2012年3月31日 星期六

‧ 高清監控應用中幾大傳輸技術分析

來源:中國安防展覽網

近幾年隨著圖像感測器技術的發展,目前大量使用的高清產品都是基於網路傳輸技術的,直接傳輸方式在高清時代幾乎絕跡,但關於對網路傳輸是否適合監控圖像傳輸的爭論,從來就不絕於耳。因此尋找一種與實際應用相符,技術能滿足,成本儘量低的傳輸模式對於監控的應用尤為關鍵。

類比信號傳輸方式 
  目前標清視訊訊號絕大多數依然採用類比信號傳輸方式,頻寬為6M,應用75-5的同軸電纜傳輸100米,在犧牲一些高頻細節的情況下,可以傳輸200-300米,甚至更遠。由於這樣的性能,從監控應用伊始,這種傳輸模式就一直就沒有改變過。但是到了高清時代,由於傳輸的高清信號頻寬的擴大,1080P需要27M的頻寬,用傳統的75-5同軸電纜傳輸,幾米就衰減下去了,根本無法在監控專案中使用,而高清網路攝影機的傳輸方式和標清的相比沒啥變化,所以當高清時代來臨時,就成了網路攝影機的獨角戲,直接傳輸模式很少有應用。

數位傳輸模式 
  既然高清類比傳輸方式無法在監控實際應用中使用,唯一的方法就只有數位傳輸了。在討論數位高清傳輸技術以前,先分析高清信號的數位特性,30/1080P圖像信號的頻寬是:1920×1080×16×30=995.328M30720P圖像信號的頻寬是:1280×720×16×30=442.368M,也就是說加上一些消隱資料,30/1080P的圖像不超過1G720P的不超過500M,在資料通訊技術領域,實現這麼大資料流量的傳輸方法很多,常用的介質有同軸電纜、雙絞線和光纖。

同軸電纜傳輸技術 
  同軸電纜傳輸技術在標清時代,廣泛應用於標清類比視訊訊號的傳輸,與標清類比視訊訊號相對應的數位視訊信號標準,是SD-SDI介面(270Mb/s),這種介面由於成本和性能的原因,在監控上很少應用。高清數位信號的標準是HD-SDI(1.485Gb/s),在應用加解擾技術,發端預加重技術,收端均衡技術的前提下,可以把傳輸距離延伸到100米。

  加解擾技術是用擾碼的不歸零倒置(NRZI),來代替早期的分組編碼。在傳送前,對原始資料流程進行擾頻,並變換為NRZI碼,確保在接收端可靠地恢復原始資料。這樣在概念上可以將數位序列介面,理解為一種基帶信號調製。NRZI碼是極性敏感碼。用“1”和“0”表示電平的高和低,如果出現長時間的連續“1”或連續“0”,會影響接收端從數位信號中提取時鐘。

  因為串列數位信號介面不單獨傳送時鐘信號,接收端需從數位信號流中提取時鐘信號,所以要採用以“1”和“0”來表示有無電平變換的NRZI碼。接收NRZI碼流時,只要檢出電平變換,就可恢復資料,即使全是“1”信號,導致的信號頻率也只是原來時鐘頻率的一半,再經過加擾,連續“1”的機會減少,也就使高頻分量進一步減少了。在資料流程的接收端,由SDI解碼器從NRZI碼流恢復原資料流程。

  預加重技術就是在發端把信號放大,均衡技術可以理解為頻率補償,通常是使用濾波器來實現的,通過濾波器來補償失真的脈衝,判決器得到的解調輸出樣本,是經過等化器修正過的,或者清除了碼間干擾之後的樣本。自我調整等化器直接從傳輸的實際數位信號中根據某種演算法不斷調整增益,因而能適應通道的隨機變化,使等化器總是保持最佳的狀態,從而有更好的失真補償性能。自我調整等化器一般包含兩種工作模式,即訓練模式和跟蹤模式。

  訓練模式首先由發射機發射一個己知的定長的訓練序列,以便接收機處的等化器可以做出正確的設置。典型的訓練序列是一個二進位隨機信號或是一串預先指定的資料位元,而緊跟在訓練序列後被傳送的是使用者資料。接收機處的等化器將通過遞迴演算法來評估通道特性,並且修正濾波器係數以對通道做出補償。在

  設計訓練序列時,要求做到即使在最差的通道條件下,等化器也能通過這個訓練序列獲得正確的濾波係數。這樣就可以在收到訓練序列後,使得等化器的濾波係數已經接近於最佳值。而在接收資料時,等化器的自我調整演算法就可以跟蹤不斷變化的通道,自我調整等化器將不斷改變其濾波特性來保障資料傳輸的穩定性。

  但通過預加重和均衡技術來延長SDI的信號傳輸距離在實際應用中還是存在許多問題,線纜的特性對傳輸距離影響很大,再加上同軸電纜傳輸是一個單端傳輸系統無法抑制共模干擾。類比監控中工程現場如果線路不好就會帶來干擾,這些都會嚴重影響SDI信號的傳輸距離,則不難理解目前對於HD-SDI傳輸距離為何莫衷一是。

  理論傳輸距離和實際差異太大,而且最糾結的是如果HD-SDI信號超過它的傳輸距離,收端就無法解出任何信號來,這一點比傳統的標清類比傳輸系統的性能差遠了。所以若單僅HD-SDI傳輸技術要大面積應用於監控系統還是有很多問題和困難的。 

‧ 歐美智慧交通廣泛體現在哪些方面

 來源:RFID射頻快報

前言:智慧交通我們認為是物聯網最高的價值之一。2008年中國公路智慧交通市場規模超過RMB 220億,此後5年仍將以25%的年增長率高速增長。2011年一季度,中國智慧交通項目數量825個,市場規模76億元。其中城市智慧交通市場項目數量621個,市場規模23.5億元,同比增長32.8%,高出2010年平均增長率一倍。以區域發展情況看,北京、上海、廣州等經濟發達城市的智慧交通建設已經初具規模,而中西部地區主要還集中在高速公路收費系統,城市內部的智慧交通系統有待于繼續建設和完善。那麼,在歐美地區,智慧交通廣泛體現於哪些方面?
  
1、車流監控  
  通過鋪設在道路上的感測器,雙向通訊GPS,或者監控攝影機等,可以即時監控交通車流情況。該系統可將哪裡交通擁擠,哪條路最為暢通,該系統會以最快的速度提供給駕駛員和交通管理人員。在美國,下班之前很多人通常都會登錄谷歌地圖等類似網站,查看各條線路的即時平均車速,從而選定最佳回家路線。另外,目前很多GPS都能接收即時交通擁堵資訊,從而自動選擇最暢通的行駛路線。
  
2、自動信號燈  
  自動信號燈可以通過各種感測器,或者攝影機探測每個方向和每條車道上的車流情況,從而相應的調整紅綠燈的時間間隔。舉例說,在美國的很多十字路口,深夜車流稀少的時候,左轉燈一般都長時間處於紅燈狀態,一旦有車輛要左轉的時候,該系統可自動讓左轉燈變綠,這樣即方便了直行車的順暢通行,也保證了左轉車輛的快速通過。

  另一個例子是,在美國很多主幹道和小路交叉的十字路口,紅綠燈時間長短不是固定的,而是可以根據該方向的車流來調整,當小路車多時,可以給相應比較長的綠燈以方便通行,一旦全部或大部分車輛通行完畢,則可馬上切換信號。除了自動調節紅綠燈時間外,這些自動信號燈還可以實現相鄰信號燈之間的協調互動,以促進交通暢通。
  
  在遇到重大事件的時候,交通管制往往是一件費時費力的事情。好在智慧交通的發展為我們帶來了便捷。依靠智慧交通系統,當遇到突發事件或者重大活動時,我們就能夠便捷的協調好沿路的紅綠燈控制,實施相應的車道的關閉或限制,以及通過路邊的電子顯示幕發佈相關的管制資訊。舉例說,我們經常能看到警笛長鳴的救護車在通過十字路口時,因為前方紅燈堆停了大量車輛,而不得不停下來,或者因為交叉方向的車輛聽不見警笛,而不得不小心翼翼的試探著通過路口。

  為了改變這一狀況,在美國的很多城市,新增了緊急車輛快速通過系統。這一系統通過GPS資訊傳遞或其他自動感應方式,能給消防車救護車等緊急車輛提前設置一路綠燈,這樣不僅減少了緊急車輛對正常交通的干擾,提高了道路交通安全,而且還大大的加快了緊急車輛的通行速度,為搶救病人或火災爭取了寶貴的時間。
  
3、可變限速標誌  
  在美國及歐洲的很多城市主幹道上,都可以看到可變限速牌的身影。它可以根據交通擁堵程度計算出最佳的限速,避免在上下班高峰塞車期間,車輛頻繁的啟動-停下造成的進一步擁堵。這一裝置不僅能顯著加快高峰期間車流速度,減少車禍發生,同時還能節約不少汽油消耗,減少尾氣排放,因為頻繁的刹車和啟動會大大的增加油耗。
  
4、自動亮燈人行道  
  據2001年的一份統計,在美國,平均每7分鐘就有一位行人被汽車撞傷,每兩小時左右就有一位行人被車禍奪去生命。因此,近年來在美國的一些城市新建了自動亮燈人行道,一旦行人或自行車踏上這種人行道,腳底下事先安裝好的燈就會亮起。一方面方便了行人看清楚路面,另一方面對過往的車輛也是一種很好的警示,有利於增加夜間行人的出行安全。
  
5、可變車道  
  HOV車道(High-occupancy vehicle lane)在早晚下班高峰期間限乘坐兩人以上的轎車或客車通行的車道。利用可移動分道柵欄技術,可以根據車流量以及天氣交通狀況,隨時增加HOV車道的數目,以加快通行效率,鼓勵大家拼車出行,減少擁堵。
  
  可變車道的另一個應用是可變向單行道。通常在上班時段,車流大都是從城外往城裡行駛;而在下班時段,則剛好相反。正是考慮到這一特殊交通模式,美國的一些大城市都紛紛設立了這種可變向的單行道,在上下班時間作為HOV車道使用,顯著的增加了通行效率。


文章連結:中國安防展覽網 http://www.afzhan.com/news/detail/17247.html