基于MCU和总线技术实现数字图像监控系统的设计

作者：方璐；王刚 

1.引言

信息社会，科技发展日新月异。随着国民经济的持续发展，电力发电、水文勘测、电视中继转播等很多场合都存在多设备、多参量的远程监控问题。数字图像远程集中监控系统是结合先进的计算机网络技术、多媒体技术、通信技术适应电信、电力、银行、交通、水利以及公安等行业用户多样化需求的数字图像监控系统建设方案。

2.组网方式

该系统可采用以多点控制系统（MCU）为汇接中心，采用辐射形式与各监控点连接，通过MCU对各监控点的图像、语音、数据进行处理，实施监控。整个系统组网方式的优点是网络结构简单，控制方便，连接灵活，扩容迅速。但该监控系统需要一个安全性好，可靠性高，稳定性强，能传输多媒体信息，有较强伸缩性，并符合国际标准的网络通信平台。因此，对网络主要有三点要求。

求网络有较大的带宽，较高的信源压缩比。

网络时延小，误码率低。

为适应网络传输系统的交互性和灵活性的发展趋势，要求实施多媒体监控并且要求网络支持系统便于扩展和升级。

3.工作原理

数字图像远程监控系统根据用户的不同需求可分为低速率系统、高速率系统。低速率系统可提供6B以内图像监控，可采用PSIN专线、ISDN、B-ISDN以及DDN方式。高速率系统可保证6B~30B的图像监控，但需要用2M以上的带宽线路用于传输各种信号。传输方式有：基于物理传输网的E1传输方式、高速光纤、无线微波、超五类以上的双绞线以及租用公网2M线路等方式。

如图1所示，烟感、通风等探测器将采集到的模拟信号传到A/D转换器，经转换器转换后的数字信号由RS232或RS485传送到图像编码传输器。

监控中心于各个分控中心可敬多点控制器，通过DDN/ISDN/E1/MW等传输方式连接解编码器。中心编解码器输出的视频信号进入画面处理器。在其分割后输出多路视频信号送至电视墙或管理台。视频切换即画面处理设备将终端的摄像头采集到的图像按一定的时间间隔，分别传输到图像编码传输设备。该设备将图形按照一定的算法进行编码、压缩，经DDN/ISDN/E1/MW等线路至多点控制器（MCU）。MCU类似一个小型的交换机，它可提供多个端口供各子监控单元的多种监控信号接入，并按照一定的算法对音频流、视频流、数据流进行处理。MCU将这些信号经矩阵切换送至上级监控中心、数据采集处理机、闭路电视或经编解码器至CRT。

LAN可采用Ethernet或FDDI等形式组网。数据采集处理机将由MCU送来的信号进行解码并发布到LAN上。监控中心或子监控中心可实现与本地MIS网或其他网络的友好连接。本地MIS用户可经权限识别通过视频服务器访问监控系统采集到的视频信号。视频服务器主要作用是视频点播（VOD），同时实现网上用户视频访问管理和视频接入调配管理。本系统中视频服务器负责全网的智能化信息处理工作，通过模块化的设计实现多台处理机协同工作。用户可通过网络，点播视频服务器上的视频节目。通常情况下，可选择适用于一个小型或中型规模网络的视频服务器，其用户数目在0~50或50~1000之间。视频服务器响应用户的点播，将视频节目以视频流的方式传送到各个工作站的计算机。这样各个工作站可进行浏览、发送命令（如：令摄像机左转50度，垂直下降2厘米） 等。该命令由软件编译， 在LAN上传输送至解编码器进行解码， 再经MCU切换、光纤等传输线路送至图像编码传输设备。该设备将命令解释成控制信号送至云台， 指挥摄像机工作， 这样就实现了远程监控。

4.结语

数字图像远程集中监控系统是一种全新的监控系统，它打破了传统的闭路电视监控系统的局限，可协调不同设备的需求，确保无缝通信，解决视频、音频、数字等信号在网络上的传输。这种新兴的交互式多媒体监控系统将逐步渗透到生产、生活的方方面面。随着网络技术、通信技术以及视频点播技术的发展与成熟，它将得到广泛应用。