項目研究的目的和主要研究內容

研究目的

為了遠程對現場進行設備管理和環境監控，并簡化現場監控設備，有效地提高整個系統的穩定性和安全性。擬開發一款遠程控制器，簡稱RCM遠控器。該遠控器將集現場數據采集、多種通信協議轉換、故障告警、應急控制、智能聯動、內嵌WEB配置頁等多項功能。

主要研究內容

1.遠程監控系統

遠程監控系統總體結構(如圖1所示)，其中主要研究內容為RCM遠控器。

圖 1

遠控器通過RJ45與TCP/IP網絡開放式網絡相連;遠程瀏覽站通過遠控器的IP地址和密碼瀏覽并獲取信息;遠程監控中心則通過網絡對遠控器實施實時監控。在這里，遠控器是一臺具有數據采集、數據傳輸和智能處理的微型計算機系統。

2、RCM遠控器

遠程監控系統中的遠控器的接口類型如圖2所示，內部框圖如圖3所示。主要分為硬件、軟件兩部分：硬件設計包括信息采集模塊、DSP信息處理模塊以及FPGA處理器模塊等;軟件設計主要包括DSP子系統軟件設計和FPGA子系統軟件設計等幾部分。

圖2遠控器接口類型

圖3 遠控器內部總體結構框圖

接口說明：

數據類

1)AI:16路模擬/數字轉換電壓輸入(0-5V DC或0-20mA);

2)AO:16路模擬量輸出;

3)DI:32 路光隔開關量狀態輸入(TTL電平)(4X8);

4)DO:16 路光隔繼電器控制輸出，16路模擬通道可實現一對一聯動;

5)RS232串口：2個;RS485串口：4個

6)RJ45:2個10/100Base-T 以太口(物理接口： RJ-45插座);連接口：插口;協議傳送：RTP/IP，UDP/IP，TCP/IP，或組播IP。

7)POWER IN/OUT為電源輸入、輸出。

視頻類

VIDEO IN:4路視頻輸入用于圖像傳輸，1Vpp - 75歐姆;連接口：BNC 陰性。

壓縮方式：MPEG4;傳輸幀率：每秒1-25幀(PAL，可設置，全實時;分辨率： 從176×144到720×576可選(PAL);176×120至704×480可選(NTSC格式);帶寬：從30Kbit/sec.至4Mbit/sec。可設置;圖像標準：NTSC制或PAL制;圖像質量：可設置。

音頻類

AUDIO IN:4路音頻輸入，-46至-3dBV--1K歐姆;

AUDIO OUT:4路音頻輸出，-46至-3dBV--最小16歐姆。

接口：3.5mm輸入和輸出立體聲接口。

硬件部分

視頻服務器實現

FPGA(裝Linux系統)完成視頻服務器功能(同時可以提供一些數據接口)，對于視頻信號通過流媒體轉發將壓縮后的視頻信號經過網絡接口傳給相應的管理設備(PC機等)。對于數據信號直接通過TCP/IP協議傳給管理設備。視頻服務器的實現如圖4所示。

圖4 視頻服務器實現框圖

軟件部分

1) DSP子系統軟件設計。這部分包括CPLD/FPGA邏輯控制軟件的設計和接口驅動程序，其中控制邏輯通過VHDL語言實現邏輯電路;接口驅動包括：視頻接口驅動，音頻接口驅動，串口驅動，以及AD電路接口驅動。因為這里DSP主要負責數據的采集和處理，所以邏輯控制部分主要放在FPGA中完成。

2) FPGA子系統軟件設計。FPGA部分除了完成一部分數據接口外，最主要的任務是完成流媒體和數據服務器功能以及各種控制邏輯(如聯動邏輯等)，其總體結構如圖4所示。

國內、外研究現狀和發展動態

隨著現代社會信息和網絡技術的飛速發展，遠程監控已開始慢慢取代了現場監控，國內外都展開了積極的研究。傳統的視頻監控系統采用C/S模式，且受技術發展的局限，只能進行現場監視，簡單的報警信息傳輸，無法實現遠距離傳輸視頻信號，對于前端具體情況的了解、事件的確認是非常困難的，無形中降低了系統的穩定性和安全性。尤其是現在企業為提高勞動生產率，增強競爭力，在平常的生產過程大量采用無人值守模式。而對于有些行業，如變電站這樣的行業來說，遠程、實時的監控是行業系統安全運作必備的前提條件。目前，基于Web的B/S模式是監控系統的發展方向之一。B/S模式監控系統由瀏覽器、應用服務器和數據庫服務器組成。而基于嵌入式Web服務器，采用B/S模式監控的遠程監控系統為監控系統的網絡化、小型化提供了有效途徑，嵌入式網絡監控已成為監控系統未來發展的重點方向之一，它的加入避免了現場監控的缺陷，節省管理成本，提高系統穩定性和安全性。所以遠程監控在未來的市場中會有非常樂觀的前景，有廣闊的市場。

項目的創新點和特色

創新點

設備采用嵌入式技術和開放的網絡平臺，通過配置多種傳感器、變送器等，實現對現場的模擬數據和狀態參數進行實時采集和控制，并能對監控現場實施遠程監控，如：適配攝像頭便可以通過網絡傳遞現場圖像，并通過網頁訪問、控制、配置這些攝像頭，通過ISDN，PSTN，或xDSL路由器，實現視頻信號在局域網、廣域網或者國際互連網的傳播。可以通過五類線、光纖或無線媒介在10/100 Base-T網絡上以每秒25(PAL)幅畫面傳送高質量MPEG4圖像。

該遠控器將集現場數據采集、多種通信協議轉換、故障告警、應急控制、智能聯動、內嵌WEB配置頁等多項功能。

特色

支持音視頻及現場數據采集，支持緊急事件告警，支持遠程軟件升級、更新，支持XML接口與。NET平臺無縫集成，支持多用戶同時訪問，設置多級密碼認證機制，適應性強，安全性好，精度高，可靠性高，智能程度高，可維護性好，脫離上位機時，可自動根據預先設定的參數進行工作，且參數可遠程實時調整。