• 型號：標準


• 數(shù)量：不限


• 制造商：上海星機


• 有效期：2099/12/31 0:00:00

星機高科GPS集成車載移動電視、電視智能監(jiān)播、車載GPS智能交通、

4通道監(jiān)控錄像于一體的車載電子設(shè)備

星機高科GPS移動設(shè)備遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)

V8.0

 上海星機高科GPS

目  錄

1 綜述 3

1.1 方案特點 3

1.2 創(chuàng)新點 3

1.3 章節(jié)安排 4

2 需求分析 4

2.1.1 GPS類 4

2.1.2 基本型 4

2.1.3 增強型 5

3 車載終端設(shè)計方案 6

3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則 6

3.2 方案設(shè)計 6

3.2.1 電源、功放模塊 7

3.2.2 移動電視模塊 8

3.2.3 智能交通及監(jiān)播模塊 9

3.3 整機關(guān)鍵技術(shù)分析 11

3.3.1 熱設(shè)計（高低溫、防塵） 11

3.3.2 防水（濺水）、防潮設(shè)計 12

3.4 擴展性 12

3.4.1 監(jiān)控錄像 12

3.4.2 行車記錄 13

3.4.3 高清電視 14

3.4.4 各種外設(shè) 14

3.5 設(shè)備選型及系統(tǒng)框圖 14

3.5.1 GPS型 14

3.5.2 基本型 14

3.5.3 增強型 16

4 監(jiān)控中心平臺 16

4.1 系統(tǒng)設(shè)計原則 16

4.2 拓撲結(jié)構(gòu) 17

4.3 系統(tǒng)主要模塊及其技術(shù)考慮 18

1 綜述

1.1 方案特點

針對傳媒的項目需求，銳明有一套全方位的解決方案：基于我們?yōu)榘褪吭诰€開發(fā)的成熟的車載智能綜合終端（A16），可迅速完成項目需求。開發(fā)完成后，系統(tǒng)可具備以下功能：

Ø 完備、成熟的智能交通系統(tǒng)功能，包括智能報站、中心調(diào)度、客流統(tǒng)計等；

Ø 智能化的車載電視運行狀態(tài)的監(jiān)視，可智能識別黑屏、停頓；可智能識別無聲和長時間強烈噪聲；可支持現(xiàn)場圖片和視頻流的實時上報。

Ø 基于成熟方案的車載移動電視系統(tǒng)功能，并支持在顯示屏上顯示報站等各種文字信息，支持顯示監(jiān)控中心下發(fā)的文字信息。

其中車載終端具有以下明顯優(yōu)點：

Ø 基于車載應(yīng)用的成熟、模塊化的整機設(shè)計，寬幅電源、防水、防塵，易于安裝，方便運維；

Ø 擴展性好，可擴展錄像功能、行車記錄儀功能、高清電視功能，并具有豐富的對外擴展接口；

1.2 創(chuàng)新點

本方案創(chuàng)新點如下：

第一， 采用先進的圖像智能識別算法，可在各種復(fù)雜干擾的情況下，智能識別出電視顯示屏的黑屏、停頓及正常狀態(tài)。采用先進的聲音濾波算法，可在各種復(fù)雜干擾的情況下，分析出喇叭輸出無聲、大強度噪聲及正常狀態(tài)。

第二， 采用先進的、專門為低帶寬情況而優(yōu)化的H.264圖像壓縮、傳輸及解碼算法，可保證遠程視頻監(jiān)視效果。

第三， 車載電視系統(tǒng)支持高清電視節(jié)目，支持H.264的信號源。產(chǎn)品生命周期長。

第四， 內(nèi)置SD卡，可用于存儲廣告媒體節(jié)目。當電視信號不良或者不可用的時候，比如在山區(qū)或車輛進入山洞，可自動播放SD卡中的內(nèi)容。系統(tǒng)可自動把電視節(jié)目中的廣告內(nèi)容更新到SD卡中。

第五， 利用圖像分析、模式識別的算法進行客流統(tǒng)計，提高了統(tǒng)計精確度，并同時降低了產(chǎn)品成本。另外，用于客流統(tǒng)計的攝像頭拍攝的區(qū)域可以把公交投幣箱包含在內(nèi)，加上設(shè)備本身的錄像功能，可為公交車隊監(jiān)視錢箱。

2 需求分析

從項目需求信息可以判斷，需求共分為三類：基于GPS和GPRS的車輛智能調(diào)度系統(tǒng)（簡稱GPS）、GPS+移動電視遠程監(jiān)控（簡稱基本型）、GPS+移動電視遠程監(jiān)控+移動電視接收（簡稱增強型）。

本節(jié)針對三類需求做了技術(shù)難點分析。

2.0.1 GPS類

GPS類，車載終端為純粹GPS車載調(diào)度終端，平臺軟件僅包括GPS車載調(diào)度系統(tǒng)。此類需求只是滿足了車隊的智能交通的需求。

純粹的GPS車載調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，但在此項目的重點要關(guān)注的問題是：GPS系統(tǒng)如何與車載電視系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，主要是如何實現(xiàn)播放電視聲音與報站聲音的切換。

分為兩種情況：

一、 兩種系統(tǒng)的喇叭獨立，各用各自的喇叭。此種情況兩個系統(tǒng)完全獨立。車載GPS系統(tǒng)自帶聲音功率放大。

二、 兩種系統(tǒng)共用同一套喇叭。由于車載電視具備音頻輸入（Line-In）、切換開關(guān)量接口，設(shè)計方案為：車載GPS系統(tǒng)的聲音輸出為Line電平，同時輸出開關(guān)量狀態(tài)指示。車載電視系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)兩種聲音的切換、功率放大。

2.0.2 基本型

車載終端在純粹GPS車載調(diào)度終端的基礎(chǔ)上，增加了對車載移動電視的工作狀況進行監(jiān)視，并收集對傳媒來說有用的信息，包括車輛基本信息，上車人數(shù)等。平臺軟件增加了一套用于終端設(shè)備遠程監(jiān)視的大系統(tǒng)。除了智能交通以外，實現(xiàn)以下功能：

A. 通過上報車載電視的工作狀態(tài)，并借助各監(jiān)控平臺，協(xié)助車載電視的運維工作；

B. 通過上報車載電視工作現(xiàn)場的圖片，統(tǒng)計上車人數(shù)，并借助分布與各大城市的平臺系統(tǒng)，協(xié)助廣告投放客戶了解廣告投放的實際效果。

此系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點：

1． 車載終端：

a) 實時監(jiān)視電視顯示屏是否出現(xiàn)長時間黑屏、是否出現(xiàn)長時間停頓；為此，需要對準顯示屏安裝監(jiān)視攝像頭。實時監(jiān)聽電視播放的輸出是否長時間無聲。為此，需要對準喇叭安裝拾音器。當出現(xiàn)黑屏、停頓、無聲等狀態(tài)時，需要主動向平臺軟件報警。

b) 當客戶認為需要時，比如判斷故障現(xiàn)象、查看當時播放畫面狀態(tài)等，可以通過監(jiān)控中心看到電視屏幕的照片或者視頻流。

c) 由于采用GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通訊，帶寬有限。為了降低信息數(shù)據(jù)量，必須能夠智能判斷出顯示屏狀態(tài)（黑屏狀態(tài)、停頓狀態(tài)和正常狀態(tài)）；喇叭輸出狀態(tài)（無聲、正常），誤判要非常低。上報至監(jiān)控中心時，只需上報判斷結(jié)果的狀態(tài)。

d) 終端應(yīng)能夠采集上車的人數(shù)，并連同車牌號碼、線路號、車輛當時地理位置、設(shè)備編號等信息發(fā)送至監(jiān)控中心。

e) 終端應(yīng)具備統(tǒng)計功能，統(tǒng)計車載電視的開機率等。

f) 考慮到GPRS網(wǎng)絡(luò)可能中斷，在網(wǎng)絡(luò)中斷時，應(yīng)把信息緩存在本地，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時上報。

g) 具備本地存儲功能，可把各種信息記錄到本地。

2． 監(jiān)控中心平臺，：

a) 是基于全國業(yè)務(wù)的三級中心：主控中心、分控中心和本地控制中心；

b) 具有嚴格的權(quán)限管理制度；

c) 客戶端分為三類：管理員客戶端；車載電視運維中心客戶端；廣告客戶操作的客戶端。每種客戶端關(guān)注的內(nèi)容不同。

2.0.3 增強型

增強型，在基本型的基礎(chǔ)上，又增加了車載移動電視的功能。這是個一攬子解決方案，全方位滿足了傳媒的技術(shù)要求?？捎糜谥苯犹娲刑蕴O(shè)備，在裝配新車的時候，免去了裝幾種設(shè)備的麻煩。

需要關(guān)注的要點是：

Ø 采用哪種電視接收、解調(diào)和解碼方案，以便實現(xiàn)車載復(fù)雜的環(huán)境；

Ø 電視模塊如何與監(jiān)播模塊配合工作。

3 車載終端設(shè)計方案

3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則

1. 創(chuàng)新性

采用先進的車載電視的狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)，具體展現(xiàn)在：

Ø 采用先進的圖像智能識別算法，可在各種復(fù)雜干擾的情況下，智能識別出電視顯示屏的黑屏、停頓及正常狀態(tài)。

Ø 采用先進的聲音濾波算法，可在各種復(fù)雜干擾的情況下，分析出喇叭輸出無聲、大強度噪聲及正常狀態(tài)。

Ø 采用先進的、專門為低帶寬情況而優(yōu)化的H.264圖像壓縮、傳輸及解碼算法，可保證遠程視頻監(jiān)視效果。

Ø 車載電視系統(tǒng)支持高清電視節(jié)目，支持H.264的信號源。產(chǎn)品生命周期長。

Ø 內(nèi)置SD卡，可用于存儲廣告媒體節(jié)目。當電視信號不良或者不可用的時候，可自動播放SD卡中的內(nèi)容。如果無線電視節(jié)目數(shù)據(jù)流中包含EPG（電子節(jié)目表）數(shù)據(jù)，則系統(tǒng)可自動把電視節(jié)目中的廣告內(nèi)容自動更新到SD卡中。

Ø 利用圖像分析、模式識別的算法進行客流統(tǒng)計，提高了統(tǒng)計精確度，并同時降低了產(chǎn)品成本。另外，用于客流統(tǒng)計的攝像頭拍攝的區(qū)域可以把公交投幣箱包含在內(nèi)，加上設(shè)備本身的錄像功能，可為公交車隊監(jiān)視錢箱。

2. 實用性

Ø 采用成熟的、基于GPS、GPRS的智能交通系統(tǒng)，可有效滿足常見公交企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)要求；

Ø 采用成熟的車載移動電視方案，保證電視信號的接收、信號快速恢復(fù)、流暢地解碼，系統(tǒng)可靠性高，從而實現(xiàn)車載移動電視的長期可靠運行。

Ø 系統(tǒng)擴展性很強，可根據(jù)客戶要求增加錄像監(jiān)控、行車記錄功能；可采集車內(nèi)溫度、振動數(shù)值可滿足更高層次的客戶需求；可把電視部分擴展到接收、解碼高清節(jié)目，可支持H.264碼流。

3. 易維護

Ø 整機設(shè)計經(jīng)過多個大型應(yīng)用的考驗，可適應(yīng)復(fù)雜、嚴酷的車載環(huán)境條件。

Ø 增強型整機為模塊化設(shè)計，各個主要的功能模塊的運行互不干擾。當某個模塊損壞后，不影響其它模塊的功能，可直接更換，維護方便。

Ø 設(shè)備自身具有全面的自檢功能，當監(jiān)播系統(tǒng)自身出現(xiàn)問題時，監(jiān)控平臺可實時掌握。

3.2 方案設(shè)計

針對項目的三類需求，車載終端方面，我們的全面解決方案簡述如下：

Ø 基于車載環(huán)境的模塊化設(shè)計，整機分為三大模塊：電源、功放模塊；移動電視模塊；智能交通及監(jiān)播模塊。

Ø 電源、功放模塊負責為車載終端及外設(shè)（攝像頭、拾音器、客流統(tǒng)計等，當為增強型設(shè)備時，還需為顯示屏供電）提供干凈、穩(wěn)定的電源；把電視聲音、報站聲音切換后功率放大，直接驅(qū)動車內(nèi)喇叭。

Ø 移動電視模塊負責電視信號的接收、解調(diào)、解碼、輸出分路驅(qū)動；并接收智能交通及監(jiān)播模塊發(fā)來的文字信息，疊加到播放畫面。

Ø 智能交通及監(jiān)播模塊負責公交自動報站、智能調(diào)度終端、客流統(tǒng)計；負責接收攝像頭、拾音器信號，智能分析、壓縮視頻形成圖片及實時視頻流，向監(jiān)控中心發(fā)送報警及狀態(tài)信息，接收各種監(jiān)控命令或文本信息。

本章給出了三大模塊的設(shè)計方案，并給出了車載終端的關(guān)鍵技術(shù)分析及解決方案。

3.2.1 電源、功放模塊

1. 電源

車輛的電源環(huán)境非常惡劣，主要特點為：

l 電壓變化范圍寬：電池電壓為12V的車輛在電池老化或者電量不足時，電壓可能降到8V。電池電壓24V及其以上的車輛高電壓可以達到36V。

l 電源紋波嚴重：車輛輸出電壓紋波非常嚴重，處理稍有不慎就會把干擾引入車載電子系統(tǒng)。表現(xiàn)為圖像出現(xiàn)干擾條紋等。

司機的很多動作都會導(dǎo)致電源上出現(xiàn)高低脈沖，比如發(fā)動機點火、踩油門、按喇叭。低電壓脈沖可以達到＋5V，高電壓脈沖經(jīng)常性可以達到60V。持續(xù)時間一般是幾百毫秒至幾秒。

因此，電源設(shè)計是可靠性設(shè)計的重點之一。

為解決這些問題，本系統(tǒng)采用車載專業(yè)電源模塊，性能如下：

Ø 可適應(yīng)寬電壓范圍，在＋8V～＋36V可正常工作；

Ø 可承受＋6V的電壓脈沖，＋60V的高電壓脈沖。

Ø 電源效率很高，當輸入電壓為16V以上時，效率接近90％；當輸入電壓為8V～12V時，效率也能達到70％。

Ø 支持輸入防反接保護、輸出防短路保護功能。

整套車載系統(tǒng)供電方案如下：電源直接取自車輛直流電池，并從車鑰匙處獲得開關(guān)點火信號。電源模塊內(nèi)置于車載DVR主機中，不但方便工程安裝，而且保護了電源模塊本身，不需單獨對電源模塊做各種環(huán)境適應(yīng)性（散熱、防塵、防水、防爆等）設(shè)計；

攝像頭、拾音器、報站器、客流統(tǒng)計設(shè)備、顯示屏等有源設(shè)備均由本電源模塊供電。

2. 功放

車輛環(huán)境聲音嘈雜，功放的功率一定要足夠大才能達到投放廣告的效果。同樣因為車輛環(huán)境聲音嘈雜，雙聲道輸出不能表現(xiàn)出其效果，而且裝車線材更多，接法更復(fù)雜。

一般地，功放分為數(shù)字功放和模擬功放兩種。相對模擬功放，數(shù)字功放具有體積小，效率高和功耗小的優(yōu)點。

本方案采用單聲道數(shù)字功放，特點及參數(shù)如下：

Ø 車內(nèi)聲音功放功率可達到20W；車外功放（用于車外報站）為10W。

Ø 負載電阻最小為4歐姆；

Ø 帶有輸出過載自動保護功能。

為排除功放輸出對視頻的共模干擾，在裝車的時候，應(yīng)禁止喇叭的另一端直接搭鐵，而應(yīng)通過電纜直接接到設(shè)備的功放地線上，使得回流電流直接通過電纜回流到主機。

注：

本方案可根據(jù)要求把驅(qū)動車內(nèi)喇叭的功放修改為雙聲道，每聲道15～20W；

3.2.2 移動電視模塊

1. 基本方案

本模塊采用成熟的方案：采用SigmaDesign高清媒體處理芯片和凌訊LGS-8913-A1芯片，完全符合DMB-T/H標準，框圖如下：

特點如下：

Ø 支持接收地面無線數(shù)字電視信號，完全符合DMB-T/H（GB20600-2006）標準。

Ø 支持標清和高清信號的接受和播放，支持MPEG2、H.264視頻格式。

Ø 支持全自動搜臺、手動搜臺，強制或自動PAL/NTSC切換。

Ø 具有掉電記憶功能及自動開、關(guān)機功能

Ø 支持OSD & VBI圖文輸出。

Ø 軟件通過USB、串口及GPRS網(wǎng)絡(luò)遠程升級。

Ø 可在電視信號不良或不可用的時候播放SD卡中媒體內(nèi)容。

Ø 可根據(jù)電視信號中EPG（電子節(jié)目表）中獲取廣告節(jié)目并存儲于SD卡中，從而可自動更新SD卡中的內(nèi)容。

電視圖像解碼輸出后，可利用視頻分路驅(qū)動，輸出4路CVBS信號，以便驅(qū)動4個顯示屏（某些類型的公交車輛為雙層或者很長，需要3至4個顯示屏）。

3.2.3 智能交通及監(jiān)播模塊

本模塊采用了一個集成的方案，綜合實現(xiàn)了智能交通及監(jiān)播模塊功能。

1. 智能交通

本方案直接取自其它項目已經(jīng)大量商用的成熟模塊，包含功能為：

Ø 基于GPS的公交自動報站；

Ø 基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的智能調(diào)度；

Ø 客流統(tǒng)計。

其中，客流統(tǒng)計是關(guān)鍵點。當前商用的客流統(tǒng)計分為三類：

第一類、紅外遮擋計數(shù)式，原理是根據(jù)紅外線被遮擋的次數(shù)來判斷人數(shù)。常見于超市、圖書館等固定場所，公交車輛的場所也有應(yīng)用。當乘客不愿排隊上車時，這種技術(shù)準確度很低。

第二類，踏板式，原理是根據(jù)踏板踩踏次數(shù)來判斷人數(shù)。但當乘客一擁而上時，準確度依然不高。

第三類，圖像目標模式識別式，原理是從車頂用攝像頭采集到上車的畫面，利用模式識別算法提取人頭的特征，通過對人頭的計數(shù)來判斷上車人數(shù)，精確度明顯高于上述兩種模式。由于硬件上只需要安裝攝像機，工程施工簡單，硬件成本低。雖然該算法需要付費獲得，但總體來說成本還是比前兩種模式低很多。

采用“圖像目標模式識別”還有另外一個好處：攝像頭拍攝的區(qū)域可以把公交投幣箱包含在內(nèi)。加上設(shè)備本身的錄像功能，可為公交車隊監(jiān)視錢箱。

2. 監(jiān)播

監(jiān)播模塊功能相對復(fù)雜，歸類如下：

Ø 音、視頻采集；

Ø 視頻編碼（H.264）、傳輸，用于遠程查看實時圖像；

Ø 圖片編碼（JPG），用于遠程調(diào)看現(xiàn)場圖片；

Ø 圖像智能識別，用于識別黑屏、畫面靜止等故障狀態(tài)；

Ø 聲音智能識別，用于識別電視節(jié)目聲音無聲、高強度噪聲等故障狀態(tài)；

Ø 統(tǒng)計上報功能，用于統(tǒng)計開機率，連同其它信息，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)上報給監(jiān)控平臺；

Ø 故障報警自動上報功能，當發(fā)現(xiàn)電視圖像、聲音異常時主動上報給監(jiān)控平臺。

Ø 本地存儲未能及時上報的信息、統(tǒng)計信息及自身的工作日志，存儲設(shè)備采用SD卡。

其中H.264視頻編碼和傳輸、圖像智能識別、聲音智能識別是該模塊的關(guān)鍵技術(shù)。本節(jié)重點敘述了這三個方面。

1） H.264視頻編碼和傳輸

GPRS無線網(wǎng)絡(luò)帶寬很窄，平均只有20kbps左右，降低到8kbps以下是常見的事情。網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化也很嚴重，從而造成數(shù)據(jù)傳輸抖動也很嚴重。大量工程實踐告訴我們，基于這么窄的網(wǎng)絡(luò)帶寬，實現(xiàn)實時視頻流的傳輸，又要保證一定的效果，難度很大。必須具備以下幾個條件：

A. 圖像壓縮率一定要非常高；

B. 視頻流的碼率和幀率應(yīng)可控，可自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬；

C. 可適應(yīng)惡劣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的圖像傳輸控制算法；

D. 可適應(yīng)嚴重抖動的圖像解碼算法。

通過在幾個大型項目的錘煉，我們在這個領(lǐng)域有了豐富的經(jīng)驗。我們采用了當前壓縮率最高的，專門為低帶寬情況下而優(yōu)化的H.264算法，并可根據(jù)帶寬的情況自動調(diào)整編碼幀率和畫質(zhì)；針對抖動嚴重的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，我們發(fā)明了一套基于緩沖池和跳躍的傳輸控制算法；并在解碼端做了播放平滑算法，使得即使經(jīng)過抖動情況嚴重的網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的數(shù)據(jù)，解碼效果依然良好。

本方案也提供了上傳JPG照片的功能。與實時視頻流相比，各有優(yōu)缺點：

傳輸JPG圖片的優(yōu)點是每一張照片可以單獨解碼，方便歸檔和傳閱，缺點是每張照片的數(shù)據(jù)量都很大，從而十幾甚至幾十秒才能看到一幅畫面，并增加了單位時間內(nèi)的通訊費用。因此這種功能主要應(yīng)用于運維人員。

傳輸實時視頻流的優(yōu)點是實時性好，在20kbps的帶寬條件下，每秒可觀看2～3幅QCIF畫面，主觀效果很好。缺點是畫面的解碼顯示是有關(guān)聯(lián)性的，但可以通過解碼后抓圖生成JPG圖片。此種功能可以為廣告投放客戶很好的主觀感覺，同時也是運維人員遠程檢查設(shè)備的有力工具。

2） 圖像智能識別

為了全面監(jiān)視車載電視的視頻畫面狀態(tài)，必須利用攝像頭采集的顯示屏的畫面數(shù)據(jù)。但獲取得數(shù)據(jù)存在以下特點：

1、 干擾情況嚴重，比如顯示屏反光，物體陰影等；

2、 攝像頭采集下來的場景不可能全部是顯示屏的畫面，有些區(qū)域可能存在其它運動物體；

3、 顯示屏部分的畫面也可能被運動物體遮擋；

4、 由于攝像頭CCD本身的特點，光線的變化對圖像本身的影響比較嚴重。當視頻畫面本身比較陰暗時，白天黑夜、晴天下雨及燈光變化都會導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)有顯著的不同。

以上這些因素會嚴重干擾設(shè)備對圖像內(nèi)容進行智能識別。針對這些情況，我們引入了一套專門的模式識別算法，該算法抗干擾能力強，可有效識別視場范圍內(nèi)指定區(qū)域內(nèi)運動物體的特征。把該算法應(yīng)用到本項目，只要在裝車時劃定顯示屏有效內(nèi)容的區(qū)域范圍，即可有效識別出顯示屏內(nèi)容是否黑屏、是否靜止。

3） 聲音智能識別

為了有效探測車載電視的聲音輸出效果，必須用拾音器采集其喇叭的輸出。拾音器可安裝在喇叭附近。但獲取的數(shù)據(jù)存在以下特點：

1、 聲音干擾源很多，比如車輛發(fā)動機噪聲，車輛顛簸振動噪聲，乘客發(fā)出的噪聲；

2、 考慮到很多乘客對電視的聲音比較反感，電視聲音一般會應(yīng)乘客投訴而調(diào)整的很?。患葱旁氡缺容^小。

3、 喇叭同時兼做報站喇叭時，兩種聲音需要進行分辨。

如何在嘈雜的背景和報站的干擾下，提取出電視本身的聲音，是一個技術(shù)難點。針對這一難題，監(jiān)播系統(tǒng)首先與報站系統(tǒng)取得溝通，在報站的時候取消對電視聲音的檢測，從而排除了報站聲音的干擾。然后，引入了一套基于隨機信號濾波、信號檢測的算法，把背景噪聲慮除，從而可檢測到電視聲音的有、無，以及是否存在聲音很大的噪聲。

3.3 整機關(guān)鍵技術(shù)分析

3.3.1 熱設(shè)計（高低溫、防塵）

中國幅員遼闊，全國各地冷熱差別很大。很多車輛不具備空調(diào)條件。由于票價的因素，沒有空調(diào)的車輛乘客特別多。南方地區(qū)夏天，車廂內(nèi)是一個悶熱環(huán)境，溫度可以甚至45℃～50℃；而北方地區(qū)的冬天，早晨起來低溫到-30℃也經(jīng)常遇見。

歸納起來，車載DVR面對的考驗是：

l 環(huán)境溫度范圍很廣；

l 空氣流動不暢；

l 車輛上灰塵、油煙嚴重；

l 設(shè)備自身正常工作情況下有一定的發(fā)熱量。

如此，設(shè)備散熱設(shè)計、低溫設(shè)計是環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計的重中之重。

1. 散熱

一般來說，電子產(chǎn)品的散熱有以下幾種：

第一種 風冷：

效率高，但處理不好會帶來大量灰塵，加上油煙、潮濕之類因素，灰塵沉積在芯片引腳上，易形成短路，并阻礙散熱。為了阻擋灰塵，一般使用防塵網(wǎng)，但需要定期維護。因為長期使用會使得灰塵積累到防塵網(wǎng)上，造成風道堵塞，特別是有油煙、潮濕的場合。

第二種 自然散熱：效率低，但不用擔心灰塵；一般用于功率較低的設(shè)備。

其它，比如熱管：效率高且沒有灰塵，但價格昂貴，一般用于高端電子設(shè)備中，如大型通訊設(shè)備，精密儀器儀表。

考慮到車輛環(huán)境的實際情況及價格因素，本方案采用“超強自然散熱＋外置風機”的方式。方案特點：

l 超強自然散熱：機箱采用散熱性能極佳的鋁，并設(shè)計成帶有散熱片裝的型材，設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱量高的元件緊貼外殼。整個外殼是一個大散熱器！

l 外置風機，在機箱的外面安裝一個超薄風扇，可以把設(shè)備產(chǎn)生的熱量迅速帶走，且不會積壓灰塵。為保證風扇可靠性，采用措施如下：

n 采用名牌風扇，性能優(yōu)良，質(zhì)量有保證；

n 采用設(shè)備內(nèi)部溫度來控制風扇的啟動和停止，只有當設(shè)備內(nèi)部溫度大于40℃時，風扇才會啟動。

n 風扇本身防水，提高整機防水性能。

n 風扇在設(shè)備外面，設(shè)計有電纜接口，易于拆卸和更換。

本方案兼得了風冷和自然散熱的優(yōu)點，沒有兩者的缺點。本設(shè)計已經(jīng)申請了專利（“實用新型”）。

2. 低溫

一般情況下，通過采用耐低溫的元件可以解決問題。在極限情況下，可采用內(nèi)置加熱裝置。

l 當設(shè)備內(nèi)部溫度低于－10℃時，加熱模塊會自動啟動；

l 當設(shè)備低溫啟動時，設(shè)備內(nèi)常駐軟件會根據(jù)溫度計算需要加熱的時間，并根據(jù)定時開機的時間提前啟動加熱模塊，當設(shè)備內(nèi)部溫度達到指定溫度后再開機。

3.3.2 防水（濺水）、防潮設(shè)計

南方天氣雨水較多，空氣很潮濕，處理不好會導(dǎo)致設(shè)備進水，潮濕的灰塵同樣會引起短路。另外，車輛的清潔工作有可能使用高壓水龍頭，會導(dǎo)致少量的水濺到車載設(shè)備上。設(shè)備必須能夠防水（濺水）、防潮。

本方案的整機為封閉式設(shè)計，所有的接口均做了防水（濺水）處理：

l 前面板的USB接口均加裝了封口膠條；

l 機身的接縫處加裝膠圈，使得積水無法進入設(shè)備內(nèi)部；

l 后面板的各種接口的上方加裝了防護罩，使得來自上方滴水及濺水無法到達接口。

l 散熱的風機外置，設(shè)備內(nèi)部空氣不會與外界流通，灰塵無法進入設(shè)備內(nèi)部，天然防潮濕。

l 散熱風機自身防水。

3.4 擴展性

本方案提供了很好的可擴展性。主要包括：監(jiān)控錄像、行車記錄、高清電視及各種外設(shè)等。

3.4.1 監(jiān)控錄像

隨著公交客運事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公交車營運安全和管理也越來越被重視。安全方面，近年來，全國各地公交客運除了不斷的乘運糾紛外，公交車上盜竊、搶劫和侮辱婦女等案件時有發(fā)生，嚴重干擾了社會安定。管理方面，司乘人員私吞票款等現(xiàn)象比較普遍，嚴重影響了公交企業(yè)的營收。

在公交車上安裝監(jiān)控錄像設(shè)備，以技術(shù)的手段威懾和打擊違法犯罪及各種違規(guī)行為，是當前最好的手段，也是公交安防的趨勢。

本系統(tǒng)具備擴展監(jiān)控錄像的功能：可在整機的中間模塊（車載電視模塊）增加錄像系統(tǒng)。規(guī)格如下：

3.4.2 行車記錄

司乘人員違規(guī)操作，比如超速、帶速開門、疲勞駕駛、野蠻駕駛等，是發(fā)生事故的重大根源。在車上安裝行車記錄儀（俗稱汽車黑匣子）可忠實記錄司機的各種操作和行車數(shù)據(jù)，為事后事故分析、管理追溯提供了強有力的技術(shù)手段。

本系統(tǒng)可擴展行車記錄儀的功能。結(jié)合一些外部設(shè)備的幫助，可搜集多種有用信息。規(guī)格如下：

3.4.3 高清電視

高清電視是未來電視的趨勢。本方案可以擴展播放高清電視節(jié)目的功能，可支持H.264編碼格式的片源。

3.4.4 各種外設(shè)

除了加速度傳感器、溫度傳感器、讀卡器以外，本方案還可擴展各種標準接口（RS232/485）的外部設(shè)備，比如車內(nèi)LED走字屏，車輛頭牌、腰牌、尾牌，控制面板等。

3.5 設(shè)備選型及系統(tǒng)框圖

3.5.1 GPS型

對純粹的GPS車載智能交通系統(tǒng)，我們推薦一款高性價比的產(chǎn)品：SVT-MINI2（簡稱MINI2）。這是一款具備內(nèi)置GPS、GPRS、聲音功放、寬范圍電源的專用于車載監(jiān)控錄像和智能交通的設(shè)備。

與車載電視結(jié)合，實現(xiàn)基本的GPS智能交通功能的系統(tǒng)框圖如下：

3.5.2 基本型

對基本型的要求，有兩個方案可供選擇：

選擇一，在MINI2的基層上增加對車載電視狀態(tài)監(jiān)視的支持（設(shè)備型號為：SVT-MINI2-監(jiān)播，簡稱監(jiān)播型MINI2），優(yōu)點是產(chǎn)品成本低，但可擴展性差，主要是指不能擴展電視模塊。

選擇二，在A16的基礎(chǔ)上，去掉播放及錄像模塊（設(shè)備型號為：SVT-A16-監(jiān)播），優(yōu)點第一是可擴展性強，插上中間的電視模塊就變成了增強型設(shè)備；第二是電源功放模塊與監(jiān)播模塊分屬兩個不同的物理模塊中，方便運維。但設(shè)備成本高。

監(jiān)播型MINI2與車載電視配合工作的系統(tǒng)框圖如下：

SVT-A16-監(jiān)播與車載電視配合工作的系統(tǒng)框圖如下：

3.5.3 增強型

增強型的設(shè)備完全基于A16的整機設(shè)計，具備方案設(shè)計中的所有優(yōu)點，產(chǎn)品型號為SVT-A18（簡稱A18）。方案系統(tǒng)框圖如下：

4 監(jiān)控中心平臺

平臺軟件分為智能交通控制中心平臺、傳媒專用監(jiān)控中心平臺。前者已經(jīng)非常成熟，本章不再贅述。本章只對傳媒專用監(jiān)控中心平臺進行了系統(tǒng)設(shè)計。

4.1 系統(tǒng)設(shè)計原則

1. 先進性

1、 采用先進的分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計。由于該系統(tǒng)由于覆蓋的設(shè)備眾多，分布面積廣，并考慮到后期的擴展，我們選用分布式數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)這一高強度的企業(yè)級應(yīng)用。

2、 考慮到網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，為保證數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)庫部署分為3級主控中心－－-分控中心－－-本地控制中心。其中上級數(shù)據(jù)庫包含下級數(shù)據(jù)庫的所有內(nèi)容。 通過智能的數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)的一致性。并提供方便多級數(shù)據(jù)檢查程序，保證數(shù)據(jù)的完整和有效。

3、 作為系統(tǒng)關(guān)鍵的是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如何能有效的上報到最近的數(shù)據(jù)庫，為此我們的智能數(shù)據(jù)采集模塊，將充分利用多種方式，如統(tǒng)計分析，冗余編碼等等確保數(shù)據(jù)的可靠和及時性。

2. 實用性

1、 系統(tǒng)采用目前成熟的web +分布式數(shù)據(jù)庫模式開發(fā)，技術(shù)成熟可靠。能有效的保證多個用戶的使用。

2、 根據(jù)用戶的要求，采取迭代式增量開發(fā)，確保主要核心功能優(yōu)先實現(xiàn)，并根據(jù)用戶反饋及時在下一個版本迭代中添加。

3、 考慮到該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全具有相當高的要求，我們將對數(shù)據(jù)的傳送采用專用的高強度加密算法，同時嚴格實行多級權(quán)限管理。并備有嚴格的日志記錄便于事后稽核。

3. 易維護

1、 采用成熟的系統(tǒng)平臺，我們選用win2003+sql server作為服務(wù)器的核心平臺，這樣有助于客戶的系統(tǒng)維護。 降低維護人員的學習難度，也提高了系統(tǒng)的可維護性

2、 采用先進的分層設(shè)計，通過引入設(shè)備抽象層，來屏蔽系統(tǒng)設(shè)備今后可能的多樣性帶來的影響。使得今后添加新設(shè)備更為方便。

4.2 拓撲結(jié)構(gòu)

控制中心軟件拓撲結(jié)構(gòu)圖如下：

上圖列出了一個控制中心的主要設(shè)備拓撲結(jié)構(gòu)圖。其中系統(tǒng)采用web 方式，部署非常方便，普通用戶只需要使用簡單的瀏覽器就可以了。

其中：

1、 中心管理服務(wù)器負責用戶權(quán)限的管理，對登陸的用戶進行權(quán)限審核。同時還負責對下級中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步工作。并對整個系統(tǒng)中的各個服務(wù)器進行狀態(tài)監(jiān)控和調(diào)度。

2、 web服務(wù)器主要是處理用戶的請求，并根據(jù)用戶的訪問量進行負載均衡。把請求傳送給相關(guān)的服務(wù)器處理，并將結(jié)果及時返回給請求的用戶。

3、 應(yīng)用服務(wù)器主要完成一些業(yè)務(wù)邏輯的處理，如報表查詢、數(shù)據(jù)的挖掘等等。

4、 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器主要負責其所轄片區(qū)的設(shè)備工作數(shù)據(jù)的采集，并寫入數(shù)據(jù)庫中。這個主要在本地中心配置，就近采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。

4.3 系統(tǒng)主要模塊及其技術(shù)考慮

1. 用戶管理子系統(tǒng)

用戶采用分級授權(quán)，其中歸屬與上級系統(tǒng)的自動具備下級系統(tǒng)的信息查詢權(quán)限。

其中分布式的布局規(guī)劃如下：

1、 建立以深圳為最高權(quán)限的主控中心和分布華北、華東、西北的三個分控中心；中心總的數(shù)據(jù)庫放在深圳。

2、 主控中心與各分控中心除了管理本地公交平臺外，同時根據(jù)需要可調(diào)閱下一級的系統(tǒng)信息，查閱相關(guān)內(nèi)容，主控中心、分控中心、本地控制中心的通訊均通過INTNET公眾網(wǎng)絡(luò)進行；為保證數(shù)據(jù)安全，一是采用VPN技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)的安全，同時還對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行加密。

3、 分布在二級網(wǎng)絡(luò)中和主控與分控中心的本地系統(tǒng)僅有本地權(quán)限，負責本地公交平臺的監(jiān)控管理，管理中心與公交平臺通過GPRS系統(tǒng)進行通訊；

2. 設(shè)備數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

主要由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器完成，多部署在本地客戶端。其中主要包括2大功能。

1、 收集媒體狀態(tài)檢測設(shè)備（不是媒體播放設(shè)備）的‘心跳’消息，確保狀態(tài)檢測設(shè)備自身的工作正常。遇到心跳消息丟失，將直接把故障報警信息寫入數(shù)據(jù)庫，并通知故障保修系統(tǒng)。

2、 收集媒體播放設(shè)備的工作狀態(tài)信息，收到媒體播放設(shè)備報警，將直接把故障報警信息寫入數(shù)據(jù)庫，并通知故障保修系統(tǒng)。為確保報警信息的有效，避免遺漏，報警信息會上報三次。

3. 故障監(jiān)測處理子系統(tǒng)

該系統(tǒng)實時跟蹤轄區(qū)內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)，包括播放設(shè)備和監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)。如果遇到設(shè)備故障，將根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報警處理預(yù)案進行處理，預(yù)案中可以提供多種處理方式。包括聲音提示，車輛相關(guān)信息的突出顯示，自動發(fā)送短信和郵件給指定人員（內(nèi)容可以預(yù)制）。另外，將故障信息及時主動上傳到上級中心。同時形成故障車跟蹤表，進行重點關(guān)注。

設(shè)備修復(fù)后，收到設(shè)備工作正常的消息，將更新故障車跟蹤表，同時故障車輛的突出顯示恢復(fù)為正常狀態(tài)。

4. 業(yè)務(wù)分析子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是完成相關(guān)報表的如車輛統(tǒng)計表，受眾人數(shù)統(tǒng)計表、車輛故障分析表等等的生成，并提供一些數(shù)據(jù)分析的查詢接口，便于不同的用戶對數(shù)據(jù)的分析和利用

GIS定位子系統(tǒng)該系統(tǒng)通過和公交系統(tǒng)的配合，能有效的在專用地圖上動態(tài)顯示車輛的媒體播放工作情況，便于維修人員對故障車的定位，提高維修效率

5. 數(shù)據(jù)維護子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要負責和上級子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的同步，以及數(shù)據(jù)庫的備份和導(dǎo)入導(dǎo)出。這里由于涉及多層結(jié)構(gòu)，同步的工作量相當大，而且為確保數(shù)據(jù)的及時有效，需要較高的同步。

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