移动物联网解决方案之车载监控系统的设计

　　在早期，由于受到无线网络传输带宽的限制，车载监控系统只能作为一种本地视频监控，完成本地存储、本地调用视频的功能，在实际应用中所发挥的作用和价值有限。

　　随着下一代移动通信技术的发展，移动物联网在车载监控领域的应用得到了极大的推动。移动物联网系统的无线承载网络正由2G向着3G发展，通过新的网络通信技术与视频监控、GPS和加速度感应等硬件系统的融合，能够实现视频实时监控、定位分析、操作分析、报警上传、远程控制等功能。

　　由于很多物联网功能的实现，使得车载监控系统逐渐成为未来交通控制和管理的重要工具，例如将物联网技术应用到交通安全管理中，可有效的解决车辆监管、远程指挥、调度业务等相关问题，实现公交、长途运输等产业数字化、智能化改造，提升行业管理水平和工作效率。本文中，就移动物联网解决方案——车载监控系统的设计浅作分析，供大家参考。

　　系统结构

　　车载系统主要由车载系统主机、监控中心和传输链路组成。（如图1所示）
 

　　车载系统主机主要包含存储模块、视频处理模块、加速度感应模块、操作感应模块以及网传模块，分别负责本地存储、视频处理、加速度异常感应、操作感应以及3G网传的功能（由于现有网络Wifi的覆盖率不高，所以可作为辅助的承载网络，但是不建议作为主要承载网络）。

　　监控中心分别由管理主机、流媒体服务器、注册服务器、存储服务器、负载均衡服务器和公共网关组成。注册服务器提供终端上线注册功能，并与终端实时保持心跳连接；流媒体转发服务器提供视音频数据、信令和GPS定位信息的转发和负载均衡工作。负载均衡服务器用于系统资源合理分配，适用于大规模的车载监控应用。

　　传输链路由有线和无线的网络组成，也就是互联网和3G移动通信网。3G无线网络主要用于连接车载设备和监控中心；互联网主要用于连接远程管理终端和监控中心。（如图2所示）
 

 　　视频实时监控功能

　　视频功能的实现，主要是通过在车载安装模拟摄像头采集视频信息，然后通过主机内的编解码压缩卡对视频进行压缩编码处理。被处理以后的视频分别转换成两种格式———高清视频作为主码流直接载入本地存储模块，标清视频作为子码流通过3G网络上传至监控中心的视频流媒体服务器。（如图3所示）
 

　　用户通过软件客户端远程访问监控中心，接收流媒体服务器转发的实时视频，实现实时监控的目的。不进行在线浏览的情况下，视频进行本地保存，基本不会产生3G流量；当发生意外以后，可以通过本地录像进行事后取证。（如图4所示）
 

　　定位分析功能

　　车载系统主机通过设备内置的GPS模块实时采集车速和经纬度信息，并且通过3G网络将信息上传到监控中心的注册服务器。

　　用户可以通过客户端访问中心平台，获取所需要了解车辆的运行状况和所处位置。（如图5所示）
 

 　　通过软件将GPS信息在电子地图上进行体现，可以在地图上直观定位，并且利用数据库保存车辆运行的记录，还可以实现轨迹回放的功能。由于保存的数据格式只需要时间、GPS信息和车速，所以数据量不会非常庞大，容易记录保存。

　　此项功能适用于公交和长途客运行业。用户可以通过电子地图定位设备的位置，获取各条线路车辆行驶状况。如果遇上堵车、交通意外等情况，可以及时进行车辆的调度处理。（如图6所示）
 

　　操作分析功能

　　通过车载主机的操作感应模块和加速度感应模块，可以进一步对车辆的操作进行记录分析。配合经纬度和时间信息，若有车辆的操作情况和加速度异常情况，被模块感应后，通过3G网络上传给中心平台记录。（如图7所示）
 

　　此功能适应用于出租车行业。通过操作感应模块与出租车计价器、座位重量感应器、安全带感应器、前后车门、油门以及刹车的连接，可以进行行为分析：

　　·未系安全带：通过座位的重力感应和安全带的感应，可以察觉是否有乘客上车且是否系上安全带。

　　·载客未打表：通过计价器打的状态和上客的情况，来判断司机是否存在载客时故意不打表行为。

　　·强制拼车：通过判断计价器打开以后是否存在中途有其他客人上车的情况，防止部分司机强制客人拼车行为。（现实情况可能存在部分乘客自主拼车的状况，此类情况通常只作为一种投诉的判断依据）

　　·危险驾驶：通过加速度感应模块，可以判断司机行驶过程中是否存在与行驶方向不同的大幅度转弯，减少危险操作。

　　·公交、长运车辆也可以根据车门开关和GPS的信息，判断司机是否存在未到站点违规上下客的情况。

 　　报警上传功能

　　车载系统通过外部告警输入或者内部告警触发，实现告警上传的功能。外部告警使用报警开关进行输入，而内部告警可以通过用户自定义一下条件，例如行驶速度超过100km/H、监控视频被遮挡等。触发报警后，车载系统将主动发送告警信息到监控中心。

　　此功能比较适合运钞车、司法车辆等，例如车辆出现触发报警后，车辆通过短信或者3G网络上传报警信息，并且主动上传视频至监控中心。用户通过客户端可以观察到实时的情况，并且通过中心平台可以存储视频证据。

　　本地存储功能

　　采用专业的车载移动网络监控记录设备（车载移动网络监控系统终端），对前端的视音频信号进行模拟数字转换，并压缩保存在硬盘中。

　　远程控制

　　车载主机配备了3G通信模块，用户可以通过3G网络以及短信进行远程控制。这两种模式各自具有不同的作用：

　　3G模式：3G网络的带宽较大，不但可以实时浏览视频，也可以在线对设备进行参数的调整和控制、软件的升级和日志的备份。

　　短信模式：在设备待机的时候为了节省流量，不保持拨号登陆状态，只需要模块正常待机，就可以通过预先定义好的短信命令，进行开关机、登陆3G等远程控制功能。

　　未来发展趋势

　　随着电子技术和通信技术的发展，未来的车载监控系统将可以融合更多的硬件系统进行系统的扩展以适应不同行业的需求。例如在公交行业，可以扩展投币箱、IC卡刷卡器、报站器以及公交电视等；在交警车辆中，可以扩展警用雷达、语音对讲系统、处罚记录和打印系统；在出租车和其他服务性车辆中，可以安装在线投诉系统。

　　在不久的将来，伴随着经济的发展和公共安全重要性的提高，移动监控系统将逐渐突破交通监管的各个难题，为维护社会稳定和谐发挥不可替代的作用。

  【中安网原创稿件声明】转载中安网文章时应遵循以下三个规则：1、保持原创文章中图表、图片、音视频的完整性；2、完整标注文章作者［文章前后有说明］；3、转载中安网原创中部分内容也要完整标注来源"中安网"，违者本网将依法追究。