4G物流车GPS车载监控系统解决方案.docx
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4G物流车GPS车载监控系统解决方案
物流车车载视频监控解决方案
集成监控录像、GPS定位、4G无线数据传输于一体的车载监控
山东环泽软件信息有限责任公司
2014年7月25日
第一章系统总体概述
1.1 系统概述
车容易发生沿途货物丢失或损坏、司机违规操作等事件，虽然目前很多车辆安装了GPS定位系统，能够实现车辆导航和调度的功能，但由于无法对全过程进行录像，在货物丢失或损坏、发生安全事故等情况下不能查找真正原因。
另外，对于物流公司的客户来说，非常关心货物的托运状态，比如货物处于什么位置、是否及时送达、以及何时送达等，而要知道这些信息，通常只能通过电话查询或网络查询获取到大概信息，而物流公司也疲于应付客户关于发出货物走向和货品质量的追问。
而对于货物在运输途中发生的损坏、丢失等问题，由于无法举证区分事件责任，物流公司和客户以及保险公司经常发生货物赔偿的纠纷。
通过在货运车辆上安装车载监控系统，可以有效解决物流企业遇到的上述难题。
跟目前应用较广泛的GPS系统相比，车载监控系统不仅能跟踪记录车辆的地理位置，还能对货物运输和装卸的全过程进行监控和录像，防止货物丢失，还可以在发生货物损毁时作为区分责任的证据。
借助4G无线监控系统，管理人员和客户能够通过计算机或手机实时了解货物的地理位置、运输状态，给客户提供更优质的服务，提升物流企业的竞争力。
物流企业在安全方面的预算和投入比较低，公司专门开发的货运车辆监控管理系统给物流企业提供了一个成本低、性能高的方案，在减少投资的同时最大限度的提升企业效益。
主要应用对象：
烟草、石油、药品、食品、饮料等运输车辆，预防货物损毁、盗窃、抢劫、调包以及监守自盗等行为
快递公司、邮政局的包裹运输车
各种贵重货物的运输车辆及物流公司的其他各种货运车
随着4G无线网络技术和数字视频压缩技术的发展,在4G无线网络上传输视频和音频成为一种趋势，该系统具有其他无线监控系统无法比拟的功能和特点，能够保证车辆移动过程的数据和音视频的正常通讯，完全符合移动通信的的严格要求，是全数字化、智能化、网络化、系统化无线监控系统的典型代表。
新一代移动视频监控系统的移动特性是利用4G技术进行视频数据的无线网络传输的新型系统。
它采用了先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频数据压缩技术无线传输网络解决方案，整合了4G数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化的便捷式的产品。
它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到4G网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。
根据应用，把实时动态图像及车载终端其他数据信息传输到距离用户最近的联通或移动通信网络。
可以通过Internet从系统中控端得到实时图像信息。
该系统整合了4G网络和Internet网络的优势，在空间和距离上产生突破性拓展。
1.2 需求分析
根据用户需求，作出以下需求分析：
物流企业随着物流车的不段增多，为方便管理与调度，需要进行远程中心监控车输实时位置与图像。
监控管理中心有关人员经中心管理服务器授权后，就可以通过Internet登录视频服务中心平台实时监视各监控点现场情况，并确认车辆所在具体位置，进行合理调度。
1.3车载无线视频监控系统特点
车载系统，采用功能模块化设计，产品集视音频录像、4G无线数据传输，GPS定位，自动报站为一体。
系统内置车载逆变电源，产品体积很小，安装方便简便，方便不同车辆的灵活使用。
室外摄像头可环视四周，同时车内可控制，如有需要，可直接由管理中心统一掌控。
1.4车载无线视频监控系统主要功能描述
（1）实时视频和语音录像
（2）高效的编码传输能力
（3）GPS定位，自动报站，车辆图像实时传输
（4）+8～+36伏宽电压输入，适合各种车辆
（5）支持PTZ控制，随时掌握现场环境
（6）强大的系统管理能力
（7）移动性能满足任何地方的工作需求
（8）中心调度控制系统
1、远程控制前端车载主机的录像计划，设置数据采集的标准等远程控制信息；
2、司机可以通过双向语音对讲功能与监控中心或分控中心沟通，进行信息反馈。
3、根据GPS定位信息获取车辆的速度、经度、纬度、日期与时间信息，发送到监控中心，再由监控中心转发到各分控中心；
4、监控中心控制软件收到各车辆的位置、速度、司机的反馈信息等，值勤人员可以根据以上的信息，做出最优的车辆调度方案。
通过系统的语音对讲功能向车辆司机发送调度指令；
5、刷新频率可调：
定位数据按等时间间隔向监控中心发送，时间间隔可由监控中心设置，范围5～255秒；
6、对车载终端的维护：
可通过监控中心修改车载终端的站点信息、语音文件、中心的IP、服务用语等，同时可通过中心调整车载机的机器参数与重启车载机等管理、维护操作。
1.5建设目标
根据用户提出的具体要求，依据国家相关规范和标准，结合用户的实际情况，我公司本着“布局合理、质优价廉、功能齐全、配套服务”的原则。
经过对目前市场技术情况的调查了解，通过多方比较，结合该项目的特殊性和实际需要，采用CMS集中管理系统，为用户设计了一套既经济又实用的车载无线网络远程视频监控管理系统方案，对现场实时视频监控。
1.6设计原则
为了保证该系统在运行过程中能对前端现场各监控点进行实时采集、处理，建立一个实时处理、数字传输和综合远程网络管理的视频监控系统，在系统设计、建设上，我们遵循下列原则进行：
1、先进性
本着高起点、高标准要求，采用国际上先进的视频压缩技术、计算机网络技术、通讯技术、自动化控制技术及管理技术，并选择当前具有国际先进水平和成熟的商品化产品，满足该无线视频监控系统的数字化应用及远程网络管理需求。
2、实用性
我们在设计本着从该无线视频监控系统应用的实际需求出发，强调系统的实用性，所以从系统的硬件平台及应用软件选型上，保证系统有良好的综合性能，同时系统应具有较高的使用效率。
3、可扩充性
该无线视频监控系统随着系统的应用范围的不断扩大，建设范围将逐步扩展、逐步建设，因此从系统结构、容量与处理能力必须具备较强的可扩性，选用的设备产品及应用软件的升级换代都应得到强有力的保障。
4、可靠性
该系统建设并投入使用后，将成为相关管理部门日常工作不可缺少的辅助工具，系统瘫痪的后果将是难以想象的，因此系统必须稳定地连续运行，在单个设备稳定、可靠运行的前提下，着重考虑集成系统的容错设计，从而保证整个系统的稳定性。
5、安全性
该系统按照用户需要，提供多种安全措施及手段，防止各种途径的非法侵入与机密信息的泄露（包括防雷电、防风沙雨水和潮湿，防盗窃等）。
6、先进性
该无线视频监控系统应保证各工作单元相互之间协调一致、稳定运行、信息交互畅通，并有一定容错和抗毁能力；同时，采用国际流行的网络视频监控技术，产品符合国际、国内有关工业标准。
7、易用性及可维护性
为使该系统建成后，能方便地使用与管理。
设计中优先考虑系统的易用性，即应是使用方便、简明易学、便于维护；对系统中关键设备应具有自检和自动恢复、断电保护、故障自动报警或隔离等功能。
第二章 系统总体设计
2.1系统配置和技术要求
（1）系统软硬件结构
整个系统分为前端车载监控系统、通讯线路、监控平台前端车载监控系统又包括车载硬盘录像机、监控摄像机、监听头、液晶显示屏、GPS等，通讯线路包含前端移动传输（4G无线）和后台指挥中心以太网网络，监控平台包含监控软件及GIS、流媒体、数据库、应用服务器等一系列服务群。
无线网络远程视频监控管理系统是一个网络化、分布式系统，由嵌入式车载DVR与集中管理软件，以系统化、灵活性、高效率、稳定性为宗旨建立。
（2）系统总体性能：
系统采用国际标准的H.264编码方式进行图像的压缩和传输；
系统支持对云台、镜头、一体化球机等CCTV设备的远程控制；
系统支持视频灵活调用，以协调不同用户的网络传输请求；
系统采用自研文件加密传输协议进行监控信号的传输与存储，防止外来入侵对文件系统的破坏和由于录像文件过大而带来的不稳定性；
完善的用户管理机制，可以对用户设定密码安全认证与操作权限，拥有相关权限的人员才可以进入系统、执行监控操作；
拥有权限的用户可方便地对系统配置进行远程查询和修改，并进行系统维护工作；
监控系统的采用不影响被监控设备的正常运行；
监控系统应具有很高的稳定性和可靠性；
监控系统对自身的故障可以进行自诊断，对数据紊乱、通讯故障等可以自动恢复；系统有很强的容错能力，操作错误时系统不会崩溃，系统采用一体化结构，局部错误不会影响到整体的运行。
设备具有加电自启动和WatchDog功能；
2.2系统总体设计
2.2.1系统组成
移动视频监控系统是基于移动4G（TD-SCDMA）无线数据业务网，主要由以下三部分组成：
（1）车载机监控录像部分
（2）网络数据传输部分
（3）集中管理中心部分
系统结构简洁明了，扩展性好，能适应多变的监控要求。
2.2.2系统网络图
整个系统包含前端车载监控系统、通讯线路、监控平台；
前端车载监控系统又包括车载硬盘录像机、车载摄像机、GPS、等；
2.2.3前端视频采集处理设计
前端视频采集部分根据现场环境选择相应的摄像机，前端视频处理设备采用嵌入式车载机，该设备专为无线网络视频监控设计，产品基于LINUX的嵌入式系统设计，使用4G无线网络，传输高质量的H.264视频流和数据（票款信息及报警信息等），并可对车辆进行实时GPS定位。
对于实施有线监控方案有困难的应用区域（例如野外），该产品无疑是最理想的产品。
设备集成有功能强大的网络协议栈，支持多种网络协议，其特有的可靠连接技术，克服了4G无线网络带宽窄、信道不稳定等不足，保证了视频图像清晰流畅地传输。
使用集中管理软件，配合车载DVR能够组建大规模、分布式网络视频监控系统，适应各种复杂的网络构架，使视频监控真正数字化、网络化、规模化和集中化。
2.2.4网络传输设计
前端各监控点都在室外，环境比较恶劣，所以不能采用传统的有线方式进行传输，只能采取无线传输。
无线网络传输技术采用了先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频数据压缩技术无线传输网络解决方案，整合了无线网络数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化，可以传输流畅的视频数据及其他数据信息。
它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到4G网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。
根据应用，把实时动态图像及车载终端其他数据信息传输到距离用户最近的联通或移动通信网络。
可以通过Internet从系统中控端得到实时图像信息。
2.2.5监控管理中心设计
在监控管理中心设置监控服务器，用来远程监视、控制前端摄像机，其他用户安装客户端软件就可以在权限内浏览、控制前端摄像机，同时设置存储服务器进行集中存储。
监控中心服务器
监控中心服务器用于接收车辆的位置、速度、司机的反馈信息等，进行计算和分析，选择最优的车辆调度方案，向车辆司机发送指令，通过语音对讲实现。
同时对车载终端进行设置和控制操作。
监控中心服务器以下，可按照公交运输的实际需求，设立多个分控中心。
监控中心跟各分控中心之间，可以通过LAN、WAN相连，也可通过Internet网络相连。
在分控中心可以查看各车辆在道路上的行进位置（通过GPS），也可以执行一些监控中心分配下来的任务，如本车队管辖线路下车辆的调度等。
2.2.6中心调度控制系统
1、 远程控制前端车载主机的录像计划，设置数据采集的标准等远程控制信息；
2、 司机可以通过双向语音对讲功能与监控中心或分控中心沟通，进行信息反馈。
3、 根据GPS定位信息获取车辆的速度、经度、纬度、日期与时间信息，发送到监控中心，再由监控中心转发到各分控中心；
4、 监控中心控制软件收到各车辆的位置、速度、司机的反馈信息等，值勤人员可以根据以上的信息，做出最优的车辆调度方案。
通过系统的语音对讲功能向车辆司机发送调度指令；
5、 刷新频率可调：
定位数据按等时间间隔向监控中心发送，时间间隔可由监控中心设置，范围5～255秒；
6、 对车载终端的维护：
可通过监控中心修改车载终端的站点信息、语音文件、中心的IP、服务用语等，同时可通过中心调整车载机的机器参数与重启车载机等管理、维护操作。
2.2.7司机监管系统
1、报警系统：
（1）超速报警：
在不同路段可设定不同的限速标准，当超速时通过语音提示语或声光提醒司机并通知监控中心；
（2）操作异常报警：
司机异常操作报警并通知监控中心，如忽然加速、刹车，异常开关门等（选配辅助设备）。
2、规范司机操作系统：
中心控制软件根据GPS定位信息，确认司机的行车路线、实时车速、加油点、维修点等是否正常；
2.2.8车况上报系统
1、车载终端设备出现无法排除的故障需要及时上报监控中心时，可用过语音对讲上报监控中心或分控中心以获得帮助；
2、当出现路堵、事故、故障、纠纷、报警、开始营运、结束营运等公交要求的各种特殊信息时，司机可以通过语音及时向监控中心或分控中心传递信息。
2.3主要产品介绍
2.3.14GSD卡车载录像机
产品简介：
功能特点：
迷你型机身设计，精巧玲珑，便于安装；
SD卡单路/四路车载硬盘录像机+高速DSP内核，提供强劲动力；
功能强大的Linux2.6系统，成就卓越网络特性；
支持1路或4路H.264高压缩率编码，双SD卡录像，有效节省存储空间，8G单卡可以存储1路图像1周的录像；
承袭我司自主知识产权的专利隔振机制，提供优异隔振性能；
全金属外壳无风扇设计，铝型材自然散热；
支持宽带应用和无线窄带应用，可选配内置4GS模块；
音频/视频：
单路或四路H.264实时音视频监控录像，压缩率高；
支持CIF、HD1两种分辨率，自由可调；
电源：
支持宽电压输入，＋8V～＋36V范围内可正常工作；
支持电压自检保护，电压异常可自动关机；
支持12V电源输出，可为外设供电；
支持汽车点火信号控制开机和延时关机。
隔振设计：
自主研制的专利隔振垫，采用美国军用隔振胶为原材料，符合MIL-810F振动冲击标准，隔振吸收特性优良、耐高温、耐磨、阻燃、耐腐蚀。
录像：
支持CIF/HD1录像，支持SD卡存储；
行车记录仪（车辆黑匣子）：
可同步显示及记录车牌号与行程车速；
4路通用开关量传感器信号输入，可获得车门、车灯等车体状态；
1路惯量传感器，可获得刹车、转向、速度等行车状态；
1路模拟量，可获得车辆内的温度或油量的变化状态；
规格见下表：
项目
设备参数
性能指标
系统
操作语言
中文/英文/俄文
操作界面
图形化菜单操作界面（OSD菜单）
密码安全
用户密码、管理员密码两级管理
视频
视屏输入
4路视频输入
视屏输出
单路复合视频输出
视屏显示
单画面、四画面显示
视屏标准
PAL制式、NTSC制式
图象压缩
H.264Mainprofile，压缩资源为75帧D1/秒
音频
音频输入
4路音频输入
音频输出
单路音频输出
录音方式
声音与视频同步录制
图像处理
及存储
图像格式
CIF/HD1/D1可选
视频流标准
ISO14496-10
视频码率
CIF:
对应384Kbps（低）、512Kbps（中）、768Kbps（高）三档码率。
HD1:
对应512Kbps（低）、768Kbps（中）、1024Kbps（高）三档码率。
D1:
对应512Kbps（低）、768Kbps（中）、1024Kbps（高）三档码率。
音频码率
8KB/s
数据存储
可以支持两张64GB的SD卡，共支持128G
报警
报警输入
4个报警输入，4V以下为低电平报警，4V以上为高电平报警
报警输出
2个报警输出，输出高电平12V和5V
通信接口
RS485接口
支持1个RS485接口
RS232接口
支持1个RS232接口
加速度传感器
传感器接口
内置加速度传感器G-Sensor
GPS模块
内置GPS模块，地理坐标、速度等可写入编码码流
4G模块
联通、电信、移动（可选）
配套软件
PC端回放分析
在PC端回放视频文件，同时对文件中的车辆信息进行分析
软件升级
升级文件
本机支持通过SD卡或硬盘升级（按机型）
表1：
MDVR产品规格列表
MDVR的基本电气参数如下表：
项目
工作参数
说明
电源输入
8—36V
输入电压为＋8V～＋36V，电压长期低于8V，或长期高于36V，设备自动关机，进入保护模式。
电源输出
12V
输出电压12V（+/-0.2V），最大电流2A。
车钥匙信号
≤4V
车钥匙关闭。
≥5V
车钥匙打开。
视频输入阻抗
75Ω
每路视频输入阻抗均75Ω。
视频输出电压
2Vp-p
输出一个2Vp-p的CVBS模拟信号，显示设备输入阻抗需75Ω阻抗匹配。
I/O接口
0—4V
为低电平报警。
4V以上
为高电平报警。
SD卡接口
2个SD卡
兼容市面常见品牌。
可以支持双64G，共128G
2．SD卡存储文件，支持录像和系统升级等。
工作温度
-40℃-80℃
指的是通风良好条件下的环境温度。
表2：
MDVR基本电气参数
2.3.2集中管理系统软件（CMS）
（1）客户端软件
各监控计算机只需要一台安装客户端软件的PC机就可以实现网络监控；监控中心必须增加一台服务器用于图像的转发和存储，在各相关领导的PC上在安装客户端软件进行浏览和录像。
产品简介：
CMS是无线网络视频监控管理系统的核心，它以高品质、高效率的集中化、分布式网络管理为架构；以视频、音频、数据等多媒体信息的网络传输为基础，为用户执行实时监视、GPS定位、录像存储、票额统计，文字广告下发及应急预警的安全防范工作。
CMS植根于企业网络平台，与车载DVR的紧密配合，使用户实施大规模远程监控成为可能。
彻底替代传统安防系统的DVR加网络视频服务器设计思路，以及可持续进行更新换代的解决方案，最大可能为用户提供长期的投资保护。
CMS可实进下发命令给终端设备，读取智能投币机及公交IC刷卡机上的票额至服务器中，导入至智能投币机及IC刷卡机管理平台，实现自动统计。
客户端：
客户端运行于Windows2000/XP/Vista操作平台上。
界面友好的人机对话式应用程序随时随地为用户提供实时监视、远程控制和系统管理功能。
功能描述：
提供4、9、16等多画面、全屏幕组合式监视窗口模式选择；
设备端与本机端同步存储操作；
用户自定义录像计划的制定；
移动侦测与报警联动的设计编辑；
PTZ（Pan/Tilt/Zoom）云台、摄像机的远程控制操作；
设备码流、帧率、图像质量的按需调整；
按设备名称、日期、事件等快速检索、播放与输出录像文件；
远程进行单一与批量设备的参数配置、固件升级操作；
回放分析软件：
功能特点：
专业的车辆历史录像及行车数据的管理、回放软件，信息丰富、即时性强、操作方便、可管理性强、可扩展性强。
具有强大的数据表现和同步能力
通过各种图表灵活的向用户呈现车辆历史数据
通过日志列表方便的向用户呈现车辆历史事件
通过地图直观的向用户呈现车辆历史GPS轨迹点
视频回放窗口、图表、地图轨迹窗口始终保持同步播放
具有强大的数据库组织和检索功能
各种数据、时间、GPS轨迹点全部保存在数据库中
可任意组合司机名、车牌号、时间段、事件等字段，生成视频资料文件的检索条件.
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