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车载智能监控系统主机技术要点分析

08年06月18日千家安防网

[导读]

　　随着客货运输事业的蓬勃发展，营运司乘人员或者旅客在运营过程中的安全，以及营运工作或者交通肇事的管理也越来越被社会重视，于是车载智能监控系统应运而生。深圳景阳数码技术有限公司在借鉴国外同行成熟经验的基础上，推出了车载智能监控系统系列产品。

　　　　　　　　　　图一某地公安巡逻车车载系统安装实例

　　但是，是不是普通的监控硬盘录像机都能用于车载，答案是当然是否定的。车载智能监控系统主机需要解决好如下一系列关键技术性技术问题：

　　一、要求具有高可靠、高稳定的系统平台

　　由于车载系统是一个特殊的系统，涉及到相对更复杂的环境干扰、频繁的启动，以及机械的振动等因素，只有稳定运行的系统，才能确保电子监控系统平稳可靠，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。传统的PC构架（工控式系统）或居于一些开放式平台开发的系统（Windows、Linux等）由于其自身的原因，其稳定性受到质疑。因此选择采用工业级专用高速嵌入式数字信号处理器和高可靠的嵌入式实时操作系统（Vxworks），是系统稳定可靠的有力保证。

　　二、具有先进性、可靠性的硬件处理的图像压缩 / 解压缩技术（MPEG-4)

　　图像处理技术上的先进性、可靠性是系统高性能运行的保证和基础。图像的压缩、解压缩技术从WAVELET、M-JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.263、H.264一路演变发展过来，尤以MPEG4成为当今视频监控的主流，其既具有DVD级（MPEG2）高清晰画质，又在同等画质MPEG2下存储容量减少1／3到一半。其它的压缩、解压缩技术要么技术不先进，画质达不到监控要求，要么仅为概念其核心仍为MPEG4，目前国外的视频监控类产品中MPEG4占据主导地位。

　　图像的压缩、解压缩处理芯片，市场上也分有纯硬件处理芯片和DSP＋压缩算法处理模式。其中以纯硬件处理芯片较好的解决了音视频同步问题，是安防监控应用的首选。而DSP+算法的方式，除音视频同步问题需解决外，还需解决算法优化、处理能力等一系列问题，其可靠性受到质疑。

　　三、同步完成编解码（压缩 / 解压缩），支持DI格式，码流可达4M以上

　　同步实现编解码（压缩 / 解压缩），实现同步监看 / 录像 / 回放及网络传输，支持DI显示格式，码流可达4M。

　　四、1/ 2 / 4路实时监控 / 录像系统

　　根据车载监控系统需求，以1/2/4路为主，需求1/2/4路视频输入，2路音频输入，1路音视频输出；图像显示格式：单画面、全屏、自动切换、两画面、四画面等，每路均完全实时显示和录像，无延时；

　　五、提供倒车监控画面

　　提供画面镜像功能，在倒车时可自动以全屏幕方式显示车尾摄像机的图像，供倒车时监看，提高车辆运行的安全性；

　　六、车载系统的360°悬挂式双重避震结构

　　在防震设计上，由于车况、路况的不同，防震特别是对硬盘的防震处理就成了对车载数字硬盘录像机的最基本要求。在车载数字硬盘录像机中最容易损坏的部件是硬盘，因此一定要解决好车载的避震问题。市场上有些采用弹簧、橡胶垫作为防震材料的结构，虽然在垂直受力方向上能起到一定的作用，但实际上在行车状态下（特别是在恶劣的路况条件下）其振动方向是不规则的，长时间使用必然会导致设备发生故障。而比较理想的是采用双重的避震结构，第一重是整体机箱的避震机构——主要保护包括硬盘在内的整机，第二重是针对硬盘的避震机构——加强对硬盘的避震保护，通过两重阻尼减缓了车辆振动对硬盘带来的冲击。同时在避震机构的设计上要充分考虑车辆运行的实际状态（来自不同方向上的冲击和振动），要求硬盘悬挂避震和机箱悬挂避震的双避震设计，做到360°悬挂式避震设计。

　　七、宽电压范围的电源输入

　　在系统供电环节上，考虑到目前各类车载环境用电的复杂性，要求电压输入9～40VDC以满足不同车型与车龄的需要（车辆根据车型的不同，一般具有12VDC与24VDC两种电压输出。另外，车辆随着使用年限的增加，导致电瓶老化，使得输出电压有不同程度的下降），电源的管理上充分考虑车辆启动、行驶过程的电压波动、电磁干扰等问题，保证系统运行时的可靠稳定。

　　八、提供摄像机等的供电输出

　　提供标准的12VDC/1.5A电源输出，可为摄像机等供电，使车载摄像机等集中供电、集中管理。解决车载系统取电、布线等的问题。

　　九、提供关机延迟功能

　　提供关机延迟，即车辆熄火后的设定时间内仍可继续录像，增强系统的安全性（解决车辆行驶过程中因熄火造成的录像中断）。

　　十、灵活多样的监控录像方式

　　包括提供开机自动录像功能、手动紧急录像、定时录像、报警录像和移动侦测录像及报警预录等多种录像方式，可灵活设置，方便管理使用。

　　十一、可移动存储硬盘，直接在PC端检索查询

　　可移动抽取式硬盘设计，3.5″或2.5″硬盘可选，方便取出硬盘进行查询和管理。要求硬盘存储必须符合ATA-6规范，硬盘录像文件可直接在PC端播放。

　　十二、方便、高效的录像资料备份接口USB2.0

　　可通过USB2.0接口进行高速录像数据备份，备份数据可直接在PC端检索查询。

　　十三、具有行车状态的黑匣子功能

　　具有车载传感器黑匣子功能，可准确记录汽车的行驶状态，如：左转、右转、刹车、倒车、车速以及车辆行驶的其它信息，存储并可通过标准接口实现数据输出；通过系统分析软件，可以高效地对车辆进行合理的调度管理；提高行车安全，减少车辆违规肇事；遇到交通事故，行驶记录上留下的数据为公安交警部门的事故处理、协助破案提供了有效的手段和依据，有充足的证据来分清肇事责任归属，也可作为保险部门进行理赔的辅助工具。

　　十四、车载娱乐功能

　　车载数字硬盘录像机在实现音、视频监控、录像的同时，还可提供增值服务——车载娱乐功能，除可以接收收音机、电视等信号外，还可预存DVD、VCD等娱乐节目，任意编排播放顺序，实时自动播放、手动播放、循环播放、断点续播功能，还提供定时广告插播，这不仅满足旅客娱乐的需求，还能为营运单位带来新的商机。

　　十五、GPS定位功能

　　GPS定位功能：获取车辆当前的定位坐标数据。公交系统实施智能化调度的关键是公交系统要采用GPS卫星定位系统技术，通过调度中心大屏幕显示的公交车运行状况，中心调度人员可实时监视所有受控公交车的具体运行位置、运行轨迹、行进速度及方向等有效信息。根据定时从GPS取到的定位数据，与数据库中的站点的基本信息进行对比，计算车辆位置和车辆要到站时间。通过智能调度系统，指挥中心可以在电子地图上清晰地看到各路车的运行情况，如果哪里出现堵塞，可以及时通知总站调整发车的间隔。

　　GPS全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统，是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。 21+3 颗卫星轨道均为近圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上(每轨道面四颗)，轨道倾角为 55 度。卫星的分布使得在全球的任何地方、任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形( DOP )，这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

　　十六、无线网络功能

　　在汽车行驶记录监控系统的基础上，增加GPS+GPRS（CDMA）卫星定位和通信系统，可以给车辆等交通工具的导航定位提供了具体的实时的定位功能。随着我国覆盖范围最广的GPRS/GSM（CDMA）公用移动通讯网的发展，提供GPRS、GSM（CDMA）短信服务和虚拟网等服务，车载GPS接收机进行定位后，通过GPRS、GSM（CDMA）网将车辆的位置、速度、车辆的实况图片等即时信息发送给调度监控中心，中心便可及时掌握各车辆的具体信息，运用GPS技术在大屏幕电子地图上显示出来，及时、准确地对车辆进行调度、监控和管理。监控中心也可以通过GPRS/GSM（CDMA）网向车辆发送调度、路况、新闻等各种信息，提供更好的服务。其它还包括支持802.11等无线网络传输，实现基于无线网络的远程监控，远程检索录像和数据下载，远程管理和控制。

　　在中国，无线数据传输方式有WLAN、数字微波、CDMA1X、GPRS等多种无线方式可以传输音视频数据信息。WLAN、数字微波等方式属于基站局域网，只有CDMA1X、GPRS属于广域的公共无线网络。GPRS的理论网络速度峰值可以达到112Kbps，实际平均带宽在10Kbps~30Kbps之间;CDMA1X数据传输上带宽理论值为153Kbps，实际平均带宽为20Kbps~80Kbps。显而易见，CDMA1X是唯一适用于广域无线网络音视频数据传输的网络方式。

　　现国内市场上CDMA1X数据传输分为2种，一种是单路数据传输，一种是多路捆绑，也即几个CDMA1X模块同时并联发送一个数据。单路带窄，产品成本低，月使用费低，多路带宽，产品成本高，月使用费高。带宽问题，从表面上来看，单路带窄，多路带宽。但是，由于联通网络技术问题，CDMA1X多路捆绑技术不成熟，主要问题是联通的通信协议规范，联通的通信协议规范中规定在同一载波，只支持2个CDMA1X信道上传数据，运营商的规范是产品的标准，市场上的4路捆绑产品是否有效就不得而知;CDMA1X技术是蜂窝式网络，在同一数字蜂窝内每一刻都可能有用户在抢占蜂窝内的网络带宽资源，如何能在第一时间占有带宽资源?这需要了解无线网络特性，精通产品设计。