IEC-51 CP48 450V

IEC-51  CP48 450V
第二种就是使用程序实现的软件视频服务器[4]。两种方案各有千秋，前一种需用专门硬件设备，开发周期短，画面质量高，但成本费用高，灵活性低，尤其是与不同视频监控主机的通信连接仍然需要软件配合；相比之下采用程序实现的软件化视频服务器成本低，灵活性高，可以方便满足用户提出的各种需求，但同时开发周期相对要长。本文配合智能楼宇系统集成软件的开发[5]，针对具体应用系统的特点，开发了基于软件的网络化视频监控服务器服务程序和客户端软件，文中详细论述基于程序的软视频服务器的基本原理，并给出了具体的软件实现。 2、系统结构及功能概述 应用系统硬件结构如图1所示。网络化视频监控系统是在传统视频监控的基础上，通过串口通信控制视频监控矩阵主机进行通道切换，选择指定的监控画面，再经视频捕捉卡捕捉、软件压缩，再通过web服务传送到网络上的远程客户程序，远程客户端浏览器借助下载的Java小程序实现解压、回放。 图1 应用系统硬件结构图 应用系统软件结构如图2所示。视频服务程序调用图像卡供应商提供的的DLL库采集视频流数据，然后调用JPEG库将采集到的DIB图像压缩为JPEG图像，再通过UDP协议的WinSocket套接字发送给客户。视频服务程序与客户端的交互是借助于运行在客户端的JavaApplet小程序实现的。JavaApplet内嵌在网页中，当用户访问系统时，JavaApplet小程序随同html文件下载到客户端并由IE浏览器解释执行。当用户在切换摄像头时，JavaApplet将选中的摄像头位号提交给视频服务程序。视频服务程序通过RS-232串口通信将切换报文发送给AD196矩阵切换机，由AD196进行视频通道的切换。 在应用系统中使用的矩阵切换机为AD196，该机有8个RS-232控制端口。操作内容包括：摄像机监视器的切换、巡视、序列控制、PTZ（云台）控制和报警接口等。RS-232端口接收的控制命令均为ASCII码。为了保证云台运动的连续实时性，指定动作的ASCII码及紧随的终止符少发送5次，重复发送直到动作取消，为了确保动作的连续平滑，以每秒钟15次的速率发送。 图2 系统软件结构框图 另外，在系统的实现中使用JPEG标准进行图像压缩而不采用MPEG标准是基于如下原因考虑的。由于系统使用基于TCP/IP协议进行网络传输，并且采用基于UDP协议的组播方式。而TCP/IP的网络传输存在网络阻塞、数据丢失等隐患。由于MPEG压缩标准进行帧间压缩，发送的只是帧间的差值。若网络发生阻塞，丢失了一帧信息，后面的帧将无法正确恢复，只有重新传输上一帧。这无疑会产生很大延时，无法满足监控系统实时性的要求。JPEG标准只对每一帧图像进行压缩,各帧之间不进行帧间压缩。这种方式的数据量较MPEG方式有所增加但是增加的数据对系统性能的影响不是很大，如：图像卡采集的图像为320×240、RGB24位的DIB图像，经过压缩每帧图像的数据大概为5Kb，发送的帧率按15帧/s计算，每秒的数据量为75kb/s，从结果可以知道并不会占用太多的带宽。另外，更重要的一点是，采用JPEG进行网络传输时，如果出现网络短暂阻塞，可将当前的帧抛弃而不影响下一帧的图像恢复，因而能够保证监控系统实时性的要求，而对于监控系统的图像传输来说,实时性是第一位的。 3、TCP/IP协议及IP组播 网络通信的方法主要有：基于TCP或UDP协议的点对点式、基于UDP协议的广播和组播。其中TCP协议是面向连接的，在交换数据前，通信主机和客户机间建立连接。另外，TCP协议提供差错校验、丢帧重发等传输机制，这些特性使得TCP协议可以提供高可靠性的数据传输。同时，这些特点又带来一些负面影响：占用较多的系统资源，特别是面向多连接的应用时，频繁的建立连接会占用大量的系统资源，在遇到网络阻塞时，数据帧的丢失会导使不断地重发丢失数据，使得数据传输的实时性大大降低。所以，TCP协议一般应用于对数据可靠性要求很高，而对实时性的要求相对不高的情况下。UDP协议与TCP协议不同，是不面向连接的。由于取消了差错校验、丢帧重发机制，因而提供的服务是不可靠的，但是其快速性则提高。还有一点重要的是，UDP协议支持IP组播，这就为单点对多点或多点对多点实时数据传送提供了可能。 图 3单播和多播 在本系统中，由于监控系统对实时性的要求高，需要连续传送的图像信息量很大。如果采用点对点的方式，对每帧图像服务器都向每个连接的客户机发送一次，数据的发送量和响应时间都与客户的数目成正比，使得服务器不能及时响应客户端的请求，同时占用了网络带宽，使系统整体效能将大大降低了。而采用基于UDP协议的IP组播方式可以很好的解决这个问题。IP组播是指在互联网上对一组IP站点同时进行数据传送，发送方只需发一次数据，加入组播组的客户机都能接收到数据报。每一个站点都可以动态的加入或退出该组播组。IP组播允许一点对多点或多点对多点通信。单播和组播的比较如图3所示。在IPv4中使用D类IP地址，它动态分配和恢复地址范围是224.0.0到239.255.255.255。其中224.0.0.0到224.0.0.255为局部联接多播地址。当需要将多播范围扩展到广域网时，需要有路由器转发多播数据。同时需要使用Inernet组管理协议（IGMP）。WINSOCK2系统中提供了对IP多播的支持，它是一个与协议无关的、具有实时网络传输能力的网络接口。WINSOCK多播模型中定义了数据面和控制面的概念。控制面决定一个多播组建立通信的方式，数据面决定通信成员间数据传输的方式。两平面均采用“无”根模式，任一用户所发送的数据都将被传送到组中所有的成员。数据报的发送者需指定一个多播地址为目的地址，向该多播地址发送数据即可。数据的接收者可以通过分组原地址端口来区别发送源。 在系统实现时，采取了一些有效的措施以提高系统整体的效率和效能。为了保证服务器端和客户端传递握手信号和控制命令的可靠性，采用可靠的TCP协议，以确保客户端的请求能够准确地到达服务器端并得到响应。在实现时，为了提高系统资源的使用效率，采用请求——应答的方式：每当新客户欲查看监控图像时，向服务器发出请求，服务器将该客户加入用户使用纪录表里；在客户端离开多播组时也发出离开信息，服务器实时更改用户使用纪录表，以便能够准确地了解当前客户的情况，合理分配系统资源。为了减少客户间的冲突，视频服务程序为每个视频通道分配一个组播地址，查看同一通道的客户加入到同一组播组，如果切换到其它通道，则先离开当前的多播组，然后加入新的多播组。 4、软件实现 系统的网络服务部分的程序框图如图4所示。其中，主线程始终在侦听客户端的请求，为每一个新的联接请求创建一个接受线程。接受线程负责与其对应的客户端进行数据通信。 与AD196通信的部分代码如下： 1）切换摄像机图像到当前的视频通道。发送切换视频通道报文“*Ma”，“*”号代表所选定的视频通道；发送切换摄像机报文“*#a”,“*”号代表选定的摄像机。介绍了TCS-0602智能交通路口控制器的硬件结构及软件结构，该控制器将32位处理器和Uclinux操作系统应用到智能交通领域，建立了一种开放式的软硬件体系，目前支持五种交通控制算法，将在一些城市进行试运行。 　　关键词：智能交通 路口控制器 MPC8245 Uclinux 　　近年来，随着我国经济的发展，城市的交通拥挤问题日趋严重，因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。智能交通系统(ITS)在这种背景下应运而生[1]。 　　智能交通要求路口向控制中心实时提供图像和数据信息，并能够独立执行一些复杂的算法。但是目前国内的路口交通控制器大多采用单片机作为处理器，只能执行定时算法，以RS232或者RS485作为通讯方式，根本无法满足智能交通对于路口控制器的要求；而国外的路口控制器(如西门子公司的2070和美国的EAGLE)不能适合中国国情，且价格昂贵，操作不方便。因此研究开发出适合中国国情、性能价格比高的路口控制器成为一项特别紧迫的任务。

Nortel Passport 8010 8610 8691SF 8608GB 8648TX Switch

Nortel 8672 ATM DS3 MDA Module DS1304002 Passport 8600

Alcatel OC-5052 Enterprise Routing Switch Gigabit

Ameritec Crescendo CRS-AD Call Generator

Force10 CC-E-SFM Switch Fabric Module E300 E600 E1200

ECI Laurel PB-1OC3C-SFP ST50 1 Port SONET/SDH ATM Card

ECI Laurel PB-1GE-SFP ST50 1 Port Gig Eth PHY Card

Nokia NIF4526FRU - Four Port 1000Base-TX IP2255

BigBand MNG1 BMR1200 Broadband Multimed-Service Router

Cisco BPX-BXM-T3-12 BPX-BXM-T3/E3 12-p T3 Mod BPX 8620

Cisco OC192RO/POS-SR-SC older version OC192E/POS-SR-SC

Redback SF-M-42G System Fabric Module for SMS 10000

QUINTECH SRR 1000 8x1 RF Q-Switch (5-1000MHz)

Nokia NIF4005KIT 1 Port Serial cPCI Interface HSSI

Nokia NIF4535FRU 4PORT WAN PMC T1 CARD IP390

Nokia NIF4523FRU VPN Acceleraton Card FRU IP225X

Cisco MGX-PXM1-2T3E3 BAA3MLTBAA 2-port T3/E3 MGX8850