无线远程图像监控系统的发展现状分析

吴红莲 周辉林

[摘要]简要介绍无线远程监控系统的知识,论述远程图像监控的发展现状,并对该系统的发展前景进行展望。

[关键词]图像监控监控系统GPRSInternet

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120039-01

远程监控技术的出现,是计算机网络技术与故障监控技术相结合的必然结果。早期远程监控技术是非实时非在线监控方式,而现代远程监控技术,借助于计算、互联网和通信技术,实时在线监控。

一、无线远程监控系统简介

远程监控系统主要由现场监控单元、通信系统和监控中心组成。现场监控单元一般包含传感器、控制器和微处理器,主要负责完成信息的采集和响应监控中心发出的控制命令。通信系统负责传输监测数据和命令。监控中心是整个系统运作的核心,负责收集各监控单元上传的监控信息,发送各种操作命令以控制监控单元的行为。监控中心一般由计算机组成,运行专门的图形化监控管理软件,将各监控点的状态形象地显示出来,同时对监测数据进行处理,为决策提供重要参考。

远程监控技术的模式与通信技术的发展密不可分,伴随着通信技术的发展,出现了三种远程监控模式。

1.人工远程监控。这种方式是通过人工对现场参数及现场运行情况进行记录,然后带回总控室由工程师进行分析推理。该方式比较原始,人为因素多,且无法实现实时在线监控,弊端明显。

2.有线网络远程监控。有线网络监控方式是现代远程监控模式,将现场各个采样点通过通信线将其连成网(以太网、光纤网等),是现在广为使用的方式,如现场总线。其最显著特点是现场的采样设备将各种传感器获取的设备状态信息转变为数字信号后,通过网络传送给远程诊断工程。远程诊断工程师再利用计算机和现代数字信号处理技术对收到的数字信号进行分析处理,对设备状态进行评估,给出诊断结论并将结果返回给现场人员。诊断结论可靠性高,可实现实时在线远程监控与诊断。但该方式在网络铺设上投资巨大,且受距离限制,各数据点间距离越远投资就越大。

3.无线网络远程监控。无线网络远程监控又分为两种:一种是单独构建无线网,另一种是利用公GSM。第一种方式由于要自己进行网络构建包括传输设备,中继站,传输协议制定,工作量较大。第二种用GSM网络实现,依托遍布全球的GSM网,打破了距离的限制,可以实现全国乃至全球漫游监控。这类监控主要是利用GPRS数据业务通过Internet进行通信,GPRS网络传输数据,永久在线、实时传输且运营费用低。

二、图像监控背景

图像监控,直观、信息内容丰富,成为安全监控的主要手段。图像监控系统是根据使用目的和应用条件,由图像采集、图像处理、图像传输、图像管理和系统控制等相关电子设备和传输介质组成的一个有机整体。在很多场合,由于客观条件限制,人不可能进入现场进行直接的观察,只能用适应性更强的电子图像设备来代替完成。

三、图像监控系统的发展与现状

目前在图像监视系统领域,有线方式的图像监视系统较为普遍,而在设备分布广泛和数据不易采集的场合,有线图像监视方式受到了固有物理布线的限制,但无线远程图像监视方式则没有这种限制。随着计算机技术和通信技术的发展,将嵌入式系统技术、无线通信技术和基于TCP/IP的Internet技术结合在一起的无线远程图像监视系统成为可能。基于嵌入式系统的该类监视系统对嵌入式系统的软硬件开发提出了新的挑战,而图像、视频等大信息量的多媒体无线传输要求也给无线通信技术提出了新的挑战。

嵌入式应用系统与无线网络互连的结合,是现在乃至将来嵌入式应用的必然趋势,利用嵌入式的无线网络传输视频数据也成为目前人们研究的热点,而解决在无线网络带宽资源限制的情况下,实现实时传输视频图像,成为研究的关键。

随着电子技术与通信技术的发展,图像监控系统就图像、监控的方式,大致分为三种:

1.本地模拟图像监视。上个世纪八十年代初,主要是以模拟设备为主的闭路电视监视系统,称之为第一代模拟图像监视系统。该系统由摄像机、电视机、录像机等组成,由视频线、控制线缆等连接。一般采用采用模拟方式传输,将图像信号直接送入视频电缆,再通过电缆线连接到中心控制室的多路切换器上。该系统功能简单、可靠性差,易受干扰,传输距离有限且使用寿命短,应用范围小,如大楼监控等,监控图像只能在控制中心查看。

2.基于PC的多媒体监控。数字视频压缩编码技术的成熟,微机的普及,为基于PC的多媒体监控提供了条件。基于PC机的远程图像监视系统由PC机插视频卡构成。多媒体监控系统一般结构:在远端监控现场,由若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备,通过各自的传输线路,汇接到多媒体监控终端上,多媒体监控终端可以是一台PC机,也可以是专用的工业机箱组成多媒体监控终端。除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外,系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过通信网络,将这些信息传到一个或多个监控中心,即是通过各自的传输线路,汇接到监视终端机上。基于PC的视频监视系统终端功能较强,便于现场操作,但稳定性差,视频前端,如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯较为复杂,可靠性不高,PC机也需专人管理,特别是在环境或空间不适宜的监视点,这种方式不理想。

3.基于嵌入式技术的网络数字监控系统。基于嵌入式技术的监视系统不需处理模拟视频信号的PC,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器自接转换成数字信号。嵌入式视频监视系统具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能,自接支持网络视频传输和网络管理,使得监视范围达到前所未有广度。

四、未来嵌入式图像监视系统的发展趋势和前景

将嵌入式系统技术、无线通信技术和基于TCP/IP的Internet技术结合在一起的视频监视系统将成为监视系统的未来发展方向。利用嵌入式技术采集并对现场信息进行相应处理,再通过无线通信方式传输到Internet上,用户通过Internet来管理和使用信息。由于采用了GPRS等无线数据通信方式,以省去了有线方式下必须采用的物理布线。而且无线方式有利于对监视点的合理安排,克服了传统系统只能用于固定现场的监视。

因此,这种监视方式在工农业生产、移动通信、家用电器自动化等领域都具有相当广阔的应用前景。

参考文献:

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