CN204578681U - 基于多模式通信的远程指挥系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于多模式通信的远程指挥系统，该远程指挥系统包括无线高清语音摄像头、现场接入设备、E1/以太网协议转换器和监控平台。该系统通过采用高分辨率图像和音频采集压缩技术、以太网转E1长距离网络传输技术、4G网络传输技术，实现了高清视频的传输，并通过监控平台对现场进行监督和控制，同时对现场的技术问题提供技术支持。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种基于多模式通信的远程指挥系统。
背景技术
目前，在发生重大故障及紧急抢修的情况下，信息通信系统运维人员存在不熟悉现场情况、技术力量薄弱的情况，同时，在协调相关供电局进行故障处理时，由于其对主干设备不了解，容易造成误操作，引起故障范围扩大。通过临时开通2M通道至所发生故障的变电站，运维人员配备无线信号转换装置，通过基于多模式通信技术的远程指挥系统实现与调度现场的语音及视频交互，实现远程指挥故障处理及现场情况查看，保证调控中心了解现场实时情况，达到远程指挥和全程掌控与监督的效果。
调度员/技术专员通过该系统与现场检修人员实时视频、语音对话，实现对现场的监督和把控，同时对现场存在的疑难点提供技术支持；终端的传输通道采用内部光传输网通道(2M/以太网)免费传输，在紧急情况下采用运营商4G方式付费传输；视频传输达到高清标准。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于多模式通信的远程指挥系统，该系统通过高分辨率图像和音频采集压缩技术、以太网转E1长距离网络传输技术、4G网络传输技术，实现了高清视频的传输，并通过监控平台对现场进行监督和把控，为现场的技术问题提供技术支持。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
基于多模式通信的远程指挥系统，该远程指挥系统包括无线高清语音摄像头、现场接入设备、E1/以太网协议转换器和监控平台；所述现场接入设备包括E1/以太网协议转换器和4G无线路由器；所述无线高清语音摄像头用于将采集到的实时视频、语音信号以无线WIFI方式传输至4G无线路由器；4G无线路由器将信号通过以太网传输至E1/以太网协议转换器，或者通过4G网络直接将信号传输至监控平台；E1/以太网协议转换器的功能是实现以太网信号和E1信号的转换，将收到的以太网信号转换为E1信号，使得实时视频、语音信号以E1信号形式在同步/准同步数字网上进行长距离传输，再通过E1/以太网协议转换器将E1信号转换为以太网信号，最后将信号传输至监控平台。
所述E1/以太网协议转换器包括以太网业务接口、FPGA、多路E1接口；所述FPGA支持双口RAM。
进一步，所述的4G无线路由器包括处理器、串口驱动芯片、RS232接口、以太网接口芯片、RJ45接口、4G模块、SDRAM、FLASH、时钟、PCMCIA卡、WIFI网卡和电源。
进一步，所述监控平台是基于ASP.NET技术实现的网络视频监控系统，包括客户端与服务器端。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的基于多模式通信的远程指挥系统，该系统通过高清摄像头对视频和音频数据采集，使用4G无线路由器和E1/以太网转换器将数据通过光纤进行远距离传输，再经过E1/以太网转换器实现信号解码，最终将信号发送到监控终端，实现现场指挥。该系统的E1/以太网转换器尽可能将软件部分硬件化，大大提高系统处理数据的速度，监控平台支持标准H.323协议、支持最新的H.264编码标准、界面操作简单、性能稳定，该系统减少了延时、图像清晰稳定，能达到预期效果，可以对远程设备维修提供技术支持。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型所述的基于多模式通信的远程指挥系统架构；
图2为E1/以太网转换器硬件结构；
图3为4G无线路由器硬件结构。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实用新型所述的基于多模式通信的远程指挥系统架构图，该远程指挥系统包括无线高清语音摄像头、现场接入设备、E1/以太网协议转换器和监控平台，其中现场接入设备是E1/以太网协议转换器、4G无线路由器的集成。
E1/以太网协议转换器的功能是实现以太网信号和E1信号的转换，将收到的以太网信号转换为E1信号，使得实时视频、语音信号以E1信号形式在同步/准同步数字网上进行长距离传输，再在通过E1/以太网协议转换器将E1信号转换为以太网信号，最后将信号传输至监控平台。利用同轴电缆通信线路，为以太网提供带宽最高达2.048M的数据传输通道，通过同轴电缆将以太网接入电力光纤网络。
4G无线路由器的功能是把宽带网络信号或4G信号通过天线转发为覆盖一定区域的无线WIFI信号，实现无线摄像头等设备通过无线方式接入以太网或4G网络。4G无线路由器将收到的信号通过以太网传输至E1/以太网协议转换器，或者通过4G网络直接将信号传输至监控平台。
无线高清语音摄像头的功能为把摄像头采集到的实时视频、语音信号以无线WIFI方式接入无线路由器，实现实时语音、视频功能。
E1/以太网转换器的功能分三个模块：以太网业务接口模块、FPGA数据处理和业务管理模块、多路E1接口模块。E1/以太网转换器硬件结构如图2所示，其中：
太网业务接口模块主要使用Broadcom公司的PHY芯片，实现多路以太网数据交换和IP数据包的封装与拆封；
FPGA使用的是Xilinx公司的芯片，完成以太网包头处理，流量控制、HDLC帧封装和拆封等，实现以太网MAC帧和E1线路HDLC帧之间的转换，此部分是设计的重点和难点；
E1接口模块实现E1信号线路码的处理；
电源模块和时钟模块为电路提供各种所需的电源和频率源。
转换器的基本工作原理是：把E1同步比特流封装成HDLC帧，再加上IP头，封装成IP数据包，通过IP网络把这些数据包传输到目的地，目的地重新生成同步时钟信号，去掉数据包中的IP头，对HDLC解封装之后转化成E1同步比特流发送出去。
本设计中使用FPGA自带的双口RAM来缓存以太网数据包，并将高速数据适配到低速信道上传输。由于以太网数据最大不超过1500字节，故IP包最大不超过1518字节(加上18字节的包头)，双口RAM至少要容纳下一个最长1518字节的IP包。实验中使用安捷伦的Smartbit测试仪经过反复实验和调试发现，将双口RAM设置为4096字节，可以达到2M的吞吐量。进一步实验发现，在这种配置情况下，发送方在发送流量为5M的突发包后，然后恢复2M速度，短暂的丢包之后可以恢复正常的通信，基本可以满足本系统通信的需求。
4G无线路由器硬件结构如图3所示，4G无线路由器包括处理器、串口驱动芯片、RS232接口、以太网接口芯片、RJ45接口、4G模块、SDRAM、FLASH、时钟、PCMCIA卡、WIFI网卡和电源。无线路由器主要完成不同接口之间的数据帧存储、格式转换和路由转发，无线网络Infrastructure类型的建站工作以及无线网络的管理。其核心是一颗Micrel半导体公司生产的KS8695X高性能微控制器，该微控制器专为以太网通信系统的集线器和路由器而设计，具有低成本和高性能的特点。由于该路由器只需提供一个以太网接入口，所以没有设计用于建立局域网的多端口交换功能。RS232串口为配置口，主要为无线路由器提供配置管理功能。
基于多模式通信的调度远程指挥系统的监控平台是基于ASP.NET技术实现的网络视频监控系统，分为客户端与服务器端。客户端是主要为视频数据请求连接模块、网络视频传输模块、网络视频接收模块，请求服务端模块。
服务端主要接受客户端的传输视频请求，通过客户端发送的连接请求，获取客户端的IP和端口号，创建视频会话线程，确定指定客户端接受并设定参数，服务器开始实时视频线程的读取。
本实用新型提供的基于多模式通信的远程指挥系统，该系统通过高清摄像头对视频和音频数据采集，使用4G无线路由器和E1/以太网转换器将数据通过光纤进行远距离传输，再经过E1/以太网转换器实现信号解码，最终将信号发送到监控终端，实现现场指挥。该系统的E1/以太网转换器尽可能将软件部分硬件化，大大提高系统处理数据的速度，监控平台支持标准H.323协议、支持最新的H.264编码标准、界面操作简单、性能稳定，该系统减少了延时、图像清晰稳定，能达到预期效果，可以对远程设备维修提供技术支持。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.基于多模式通信的远程指挥系统，其特征在于：该远程指挥系统包括无线高清语音摄像头、现场接入设备、E1/以太网协议转换器和监控平台；所述现场接入设备包括E1/以太网协议转换器和4G无线路由器；所述无线高清语音摄像头用于将采集到的实时视频、语音信号以无线WIFI方式传输至4G无线路由器；4G无线路由器将信号通过以太网传输至E1/以太网协议转换器，或者通过4G网络直接将信号传输至监控平台；E1/以太网协议转换器的功能是实现以太网信号和E1信号的转换；
所述E1/以太网协议转换器包括以太网业务接口、FPGA、多路E1接口；所述FPGA支持双口RAM。
2.根据权利要求1所述的基于多模式通信的远程指挥系统，其特征在于：所述E1/以太网协议转换器包括以太网业务接口、FPGA、多路E1接口；所述FPGA支持双口RAM。
3.根据权利要求1所述的基于多模式通信的远程指挥系统，其特征在于：所述的4G无线路由器包括处理器、串口驱动芯片、RS232接口、以太网接口芯片、RJ45接口、4G模块、SDRAM、FLASH、时钟、PCMCIA卡、WIFI网卡和电源。
4.根据权利要求1所述的基于多模式通信的远程指挥系统，其特征在于：所述监控平台是基于ASP.NET技术实现的网络视频监控系统，包括客户端与服务器端。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105553109A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-04 | 许昌学院 | 一种变电站图像监视信号远程传输的方法 |
| CN106101648A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 上海建工二建集团有限公司 | 一种工程抢险用无线传输指挥系统及其布置方法 |
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