時間：2022-06-12 11:16:06
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建設工程質量檢測是國家進行工程質量監管的重要手段，在工程質量監督管理中發揮著重要的監控威懾作用。當前國內建設工程質量檢測行業仍然存在著不規范的市場行為，檢測機構的檢測工作中時有弄虛作假，試樣做假、漏檢、少檢的行為發生。規范建設工程質量檢測行業的市場行為，加強建設工程質量檢測機構的管理能力，提升建設工程質量檢測機構的工作質量勢在必行。信息化管理方法的運用能夠在一定程度上保障建設工程質量檢測過程中檢測數據的真實性、公正性、可靠性。建設工程質量檢測的信息化管理是指在工程質量檢測機構中，利用計算機自動化技術、網絡技術以及現代通訊技術等手段對建設工程質量檢測機構及其所屬各部門的檢測業務進行綜合管理，為建設工程質量檢測機構的整體運行提供全面、自動化的管理及各種服務。目前，全國較發達地區已經相繼建立了較為完善的檢測機構信息化監管系統，對涉及建筑結構安全的力值檢測參數如混凝土抗壓強度、鋼筋力學性能指標等必須實時上傳試驗結果，對于非力值檢測參數的檢測報告必須上傳關鍵頁面。除此之外，某些地區如廣州市正在推行混凝土試塊芯片植入技術，對于混凝土試塊一律要求植入混凝土芯片，檢測機構不得接收無芯片的混凝土試塊，試塊必須進行掃描識別之后方可進行試驗，無芯片的混凝土抗壓強度報告不得作為驗收報告采用。然而目前檢測機構的信息化管理運作中依然存在不少問題，如網絡傳輸不順暢，導致數據無法實時上傳；存儲設備容量不夠，導致部分數據丟失；監管系統安全性不足，數據被他人利用等。其中，當前最突出的問題是信息化管理僅僅停留在對試驗數據的監控，疏忽了對試驗流程與過程的監管，即無法保證樣品的真實性或試驗過程的規范性，容易出現“偷梁換柱”等問題，即試樣制假或試驗作假等現象。有鑒于此，本研究以上述問題為出發點，應用現代信息網絡技術，對試驗流程與試驗數據進行“雙控”，確保試驗結果的真實性和檢測報告的有效性，為真實評價工程質量提供科學依據。
2設計原理與系統架構
2.1技術原理
根據檢測監管業務需要，對試驗流程進行全過程監控，包括收樣、樣品制備、數據采集等過程。主要體現于兩個方面：第一方面，通過高清攝像槍對樣品接收和樣品制備過程進行實時記錄；另一方面通過在試驗機電腦上安裝視頻采集卡，自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，通過圖像處理器轉換成與攝像機信號一致的模擬信號。最后利用現有的CATV技術，將電腦屏幕數字信號與攝像機信號整合在一起，通過光纖傳輸至硬盤錄像機，實現實時的監控、存儲功能，通過錄像回放功能實現對歷史記錄的查詢。通過登陸客戶端軟件或ip登錄訪問服務器電腦，可以實現在辦公室對檢測過程的動態監控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像，實現遠程監控。
2.2系統架構
本系統主要有前端的數據采集裝置包括高清攝像槍和視屏采集卡，數據傳輸介質（光纖），數據接收與存儲設備（硬盤錄像機）、網絡交換機、服務器電腦以及客戶端軟件組成。系統架構如圖1所示。（1）高清攝像槍用于監控樣品接收與存放、樣品制作、抗壓試驗等過程，對試驗過程規范性與樣品的真實性進行實時監管，避免弄虛作假現象的發生。（2）視屏采集卡自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，并通過內置轉換器轉換成與攝像槍信號一致的模擬信號，對試驗參數、試驗數據、以及曲線的形態進行實時監控，確保試驗過程的規范性和數據真實性。（3）光纖作為信號傳輸介質，將高清攝像槍與視頻采集卡的信號傳輸至硬盤錄像機，相比同軸電纜，光纖傳輸速度快，降低信號延遲；傳輸損失少，保證視屏質量。（4）網絡交換機實現與局域網內的電腦及服務器電腦互聯，可以通過局域網訪問硬盤錄像機。（5）硬盤錄像機數據接收和存儲終端，實時接收光纖傳至的信號并存儲，并可以對歷史記錄按時間進行查詢。（6）服務器將若干硬盤錄像機通過網絡交換機串聯至服務器電腦，通過訪問服務器電腦可以同時訪問局域網內所有的硬盤錄像機，實現一機多控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像。（7）客戶端軟件除了通過ip訪問服務器電腦以外，可以通過安裝客戶端軟件對局域網內的硬盤錄像機進行訪問，相比于ip訪問，使用管理更簡便。
3系統實施
圖2和圖3是分別利用客戶端軟件和iP登陸訪問，對試驗過程和試驗環境進行的全方位監控。以混凝土芯樣抗壓強度檢測詳細闡述監控流程，具體如下。
3.1樣品安全管理監控
委托方完成登記委托后，將樣品放置于芯樣樣品存放區集中保管，在存放區安裝高清攝像槍，配合大門口的監控信號，對樣品進行全面安全監視，如下圖4、圖5所示。
3.2樣品制備流程監控
芯樣的制備流程主要包括芯樣接收、開箱驗樣、盲樣編號、芯樣切割、芯樣打磨、芯樣補平等6個階段，對上述6個關鍵節點布設視屏監控，如下圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示。杜絕芯樣制備環節的不正規操作，保證樣品真實性、試驗過程規范性，確保試驗結果可靠性。
3.3抗壓試驗“雙控”
“一控”是對樣品的真實性進行確認，避免試驗人員調換樣品，高清攝像槍可以清晰捕捉樣品編號，確保是真實樣品，如圖12所示；對試樣的破壞過程及破壞形態是否正常進行判定，如試樣偏心受壓導致提前破壞或樣品未完全破壞而試驗機誤判試驗終點等現象；“二控”是對試驗機電腦屏幕的監控，監控試驗數據采集是否正常，試驗曲線走勢是否正常，是否發生試樣尚未破壞而試驗機停止采集數據、曲線下落時間與試樣的破型時間不一致等現象的發生，如圖13所示。
4結束語
關鍵詞GPRS；熱網監控系統；通訊終端；調度中心
1引言
我國北方地區冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區域供熱網，一個區域供熱網包含有幾十個到上百個換熱站。為了使熱網盡可能地在最佳工況下穩定運行，熱網監控系統需要將各換熱站的運行數據傳送給調度中心，以便調度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關信息，實現全網的熱能統一調配。
熱網的特點是點多面廣，距離較遠，現場情況千差萬別。因此，我國多數城市的熱網監控系統都沒有專門鋪設通信線路，而是采用數傳電臺或電話線撥號上網【1-3】。采用數傳電臺作通信設備，需要向無線電管委會申請專用頻點，易受風雨雷電的影響，需要人工巡查維護，并且由于體積大和發射功率大，易對儀表運行造成干擾。利用電話線撥號上網方式，雖然安裝費用低，但運行期間電話費很高，速度不穩定，也無法很好的滿足系統需要。
針對上述兩種通信方式存在的不足，本文采用GPRS無線通信方式予以解決。GPRS是在現有GSM系統上發展的一種新的承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務【4】?，F有的基站子系統(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡具有如下特點【5】：永遠在線、按流量計費、高速傳輸、組網簡單靈活、維護便捷、使用安全。因此，使用GPRS構建熱網監控系統，可以充分彌補現有通信方式的不足。
2系統結構與總體方案設計
熱網監控系統由換熱站現場測控設備、GPRS通訊終端和調度中心組成。系統的拓撲結構如圖1所示。
圖1熱網監控系統總體結構圖
監控系統的工作過程一般分為以下幾個步驟：
(1)現場測控設備實時采集熱網運行數據，對數據進行處理、分析，根據分析結果對換熱站設備的運行狀態進行調節；
(2)響應GPRS通訊終端的數據發送請求，將采集處理后的數據上傳給通訊終端。通訊終端將數據打成IP包，通過GPRS網絡，經Internet發送至調度中心；
(3)調度中心軟件將IP包解包，還原數據，并根據熱網總體運行情況實現遠程監控。
本文主要設計通訊終端和調度中心兩部分。設計的主要內容包括終端硬件電路設計、TCP/IP協議處理、終端與調度中心的互聯、調度中心的網絡接入與功能實現等。
3GPRS通訊終端設計
3.1硬件電路設計
通訊終端的硬件結構如圖2所示，其中最主要的是微處理器和GPRS模塊。本設計采用PhilipsLPC2106作為微處理器，它是一個支持實時仿真和跟蹤的ARM7TDMI-SCPU?？紤]到其內部已帶有一個64KB的SRAM和一個128KB的高速Flash，因此無需外擴存儲器。
GPRS模塊選用SiemensMC39i，可工作于EGSM900和GSM1800兩種模式，支持語音、短消息、數據業務和傳真等。模塊內集成天線、RF和基帶處理器等，支持標準RS-232接口，外接SIM卡。它支持AT指令集，與微處理器的接口比較簡單。
圖2通訊終端硬件結構圖
本系統擴展了RS232和RS485通訊接口，采用LPC2106的UART0口來實現。RS232接口用于終端與PC機進行通訊，主要用于系統調試；RS485接口用于終端與用戶設備之間的數據通訊。整個系統的輸入電壓為高質量的5V直流穩壓電源，共需要4種電壓。CPU內核電壓為1.8V，I/O口電壓為3.3V；MC39i電壓范圍是3.3～4.8V，取4.3V供電；其余部分5V供電。
3.2終端軟件設計
終端軟件設計采用在嵌入式實時操作系統下編程的方法，軟件結構主要包括以下幾個功能模塊：終端初始化模塊、GPRS通信初始化模塊、TCP/IP協議處理模塊和應用程序模塊等。
為了節省費用，通信終端采用了動態IP地址分配方式，即終端每次上電后GPRS網絡為其分配動態IP地址和端口號，終端將此動態IP地址和端口號發給調度中心，以便于調度中心訪問。終端需要定時向調度中心注冊，以維持先前動態分配的IP地址和端口號。
終端上電或復位后，首先等待參數配置命令，如果收到配置命令，則進入配置狀態；否則，讀取片內用戶Flash中保存的配置信息。接著通過串口向GPRS無線模塊發送相應的AT指令，GPRS終端開始進行撥號和PPP協商過程。當PPP協商成功，無線模塊登錄網絡成功后，系統通過加載PPP/TCP/UDP/IP等協議，同中心建立起Socket連接，數據的雙向傳輸通道建立，系統進入發送接收用戶數據、監測上報故障和定時向中心注冊的循環狀態。
4調度中心設計
調度中心的主要功能是：接收各換熱站通訊終端發來的數據，并對數據進行分析處理；保存各終端的動態IP地址，監視各終端的狀態；維護熱網數據庫，提供用戶數據查詢、打印報表；實現調度與遠程控制等。
這些主要功能由軟件實現，使用了VB6.0進行開發。軟件設計主要包括6個相對獨立的功能模塊：實時監測模塊、數據分析模塊、數據庫管理模塊、遠程控制模塊、參數設置模塊、換熱站自動上傳報警信號處理模塊，如圖4所示。
調度中心有以下幾種組網方式：光纖專線方式；ADSL方式，中心需要申請一個固定的IP地址，或使用動態IP地址+域名；GPRSMODEM方式，使用SIM卡綁定固定IP地址的方式。本系統采用ADSL+固定IP地址的接入方式。在對GPRS通訊終端進行配置時，寫入這個固定的IP地址，這樣終端一開機就能自動與調度中心進行通信。調度中心數據收發的流程如圖5所示。
圖4調度中心軟件功能
圖5調度中心數據收發流程圖
5結束語
城市集中供熱行業中，利用計算機技術監控熱網的運行可實現能源的充分利用，減小環境污染。同數傳電臺相比，利用GPRS網絡傳輸數據可靠性高，在建設成本和維護成本上都有很大的優勢，對于供熱企業提高工作效率和生產管理水平、保證供熱質量和熱網的安全穩定運行具有重大的現實意義和廣泛的應用價值。隨著GPRS網絡的完善和費用的進一步降低，基于GPRS網絡的熱網遠程監控系統將得到更廣泛的應用。
參考文獻
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[3]董志國.集中供熱管網的監控系統[J].煤氣與熱力，2005，25卷10期：19～21
本縣治安視頻監控系統于2008年開始構建，09年正式投入使用，它主要由三大部分組成：一是縣政府牽頭建設的平安城市“天眼”工程；二是公安機關內部自建的監控系統，用于對槍彈庫及局機關下屬各部門的重點部位進行監控（紅外定像監控頭）；三是社會單位自建自用的監控系統（正在建設屬于第三期工程尚未投入使用），其中包括金融系統、公共娛樂場所、及廠礦企業安裝的監控系統。
二、當前視頻監控系統建設應用中存在的問題
1、我縣“天眼”視頻監控系統是一期工程建設的社會治安動態視頻監控系統，共有35個視頻探頭，以單獨立桿標準安裝在縣城各個重要路口及位置，該視頻探頭雖可360度旋轉，并自動記錄圖像，但因建設模式采用的是“電信建設，公安租用”，所以在設備選型、配套設施等方面都存在有一定的局限性，首先目前電信采用的前端攝像機和編碼器等設備型號較早，參數、性能等不能滿足我縣安全監控工作需要，有些監控錄象機的參數、性能等在相關網站上查找不到。其次對監控點安裝時沒有考慮到輔助光源，造成白天圖像效果尚可，夜間因光源不足或缺少光源、監控攝像頭防護罩未及時清理灰塵，造成視頻監控成像模糊，無法辨認，大大降低了實戰效能。如所安裝的35個視頻探頭在夜晚光源不足或缺少光源、監控攝像頭防護罩未及時清理灰塵時，造成視頻監控成像模糊，無法辨認。由于以上種種原因嚴重影響社會治安視頻監控系統的實戰效能，我們建設社會治安視頻監控系統的目的不是為了看，現在連看都看不清的一個監控系統，更談不上服務于實戰、更深層次的應用了。
2、現有技防監控系統覆蓋面雖高，但單位值班人員落實不夠好。監控室內值班人員不足，無法保證夜晚值班質量，因值班人員嚴重不足，從而導致值班人員沒有足夠的時間去認真觀察監控圖像，不能及時發現犯罪，只能亡羊補牢。
3、對已建的技防監控系統使用及后期維護還存在一些問題。一是缺乏具有熟悉監控系統的專職人員對技防監控系統進行監控；二是日常線路的維護和保養工作沒有及時得到落實，導致許多監控點出現圖像不清及黑屏等問題無法及時得到解決。
4、視頻功能本身不合理，雖可以360度人工旋轉，但無法自動定時定角度旋轉，實現全天候、全方位監控。
5、監控器的位置擺放不合理，觀察不到關鍵位置和必經之路或攝像機易被破壞。主要體現在監控點施工不規范，安裝質量大打折扣，施工中直接將攝像機安裝在建筑物、路旁電桿或其它附屬物上，既不安全，也不利于全方位監控，有的監控點安裝時沒有考慮輔助光源，造成白天圖像效果尚可，夜間圖像效果模糊，大大降低了實戰效能。
6、多個新建住宅小區及重點部位未安裝視頻監控。從目前我縣社會面監控系統使用情況看，視頻監控系統建設雖然起步較早，但與經濟快速發展、農村加快建設、動態治安控制的要求相比，與發達地區相比，建設速度仍然滯后，監控探頭總量還不多、密度不大，部分重點單位、企事業機關、道路街面、公共復雜場所、居民住宅小區等還存在監控盲區，金融單位、加油站等內部監控設備安裝還沒有完全到位。特別是居民小區、企業事業等單位重點部位在主動落實技防措施上顯得力度不夠，僅靠公安機關一家“單打獨斗”，導致社會面監控系統覆蓋率不高，根本無法與當前日趨復雜的社會治安形勢相適應。
三、對技防監控系統的建議
1、在建設過程中要注重圖像存儲質量、有效畫面抓錄、圖像保存時間等，最大限度地滿足實戰需求
在技術層面上，要廣泛應用無線傳輸、網絡傳輸、移動監控、人像自動識別等高端技術，并積極協調電力部門配合支持，確保夜間監控區域光亮度達到要求，提高監控圖像清晰度。在后續維護上，要建立一支設備維護隊伍，在各個點確定一至二名維修人員，負責日常檢查督導定期維修，以確保系統正常運轉。要組織相關維修人員對監控設備的視頻功能進行合理調整，使它們自動定時定角度旋轉，達到全方位自動監控。對監控器的位置擺放不合理的地方，進行重新安裝和調整，使關鍵位置和必經之路等都能得到有效防控。
2、統一規劃，在建設布局上實現全覆蓋
縣委、縣政府要結合我縣實際，出臺全縣治安監控實施方案，限時、保質、保量完成任務。采取單位籌資、縣獎勵的辦法解決投資經費，并嚴格落實獎懲制度，鼓勵先進，鞭策后進，全面推進。在治安保衛重點單位、集鎮街道、車站碼頭、公共復雜場所，治安卡口、治安復雜地區等，要突出重點，全面安裝視頻監控。在縣道、省道要合理布建監控探頭，要合理布局，并且定時抓拍。各監控系統、監控點之間要互為補充、有機銜接、聯成網絡，做到跟蹤接力、連續拍錄，不留空白和盲區，做到全面覆蓋。
3、健全規章制度
進一步建立健全設備維護制度、值守人員工作制度、監控信息調閱復制制度、監控信息分析制度、業務培訓制度等一整套監控系統管理工作制度，把設備運轉、安全維護、服務運用、信息調閱等各個環節的工作納入規范化管理軌道，用制度強管理，確保系統高效運轉、發揮作用。對運用系統預防制止犯罪、發現重大線索證據破案或提供重要情報信息的要及時給予獎勵，并堅持監控成效與獎金福利、評先評優、年度考評相結合，激發值班及維護人員的工作積極性；對因工作失職造成嚴重后果的，要落實責任倒查，嚴肅責任追究。
1.1視頻監控方式
視頻監控模式主要采用的是在醫療機構、醫生房間、患者病房、開刀室、監護病房處設置監控攝像頭，通過監控中心的監控系統對房屋內外部進行全面的監控、在醫療機構的院、科等各級領導可以直接在辦公室或者其他重要的工作人員直接進行計算機網絡、實時查看到監控的場景，并能夠統一的管理和處理各種相關事務。視頻監控系統最大的優點在于能夠實時的查看到醫院的最新情況，管理層能夠不出門就能夠處理各種相關的內容，甚至主治醫生能夠在遠處可以緊急處理多起急診患者。這能極大的方便醫生解決問題的時間和提升醫院的管理效率。
1.2數據監控方式
數據監控方式主要是指使用大型的計算機軟件進行數據的監控，數據監控關鍵點在于通過實施獲得患者的信息。醫療專家等在辦公室或家中，只需連入英特網，便能方便實時查看醫療機構的監控信息，達到遠程監督和管理的目的；監控系統還可以在特殊情況下向公安機關，上級部門等提供接口，讓這些機構部門可以查看監控的歷史資料和實時監控資料；實現遠程監控。
2計算機技術在醫療監控應用展望
隨著計算機技術的提升，大數據時代的來臨，計算機技術對于醫療監控系統提出更多的想象與發展空間，其不僅能夠進一步帶動醫院的管理，而且能夠提升以下幾點的服務：
2.1提升醫療機構的日常監控管理應用
對于醫療機構的日常內部監控和管理，主要是指醫院的安保工作，通過大數據的分析和計算，及時的對醫院中出入口、手術室、停車場等重要場所進行實時的監控，及時返回，讓醫院的處于安全的保護當中，也有利于醫療機構的正常運行。
2.2提升醫院的掛號、收費的簡潔應用
在醫院的流程當中，醫生開出處方，門診操作員將病人的項目輸入電腦，并給病人打印發票，寫清楚收費明細。在病人進入醫院之后，病人就處于整個計算機管理監控過程中，直至病人出院系統都會將其開藥品、單據等詳細保存至計算機當中，從中減少了醫生查詢歷史病歷溝通的環節，有利病人的醫療。
2.3提升醫院病區管理方面的應用
在病區管理中，病區管理系統通過計算機監控系統實時監控病區病人的情況，通過醫囑管理系統將醫生的要求直接進行管理，并實時安排護理人員按照時間點去查看病人情況、更換輸液，并能夠通過監控直接反饋到專屬醫生當中，以便醫生能夠更好的了解病患當前情況，對癥下藥。
2.4提升藥品管理方面的應用
監控系統對于藥品管理系統是非常廣泛和嚴格的，從藥品的計劃、采購、入庫、調價、領藥、消耗、到期等的監控都實現了計算機監控管理，藥庫通過把藥品的信息錄入電腦，讓電腦將當前藥品的庫存、藥品信息、以及門診收費金額等多種信息傳遞到各個科室，讓醫生在開藥的同時，清楚了解此次開單需要花費的金額，也讓患者能夠更加清楚的了解整個醫療過程中的花費。這不但有利于病的醫治，也降低了醫療糾紛的產生。
2.5提升遠程醫療方面的應用
在當前遠程醫療手術已經成為現實，專家通過遠程觀看手術畫面，在遠程就可以和現場的醫生討論和實施醫療方案、指導手術的進行。這讓醫療更加簡單和方便。然而我們可以預想未來在家就可以讓專家給自己看病，這種方式無疑更加會提升醫院的管理效率。
2.6提升遠程教育方面的應用
在醫院等醫療機構當中，醫療遠程教育也是臨床教學的重要方向，由于醫院的環境有限，醫生們無法通過實地的教育讓更多的學生進入到醫院進行同等的學習，而采用遠程監控的方式，能夠讓更多的實習生參與到手術、現場醫療的學習當中實時學習，這擺脫了傳統教學模式的限制，也提高了實踐教學的安全系數。
3結束語
關鍵詞：GPS，集群通信，車輛監控系統
1.概述
GPS車輛監控系統是利用GPS接收機、無線通信、地理信息技術對移動用戶進行監控、調度、指揮的新型車輛管理系統。按照子功能劃分，車輛監控系統由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規通信、集群通信、GSM的短信息業務三種。
基于常規通信的車輛監控系統，其設計、組網及使用相對簡單，但其作用范圍較小；GSM的短信息業務用于定位數據傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國漫游，但是其時延問題是制約其發展的瓶頸，且其呼叫功能無法與集群系統相比；集群系統是專用的調度指揮系統，對某些特殊單位而言具有不可比擬的優勢。本文就集群方式下GPS車輛監控系統的設計及信道利用等方面進行介紹。
2．集群系統
無線集群實際上就是多信道中繼（轉發）系統中自動共享若干個信道，并在此基礎上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無線通信系統。
和常規通信方式相比，集群通信系統具有信道利用率高、服務質量好、通話阻塞率低、通話具有私密性、系統智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優點。
集群通信系統的分類方法有多種，按照信令類型分有模擬信令、數字信令及混合信令系統；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話音分有數字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統，信令有MPT1327標準的，也有非公開標準的。基于MPT1327標準信令的系統，傳輸車輛定位數據可以在信令信道中進行；而非公開信令標準，車輛定位數據只能在話音信道中進行。相應地，對車輛的數字信息必須進行調制才能在話音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車輛監控系統
3．1系統組成
基于集群的GPS車輛監控系統如圖1所示。其中，集群網為系統提供無線通信鏈路以進行話音和數據傳輸，數據傳輸可以利用話音的多種呼叫方法實現。
圖1GPS車輛監控系統組成
監控中心以矢量化電子地圖為背景，監控軟件具有實時顯示移動用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時，監控中心兼有差分基準站的功能，為整個監控范圍內的移動用戶提供差分GPS修正信息，使車輛定位精度提高到10米以內。各移動用戶設備由集群電臺和GPS接收機及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統需要的邏輯時序，還具有數據處理功能，包括調制解調器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統中，各個信道的管理在一個控制信道上實現。移動用戶守候在控制信道上，發起呼叫或接收呼叫均在該信道上進行。一旦申請到信道，則主呼方和被呼方在申請到的信道上完成話音聯絡，之后轉換到控制信道上守候。
利用話音信道傳輸車輛定位數據，每傳輸一次定位信息，電臺都需要申請一次信道，而申請時間不傳輸任何數據，時間利用率較低；且申請不到空閑信道時，該車輛的信息就會丟失。所以傳輸數據的用戶應該設置優先級，以保證數據的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統中，用戶的呼叫方式有：單呼、組呼、群呼、私密呼叫等?；贕PS的車輛監控系統，為提高系統定位精度采用差分方式，差分信息由監控中心以組呼的方式下發，分配在同一組內的用戶均可接收。
為使各移動用戶的數據都能夠實時采集，采用時分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照圖2所示的時序依次發起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時間間隔包括數據發送時間和保護時間（防止數據相互影響）。一個采樣周期內可容納的用戶數為，其中，為采樣周期。
為了避免監控中心對某用戶的話音調度影響其它用戶的數據傳輸，話音呼叫和數據呼叫分別在不同的組進行。移動用戶傳輸數據時工作在數據組，利用專用信道完成。當監控中心需要對某用戶進行話音呼叫時，首先發送一個切換命令將該用戶的組號設置為話音組，而后再進行話音呼叫。在規定的時限內完成通話，由用戶自動切換到數據組再傳輸數據。
在監控中心，話音呼叫和數據呼叫分別利用不同的無線集群電成。
3．4同步方式
在GPS車輛監控系統中，通常采用異步的數據傳輸，接收端和發送端不需要同步。但是，各移動用戶的數據采集為時分多址方式，相互之間的時序關系不能混疊，也就是說，移動用戶之間必須同步。
各移動用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機的秒脈沖進行同步；②利用監控中心發送廣播同步碼進行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動用戶統一的時間起點，不同車輛的發送時隙由不同的延遲來產生。利用監控中心發送同步碼，可以在一個采樣周期內發送1個同步碼，也可以周期性地發送多個同步碼。
3．5數據傳輸格式
監控系統中的數據傳輸分上行和下行兩部分。上行數據主要為被監控車輛的實時位置、速度、時間、狀態（包括報警、故障等）；下行數據主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數據格式
數據報頭用戶地址緯度經度速度時間車輛狀態
B．下行數據格式
數據報頭廣播同步碼RTCM電文調度命令用戶地址
上行和下行的數據報頭不同，用于對上、下行數據的解碼。用戶地址指是各監控車輛的識別號碼，調度命令為監控中心對相應地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運輸、關閉汽車引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統中不用。車輛狀態由駕駛員根據實際情況輸入，如遇劫報警、車輛故障等。
4．結束語
1.1RS-485總線RS-485是串行數據接口標準，1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。楊衛中等（2006）[1]開發了基于現場總線的分布式溫室自動控制系統，系統硬件由上位機、智能控制器和智能節點3層組成，采用RS-485總線作為層間通信網絡。曹洪太等（2006）[2]提出了一種針對溫室環境監測的基于WEB的數據采集和信息系統設計方案，從軟、硬件的角度介紹了系統的實現方法。硬件系統通過RS-485總線與數字傳感器連接，并與具有聯網功能的監控計算機構成溫室現場監控系統。韓慧（2012）[3]設計了一套能實時控制溫室內溫度、濕度以及CO2濃度等多參數的溫室環境監測系統，由一臺PC機與多個下位機組成主從式分布結構，采用RS-485總線通信網絡進行數據傳輸，可實時采集各環境參數值進而進行遠程控制。楊靖等（2013）[4]設計了一種基于RS-485總線和短距離無線通信方式相結合的溫室環境監控系統；在每個溫室內，由無線傳感器網絡構成一個測量單元（網關節點），各測量單位通過485總線與計算機連接。RS-485接口具有良好的抗干擾性，按其接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，長的傳輸距離和多站能力等優點使其成為首選的串行接口，但是RS-485總線的主從和半雙工的工作方式難以實現各節點之間的數據交換，且存在效率低、實時性差等問題。
1.2CAN總線CAN總線（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。胡真明等（2007）[5]設計了基于CAN總線的溫室環境單片機測控系統，系統主要由上位機、CAN現場總線、智能測控節點組成，考慮到一般是幾棟溫室連成一片以及在大型溫室里通常都有若干個測控點，基于CAN總線的優越特性、可以將若干個溫室的測控點和具有CAN接口的PC機監控站通過CAN總線連在一起。張穎超等（2009）[6]利用CAN總線的特點和性能優勢，提出基于CAN總線的溫室監測系統的實施方案，采用主從方式，通過CAN總線將每一個獨立的監測節點連接起來，實時采集數據傳送到上位PC機進行處理；同時自定義了CAN總線通信協議，并給出數據通信流程。為了提高溫室控制系統的效率、性能和智能化水平，李曉靜等（2010）[7]基于CAN總線，設計了一種結構簡單、實用性、可靠性相對較好的溫室群控系統設計方案。張麗紅等（2011）[8]基于CAN總線設計了溫室節水灌溉控制系統，系統能夠實現連棟溫室內多小區的灌溉自動控制，可集中管理，也可獨立控制。相對于RS-485總線，基于CAN總線的分布式控制系統具有以下優勢：①工作于多主方式，無主從之分，數據通信實時性強；②節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，總線上其他節點的操作不受影響；③通信直接傳輸距離可達10km/5kbps，掛接設備數達110個；④報文為短幀格式，并具有硬件CRC校驗，傳輸時間短，出錯率極低。
2無線通信方式
與有線方式相比，無線通信網絡是一種以數據為中心的自組織無線網絡，具有可快速臨時組網、拓撲結構可動態變化、抗毀性強、無需架設網絡基礎設施等優點。常用的無線通信方式有ZigBee、藍牙、WIFI以及GSM/GPRS技術等。
2.1ZigBee技術ZigBee這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的無線網絡技術，工作在2.4GHz的ISM頻段上，符合802.15.4標準，主要用于近距離無線連接。運用這種技術將溫室監測系統中的各種電子設備組成一個無線傳感器網絡，從而方便快捷地對溫室環境參數自動監測，這將是溫室環境控制的又一突破，具有重大意義。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技術，設計了一個溫室監控系統，溫室內傳感器使用星形拓撲結構，而溫室與管理系統之間使用網絡拓撲結構。針對溫室布線復雜、擴展性差、維護困難等缺點，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee無線通信技術的溫室環境群控的解決方案，采用JN5121-DKl03模塊設計了基于ZigBee樹型網絡拓撲結構的分布式溫室群控系統，并介紹了整個系統的設計方法。Hwang等（2010）[11]利用無線傳感器網絡組建立了三層溫室紅辣椒管理系統，傳感器、監控相機等數據采集為物理層，傳感器管理、數據庫服務等為中間層，WEB應用、PDA應用等為應用層。傳感器包含環境傳感器和生長傳感器，環境傳感器用于采集植物生長的環境信息，如照度、溫度、濕度、風向、風速、CO2濃度、營養液EC、pH等；生長傳感器用于測量葉溫、莖稈直徑、植株高度、體積等的變化。Park等（2011）[12]開發了基于ZigBee的溫室測控系統，采集的環境參數包括作物葉片溫濕度、環境溫濕度和露點測控系統，所有測量數據存儲于數據庫服務器，并為遠程用戶提供查詢服務。Fukatsu等（2011）[13]采用智能體（Agent）技術實現無線網絡節點與Internet的連接，并開發了基于WEB的農田信息監控管理系統。陳勇等（2012）[14]提出了一種基于物聯網的農業灌溉監控系統，采用ZigBee無線通信技術實現對地表下植物根部深度土壤含水率進行立體監測。應用ZigBee技術，可以通過無線傳輸方式實現每個節點溫室環境控制器與管控計算機的組網和靈活的網絡數據傳輸，提高了溫室群控系統的可靠性和靈活性，并大幅度降低了成本。
2.2藍牙通信技術藍牙（Bluetooth）技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，其實質內容是為固定設備或移動設備之間的通信環境建立通用的近距無線接口，使各種設備在無線連接的情況下，能在近距離范圍內實現相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，而且不容易受到外界干擾源的影響。杜輝等（2005）[15]將藍牙無線通信技術和現場總線技術相結合用于溫室群控，環境傳感器與溫室現場控制器之間通信采用藍牙技術，而溫室現場控制器與中央監控計算機的通信使用CAN總線的方式，以提高系統的可靠性、抗干擾性以及靈活性；并以藍牙芯片EricssonROK101007和CAN總線為例，闡述了基于藍牙技術的分布式溫室氣候監控系統的硬件與軟件設計方法。Kim等（2008）[16]利用無線傳感器技術設計了一個定點精準線性移動灌溉系統，該系統采用藍牙技術實現無線傳感器網絡與基站的通信,并利用GPS技術定位灌溉點。黃曉鵬等（2008）[17]設計一種基于DSP和藍牙無線傳輸技術的分布式沼氣加熱溫室控制系統，環境傳感器與現場控制器的通信采用了藍牙技術，采用的DSP處理芯片具有CAN總線功能，克服了溫室內部管道和線纜布置復雜以及線纜容易老化、損壞的缺點。賈海政等（2009）[18]基于藍牙技術設計了一套溫室溫度自動檢控系統，測溫點與執行機構(加熱器、通風窗)實現無線連接，系統根據作物不同時期對溫度的需求，將溫度控制在適合作物生長的最適宜溫度區，使作物快速、高效生長，提高經濟效益。
2.3無線WIFI技術/無線局域網WLANWIFI（WirelessFidelity）網絡,符合IEEE/802.11b協議，是由AP（AccessPoint）和無線網卡組成的無線網絡，組網方式較為簡單，主要優點是無線接入、高速傳輸以及傳輸距離遠。為管理一組溫室，Serodio等（2001）[19]開發了一個分布式數據采集和控制系統，并將多種技術用于數據通信。在每個溫室內，底層傳感器與控制器的連接采用頻率為433.92MHz的無線局域網（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]開發了一個可以在大田和溫室使用的基于WLAN技術的作物生長監測系統，并實現了遠程控制，他們認為遠程控制策略可以極大提高產量和降低勞動量。馬增煒等（2011）[21]設計了一套以集成了WIFI功能和ARM內核的智能溫室環境控制系統，實現了通過無線網絡對智能溫室內溫濕度、光照和CO2濃度的采集、匯總、顯示和記錄。Otoniel等（2012）[22]提出了一種自動監測系統,基于一個低成本WIFI技術的圖像傳感器，周期性的捕捉和發送農田作物的病蟲害信息到遠程控制站。溫室監控系統充分利用現有普及的WIFI網絡資源，有效地提高了無線網絡的通信距離和覆蓋面積，具有成本低、普及性好、兼容性強、傳輸帶寬、傳輸速度快、標準化等優點。
2.4GPRS/GSM通信技術GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分組無線服務）是一種分組數據承載業務，具有實時在線、按量計費、快捷登錄、高速傳輸、無距離限制等優點，廣泛應用在手持式儀器設備、農業物聯網等領域。Mancuso等（2006）[23]在一個番茄溫室中設計了一個監控系統，采用無線傳感器網絡對空氣溫度、相對濕度、土壤溫度等進行測量；并開發了一個基于WEB技術的植物監控應用。當測量快速變化時，報警信息就會通過短消息服務（SMS）或GPRS方式發送到溫室管理者手機中。孫忠富等（2006）[24]針對農業對象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點，提出了一種基于GPRS和WEB技術的遠程數據采集和信息系統方案，將485總線與數字傳感器連接，并與監控計算機構成溫室現場監控系統，利用GPRS無線通信技術建立現場監控系統與互聯網的連接，將實時采集信息發送到WEB數據服務器。李莉等（2009）[25]設計一種結合嵌入式技術、無線傳感器網絡技術的溫室環境信息采集與監測的系統，系統控制終端基于ARM9和嵌入式Linux操作系統進行設計，用于溫室環境數據的接收、實時顯示和存儲，通過GPRS方式實現與遠程管理中心的通信。張西良等（2010）[26]構建了三層次無線傳感器網絡系統，將短距離無線傳感器網絡通信技術與遠程GSM網絡技術相結合,以實現無線傳感器節點和遠程管理計算機之間信息高效無線傳輸。Antonio等（2011）[27]提出了一個基于無線傳感器網絡技術的農田信息的數據采集系統，該檢測系統由GPRS網絡與集成檢測電路構成，通過傳感器和GPRS通信模塊實現數據采集和傳輸，滿足了作物信息實時獲取的要求。GPRS通信方式適合遠距離并且不具備有線網絡的情況下的數據傳輸，采用包交換的優點是在有數據需要傳送時才會占用頻寬，而且可以以傳輸的數據量計價，這對用戶來說是比較合理的計費方式。
3常用通信技術比較
上述6種作為溫室監控系統常用的通信方式各有特點，在不同的應用場景下可以發揮各自優勢，揚長避短，也可以將這6種通信方式進行組合，達到高效、遠程傳輸的目的。常見的是適合近距離的通信方式和遠距離傳輸的GSM/GPRS結合，劉士敏等（2013）[28]設計了針對溫室大棚中溫濕度、CO2濃度、光照強度和土壤溫度等參數的無線實時監控系統，采用WIFI技術的無線傳感器網絡對環境參數進行采集，當超過預先設定的閾值時，可以通過蜂鳴器報警和GSM短信息報警。李穎慧等（2013）[29]設計了基于ZigBee的營養液電導率實時測量自組織網絡，同時系統集成了GPRS模塊，實現了營養液電導率與溫度信息的遠程傳輸與監控等功能。有線通信具有高可靠性、速度快、穩定等優點，但布線繁瑣、成本較高。無線通信方式具有設備移動性好、不需或只需少量布線的優點，但存在易受環境影響和延遲較大的不足。從發展角度而言，WIFI網絡因具有帶寬較寬、傳輸速度快、兼容能力強、抗干擾能力強等優點[30]，將會成為設施農業溫室監控系統重要的信息傳輸方式，也將是溫室信息傳輸技術的重要研究方向。
4結語
關鍵詞智能交通系統、電子監控、行車記錄儀、車輛定位、無線視頻網絡傳輸、車載硬盤錄像機
0引言
隨著智能交通系統（IntelligentTransportationSystem，簡稱ITS）在大中城市的推廣和電子監控技術的飛速發展，公交管理部門不但需要了解車輛所在位置和車輛行駛狀況等信息，還希望能獲取現場的圖像，直觀地了解車輛運營情況，這要求公交車有一個完整的電子監控系統。
公交車電子監控系統結合了行駛記錄儀、GPS定位系統、車載數字視頻監控等功能，采用下列先進技術：汽車電子技術、數字視音頻編碼技術、衛星定位技術、無線網絡傳輸技術、惡劣環境下大容量數據存儲技術等，為城市公交集中調度管理和遠程視頻監控提供完整的解決方案。公交車電子監控系統不但是城市智能交通系統的重要組成，也是城市治安監控系統重要的補充。
1公交車電子監控系統
公交車電子監控系統由車載終端機、無線網絡傳輸系統、中心調度管理平臺等幾部分組成。
系統組成結構如下圖所示：
1.1車載終端機
車載終端機對視頻信號、GPS衛星定位信號、行駛記錄儀和報警信號進行采集、分析、處理和保存，重要數據實時上傳至管理中心。
公交車電子監控終端機主體是車載硬盤錄像機，硬盤錄像機將前端攝像機采集的模擬視頻信號進行數字編碼壓縮、存儲，并接入GPS接收機和車輛行駛記錄儀相關數據統一存儲在硬盤中，重要數據可實時上傳，歷史數據可備事后調查使用。
1.2無線網絡傳輸系統
無線網絡傳輸子系統作為整個系統的神經網絡，負責終端到中心的數據傳輸。車載終端對采集到的數據分析整理后，通過無線網絡傳輸系統的平臺將車輛行駛信息、GPS定位信息、車內視頻圖像等網傳至調度管理中心，供管理人員調度使用。
1.3中心調度管理平臺
中心調度管理平臺由管理服務器、流媒體服務器、GIS電子地圖服務器、調度服務器、存儲服務器等組成。對車載終端機和指揮中心主機進行統一管理，系統還可接入公安110指揮中心，在發生重大事件時可及時上傳相關數據，供相關領導及時做出判斷決策。
2公交車監控相關技術的發展趨勢
公交車監控結合了多項先進的電子技術，包括衛星定位技術、數字視頻編碼技術、惡劣環境下大容量數據存儲技術、無線網傳技術和娛樂節目廣播功能等。
2.1衛星定位技術
車載終端機將接收到的全球衛星定位系統GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通過無線網絡傳輸系統定時發送至公交調度管理中心，車輛調度管理人員在指揮中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息，并做出調度決策。
2.2數字視頻編碼技術
數字視頻編碼算法從最早的MPEG-1發展到目前的MPEG-4和H.264。車載監控對視頻數據編碼壓縮比要求高，采用最先進的H.264編碼技術比MPEG-4
壓縮效率提高30％以上，是目前最優秀的編碼方式，適用于低碼流下的數據存儲和窄帶寬（如：無線網絡環境）下網絡傳輸。在CDMA無線網絡環境下使用H.264編碼技術，可實現CIF格式（352×288）的圖像每秒4～6幀的視頻圖像效果。
隨著硬盤容量的不斷增大，錄像時間和內容也越來越長、越來越多，三路視頻錄像CIF格式使用160GB的硬盤可使用15天左右，在硬盤錄滿后還能對錄像進行覆蓋，循環使用硬盤空間。
2.3惡劣環境下大容量數據存儲技術
公交運行在顛簸、振動的環境下，對數據存儲非常不利。目前，國內外硬盤錄像機廠家針對硬盤減振問題主要使用橡膠、彈簧等原料做成的避振器械對硬盤或整機進行減振；也有的廠家在機械減振的同時加入電子減振功能，即在機械減振的基礎上，使用電子振動感應器獲取外部沖擊信號，收到沖擊信號后驅動硬盤磁頭部分復位到安全區域，避免振動對硬盤的損壞。采用對硬盤進行減振處理或使用抗振效果好的FLASH閃存，可達到數據安全存儲的效果。
2.4無線網傳技術
由于公交車移動范圍大，需要車載終端具備無線網絡傳輸功能，將實時定位信息和視頻圖像傳輸至指揮中心，同時駕駛員和中心可通過無線傳輸模塊的語音功能進行交互。目前，可提供的無線網絡平臺有中國移動的GPRS/EDGE網絡和中國聯通的CDMA網絡。下表對運營商的無線網絡傳輸理論速度進行比較：
無線網絡傳輸理論速度比較表
傳輸方式理論上行速率實際測試速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
從上表來看，目前運營商的無線網絡速度不是很高，只能傳輸單幀或低幀率（2～6幀）的視頻流信號，視頻圖像流暢性不好，管理中心只能從低幀率的圖像獲取車輛基本運營情況，并做出相應的判斷。在未來3G網絡建設完成后，隨著網絡速率提高，視頻圖像效果將會得到成倍的改善。
2.5娛樂節目廣播功能
車載終端可以使用剩余的硬盤空間進行娛樂節目廣播，5GB的硬盤空間可記錄20小時以上的視頻節目。不少車載硬盤錄像機廠家在產品中加入了娛樂播放功能，利用多余的硬盤空間存儲錄像節目，為公交公司提供公交車內廣告和娛樂節目播放，做到一機多用，以提高設備利用率。
3小結
公交車電子監控系統將分散的多個子模塊集中到一個平臺上進行統一管理，全方位地監控公交車運營情況；公交調度管理人員利用該系統可直觀的了解車輛上運行狀況，并可調用視頻圖像和語音對講功能和司機進行交流。該技術既節約了公交公司電子附加設備的支出，又減少維護管理人員，還可利用車載機的娛樂節目播放功能播放廣告以提高公司收入。
公交電子監控系統具有良好的社會效益，安裝電子監控系統的公交車發生搶劫、盜竊等事件時進行實時報警，將視頻圖像直接上傳至110指揮中心，公安部門可以盡快部署警力以應對突發事件。公交電子監控系統可增強乘客的安全感，對公交車輛上的犯罪行為起到威懾作用。
參考文獻
