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军事训练监控系统的设计与实现www.041.net

来源:http://www.yamatoshokai.com 作者:www.041.net 时间:2020-04-24 01:16

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 军队要想提高战斗力,高质量的军事训练是必不可少的。而训练质量的高低不能仅仅靠现场指挥员去把握,信息化的辅助手段也相当必要。当今世界军事领域强国,为了把控训练质量都使用训练监控系统加以辅助,我军也要开发相应系统,改变传统人为经验把握的训练方式,因此探索符合部队日常训练需要的训练监控系统具有极为重要的意义。训练监控系统一旦投入使用具有三点优势:一是可以严格施训标准,保证训练质量;二是可以把握训练状况,确保训练安全;三是可以整合訓练资源,加强交流协作。
  1 系统的拓扑结构
  训练监控系统采用分布式控制布局,从地域上划分,主要分为训练场、指挥室、网络传输、远程客户端四个部分,根据实际需要还可以继续拓展;从功能上划分,主要分为数据采集、网络传输、控制处理、大屏幕显示四个部分。
  1.1 数据采集 数据采集功能是训练监控的基础,一般在监控点安装视频采集设备,本系统主要使用摄像机、防护罩、支架和电动云台等,功能是对被监控的区域进行实时视频信息采集,并及时地将视频信号按照一定的规则转换成数字信号。
  1.2 网络传输 网络传输功能是根据相关的传输协议将电信号或数字信号通过传输媒介及时地从视频采集端传送到指挥室及其它用户终端。同时本系统采用IP组播技术[1],组播技术的最大特点就是组播源(数据信号发送者)可以把数据包按照特定的协议规则发送到指定的组播组,数据信号在接收过程中,只有属于该组播组的IP地址才能够准确地接收到组播源发出的数据包。这种组播技术可以在一定程度上节省网络传输的带宽,有效地提高了数据信号的网络传送效率。
  1.3 控制处理 控制处理功能主要通过安装控制软件的系统服务器,对监控点现场传输过来的视频数据信息进行数据信号的分析处理,并将接收到的视频数据信息按照一定的规则,有选择地送入终端显示设备,同时系统管理人员可以对信息进行存储和记录,对设备进行操作和控制。
  1.4 大屏幕显示 大屏幕显示功能是通过拼接控制器,将需要进行大屏幕显示的视频画面进行分割,并按照规则发送给显示墙上不同的显示单元,各个显示单元同时播放相应画面,拼接成大屏幕,方便指挥人员查看训练场实况。
  2 系统的软件设计
  2.1 用户的注册与登录功能 训练监控系统记录的是部队参训人员、组训模式、训练内容、动用装备等涉密视频音频信息,因此绝对不能对外泄露,为保证系统能够正常安全运行,用户的注册登录功能必须可靠。一是新用户注册信息必须清晰详实,系统管理员要对注册人员信息仔细核实,确认无误后分配登录权限。二是已注册用户登录时,系统要仔细核对账号密码,正确则进入主界面,错误则显示提示信息并拒绝访问。 2.2 视频的查看与存储功能 视频的查看与存储功能是系统软件的核心功能部分,其主要功能有:一是视频选择播放,用户通过视频窗口可以查看权限范围内任意信号源的视频信息;二是视频存储,监控系统具有强大的视频存储功能,通过硬盘阵列或硬盘录像机进行实时的监控视频存储,管理员可以对已下载完毕的视频文件进行拷贝、删除、查看等各种操作;三是视频搜索功能,远程用户可以通过训练内容关键词对视频库进行搜索,及时调取所需的训练视频,让监控视频真正成为巩固训练经验、指导训练实践的宝贵资源。
  2.3 训练辅助功能 训练辅助功能主要用于服务训练,共分为三个部分:一是训练联络,客户端之间通过网络对话界面进行语音、文字信息的发送接收,进行远程沟通联络;二是文件发送与接收,用于客户端之间传送训练计划、训练想定等文件资料;三是训练指令通讯,具有指挥权限的客户端可以发送训练指令

自动化管理操作系统已经是现代企业必不可少的一部分,视频图像传输监控系统已经广泛的应用于交通、医院、银行、家居和视频会议等重要场合。早期的模拟视频监控系统不能联网,只能与管理中心进行点对点(Pointto-Point)通信,随着图像与视频处理技术、网络技术和自动控制技术的发展,视频图像系统已经过渡到了数字化的网络传输。它以数字视频的压缩、传输、存储和播放(回放)为核心,采用先进的数字图像压缩编/解码技术和传输技术,将智能图像处理与识别技术用于图像显示、调整、跟踪,根据现场环境对物体进行跟踪识别,对图像进行分析和处理。1 自动化配送系统构成本系统基于USB摄像头的图像采集子系统,ARM处理器子系统和无线网络数据传输子系统组成了视频服务器系统。通过三星S3C2410开发板上的GPRS模块实现了与管理中心的数据交互传输。通过USB摄像头接收图像数据,实施对货架位置的定位识别,然后将识别信息通过GPRS模块设备发送到配送管理中心。管理中心向配送车发送控制命令,将配送车上的货物放置到指定的货架位置,或从指定的货架位置上取出货物,装载到该配送车。如图1所示。 2 视频服务器系统的硬件实现上图中的网络视频服务器主要是由USB摄像头、网络视频服务器等组成。其工作流程如图2所示。 2.1 ARM嵌入式微处理器嵌入式微处理器是硬件部分的核心,采用三星的ARM微处理器S3C424lO。该微处理器内置了16/32位ARM9TDMI内核,可以执行32位的ARM指令或16位的Thumb指令,操作频率最高达203 MHz,提供了8 K字节的Cache,以及2个全双工UART(通用异步收发)通道,具有低成本和高性能的特点。2.2 无线通信系统随着GPRS技术在无线通信领域的发展,在ARM系统中运用GPRS modem实现Internet接入也已开始得到应用。GPRS可以发挥永远在线、快速登录、按流量计费等特点。本文采用了在嵌入式实时操作系统ARM CPU利用AT指令进行拨号,反馈应答后,就在本系统中的GPRS modem和Internet之间建立起来一条数据传输通道即GPRS网络,从而实现了配送车和监控管理中心的数据交互,实现了远程无人值守时的自动化配送。2.3 视频采集压缩模块设计视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。视频数据采集芯片负责采集USB摄像头发送来的模拟视频数据并进行模数转换,进行MPEG4格式的压缩,然后通过数据总线将数据存储到缓冲存储器中,由S3C2410进行处理。该压缩芯片采用VW2010,这是一种常用的实时视音频压缩/解压缩芯片,兼容MPEG-l、2、4,H.263标准,具有很高的实用性和性价比,可以以每秒25帧或30帧的采样速度对视频信号进行实时、动态的捕获和压缩。3 自动化配送系统的软件结构及实现3.1 软件结构视频服务器上运行嵌入式Linux操作系统和应用程序。服务器端软件开发采用C/S模式.视频服务器端软件的主要功能是对摄像机摄取的图像进行采集、压缩、存储、传送等操作,当操作系统启动后,启动实时时钟,系统加载串口、USB等驱动模块,等待视频图像采集的完成,然后不断重复采集图片,发送图片的操作。3.2 客户端软件客户端指的是管理中心,可以接收来自视频监控服务器传送的数据。其功能主要包括通过GPRS网络接收图像、数据分析、文件存储。当客户端(管理中心)接收到数据后,首先根据协议数据规范对截获的数据进行分析,剥离出协议头,分析下层数据,一层层进行直至得到最终图像数据,并对其中的信息和流量进行统计,再对这两个部分信息进行存储或传给相应的显示模块。在自动化配送系统中就是监控中心通过图像来判断配送车的位置,物体的大小来调整机械臂,装配货物。4 结束语基于ARM嵌入式系统的自动化配送系统具有抗干扰能力强,适合远距离传输该系统。基于实时操作系统Linux,具有体积小、功耗低、可靠性强、易于安装、而且实时性强,使管理人员实现了远距离对配送车的实时操作,采用无线网络GPRS技术实现视频信号的传输,在网络的任意位置都可实现对整个自动化配送系统的指挥、调度。

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