轨道机车远程视频监控系统

1.一种轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，依照视频的流动次序，包括一个嵌入式网络视频采集压缩模块、一个ARM通信处理模块、一个GPRS传输网络模块、一个远程监控终端模块和一个视频会议模块，所述的视频会议模块还与所述的嵌入式网络视频采集压缩模块的各视频采集点和所述的ARM通信处理模块分别相连。
2.如权利要求1所述的轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，所述的嵌入式网络视频采集压缩模块，以TMS320C6202B作为采集压缩的主处理器。
3.如权利要求1所述的轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，所述的ARM通信处理模块，选用三星公司的S3C2410处理器。
4.如权利要求1所述的轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，所述的GPRS传输网络模块，选用MC55模块。
5.如权利要求1所述的轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，所述的远程监控终端模块，包括MCU、EEPROM和报警模块。
6.如权利要求1所述的轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，所述的视频会议模块，以GPRS网络作为系统的接入网络。

轨道机车远程视频监控系统 \n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种轨道机车远程视频监控系统。 \n背景技术\n[0002] 随着科技的发展，城市的扩张，轨道列车更多地出现在人们的视线范围。选择轨道列车作为出行的交通工具，具有速度快、准点、无污染的优点，但是由于列车上人口流动性大，也成为了小偷扒手甚至恐怖分子的常聚场所，对人们的财产安全存在一定的威胁。近几年来，这个问题逐渐被引起重视，对列车的监控花费比较大的力度，取得了一定的进展，但基本停留在车载有线监控系统，监控终端置于机车上，用途基本上就是摄像机的功能。也就基本上作为异常事故发生之后的调查资源或犯罪证据，而对事件发生过程的监控功能基本可以忽略。尤其是在发生抢劫或恐怖活动等明目张胆的犯罪活动时，车载监控系统不便于专业人员和警务人员进行分析犯罪现场和犯罪动机。 \n发明内容\n[0003] 本实用新型的发明目的是，结合现有车载监控系统进行针对性的改进，实现监控功能更强，监控地点更灵活，更便于相关人员进行安全监控和事故处理。 [0004] 本实用新型可通过如下技术方案实现：一种轨道机车远程视频监控系统，其特征在于，依照视频的流动次序，包括一个嵌入式网络视频采集压缩模块、一个ARM通信处理模块、一个GPRS传输网络模块、一个远程监 控终端模块和一个视频会议模块，所述的视频会议模块还与所述的嵌入式网络视频采集压缩模块的各视频采集点和所述的ARM通信处理模块分别相连。 \n[0005] 上述技术方案，结合GPRS技术，集计算机技术、通信技术与视频采集技术等多种先进技术于一体，给出了集嵌入式技术、GPRS无线网络技术和视频会议为一体的轨道机车远程监控系统，实现了对轨道机车的远程监控，有效解决了以往有线网络在距离与空间上的局限性。采用上述技术方案后，可以将视频技术用于安全监控现场，采用实时的视频传输、场景对话、视频会议等方式，可使远程监控中心或安全保卫人员在发现异常状况时能采取有效的处理方法，保障乘客的生命财产安全。 \n[0006] 以下结合附图和实施方式对本实用新型作详细的描述。 \n附图说明\n[0007] 图1是本实用新型的硬件框图； \n[0008] 图2是本实用新型的嵌入式网络视频采集压缩模块结构图 \n[0009] 图3是本实用新型S3C2410与FLASH的电路连接图； \n[0010] 图4是本实用新型的ARM通信处理模块的硬件图； \n[0011] 图5是本实用新型ARM通信处理模块软件设计流程图； \n[0012] 图6是本实用新型的GPRS传输网络模块结构图； \n[0013] 图7是本实用新型远程监控终端结构图。 \n具体实施方式\n[0014] 在实施例中，轨道机车远程视频监控系统硬件框图如图1所示，在轨道机车远程视频监控系统结构中，系统首先由一个网络视频采集压缩模块采集轨道机车的实时状态，压缩后由ARM通信处理模块作为中转，传送至 GPRS网络，无线方式传输使得不要考虑空间与距离的局限性而更加便捷，监控终端接收到GPRS传来的信息，利用视频会议反馈至工作人员。当有异常情况发生时，再由工作人员或公安民警采取相应措施，维护乘客的生命财产安全。 \n[0015] 图2为嵌入式网络视频采集压缩系统结构图，高性能DSP作为视频采集压缩的主处理器，但不能有效地支持各种网络协议。而可以运行嵌入式操作系统的32位微处理器系统能够有效支持各种网络协议，但是在处理一些运算量较大的任务时(如图像压缩算法)运算能力跟不上。本系统将两者相结合，构成独立双核结构的嵌入式网络视频采集压缩系统。 \n[0016] 系统前端用TI公司的TMS320C6202B作为采集压缩的主处理器。它能够实现高速并行流水线操作，在实时图像处理上具有很大的潜力。配置一些外围器件可组成一个独立的图像压缩终端。系统后端用三星公司的S3C2410作为网络服务器，S3C2410是基于ARM内核的32位RISC处理器，拥有强大的处理、控制功能，作为监控系统的主处理器，运行操作系统、网络协议栈。加装网卡芯片，就可以很容易的将DSP传来的压缩数据通过网络协议栈打包，按需求发给监控端。 \n[0017] 本系统使用新一代的视频编码标准H.264，与以往的压缩编码方式相比，可以获得更高的压缩比和更好的图像质量。 \n[0018] 硬件实现分以下三个模块： \n[0019] 视频输入转换模块：该模块的主要功能是将CCD摄像头输入的模拟视频信号转换为数字信号，然后按时序要求将数据存储到专用的视频FIFO中，等待DSP处理。本模块采用一片PHILIPS公司的视频A/D芯片SAA7114H，它具有6路模拟视频输入，两个模拟预处理通道，并且抗混滤波、梳 状滤波都被集成到芯片内部，这对于硬件设计带来了极大的方便。\n利用场同步信号IGPV、行同步信号IGPH、有效图像数据输出信号IDQ、时钟输出信号ICLK，可以对行数据和场数据同步进行判断和控制。 \n[0020] CPLD控制模块：该模块的组成核心是一片Altera公司的CPLD芯片EPM7128AETC100，主要完成视频AD与FIFO，FIFO与DSP，DSP与ARM之间的时序控制功能。 [0021] DSP压缩编码模块：该模块主要承担对采集到FIFO的数字视频流的处理和压缩。\n这种DSP芯片专门为无线机站、图像视频等应用设计，有完备的片外接口，能够比较方便地扩展片外存储器等外设。通过TMS320C6202B的xBus总线，可以直接与ARM连接，实现数据传输。TMS320C6202B采用VLIW的体系结构，片内有8个并行处理单元，分为相同的两组。 [0022] 软件实现： \n[0023] 系统程序设计分为以下几个部分：(1)DSP初始化程序包：包括C6202B上电初始化配置，EMIF总线控制寄存器以及MCBSP寄存器配置，设置DMA传输寄存器，设置中断向量表。\n(2)视频AD和FIFO初始化程序包：包括IIC总线模拟软件包，视频AD配置软件包。(3)视频压缩程序包：YUV图像转化成H.264要求的图像格式程序。(4)DSP系统向ARM系统的数据传输程序。(5)嵌入式操作系统及网络协议栈的移植。 \n[0024] 图3为S3C2410与FLASH的电路连接图，S3C2410作为网络服务器，S3C2410是基于ARM内核的32位RISC处理器，拥有强大的处理、控制功能，作为监控系统的主处理器，运行操作系统、网络协议栈，将DSP传来的压缩数据通过网络协议栈打包，按需求发给监控端。 \n[0025] 图4为ARM通信处理模块，该模块的主要功能是接收DSP压缩后的 码流数据，将压缩后的视频码流通过网络协议栈打包，运行嵌入式Web服务器，等待传送至远程监控端，实现视频采集端与GPRS传送模块的衔接。 \n[0026] 图5为ARM通信处理模块的软件设计，主要包括五个部分：以太网通信处理模块、代码编辑模块、信息显示模块、代码提取处理模块、RS485总线通信处理模块。程序的设计包括操作系统和网络协议栈的移植等，操作系统采用的uc/osII是一款简单、高效的嵌入式实时多任务操作系统，该系统的源代码公开，并具有良好可移植性和扩展性，其稳定性和可靠性已经过实践检验，非常适合应用于控制系统领域。网络协议栈采用LWIP，这是一套用于嵌入式系统的轻量级(light weight)TCP/IP协议栈，包括TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、DHCP协议等，它和uc/osII构成了ARM通信处理模块软件的设计主体。 \n[0027] 图6为GPRS传输网络模块结构图：GPRS传输网络模块选MC55模块。MC55模块是西门子公司推出的新一代全球移动通信系统(globalsystem for mobile com-munications，GSM)通信模块，支持端对端用户的通信方式，支持短信息业务(short message service，SMS)和GPRS等数据传输和语音呼叫。模块提供了非常完整的使用接口，包括两路串行数据通信接口、用户识别卡Subscriber Identification Module，SIM)接口，内嵌TCP/IP栈，串口支持GSM 07110协议，波特率可调。GPRS模块的串行接口是一个全双工的UART口，用户可以通过这个串口发送AT命令与MC55交互，进行数据的收发和信息交互。 [0028] 图7为远程监控终端结构图，在本监控终端中采用了MICROCHIP公司推出的93C46集成电路，是一款CMOS电可擦除的可编程只读存储器，容量为1K(64×16)位。不仅具有硬件和软件写保护功能，而且与TTL 电路完全兼容，体积小，功耗低，接口简单，可十分方便地与各种型号的处理器相连。在本系统中用93C46EEPROM存储系统初始化参数、模拟量信号和数字量信号的采样结果以及其他相关信息。 \n[0029] 远程监控终端的硬件组成包括：MCU(LPC2119)、EEPROM(93C46)、和报警模块。通过GPRS模块(MC55)实现无线传输。MCU作为整个远程监控终端的“大脑”，对其它几个模块进行统一控制，保证远程监控终端有序正常运行。 \n[0030] MC55与LPC2119之间采用串口通信方式，通过串口通信MC55将接收到的远程信息发送给LPC2119，由LPC2119对远程信息进行解析和处理。LPC2119定时将其采集到的轨道机车的实时数据通过串口通信发送给MC55，通过MC55将轨道机车的实时数据以GPRS通信方式发送到监控中心。