基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在發(fā)生重大故障及緊急搶修的情況下，信息通信系統(tǒng)運維人員存在不熟悉現(xiàn)場情況、技術(shù)力量薄弱的情況，同時，在協(xié)調(diào)相關(guān)供電局進(jìn)行故障處理時，由于其對主干設(shè)備不了解，容易造成誤操作，引起故障范圍擴(kuò)大。通過臨時開通2M通道至所發(fā)生故障的變電站，運維人員配備無線信號轉(zhuǎn)換裝置，通過基于多模式通信技術(shù)的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)實現(xiàn)與調(diào)度現(xiàn)場的語音及視頻交互，實現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮故障處理及現(xiàn)場情況查看，保證調(diào)控中心了解現(xiàn)場實時情況，達(dá)到遠(yuǎn)程指揮和全程掌控與監(jiān)督的效果。
[0003]調(diào)度員/技術(shù)專員通過該系統(tǒng)與現(xiàn)場檢修人員實時視頻、語音對話，實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)督和把控，同時對現(xiàn)場存在的疑難點提供技術(shù)支持；終端的傳輸通道采用內(nèi)部光傳輸網(wǎng)通道(2M/以太網(wǎng))免費傳輸，在緊急情況下采用運營商4G方式付費傳輸；視頻傳輸達(dá)到尚清標(biāo)準(zhǔn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過高分辨率圖像和音頻采集壓縮技術(shù)、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)El長距離網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了高清視頻的傳輸，并通過監(jiān)控平臺對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督和把控，為現(xiàn)場的技術(shù)問題提供技術(shù)支持。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)包括無線高清語音攝像頭、現(xiàn)場接入設(shè)備、El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控平臺；所述現(xiàn)場接入設(shè)備包括El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和4G無線路由器；所述無線高清語音攝像頭用于將采集到的實時視頻、語音信號以無線WIFI方式傳輸至4G無線路由器；4G無線路由器將信號通過以太網(wǎng)傳輸至El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，或者通過4G網(wǎng)絡(luò)直接將信號傳輸至監(jiān)控平臺；E1/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的功能是實現(xiàn)以太網(wǎng)信號和El信號的轉(zhuǎn)換，將收到的以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為El信號，使得實時視頻、語音信號以El信號形式在同步/準(zhǔn)同步數(shù)字網(wǎng)上進(jìn)行長距離傳輸，再通過El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器將El信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，最后將信號傳輸至監(jiān)控平臺。
[0007]所述El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口、FPGA、多路El接口 ；所述FPGA支持雙口 RAM。
[0008]進(jìn)一步，所述的4G無線路由器包括處理器、串口驅(qū)動芯片、RS232接口、以太網(wǎng)接口芯片、RJ45接口、4G模塊、SDRAM、FLASH、時鐘、PCMCIA卡、WIFI網(wǎng)卡和電源。
[0009]進(jìn)一步，所述監(jiān)控平臺是基于ASP.NET技術(shù)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括客戶端與服務(wù)器端。
[0010]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過高清攝像頭對視頻和音頻數(shù)據(jù)采集，使用4G無線路由器和El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)通過光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，再經(jīng)過El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)信號解碼，最終將信號發(fā)送到監(jiān)控終端，實現(xiàn)現(xiàn)場指揮。該系統(tǒng)的El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器盡可能將軟件部分硬件化，大大提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的速度，監(jiān)控平臺支持標(biāo)準(zhǔn)H.323協(xié)議、支持最新的H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)、界面操作簡單、性能穩(wěn)定，該系統(tǒng)減少了延時、圖像清晰穩(wěn)定，能達(dá)到預(yù)期效果，可以對遠(yuǎn)程設(shè)備維修提供技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0012]圖1為本實用新型所述的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)架構(gòu)；
[0013]圖2為El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器硬件結(jié)構(gòu)；
[0014]圖3為4G無線路由器硬件結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]圖1為本實用新型所述的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)架構(gòu)圖，該遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)包括無線高清語音攝像頭、現(xiàn)場接入設(shè)備、El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控平臺，其中現(xiàn)場接入設(shè)備是El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器、4G無線路由器的集成。
[0017]El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的功能是實現(xiàn)以太網(wǎng)信號和El信號的轉(zhuǎn)換，將收到的以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為El信號，使得實時視頻、語音信號以El信號形式在同步/準(zhǔn)同步數(shù)字網(wǎng)上進(jìn)行長距離傳輸，再在通過El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器將El信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，最后將信號傳輸至監(jiān)控平臺。利用同軸電纜通信線路，為以太網(wǎng)提供帶寬最高達(dá)2.048M的數(shù)據(jù)傳輸通道，通過同軸電纜將以太網(wǎng)接入電力光纖網(wǎng)絡(luò)。
[0018]4G無線路由器的功能是把寬帶網(wǎng)絡(luò)信號或4G信號通過天線轉(zhuǎn)發(fā)為覆蓋一定區(qū)域的無線WIFI信號，實現(xiàn)無線攝像頭等設(shè)備通過無線方式接入以太網(wǎng)或4G網(wǎng)絡(luò)。4G無線路由器將收到的信號通過以太網(wǎng)傳輸至El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，或者通過4G網(wǎng)絡(luò)直接將信號傳輸至監(jiān)控平臺。
[0019]無線高清語音攝像頭的功能為把攝像頭采集到的實時視頻、語音信號以無線WIFI方式接入無線路由器，實現(xiàn)實時語音、視頻功能。
[0020]El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器的功能分三個模塊:以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口模塊、FPGA數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)管理模塊、多路El接口模塊。El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中:
[0021]太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口模塊主要使用Broadcom公司的PHY芯片，實現(xiàn)多路以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換和IP數(shù)據(jù)包的封裝與拆封；
[0022]FPGA使用的是XiIinx公司的芯片，完成以太網(wǎng)包頭處理，流量控制、HDLC幀封裝和拆封等，實現(xiàn)以太網(wǎng)MAC幀和El線路HDLC幀之間的轉(zhuǎn)換，此部分是設(shè)計的重點和難點；
[0023]El接口模塊實現(xiàn)El信號線路碼的處理；
[0024]電源模塊和時鐘模塊為電路提供各種所需的電源和頻率源。
[0025]轉(zhuǎn)換器的基本工作原理是:把El同步比特流封裝成HDLC幀，再加上IP頭，封裝成IP數(shù)據(jù)包，通過IP網(wǎng)絡(luò)把這些數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡?，目的地重新生成同步時鐘信號，去掉數(shù)據(jù)包中的IP頭，對HDLC解封裝之后轉(zhuǎn)化成El同步比特流發(fā)送出去。
[0026]本設(shè)計中使用FPGA自帶的雙口 RAM來緩存以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，并將高速數(shù)據(jù)適配到低速信道上傳輸。由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)最大不超過1500字節(jié)，故IP包最大不超過1518字節(jié)(加上18字節(jié)的包頭)，雙口 RAM至少要容納下一個最長1518字節(jié)的IP包。實驗中使用安捷倫的Smartbit測試儀經(jīng)過反復(fù)實驗和調(diào)試發(fā)現(xiàn)，將雙口 RAM設(shè)置為4096字節(jié)，可以達(dá)到2M的吞吐量。進(jìn)一步實驗發(fā)現(xiàn)，在這種配置情況下，發(fā)送方在發(fā)送流量為5M的突發(fā)包后，然后恢復(fù)2M速度，短暫的丟包之后可以恢復(fù)正常的通信，基本可以滿足本系統(tǒng)通信的需求。
[0027]4G無線路由器硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示，4G無線路由器包括處理器、串口驅(qū)動芯片、RS232接口、以太網(wǎng)接口芯片、RJ45接口、4G模塊、SDRAM、FLASH、時鐘、PCMCIA卡、WIFI網(wǎng)卡和電源。無線路由器主要完成不同接口之間的數(shù)據(jù)幀存儲、格式轉(zhuǎn)換和路由轉(zhuǎn)發(fā)，無線網(wǎng)絡(luò)Infrastructure類型的建站工作以及無線網(wǎng)絡(luò)的管理。其核心是一顆Micrel半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的KS8695X高性能微控制器，該微控制器專為以太網(wǎng)通信系統(tǒng)的集線器和路由器而設(shè)計，具有低成本和高性能的特點。由于該路由器只需提供一個以太網(wǎng)接入口，所以沒有設(shè)計用于建立局域網(wǎng)的多端口交換功能。RS232串口為配置口，主要為無線路由器提供配置管理功能。
[0028]基于多模式通信的調(diào)度遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)的監(jiān)控平臺是基于ASP.NET技術(shù)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，分為客戶端與服務(wù)器端。客戶端是主要為視頻數(shù)據(jù)請求連接模塊、網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)視頻接收模塊，請求服務(wù)端模塊。
[0029]服務(wù)端主要接受客戶端的傳輸視頻請求，通過客戶端發(fā)送的連接請求，獲取客戶端的IP和端口號，創(chuàng)建視頻會話線程，確定指定客戶端接受并設(shè)定參數(shù)，服務(wù)器開始實時視頻線程的讀取。
[0030]本實用新型提供的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過高清攝像頭對視頻和音頻數(shù)據(jù)采集，使用4G無線路由器和El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)通過光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，再經(jīng)過El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)信號解碼，最終將信號發(fā)送到監(jiān)控終端，實現(xiàn)現(xiàn)場指揮。該系統(tǒng)的El/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器盡可能將軟件部分硬件化，大大提高系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的速度，監(jiān)控平臺支持標(biāo)準(zhǔn)H.323協(xié)議、支持最新的H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)、界面操作簡單、性能穩(wěn)定，該系統(tǒng)減少了延時、圖像清晰穩(wěn)定，能達(dá)到預(yù)期效果，可以對遠(yuǎn)程設(shè)備維修提供技術(shù)支持。
[0031]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，其特征在于:該遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)包括無線高清語音攝像頭、現(xiàn)場接入設(shè)備、El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控平臺；所述現(xiàn)場接入設(shè)備包括El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和4G無線路由器；所述無線高清語音攝像頭用于將采集到的實時視頻、語音信號以無線WIFI方式傳輸至4G無線路由器；4G無線路由器將信號通過以太網(wǎng)傳輸至El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，或者通過4G網(wǎng)絡(luò)直接將信號傳輸至監(jiān)控平臺；E1/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的功能是實現(xiàn)以太網(wǎng)信號和El信號的轉(zhuǎn)換； 所述El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口、FPGA、多路El接口 ；所述FPGA支持雙口 RAM。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，其特征在于:所述El/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接口、FPGA、多路El接口 ；所述FPGA支持雙口 RAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，其特征在于:所述的4G無線路由器包括處理器、串口驅(qū)動芯片、RS232接口、以太網(wǎng)接口芯片、RJ45接口、4G模塊、SDRAM、FLASH、時鐘、PCMCIA 卡、WIFI 網(wǎng)卡和電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控平臺是基于ASP.NET技術(shù)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括客戶端與服務(wù)器端。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于多模式通信的遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)包括無線高清語音攝像頭、現(xiàn)場接入設(shè)備、E1/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控平臺。該系統(tǒng)通過采用高分辨率圖像和音頻采集壓縮技術(shù)、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)E1長距離網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、4G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了高清視頻的傳輸，并通過監(jiān)控平臺對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督和控制，同時對現(xiàn)場的技術(shù)問題提供技術(shù)支持。
【IPC分類】H04N7-18, H04N7-015, H04L29-06, H04L29-08
【公開號】CN204578681
【申請?zhí)枴緾N201520288208
【發(fā)明人】李果, 艾乾可, 羅志勇, 陳柯, 陳露, 夏銀, 胡俊鋒, 萬碧
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)重慶市電力公司信息通信分公司, 重慶郵電大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月6日