信方式适合远距离并且不具备有线网络的情况下的数据传输，采用包交换的优点是在有数据需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的数据量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。
3常用通信技术比较
上述6种作为温室监控系统常用的通信方式各有特点，在不同的应用场景下可以发挥各自优势，扬长避短，也可以将这6种通信方式进行组合，达到高效、远程传输的目的。常见的是适合近距离的通信方式和远距离传输的GSM/GPRS结合，刘士敏等（2013）[28]设计了针对温室大棚中温湿度、CO2浓度、光照强度和土壤温度等参数的无线实时监控系统，采用WIFI技术的无线传感器网络对环境参数进行采集，当超过预先设定的阈值时，可以通过蜂鸣器报警和GSM短信息报警。李颖慧等（2013）[29]设计了基于ZigBee的营养液电导率实时测量自组织网络，同时系统集成了GPRS模块，实现了营养液电导率与温度信息的远程传输与监控等功能。有线通信具有高可靠性、速度快、稳定等优点，但布线繁琐、成本较高。无线通信方式具有设备移动性好、不需或只需少量布线的优点，但存在易受环境影响和延迟较大的不足。从发展角度而言，WIFI网络因具有带宽较宽、传输速度快、兼容能力强、抗干扰能力强等优点[30]，将会成为设施农业温室监控系统重要的信息传输方式，也将是温室信息传输技术的重要研究方向。
4结语
关键词智能交通系统、电子监控、行车记录仪、车辆定位、无线视频网络传输、车载硬盘录像机
0引言
随着智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，简称ITS）在大中城市的推广和电子监控技术的飞速发展，公交管理部门不但需要了解车辆所在位置和车辆行驶状况等信息，还希望能获取现场的图像，直观地了解车辆运营情况，这要求公交车有一个完整的电子监控系统。
公交车电子监控系统结合了行驶记录仪、GPS定位系统、车载数字视频监控等功能，采用下列先进技术：汽车电子技术、数字视音频编码技术、卫星定位技术、无线网络传输技术、恶劣环境下大容量数据存储技术等，为城市公交集中调度管理和远程视频监控提供完整的解决方案。公交车电子监控系统不但是城市智能交通系统的重要组成，也是城市治安监控系统重要的补充。
1公交车电子监控系统
公交车电子监控系统由车载终端机、无线网络传输系统、中心调度管理平台等几部分组成。
系统组成结构如下图所示：
1.1车载终端机
车载终端机对视频信号、GPS卫星定位信号、行驶记录仪和报警信号进行采集、分析、处理和保存，重要数据实时上传至管理中心。
公交车电子监控终端机主体是车载硬盘录像机，硬盘录像机将前端摄像机采集的模拟视频信号进行数字编码压缩、存储，并接入GPS接收机和车辆行驶记录仪相关数据统一存储在硬盘中，重要数据可实时上传，历史数据可备事后调查使用。
1.2无线网络传输系统
无线网络传输子系统作为整个系统的神经网络，负责终端到中心的数据传输。车载终端对采集到的数据分析整理后，通过无线网络传输系统的平台将车辆行驶信息、GPS定位信息、车内视频图像等网传至调度管理中心，供管理人员调度使用。
1.3中心调度管理平台
中心调度管理平台由管理服务器、流媒体服务器、GIS电子地图服务器、调度服务器、存储服务器等组成。对车载终端机和指挥中心主机进行统一管理，系统还可接入公安110指挥中心，在发生重大事件时可及时上传相关数据，供相关领导及时做出判断决策。
2公交车监控相关技术的发展趋势
公交车监控结合了多项先进的电子技术，包括卫星定位技术、数字视频编码技术、恶劣环境下大容量数据存储技术、无线网传技术和娱乐节目广播功能等。
2.1卫星定位技术
车载终端机将接收到的全球卫星定位系统GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至公交调度管理中心，车辆调度管理人员在指挥中心可获取公交车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息，并做出调度决策。
2.2数字视频编码技术
数字视频编码算法从最早的MPEG-1发展到目前的MPEG-4和H.264。车载监控对视频数据编码压缩比要求高，采用最先进的H.264编码技术比MPEG-4
压缩效率提高30％以上，是目前最优秀的编码方式，适用于低码流下的数据存储和窄带宽（如：无线网络环境）下网络传输。在CDMA无线网络环境下使用H.264编码技术，可实现CIF格式（352×288）的图像每秒4～6帧的视频图像效果。
随着硬盘容量的不断增大，录像时间和内容也越来越长、越来越多，三路视频录像CIF格式使用160GB的硬盘可使用15天左右，在硬盘录满后还能对录像进行覆盖，循环使用硬盘空间。
2.3恶劣环境下大容量数据存储技术
公交运行在颠簸、振动的环境下，对数据存储非常不利。目前，国内外硬盘录像机厂家针对硬盘减振问题主要使用橡胶、弹簧等原料做成的避振器械对硬盘或整机进行减振；也有的厂家在机械减振的同时加入电子减振功能，即在机械减振的基础上，使用电子振动感应器获取外部冲击信号，收到冲击信号后驱动硬盘磁头部分复位到安全区域，避免振动对硬盘的损坏。采用对硬盘进行减振处理或使用抗振效果好的FLASH闪存，可达到数据安全存储的效果。
2.4无线网传技术
由于公交车移动范围大，需要车载终端具备无线网络传输功能，将实时定位信息和视频图像传输至指挥中心，同时驾驶员和中心可通过无线传输模块的语音功能进行交互。目前，可提供的无线网络平台有中国移动的GPRS/EDGE网络和中国联通的CDMA网络。下表对运营商的无线网络传输理论速度进行比较：
无线网络传输理论速度比较表
传输方式理论上行速率实际测试速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
从上表来看，目前运营商的无线网络速度不是很高，只能传输单帧或低帧率（2～6帧）的视频流信号，视频图像流畅性不好，管理中心只能从低帧率的图像获取车辆基本运营情况，并做出相应的判断。在未来3G网络建设完成后，随着网络速率提高，视频图像效果将会得到成倍的改善。
2.5娱乐节目广播功能
车载终端可以使用剩余的硬盘空间进行娱乐节目广播，5GB的硬盘空间可记录20小时以上的视频节目。不少车载硬盘录像机厂家在产品中加入了娱乐播放功能，利用多余的硬盘空间存储录像节目，为公交公司提供公交车内广告和娱乐节目播放，做到一机多用，以提高设备利用率。
3小结
公交车电子监控系统将分散的多个子模块集中到一个平台上进行统一管理，全方位地监控公交车运营情况；公交调度管理人员利用该系统可直观的了解车辆上运行状况，并可调用视频图像和语音对讲功能和司机进行交流。该技术既节约了公交公司电子附加设备的支出，又减少维护管理人员，还可利用车载机的娱乐节目播放功能播放广告以提高公司收入。
公交电子监控系统具有良好的社会效益，安装电子监控系统的公交车发生抢劫、盗窃等事件时进行实时报警，将视频图像直接上传至110指挥中心，公安部门可以尽快部署警力以应对突发事件。公交电子监控系统可增强乘客的安全感，对公交车辆上的犯罪行为起到威慑作用。
参考文献
