路桥监控软件设计.docx

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路桥监控软件设计

XX路桥监控软件设计说明

概述

监控中心计算机与监控软件实现在监控中心主要进行图象处理，控制监控主机的输出，控制立交、道路沿线、收费广场的云台和镜头，对报警、语音信号进行处理等功能，配有图象处理卡及有关设备。

设计目标

1、系统整体设计：

提供对系统整体设计描述

2、硬件设计：

说明系统中采用的硬件设备的型号、功能、设备安置

3、通讯设计：

对系统内部的通讯方式、数据交换以及与外部系统连动方式

4、具体内容设计：

主要针对用户人机交互系统的设计内容。

这其中包括站及摄象机列表设计、地图版面设计及连动、摄象枪控制设计、用户管理设计、站及摄象枪管理设计、报警提示设计、图象管理设计、语音信号处理设计、地图模拟屏控制设计。

设计内容

整体设计

整个系统由硬件和软件两大部分构成。

为了系统的易操作性和开发性，软件采用WINDOWS98操作平台，编程工具采用VISUALBASIC5.0或以上版本。

由于系统采用一些用户管理和一些参数设置等设计，系统还采用数据库技术，数据库采用MicrosoftAccess。

软件开发尽量考虑软件的模块化、开放性、易用性，实现程序稳定、易安装和易恢复，操作界面简洁明了，方便操作。

系统包括两台计算机、通讯设备、图象设备、地图屏幕墙以及KC2200监控主机、KC2100监控主机、摄象枪、云台等监控设备。

整个软件基本上是围绕KC监控主机、地图屏幕墙控制模块、串口卡、图象处理卡等硬件设备，通过调用其提供的设备功能以实现系统要求，例如图象切换、摄象枪控制，报警信号提示，图象管理，语言信号处理等。

再在其基础上加入其他的功能：

用户管理、摄象枪管理等面对用户的功能。

硬件设计

在监控中心计算机硬件主要有两台IBM兼容机（A和B），两块串口卡，一块图象捕捉卡，两块网卡组成。

系统计算机A配制有两块C168P串口卡，通过它计算机A向KC2100和KC2200主机发送控制数据，同时接收主机发回的数据。

另配置一个串口与电子屏幕墙相连控制电子屏幕墙的显示和动作。

计算机通过一块网卡与计算机B连网通讯。

同时接收计算机B发送过来的数据，根据内容向不同的串口发送字符串，同时把串口接收到的字符串发送回计算机B处理。

计算机B的主要作用为人机交互，通过界面与用户通讯。

用户通过界面向外发送控制命令，与计算机A接收和处理。

计算机B接收到外界的数据后，解释并提示给用户。

计算机B另外配置图象处理卡，提供对图象的显示，处理等功能。

计算机采用品牌机，保证其稳定性，计算机配置为主频在300以上、内存为32M以上、硬盘为5.1G以上，支持PS2鼠标，VGA显示卡，配备10/100M网卡，具体型号参照合同。

串口卡采用的是MOXA系列中的C168P串口卡，此卡为ISABusInterface,每卡支持8个PORT，两块卡共支持16个PORT。

对应为COM1-COM16，每个端口分别可以设置其BaudRate、Parity、DataBits、StopBits、FlowControl、OutputStatus以适应不同的硬件要求。

图象捕捉卡采用的是FlyVideoEZ视频捕捉卡，图象来源于KC2200上的一路视频输出。

此卡可对NTSC和PAL两种制式图象处理，分辨率最高可达640X480全屏,支持30帧/秒连续画面捕获和静态单幅图像抓拍,录放影音功能以动态AVI格式储存，单张画面捕捉以静态BMP文件格式储存。

其硬件提供了对图象处理的各种功能以适用用户不同的爱好。

用户根据环境和爱好可以对其调整各种参数。

在系统中对监控设备的控制基本上是通过控制KC视频切换矩阵系统，这种监控主机除了能够把任意一路输入的摄象机视频信号同时切换输出到任意一路或多路的监视器，也可完成包含时间/日期等字符信息的叠加，云台镜头的遥控，音频信号的同步切换以及报警信号的视频联动。

同时主机提供同计算机通讯的RS232端口，提供与计算机控制的系统控制码。

计算机通过向RS232端口发送命令字可以实现对主机的控制，调用主机的控制功能，实现控制主机的控制功能，可以模拟键盘操作。

地图板采用上海新光显示仪厂的DMP系列产品，能够静态显示整个XX路桥的结构和交通道路，同时采用三种颜色动态显示道路情况、紧急电话、时间、天气等内容。

地图板模拟屏上的灯光信号采用日本进口的高亮度LED芯片，可以三色显示。

通讯设计

计算机A与监控主机通讯采用标准RS232通讯制式，速率统一为某一速率或各单独设置。

同时计算机A与计算机B的通讯介质为计算机网络，通讯方式为WINSOCK机制中的UDP协议。

通讯内容为控制命令字符串。

在计算机A上配有串口卡控制模块，串口卡控制模块负责采集I/O口数据和向I/O口发送数据；电子屏幕墙通讯控制模块负责与电子屏幕墙通讯，按照一定格式向电子屏幕墙发送控制信息；WINSOCK传输模块负责把串口卡控制模块传递的数据流传给计算机B，同时把计算机B传来的数据传递给串口卡控制模块和电子屏幕墙通讯控制模块。

模块在接收到从Winsock模块传递过来的信息，按要求向串口卡上的特定端口发送控制信息，这要求在出来的数据有两部分组成：

地址和控制信息。

地址信息为要发送的各站端口编号；控制信息包括切换当前监视器、切换当前摄象机、云台控制。

同时模块循环从各端口从取出各外部连接设备所发送回来的数据，从这些数据取出各设备的状态和报警信号等特定信息，在加上地址信息编码返回给Winsock传输模块

数据传输模块主要分散在两台计算机（A和B）上，其职能就是与其它模块交换数据，同时在两台计算机之间传递。

传递过程采用了UDP协议，A机的本地端口号定为1999，B机的本端口定为2000。

在数据传递过程中，不需要对数据进行处理，这部分对用户屏蔽。

分布在两台计算机上的模块之间应随时进行连接状态测试，提示用户处理诊断，保证系统

的可靠性。

在计算机B上有人机交互模块，通过它用户使用键盘或鼠标输入信息，模块把这些信息传递给WINSOCK传输模块，由WINSOCK传输模块负责与计算机A通讯。

在计算机B上的图象处理模块负责处理从监控主机传来的一路视频图象，通过人机交互模块可以对这路图象进行处理。

地图板遥信驱动盒采用8031单片微机，经过串口接口接受模拟屏主机的控制命令，并驱动各个遥信灯，驱动盒接受到主机的命令报文后，经校验正确无误，返回确认报文（ACK）否则返回否认报文（NCK）。

RS232串行通讯接口采用异步2400波特率。

与外界紧急电话系统的通讯也通过串行通讯方式，通讯格式详见紧急电话系统通讯界面协议。

具体设计

一、站列表设计

XX路桥监控系统整体有七个立交分站和道路枪组成，而各站又分别由车道枪、监控室枪、票管室枪和监控主机组成。

在监控中心里可以通过切换调用各站的图象到监控中心查看，同时能够控制道路枪的动作，以配合监控中心了解各个站的情况。

设计中采用了列表的形式提交给用户，列表顶端代表XX路桥，其下由七个子项目，代表XX路桥的七个立交分站。

在这七个子项目下面又有子项目，子项目代表各个摄象枪。

通过用户的操作可以从总项目中分别展开各个子项目，直观的看到各个站的详细设备情况。

二、摄象枪控制设计

在系统中的一些摄象枪具备了可变镜头和云台，通过控制可以使得镜头放大、缩小、控制镜头的聚焦、控制镜头的焦距，同时通过解码器控制云台的动作，使得摄象枪左右和上下运动。

在站列表中列出的摄象枪对象中包含了对摄象枪控制，当用户从列表中选择出要控制的对象后，可以从菜单中显示摄象枪的控制条，通过控制条，用户可以方便的实施对摄象枪的控制动作。

系统也提供快捷键方式操作，用户通过鼠标和键盘配合更快的完成一些预定义的操作。

控制条根据需要，用户可以控制它的显示和位置。

三、站及摄象枪管理设计

由于系统在今后的变化性，各站的监控设备肯定有增加或减少。

例如车道摄象机由于外因不使用了，又增加某立交道路枪以增强监控，也又可能某处新建一处立交。

最经常发生的是要对各个项目中对象重新命名，以用户熟悉的代号显示在列表中。

系统必须增加站及摄象枪管理的设计，其主要的功能是提供用户对站列表显示内容的改动的输入界面，通过这个界面用户可以方便的对以上要求对列表内容作出修改，并保持在数据库中存储，下次重新使用时，系统显示为修改以后的内容。

四、地图面设计及连动

为提供一个直观的界面，使得用户能够方便的了解整个系统的状态和提供系统的结构图示，软件系统人机交互界面才用MDI形式，采用XX路桥地图作为主界面的背景，上面有整个XX路桥各个立交站和道路其它信息，各个站以图标形式。

通过控制这些图标，实现控制监控设备的功能，与站列表控制效果一致，这样达到地图和站列表连动的效果，同时一方在控制时，另一方也有提示，方便用户查看。

五、用户管理设计

为增加系统安全性，对使用者必须进行限制。

用户在使用这个控制平台时，首先需要进行密码校验，通过后才于以进入。

用户和对应密码记录在数据库中。

可以在系统中进行增加用户，删除用户，修改用户信息等动作，灵活配置。

必要是提供用户权限设置，不同的用户在系统中所能够操作的功能是不同的，可分为系统管理员，管理员，监控员等几个级别。

在系统启动后，显示主界面，此时用户不能操作任何功能，只有在用户登录界面中输入正确的工号和对应密码后，系统根据其工号对应的级别分配其不同权限。

六、图象管理设计

在系统中需要能够对图象处理（图象显示、图象大小改变、色彩改变，图象保存等）。

处理模块针对FlyVideoEZ视频捕捉卡设计，图象来源于KC2200上的一路视频输出。

根据需要，模块提供保存当前图象功能以供以后查阅。

图象保存为WINDOWS标准位图模式，可提供其它图象程序调用和编辑。

为方便查询，提供两种文件查询方式：

按目录结构查询，文件保存格式为”\日期\站编号\时间.BMP”;直接文件查询，文件保存格式为”日期-站编号-时间.BMP”。

图象保存有两种模式：

手动和自动模式。

当外界系统发生特定事件时，例如报警事件等，此时图象处理模块自动保存当前图象到硬盘上。

同时用户也可直接手动将图片保存在硬盘上。

图象切换靠控制KC2200上的视频输出实现。

同时图象控制要与站列表控制联动，当站列表进行相应操作时，图象系统同时切换到相应图象，保证用户直观的看到结果，保证整体的联动。

当用户想从计算机中看到某站的某路的图象时，他可通过操作站列表，找到那个摄象枪，这时，图象系统自动切换到这一路图象，计算机上显示为这一路的动态影象。

此时用户想保存下来以备今后核对，可以使用系统提供的控制方式保存为静态图象。

七、语音信号处理设计

语音切换模块提供控制中心与各站的通话。

当中心需要与某站时通话时，打开相应的端口即可，当收费站出现特定事件时，模块应能接收到信息，且自动打开相应端口，以实现与中心通话，但不提供群呼功能。

语音切换的原理通过控制KC2200上的对应摄象机到指定的监视器上，同时KC2200打开语音跟随器的相应端口上音频输入和输出，从而实现通话。

当各站要求通话时，触发KC2100的报警信号，信号通过网络传递到中心上的计算机上，系统检查确认出通话要求信号，同时提示用户。

八、地图模拟屏控制设计

在地图模拟屏控制设计中，由于对象是DMP系列地图模拟屏，所控制方式通过串口与DMP的控制系统进行通讯。

在系统中控制界面中，提供用户手工输入各种信息，包括：

道路情况、紧急电话、时间、天气等内容。

用户输入完毕后提交给系统，系统通过串口与控制系统通讯，控制系统根据内容相应的控制各种状态灯的动作。

同时系统接收外界的报警信号，例如紧急电话的报警信号，从报警信号中分离中出报警信号的地址和内容，根据协议自动与DMP控制系统进行通讯，更新地图模拟屏的显示。

例如某处的紧急电话有报警时，地图模拟屏相应的灯亮起。

系统能够接收的外界信号还包括道路报警信号，环境信号，车流量等网络数据。

这些信号都能自动的在地图模拟屏上显示给用户。