发表于：2010/1/8 9:00:14
#0楼
2.5 系统与GPS定位系统的结合
车载无线视频监控系统和GPS定位系统直接通过服务器直接的信息数据交换，完成数据共享和相互调用。
车载视频监控系统提供GPS定位系统车辆视频实时图像，定位系统提供车辆驾驶相关信息如经纬度、速度、车辆信息给车载视频监控系统。
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第三章 系统技术优势
3.1 抗恶劣环境达容量数据存储技术
3.1.1 军转民的专利硬盘减振加固技术
车载移动监控终端应用在颠簸、振动、摇摆等恶劣环境下，要保证设备长期稳定工作，对减振加固技术提出了较高的要求，尤其是对硬盘减振加固技术是该系统重点难题。
3.1.2 宽幅电源输入和电源保护技术
运钞车辆大多采用直流12V电源，行驶过程电源稳定在12～16V之间，但是在车辆点火时汽车电源会突然降低到8V左右，下降过程约为40ms，然后恢复至正常电压范围内（12～16V）。输入电源的瞬间降低可能导致车载设备出现故障，如：重新启动、设备死机等，因此对车载终端提出输入电源宽幅适应的要求。
我们针对车辆对电源宽幅适应的特殊要求，为车载数字硬盘录像机定制了宽幅输入电源，其适应范围为直流6～36V，可满足各种类型车辆使用的应用。
该电源经过特殊的设计，具备了断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运行起了重要作用。电源具备直流12V/5V输出功能，可以满足车载硬盘录像机、数据备份仪、液晶显示屏、摄像机等相关设备的供电需求。
3.1.3 延时关机技术
根据车辆对车载硬盘录像机的需求，终端电源应满足在车辆点火开关关闭后继续工作一段时间，但是又不应24小时持续工作（不关机），因为这样持续工作会减少车辆电瓶的使用寿命，若长时间不关机还可能导致车辆电瓶内的电全部耗光，致使车辆无法启动。
本系统设置了延时关机的功能，可在车辆点火开关关闭后指定时间内（5分钟到6小时）继续工作，到达指定时间后关机。
延时关机功能优点是可以延长录像时间，并可避免车辆断电对硬盘造成的损坏。
3.2 先进的视音频编解码技术
一、先进的H.264视频压缩技术
车载移动视频监控终端采用H.264数字编码技术，高编码效率（相同的重建图像质量，码率较 MPEG-4节约30%左右），灵活的编码策略，适应不同应用和不同网络带宽。
H.264码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，使视频数据适应不同传输信道网络，更好地实现面向IP和无线网络的应用。网络远程浏览画面清晰、逼真。
多模式运动估计大大提高了运动估计的精确程度，同时提高了移动侦测报警的精度。25F/S（全实时）硬盘记录的同时，可自定义网络传输的视频参数。
二、支持数字水印技术
水印（WaterMark）技术防止录像资料被篡改，提高证据材料的可信度。
三、多工技术支持
视音频数据的纪录、网传及菜单操作、报警联动等功能可同步进行。
四、安全处理机制
先进的数据流管理方式，确保系统长时间稳定运行，并使由掉电等原因导致的异常关机造成的损失最小。
完善的异常处理功能。
完善的日志记录与快捷的查询功能：报警日志、操作日志及系统日志。
五、动态调整编码参数
在不启停录像、网传的情况下，调整的编码参数即生效。监控系统中，静止的监控场景，可以采用降低录像的分辨率、图像质量、码率和帧率的方法，使录像保持在很低的码率，而在图像发生变化时可以提高录像的分辨率、质量、码率和帧率，实现高质量的录像，由于上述参数可以动态修改，因此可以保持图像的连续、无需频繁的切换文件，即满足了在关键时刻对高图像质量的要求，又节省了硬盘空间和网络带宽。
3.3 SATA硬盘存储技术和eSATA快速备份技术
3.3.1 SATA硬盘存储技术
本系统数据存储采用3.5英寸大容量SATA硬盘，其优点有以下几个方面：
㈠、高速的磁盘读写技术，硬盘容量大；
㈡、先进的接口技术，日后硬盘接口技术发展的方向，即将替代上一代PATA产品；
㈢、工作稳定，功耗、噪音、发热量、抗振性、平均无故障工作时间等性能优于上一代产品；
㈣、支持热插拔、数据备份方便；
㈤、性价比高。
SATA硬盘简介：
SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
与并行ATA相比，SATA具有比较大的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。前SATA II的数据传输率则已经高达300MB/sec。
Serial ATA规范不仅立足于未来，而且还保留了多种向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面，Serial ATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，，这在某种程度上保护了我们的原有投资，减小了升级成本；在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
另外，Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多，而且容易收放，对机箱内的气流及散热有明显改善
SATA硬盘数据线和传统PATA硬盘数据线对比， SATA硬盘数据线为7芯红色，安装方便； PATA数据线为40芯扁平电缆，其安装难度明显要比SATA数据线大。
图4－10 SATA数据线与PATA数据线对比示意图
3.3.2 eSATA硬盘快速备份技术
eSATA（External SATA）是SATA的外接式接口，但是配备更耐用的缆线和连接器。eSATA接口是目前计算机最快、最先进的通用外部数据传输接口，eSATA可以达到如同SATA般的传输速度3Gb/s，接口速率与台式硬盘的情况相同。
各种接口的速率比较：
外部接口界面 Mbps MBps
USB1.1 12 1.5
USB2.0 480 60
Ultra-ATA133 1200 133
1394(Firewire) 400 50
1394b 800 100
eSATA 2.0 3000 300
eSATA接口优点：
㈠、传输速率高、支持热插拔功能；
㈡、避免静电放电造成的损坏，提供电磁干扰保护；
㈢、接口插拔寿命在5000次以上；
㈣、eSATA的制动弹簧和ClickConnect内部连接提供更安全的连接特性。
eSATA接口基于标准的SATA线缆和接口，连接处加装了金属弹片来保证物理连接的稳固性。
图4－11 eSATA数据接口示意图
3.3.3 优秀的磁盘管理技术
随着硬盘容量的不断增大，对硬盘的数据管理功能越来越重要，好的硬盘管理方案可以大大延长硬盘使用寿命、降低硬盘的损坏率，提高监控录像稳定性。我们将多年硬盘录像机的研发积累的技术运用在车载监控中，为用户提供完善的数据管理保护功能。
一、特有的硬盘、文件管理技术
磁盘预分配技术、多分区技术，使得循环记录时不出现碎片，延长硬盘寿命。
硬盘管理信息区的冻结保护技术，提高文件系统的安全性。
硬盘休眠与低寻道技术，提高硬盘的可靠性与运行效率。
硬盘失效预警技术，保证硬盘可靠、安全工作。
二、支持硬盘S.M.A.R.T功能
S.M.A.R.T英文全称：Self－Monitoring, Analysis and Reporting Technology，它的中文含义是自监测、分析和报告技术，所有硬盘厂商也都提供对它的支持。
S.M.A.R.T.技术可以监测磁头、磁盘、马达、电路等，主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较，当出现安全值范围以外的情况时，能够自动向用户发出警告。
3.4 无线网络传输技术
3.4.1 先进的无线网传技术
一、无线网络视频传输实现方案
无线网络视频传输平台由三部分组成
㈠、车载数字硬盘录像机
车载硬盘录像机作为系统的终端，在硬盘录像机启动后主动与转发服务器建立链路连接，并与其保持心跳连接，确保车载硬盘录像机不掉线。
㈡、转发服务器
在监控中心管理PC要调用车载硬盘录像机的图像或司机触发报警信号的时候，视频首先上传至转发服务器，再由转发服务器转发至相应的PC终端上。
㈢、监控中心管理平台
监控中心管理平台可接收终端上传的报警信号，并在屏幕上显示终端上传的图像；也可以在GIS电子地图系统中对指定车辆进行视频数据请求，并获取相关图像数据。
二、无线网络视频传输特点
㈠、系统采用无线运营商（中国电信）和WLAN无线局域网相结合的网络环境设计，网络覆盖面积广，盲点少，可提供不同网络环境下的视频浏览功能；
㈡、系统配置灵活，支持多种无线网络平台；
㈢、网络穿透能力强，适应多种网络应用，支持穿透运营商无线网关；
㈣、唯一的设备识别ID,安全性强，保障图像数据安全、可靠、稳定地传送至监控中心；
㈤、无线报警功能，系统通过报警按钮向中心报警，并主动上传现场视频图像。
三、多种无线网络传输方式
系统支持运营商电信EVDO的无线网传方式。
几种无线局域网的对比
网传方式 GPRS EVDO WLAN
(802.11g)
理论速率 85.6Kbps 1．8Mbps 54Mbps
实际速率 20～30 Kbps 400～600 Kbps 10～20Mbps
视频传输效果 CIF
1～2帧 CIF
15～20帧 D1/CIF
25帧
覆盖范围 很广 很广 小
自建基站 无需 无需 需自建
从上表可见，现有的网络环境下使用中国电信的EVDO是最适用带宽的网络模式。
四、有效的带宽节约方案
使用运营商的无线信道的资源有限，系统只是在得到报警触发信号和监控中心有浏览图像需求的时候才进行视频数据网络传输，这样可以节约大量网络带宽资源；有效地减少数据传输流量，降低系统运营成本支出。
3.4.2 无线网传安全技术
一、无线防火墙穿透技术
本系统采用主动连接模式进行网络连接，穿透防火墙的阻碍。终端启动后自动和监控中心的管理服务器进行注册，管理服务器通过对终端的ID和密码用户的认证，并与终端保持心跳连接。用户要浏览视频图像的时候，与管理服务器通讯，并向转发服务器申请调用图像即可。
二、无线VPDN网络传输
系统支持无线APN网络，采用无线APN网络中数据不经过公网，不会发生数据被截取或受到外网攻击，可确保网络安全。
三、网络安全认证
车载视频数据的安全性非常重要。系统要求完成用户和终端双重认证才能浏览前端视频信号，未经授权的终端用户无法建立与视频转发服务器的连接。
3.4.3 流媒体转发技术
若多人浏览同一幅图像时，无线网络带宽无法满足需求；系统采用流媒体转发技术，通过流媒体转发服务器将视频数据拷贝多份分别转发给多个认证用户，转发服务器也可以将终端的报警或相关信息转发给认证用户。
车载监控系统无线网络的带宽低于局域网的带宽，当局域网多个用户通过无线网去访问实时的视频流时，无线网的带宽低是限制多用户范围的一个瓶颈。如图所示：
![附件]()
无线网络传输拓扑图
当五个用户同时访问时的视频流如下图所示：
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车载无线视频监控系统和GPS定位系统直接通过服务器直接的信息数据交换，完成数据共享和相互调用。
车载视频监控系统提供GPS定位系统车辆视频实时图像，定位系统提供车辆驾驶相关信息如经纬度、速度、车辆信息给车载视频监控系统。
3.1 抗恶劣环境达容量数据存储技术
3.1.1 军转民的专利硬盘减振加固技术
车载移动监控终端应用在颠簸、振动、摇摆等恶劣环境下，要保证设备长期稳定工作，对减振加固技术提出了较高的要求，尤其是对硬盘减振加固技术是该系统重点难题。
3.1.2 宽幅电源输入和电源保护技术
运钞车辆大多采用直流12V电源，行驶过程电源稳定在12～16V之间，但是在车辆点火时汽车电源会突然降低到8V左右，下降过程约为40ms，然后恢复至正常电压范围内（12～16V）。输入电源的瞬间降低可能导致车载设备出现故障，如：重新启动、设备死机等，因此对车载终端提出输入电源宽幅适应的要求。
我们针对车辆对电源宽幅适应的特殊要求，为车载数字硬盘录像机定制了宽幅输入电源，其适应范围为直流6～36V，可满足各种类型车辆使用的应用。
该电源经过特殊的设计，具备了断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运行起了重要作用。电源具备直流12V/5V输出功能，可以满足车载硬盘录像机、数据备份仪、液晶显示屏、摄像机等相关设备的供电需求。
3.1.3 延时关机技术
根据车辆对车载硬盘录像机的需求，终端电源应满足在车辆点火开关关闭后继续工作一段时间，但是又不应24小时持续工作（不关机），因为这样持续工作会减少车辆电瓶的使用寿命，若长时间不关机还可能导致车辆电瓶内的电全部耗光，致使车辆无法启动。
本系统设置了延时关机的功能，可在车辆点火开关关闭后指定时间内（5分钟到6小时）继续工作，到达指定时间后关机。
延时关机功能优点是可以延长录像时间，并可避免车辆断电对硬盘造成的损坏。
3.2 先进的视音频编解码技术
一、先进的H.264视频压缩技术
车载移动视频监控终端采用H.264数字编码技术，高编码效率（相同的重建图像质量，码率较 MPEG-4节约30%左右），灵活的编码策略，适应不同应用和不同网络带宽。
H.264码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，使视频数据适应不同传输信道网络，更好地实现面向IP和无线网络的应用。网络远程浏览画面清晰、逼真。
多模式运动估计大大提高了运动估计的精确程度，同时提高了移动侦测报警的精度。25F/S（全实时）硬盘记录的同时，可自定义网络传输的视频参数。
二、支持数字水印技术
水印（WaterMark）技术防止录像资料被篡改，提高证据材料的可信度。
三、多工技术支持
视音频数据的纪录、网传及菜单操作、报警联动等功能可同步进行。
四、安全处理机制
先进的数据流管理方式，确保系统长时间稳定运行，并使由掉电等原因导致的异常关机造成的损失最小。
完善的异常处理功能。
完善的日志记录与快捷的查询功能：报警日志、操作日志及系统日志。
五、动态调整编码参数
在不启停录像、网传的情况下，调整的编码参数即生效。监控系统中，静止的监控场景，可以采用降低录像的分辨率、图像质量、码率和帧率的方法，使录像保持在很低的码率，而在图像发生变化时可以提高录像的分辨率、质量、码率和帧率，实现高质量的录像，由于上述参数可以动态修改，因此可以保持图像的连续、无需频繁的切换文件，即满足了在关键时刻对高图像质量的要求，又节省了硬盘空间和网络带宽。
3.3 SATA硬盘存储技术和eSATA快速备份技术
3.3.1 SATA硬盘存储技术
本系统数据存储采用3.5英寸大容量SATA硬盘，其优点有以下几个方面：
㈠、高速的磁盘读写技术，硬盘容量大；
㈡、先进的接口技术，日后硬盘接口技术发展的方向，即将替代上一代PATA产品；
㈢、工作稳定，功耗、噪音、发热量、抗振性、平均无故障工作时间等性能优于上一代产品；
㈣、支持热插拔、数据备份方便；
㈤、性价比高。
SATA硬盘简介：
SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
与并行ATA相比，SATA具有比较大的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。前SATA II的数据传输率则已经高达300MB/sec。
Serial ATA规范不仅立足于未来，而且还保留了多种向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面，Serial ATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，，这在某种程度上保护了我们的原有投资，减小了升级成本；在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
另外，Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多，而且容易收放，对机箱内的气流及散热有明显改善
SATA硬盘数据线和传统PATA硬盘数据线对比， SATA硬盘数据线为7芯红色，安装方便； PATA数据线为40芯扁平电缆，其安装难度明显要比SATA数据线大。
图4－10 SATA数据线与PATA数据线对比示意图
3.3.2 eSATA硬盘快速备份技术
eSATA（External SATA）是SATA的外接式接口，但是配备更耐用的缆线和连接器。eSATA接口是目前计算机最快、最先进的通用外部数据传输接口，eSATA可以达到如同SATA般的传输速度3Gb/s，接口速率与台式硬盘的情况相同。
各种接口的速率比较：
外部接口界面 Mbps MBps
USB1.1 12 1.5
USB2.0 480 60
Ultra-ATA133 1200 133
1394(Firewire) 400 50
1394b 800 100
eSATA 2.0 3000 300
eSATA接口优点：
㈠、传输速率高、支持热插拔功能；
㈡、避免静电放电造成的损坏，提供电磁干扰保护；
㈢、接口插拔寿命在5000次以上；
㈣、eSATA的制动弹簧和ClickConnect内部连接提供更安全的连接特性。
eSATA接口基于标准的SATA线缆和接口，连接处加装了金属弹片来保证物理连接的稳固性。
图4－11 eSATA数据接口示意图
3.3.3 优秀的磁盘管理技术
随着硬盘容量的不断增大，对硬盘的数据管理功能越来越重要，好的硬盘管理方案可以大大延长硬盘使用寿命、降低硬盘的损坏率，提高监控录像稳定性。我们将多年硬盘录像机的研发积累的技术运用在车载监控中，为用户提供完善的数据管理保护功能。
一、特有的硬盘、文件管理技术
磁盘预分配技术、多分区技术，使得循环记录时不出现碎片，延长硬盘寿命。
硬盘管理信息区的冻结保护技术，提高文件系统的安全性。
硬盘休眠与低寻道技术，提高硬盘的可靠性与运行效率。
硬盘失效预警技术，保证硬盘可靠、安全工作。
二、支持硬盘S.M.A.R.T功能
S.M.A.R.T英文全称：Self－Monitoring, Analysis and Reporting Technology，它的中文含义是自监测、分析和报告技术，所有硬盘厂商也都提供对它的支持。
S.M.A.R.T.技术可以监测磁头、磁盘、马达、电路等，主机上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较，当出现安全值范围以外的情况时，能够自动向用户发出警告。
3.4 无线网络传输技术
3.4.1 先进的无线网传技术
一、无线网络视频传输实现方案
无线网络视频传输平台由三部分组成
㈠、车载数字硬盘录像机
车载硬盘录像机作为系统的终端，在硬盘录像机启动后主动与转发服务器建立链路连接，并与其保持心跳连接，确保车载硬盘录像机不掉线。
㈡、转发服务器
在监控中心管理PC要调用车载硬盘录像机的图像或司机触发报警信号的时候，视频首先上传至转发服务器，再由转发服务器转发至相应的PC终端上。
㈢、监控中心管理平台
监控中心管理平台可接收终端上传的报警信号，并在屏幕上显示终端上传的图像；也可以在GIS电子地图系统中对指定车辆进行视频数据请求，并获取相关图像数据。
二、无线网络视频传输特点
㈠、系统采用无线运营商（中国电信）和WLAN无线局域网相结合的网络环境设计，网络覆盖面积广，盲点少，可提供不同网络环境下的视频浏览功能；
㈡、系统配置灵活，支持多种无线网络平台；
㈢、网络穿透能力强，适应多种网络应用，支持穿透运营商无线网关；
㈣、唯一的设备识别ID,安全性强，保障图像数据安全、可靠、稳定地传送至监控中心；
㈤、无线报警功能，系统通过报警按钮向中心报警，并主动上传现场视频图像。
三、多种无线网络传输方式
系统支持运营商电信EVDO的无线网传方式。
几种无线局域网的对比
网传方式 GPRS EVDO WLAN
(802.11g)
理论速率 85.6Kbps 1．8Mbps 54Mbps
实际速率 20～30 Kbps 400～600 Kbps 10～20Mbps
视频传输效果 CIF
1～2帧 CIF
15～20帧 D1/CIF
25帧
覆盖范围 很广 很广 小
自建基站 无需 无需 需自建
从上表可见，现有的网络环境下使用中国电信的EVDO是最适用带宽的网络模式。
四、有效的带宽节约方案
使用运营商的无线信道的资源有限，系统只是在得到报警触发信号和监控中心有浏览图像需求的时候才进行视频数据网络传输，这样可以节约大量网络带宽资源；有效地减少数据传输流量，降低系统运营成本支出。
3.4.2 无线网传安全技术
一、无线防火墙穿透技术
本系统采用主动连接模式进行网络连接，穿透防火墙的阻碍。终端启动后自动和监控中心的管理服务器进行注册，管理服务器通过对终端的ID和密码用户的认证，并与终端保持心跳连接。用户要浏览视频图像的时候，与管理服务器通讯，并向转发服务器申请调用图像即可。
二、无线VPDN网络传输
系统支持无线APN网络，采用无线APN网络中数据不经过公网，不会发生数据被截取或受到外网攻击，可确保网络安全。
三、网络安全认证
车载视频数据的安全性非常重要。系统要求完成用户和终端双重认证才能浏览前端视频信号，未经授权的终端用户无法建立与视频转发服务器的连接。
3.4.3 流媒体转发技术
若多人浏览同一幅图像时，无线网络带宽无法满足需求；系统采用流媒体转发技术，通过流媒体转发服务器将视频数据拷贝多份分别转发给多个认证用户，转发服务器也可以将终端的报警或相关信息转发给认证用户。
车载监控系统无线网络的带宽低于局域网的带宽，当局域网多个用户通过无线网去访问实时的视频流时，无线网的带宽低是限制多用户范围的一个瓶颈。如图所示：
当五个用户同时访问时的视频流如下图所示：
四信通信--物联网通信技术解决方案提供商
智慧电力、智慧城市、智慧水利、智慧消防、智慧地灾等行业解决方案提供商。
网址：www.four-faith.com
智慧电力、智慧城市、智慧水利、智慧消防、智慧地灾等行业解决方案提供商。
网址：www.four-faith.com
