《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于3G无线传输的智能校车监控系统设计方案
摘要: XW-H3000-DVR-3G是星唯科技旗下品牌666GPS研发的车载终端,系统基于3G无线高速传输技术(DigitalVideoRecord),结合了GPS定位监控,汽车行驶记录,司机身份识别,异常报警等功能,全天候实时监控高清度录像,有效解决了校车监控的滞后性缺陷,而且,它采用了数字化视频压缩存储、RFID卡等现代技术,更为人性化和智能化。
Abstract:
Key words :

一、概述

我國去年有超過1.8萬名14歲以下兒童死于道路交通事故。近年來校車交通安全事故已經(jīng)成為中小學(xué)生安全事故意外傷亡當(dāng)中最主要的"殺手。究其原因,主要存在四大隱患:校車質(zhì)量不達(dá)標(biāo),司機(jī)安全意識弱,超載現(xiàn)象嚴(yán)重,多頭管理無人負(fù)責(zé),其中很大部分因素涉及監(jiān)管問題,駕駛司機(jī)、跟車教師、學(xué)生在車上的活動狀態(tài)等缺乏相關(guān)部門有效的監(jiān)管和監(jiān)測。

依靠警力突擊檢查是不夠的,校車運(yùn)輸作為一個長期的監(jiān)管問題,迫切需要借助技術(shù)設(shè)施對其安全運(yùn)行實行有效監(jiān)控,而且在發(fā)生事故時可作為追責(zé)的判斷依據(jù)。我國首部小學(xué)校車安全國標(biāo)《專用小學(xué)生校車安全技術(shù)條件》2010年7月 1日起將正式實施,專用小學(xué)生校車必須安裝汽車行駛記錄儀GPS,俗稱"黑匣子"。但是校車GPS監(jiān)控存在的一大弊端是無法實時監(jiān)視車內(nèi)情況,隨時解決問題。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

XW-H3000-DVR-3G是星唯科技旗下品牌666GPS研發(fā)的車載終端,系統(tǒng)基于3G無線高速傳輸技術(shù)(Digital Video Record),結(jié)合了GPS定位監(jiān)控,汽車行駛記錄,司機(jī)身份識別,異常報警等功能,全天候?qū)崟r監(jiān)控高清度錄像,有效解決了校車監(jiān)控的滯后性缺陷,而且,它采用了數(shù)字化視頻壓縮存儲、RFID卡等現(xiàn)代技術(shù),更為人性化和智能化。



校車監(jiān)控

如圖,系統(tǒng)由服務(wù)器系統(tǒng)、固定外網(wǎng)服務(wù)器、3G無線通信/Internet、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、車載終端設(shè)備、監(jiān)控中心后臺六部分組成一個全天候24小時監(jiān)控的校車運(yùn)輸車輛監(jiān)管平臺。

服務(wù)器系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)化、調(diào)用和傳輸,因為車載終端設(shè)備本身并不具備大量存儲數(shù)據(jù)的功能,只能通過服務(wù)器保存。

固定IP外網(wǎng)服務(wù)器,具有一個固定IP地址,以使GPS終端上線后主動尋找該地址的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向通訊,以便GPS設(shè)備終端實時與服務(wù)器進(jìn)行通訊。

3G無線通信/Internet連接設(shè)備和各種服務(wù)器/后臺。GPS,數(shù)據(jù)的定位跟蹤。

車載終端設(shè)備安裝于校車,帶有攝像頭或相機(jī),實時、全方位錄像車內(nèi)外的運(yùn)行狀態(tài)。

監(jiān)控中心后臺方便校方管理層或有關(guān)部門對車輛行駛過程實施監(jiān)控、管理、調(diào)度、追蹤等。其實是一個查車平臺。

三、3G傳輸、智能監(jiān)控在校車管理的應(yīng)用

該款車載終端內(nèi)的GPS模塊、GSM模塊、CPU經(jīng)過嚴(yán)格測試,符合國家交通運(yùn)輸部部標(biāo)檢驗,其穩(wěn)定性能夠抗電子雜波干擾,-20℃至+60℃的運(yùn)行溫度區(qū)間適用于全國不同地區(qū)的幼兒園、中小學(xué)。XW-H3000-DVR-3G針對校車超載、司機(jī)違規(guī)行駛等校車事故隱患做了一些特別改良,使其達(dá)到更好的監(jiān)控目的。

1、3G實時視頻/圖像傳輸

3G傳輸最大好處在于實現(xiàn)了實時監(jiān)控,校方發(fā)現(xiàn)異常時提醒或者當(dāng)下監(jiān)督司機(jī)。

采用3G網(wǎng)絡(luò)卡,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)帶寬,雙碼流傳輸更快。大容量雙SD卡存儲圖像,強(qiáng)力糾錯功能,適應(yīng)車載環(huán)境視頻和數(shù)據(jù)文件的安全。錄像的清晰流暢度,其采用H.264視頻壓縮技術(shù),圖像分辨率有D1、Half、D1或CIF可選。圖片傳輸則通過GPRS或CDMA上傳抓拍圖片,傳輸速率為42.8Kbps。

其次,系統(tǒng)自帶的多媒體行駛記錄分析軟件還可以實現(xiàn)4路圖像同步回放,條件回放、剪輯存儲、字符疊加、地理信息和行駛記錄疊加、事件分析和記錄提取功能。

2、異常智能報警

設(shè)置防盜報警、緊急報警、疲勞駕駛報警、超速報警等情況的完整防盜報警體系,便于學(xué)校進(jìn)行自動化管理。

報警系統(tǒng)分為司機(jī)主動報警和司機(jī)被動報警兩大類,比如緊急報警是當(dāng)司機(jī)遇到設(shè)備故障、安全事故時,主動按下與車載終端連接的一鍵報警按鈕或通過安裝了監(jiān)控中心軟件的手機(jī)發(fā)出報警,報警信息通過平臺/短信/郵件提醒校方監(jiān)控中心人員,即時響應(yīng)。



又比如設(shè)備聯(lián)網(wǎng)到相關(guān)監(jiān)管部門,被監(jiān)視到超載或車內(nèi)異常情況,及時責(zé)令校方或司機(jī)??刻幚頍o效的可通過監(jiān)控中心對目標(biāo)車輛發(fā)出斷油斷電指令(配裝斷油斷電繼電器),設(shè)備接到指令后啟動斷油斷電繼電器切斷車輛油電供應(yīng)。



3、司機(jī)身份識別

該技術(shù)適用于司機(jī)輪班情況,每部車載終端配有ID卡讀卡器,每個司機(jī)對應(yīng)一張身份識別ID卡,開車前將ID卡通過讀卡器感應(yīng),成功讀取ID卡數(shù)據(jù)后車輛才能點火啟動。相應(yīng)司機(jī)行駛過程的全部信息包括停車、超速、疲勞駕駛等會被記錄,以便校方監(jiān)控中心了解相應(yīng)司機(jī)的行車情況,加強(qiáng)對司機(jī)的管理和績效評估。

除了以上改良的三大針對性功能模塊,該系統(tǒng)還具有定位追蹤、信號檢測服務(wù)、電子地圖、語音及通話、里程統(tǒng)計等常規(guī)性功能適用于校車的監(jiān)控。

四、性能定義

校車專用性能指標(biāo)

視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) H.264視頻壓縮

圖像格式 D1、Half D1、CIF 全實時

錄像模式 連續(xù)錄像,循環(huán)錄像,定時錄像,報警錄像,動態(tài)偵測錄像

關(guān)機(jī)延時錄像 汽車熄火后延時錄像,自動低功耗管理。

視頻輸入/出 4路視頻輸入(BNC) 1路視頻輸出(RCA) 3G網(wǎng)絡(luò)卡

音頻輸入/出 2路音頻輸入(BNC) 1路音頻輸出(RCA)

圖片拍照功能 圖片支持160×120、320×240、640×480三種分辨率

SD卡接口 2路前面板SD卡插槽,單卡最大容量32G

顯示屏 132x64單色點陣屏,可顯示8×4漢字

司機(jī)身份識別 RFID讀卡器,RS232接口,RFID卡,或接觸式IC卡讀卡器

遠(yuǎn)程斷油斷電控制 配裝斷油斷電繼電器

汽車廣告屏接口 1路RS485接口

行駛記錄儀性能指標(biāo)

車輛檢測接口 8路數(shù)字輸入(6 高電平 2低電平)

汽車?yán)锍堂}沖輸入 1路(里程脈沖系數(shù)自適應(yīng)功能)

模擬輸入接口 2路AD輸入

輸出接口 5路OC輸出,可控制繼電器

通訊接口 4路RS232接口,1路USB接口,1路485接口

語音接口 1路免提通話,內(nèi)置麥克風(fēng)可以監(jiān)聽 (客車型采用通話麥克)

語音提示 內(nèi)置語音提示,TTS文本播放可另配

GPS性能指標(biāo)

GPS天線接口 SMA接口:-26dB

跟蹤靈敏度 -159dBm

定位時間 冷啟動小于34秒;熱啟動小于3.5秒;溫啟動小于33秒,重捕獲時間1.0秒

定位精度 10米 2D RMS

速度精度 0.1米/秒

基站定位精度 100米

技術(shù)規(guī)格

工作電壓 10~36 V/DC

極限電壓 100V/DC

電瓶保護(hù)電壓 低端:10V 高端:36V

電源抗反接電壓 ≥100V

平均工作電流 90mA DC 12V

省電模式 <40mA DC 12V

備用電池 工作1小時

外形尺寸 191x 142 x 58 mm (L x W x H)

外殼材料 面板工業(yè)塑料,機(jī)殼電解鋼板

安裝方式 汽車面板嵌入安裝和外裝支架安裝

主機(jī)重量 1.76kg凈重

環(huán)境特性

汽車電火花干擾抗擾度 放電電壓為10 kV~20 kV,放電頻率為20次/s~200次/s

電快速瞬變脈沖群抗擾度 4KV,實驗等級Ⅳ

靜電放電抗擾度 接觸放電6KV,空氣放電8KV,實驗等級Ⅲ

傳導(dǎo)騷擾限值 符合B級要求

輻射騷擾限值 符合B級要求

溫度特性 工作溫度-20 ℃ ~ +60 ℃

限制溫度-35 ℃~ -20℃、+60℃~+70℃

濕度 5% ~ 95% 無冷凝

五、結(jié)語

校車智能監(jiān)控系統(tǒng)為校車管理,防止意外事故提供了一套可行的解決辦法?;?G實時傳輸視頻的監(jiān)控具有較大的應(yīng)用性,其智能化自動化的功能設(shè)計,方便學(xué)校管理。 相信隨著國家政策的補(bǔ)貼,系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化,3G遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將極大促進(jìn)校車管理,保證學(xué)生上下學(xué)途中的安全,成為學(xué)校集中管理必不可少的一部分。

 



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