3.1 車載端

　　車載端是機車視頻監控系統的一個重要部分，它將直接與機車司機接觸。為方便開發，縮短開發周期，擬采用硬盤錄像機和無線視頻傳輸模塊為核心來組成車載端系統。

　　硬盤錄像機選用了深圳景陽公司的ADR 系列嵌入式數字硬盤錄像機，它采用工業級專用數字信號處理器和嵌入式操作系統（Vxworks），可靠、穩定。它支持16 路視頻輸入，司機在駕駛室可通過RS485 接口接盤選擇1 路或者多路觀看。同時，它還支持多路報警量輸入，可在機車關鍵部位安裝溫度、煙霧傳感器，并接入硬盤錄像機對應接口，在機車出現溫度、煙霧異常情況時，硬盤錄像機可發出警報，提醒司機注意。

　　無線視頻傳輸模塊選用了北京百目公司的極目 728M - CDMA 無線視頻傳輸器，可通過廠家提供的SDK 進行二次開發，十分方便。該模塊的功能結構圖如圖2 所示。

　　圖2 極目728M 結構圖

　　極目 728M 采用了基于H.264 的活動視頻壓縮算法，具有壓縮效率高，系統功耗小的特點。由于在色度壓縮上的特殊處理，在實現高壓縮效率的同時也保證了很好的清晰度和色彩還原質量，最高分辨率可達704x576.該模塊內置CDMA 通訊控制協議及TCP/IP 協議，支持動態或固定IP 地址方式，支持域名解析，多種觸發啟動模式，具有2 路雙向輔助串行口，可連接串行用戶設備，支持雙向測控數據復用。傳輸速率為：彩色320x240/CDMA2000 1X -平均5 幀/秒，最高15 幀/秒；彩色640x480/CDMA2000 1X - 平均0.5 幀/秒，最高2 幀/秒。

　　將攝像頭輸出的 NTSC 或PAL 制視頻信號接入該模塊，經解碼器解碼后送入DSP 芯片。

　　DSP 采取基于H.264 的視頻壓縮算法，采用多模式多尺寸運動估算和4x4 整數無損變換等多種最新視頻壓縮技術，具有編碼效率高、圖像質量好等優點。DSP 將經壓縮的視頻數據送入CDMA 模塊，通過無線網絡將視頻數據送到視頻服務器，從而實現了視頻信號的無線傳輸。

　　此外，機車上的運行記錄單元是保證機車安全運行的重要裝置，它記錄著機車運行時的各項數據。在車載端可通過一個小的單片機系統，從機車TAX 箱中將這些運行數據實時讀出，并送入極目728M 模塊的RS232 接口中，將這些數據無線傳輸到服務器，使得地面監控人員也能夠實時了解機車運行的數據。

　　3.2 視頻服務器

　　視頻服務器是整個機車視頻監控系統的關鍵部分，它是車載端和地面遠程監控端聯系的樞紐。車載端將數據通過無線網絡發送到服務器上，遠程監控端通過視頻服務器來實時瀏覽這些重要數據。因為需要處理大量的視頻數據，所以視頻服務器需要一個性能良好，能夠穩定運行的硬件平臺。另外，需要申請一個獨立固定的IP 地址，使得各個地面遠程監控端能夠訪問視頻服務器。視頻服務器端軟件在百目公司提供的與極目728M 配套的SDK 上開發，簡潔方便。服務器軟件工作流程如下：

　　（1）服務器啟動，向車載端發送包含本地地址信息的短消息，此時車載端處于離線狀態；（2）車載端接收到短消息后，自動上線然后與服務器進行連接，此時車載端處于休眠狀態；（3）服務器向車載端發送激活命令，當車載端激活后服務器便可以控制傳輸器傳輸視頻圖象，并可以進行其他的遠程操作，此時車載端處于激活狀態；（4）服務器操作完畢，斷開與傳輸器的連接，然后關閉服務器，此時站點處于離線狀態。

　　3.3 遠程監控端

　　遠程監控端是是地面管理人員實時監控機車運行狀況和司機駕駛情況的平臺，只需在能夠上網的普通PC 機上安裝一套客戶端軟件即可。視頻服務器首先給各個地面監控端分配好用戶名和密碼，遠程監控端通過客戶端軟件，使用用戶名，密碼登錄視頻服務器，不同級別的用戶，可以取得不同的權限，瀏覽或控制各個車載端。遠程監控端客戶軟件工作流程如下：

　　（1）設置網絡參數，包括服務器地址/端口，本地地址/端口，用戶名/密碼；（2）連接視頻服務器，判斷連接成功或者失敗，產生相應事件；（3）連接上視頻服務器后，出現車載端列表，選擇需要瀏覽的車載端名稱，并啟動視頻瀏覽；（4）在啟動視頻瀏覽后，可以設置視頻參數，以及選擇車載端不同的畫面瀏覽；（5）結束視頻瀏覽后，可從視頻服務器等出并斷開連接。

　　4. 結論

　　開發一套機車視頻監控系統是十分必要的，它可以幫助司機更好的駕駛機車，減輕司機的工作壓力，降低司機的工作強度，提高機車行駛的安全性。此外，該系統還可以幫助地面管理部門實施遠程實時監控，便于管理。

　　該開發方案是建立在 DVR 和視頻傳輸模塊之上的，開發周期較短，過程簡單可行。