可视对讲门禁系统设计

可视对讲门禁系统设计（共12篇）

可视对讲门禁系统设计 篇1

楼宇可视化系统是为实现楼宇内部的居住者与外来访客的互动沟通和交流的技术和手段。一般主要是利用安装在门口的摄像机将来访者的形象显示出来, 这样可以帮助楼宇内的居住者作出正确的判断。在楼宇内部安置的遥控防盗式安全开关以及危急情况下的报警系统是一套安全、有效的防范系统, 可以阻止危险分子的侵入, 从而防止造成财物损失。楼宇内安装的可视对讲系统一般采用刷卡锁或者是密码开锁, 而密码和卡的唯一性可以保证用户方便的开锁, 而且也起到了安全、便利的作用。该系统中有一处出现问题, 那么就会发出报警信号, 这样可以通过智能楼宇的课时系统将相应的系统传达到安全管理中心, 同时发出声光报警信号, 同时在安全管理中心显示出具体的位置。由于安全管理中心主机与电脑联网, 由此可实现与安全防卫中心的联网管理功能。这种安全系统可以及时的掌握与控制管理区域内的所有的安全状况, 因此, 安全性很高。

一、楼宇可视对讲系统

楼宇可视对讲系统是将双工对讲、CCD摄像、单片机编程以及视频显示技术融合在一起而形成的一种可以识别电控信息的智能控制系统。楼宇住户往往楼门是处于关闭状态的, 本楼的住户都可以根据卡或者是密码进入楼层, 这样可以有效地防止非本楼层人员在未经允许的情况下进入该楼层。当有客人拜访时, 可以根据楼外的对讲机键盘输入所拜访的房屋号码。在与主人建立了双向沟通或者可视通话后, 在主人确定了来访者的身份, 并且允许房客进入楼层后则可按下对讲机上的开锁键打开门锁, 由此访客即可以进入该楼层, 并且客人进入后楼门会立即关闭。同时, 楼宇的物业管理人员可以通过安装在小区内的对讲机实现对小区的管理。若是住宅区内部的楼门非法打开, 对讲机产生故障, 那么管理中心将立即发出警报, 显示出事故发生的地点以及相关的内容等信息。

1、楼宇可视对讲系统类别

楼宇对讲系统的主要设备是管理主机、用户分级、入口主机、以及电控门锁等的相关的设备, 其系统管理主机主要是设置在楼层管理中心的值班室, 门口主机设置安装在门附近的墙上, 该系统的优点是可以根据用户的不同需求配备不同的设备, 比如, 在同一栋楼可以根据不同住户的需求使用可视系统或者是非可视系统, 主要类别归纳如下:

(1) 单户型, 可使用可视化和非可视对讲系统, 遥控开关, 主动监测, 在住宅内电话, 电视和视频对讲单位类型组成单元系统功能的主机。

(2) 单元型, 该类型的兑奖系统可以依据主机分为直按输入与拨号风格两种类型。其中, 直按输入对讲系统由于容量比较小, 包括15、18、21、27和其他类别, 用于十楼以下的楼层, 该系统的特点是, 系统的灵敏度比较高, 而且易于操作。拨号对讲系统与直按输入系统相比, 容量相对要大很多, 适合256个单位户型类别, 主要是在十层以上的高层建筑上使用。该系统的特点是, 基本操作与电话拨号相类似, 采用总线的方式进行布线, 其解码方式分为楼层解码以及室内机解码两种, 单元型室内机与单户型的室内机可以实现兼容, 还可以实现可视以及非可视对讲功能, 使用远程无钥匙进入, 同时也可安装一个管理中心。

(3) 小区联网型。小区联网型可以实现区域化的集中管理, 由此, 可以实现多功能的管理体系。该种类型不仅有可视以及非可视两种对讲功能, 同时, 还具有遥控门开关, 并且还可以接收各种危急的报警信息, 从而可以实现住宅小区内的紧急救助工作, 打电话给管辖范围内的任何家庭或团体, 实现对所有的房子持有广播功能的实施。扩展网络系统, 实现了水表、电表和煤表的抄送, 通过IC卡接入控制系统组成的小区物业管理系统以及其他系统。

2、提高系统性能措施

单户型、单元型以及小区联网型三种系统之间由简单到复杂, 逐步的实现了系统的完善发展, 小区联网型的系统管理是当前使用比较广泛的一种现代化的管理方式, 可以实现对讲系统的可视化与非可视化的高级形式。单元型可对讲系统一般需要采取一定的措施来逐步的提高系统的性能。

(1) 红外探测技术的应用:该技术是利用感知探测来实现的, 当有人走近供电区域, 系统就会自动的感知, 从而可以起到节约能源、延长使用寿命的作用, 还可以提高系统的安全性。

(2) 系统配置的夜视功能:该系统利用外部的光线来进行调控, 当光线达到一定的限度, 或者也可对控制点进行调整, 从而能用于不同的环境。在这种情况下, 系统会自动开启红外线辅助的照明条件, 从而帮助安装在楼层内的摄像机拍摄较为清晰地图像, 同时, 键盘操作系统上的照明设备也会被启动, 通常情况下是通过LED或者是白光灯来照亮键盘, 为夜间的操作提供方便。

(3) 双工对讲功能。该技术的优势是语音清晰而且声音比较连贯, 双工对讲系统由于采用专用的电路使得其在工作中避免了音频与视频之间的干扰, 保证了对讲的不失真与不自激。

(4) 提高了对讲系统的技术特点:该系统主要是利用总线的方式布线, 因此, 信号线的使用大大地减少, 从而可以减少工作量、保证建设模式的标准化。同时, 还可以采用保护装置, 避免总线遭到破坏, 这种情况下, 即使系统的分机发生故障, 也不会对整个系统产生影响。

(5) 新技术的应用:采用了先进的数字语音技术, 可以实现系统的问候功能, 而且语音操作过程中还会出现操作提示, 实现了真正的人性化设计。

(6) 系统的升级扩展:将系统与住宅管理中心相连接, 从而可以构建完善的内部管理系统, 这样可以实现自动火警、匪警以及紧急的报警功能。

二、楼宇可视对讲系统的设计

1、集中的可视以及非可视对讲系统

楼宇对讲系统的设计, 很重要的一点是必须实现可视与非可视系统的集中统一, 这样可以实现集中管理的功能, 便于物业的集中管理。根据当前的管理系统可以看出, 公共安全模式一定要处于集中管理的范围内, 楼宇对讲系统必须要实现集中管理, 建立统一的管理中心, 从而可以实现楼宇的科学管理, 保证达到安全的管理效果。

2、系统的可靠性特点

楼宇可视以及非可视系统具有可靠性以及安全性的特点。系统的可靠性是系统的一个很重要的指标, 安全性是系统的重要功能, 因为, 系统必须要具备很强的抗干扰的能力。

3、系统的开放性特点

楼宇可视对讲系统还应该具有开放性的特点, 从而可以实现系统的兼容性、开放性以灵活性。系统还应该具有开放式的体系结构以及信息传递中的兼容性, 并实现终端的互换, 系统网络是明确而清晰的, 能简单的实现组网的功能。

4、系统的规范化和标准化特征

楼宇可视对讲系统的设计要注意标准化的原则, 该系统经过一系列的发展以及使用, 在安全性方面技术已经很成熟, 如果想要得到进一步的发展, 要在技术的支持下保证使用的方便性以及实用性。随着人们生活质量的不断提高, 小区居住的质量以及安全性特点逐渐受到了人们的重视, 由此也在很大程度上推动了楼宇可视系统的研究向着更深的方向发展。

三、结语

楼宇可视对讲系统研究和设计的最大意义是, 意图为楼层的住户提供安全、舒适以及便捷的生活环境, 从而形成一个完善的智能化的社区, 提供最为优质的服务, 从而可以确保住户的生命财产的安全。楼宇可视对讲系统, 主要是根据当前我国小区普遍采用的封闭式管理的特点而进行设计的, 是针对分布式住宅小区的管理特点进行功能规划, 如多通道内部通讯、双向互叫对讲、住户报警、防盗报警等等, 把单纯访客开门提升到多功能综合管理层面上, 对提高小区安全管理、方便住户起到积极的作用。通过对楼宇可视系统运行的原理进行分析和探讨, 明确了楼宇可视系统的工作原理, 为楼宇系统的设计奠定了良好的基础。在明确了楼宇可视对讲系统的类别基础之上实现了对该系统的分析, 从而为住户的规范化的管理提供了好的条件。

摘要：楼宇可视化对讲系统的安装和调试工作是一门理论与实践相结合的产物。楼宇可视系统将计算机技术, 监控技术结合起来, 实现了数据、语音和图像的三者结合, 使得楼宇可视对讲系统逐步向着智能化的方向发展。

关键词：楼宇,可视,对讲系统,研究,设计

参考文献

[1]仲元昌, 李飞, 李彩玲.全数字可视对讲终端的设计与实现[J].微电子学与计算机.2010 (10) .

[2]刘升, 马进.S3C2440平台上的视频监控系统的研究与实现[J].计算机技术与发展.2010 (07) .

[3]米韶华, 康东, 杨小峰, 戴树潭.S3C2440嵌入式音频系统设计与实现[J].中国测试.2010 (02) .

[4]刘晓芳, 董燕飞.可视对讲系统设计[J].电脑知识与技术.2010 (08) .

[5]刘萌, 郑煊.基于ST7537HS1的多功能可视对讲门禁系统的设计[J].电子技术应用.2009 (11) .

[6]龚圣峰, 张曦煌.基于ARMLinux的图像采集与解码的实现[J].计算机工程与设计.2009 (06) .

可视对讲门禁系统设计 篇2

功能特点：

10.2寸TFT彩色液晶显示，中英文系统，界面亲切，功能丰富 触摸按键，操作方便

金属拉丝面板，坚固牢靠，使用寿命长

内置摄像头，可与门口机，住户实现双向可视对讲 电话接听、开锁

具有通话记录、状态查询功能 支持小区广播、小区视频点播 具有紧急广播、紧急呼叫功能

技术参数：

显示尺寸：10寸

分辨率：最大1024*600 内置摄像头：数字CMOS 操作方式：触摸屏，快捷功能键 传输方式：纯TCP/IP网络 输入电源：12V DC 系统功耗：待机1.5W，最大6W（点阵液晶时）工作温度：-10℃~60℃

安装方式：台式或壁挂式

11.Central Manage Machine

Function feature: 10.2 inch TFT colorful LCD display with kind and rich interface, support Chinese & English language Touch buttons, easy to operate Metal drawing board, sturdy and reliable to service a long life The door machine with built-in camera, support two-way video intercom between houses Phone calling & unlock Calling record, working state query function Support residential broadcast, residential video on demand Emergency broadcast, emergency calling function

可视对讲门禁系统设计 篇3

关键词：管网；供水；信息系统；可视化

0引言

随着城市建设规模的不断扩大，作为市政建设最重要的供水管道，其分布变得愈来愈复杂，形成了愈来愈密集的网状结构。供水管网是城市赖以生存和发展的重要基础设施，它的安全运行是现代化城市高效率、高质量运转的保证。只有尽快全面系统地掌握供水地下管线的现状资料，才能为开发利用地下空间，如地下工程的规划、设计、施工及运行管理等提供完整的基础数据。但由于种种原因，目前城市供水地下管线的管理存在较多问题。首先，由于地下管线现状资料的缺失和偏差而造成的盲目施工，经常破坏地下管线，导致爆管、停水等灾害事故。其次，由于事先缺乏地下管线现状资料，有些道路及管线工程无法按计划进行施工，不得不在现场修改设计方案，造成管线数据难以动态更新。此外，在传统的管线资料管理模式下，图文表格不统一。分类统计、检索速度慢，不利于综合分析，存在较多弊端。

归纳起来，管理工作中主要须解决以下问题：

(1)如果出现爆管，应将何处的阀门关闭，会影响到哪些用户；

(2)新建楼盘或居民区要安装水管。从哪里接管道距离最短；

(3)某处工地施工，会影响到哪些地下水管。

如果沿用以前的资料管理方式解决这些问题，则费时又费力，其复杂程度和工作量是难以想象的。

要实现城市管理的科学化、现代化，就必须实现管线资料的数字化管理。采用GIS等高新技术来高效管理地下水管线，满足管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。

基于以上目的，我们采用目前国际先进的数据可视化、地图信息化的GIS技术开发了功能强大、方便实用的城市水网可视化信息系统。

系统利用先进的GIS技术，将错综复杂的地下水管线在计算机屏幕上直观地显示出来，哪里有水管。哪里安装水管会影响到其它管线，在计算机屏幕上均一目了然。借助于GIS强劲的空间分析能力，关闭某一阀门会影响到哪些用户、需要检修的阀门存在于哪一位置，这些分析会变得方便快捷。

1系统设计方案

根据供水管网信息管理的实际情况，系统采用B／S模式和C／S模式相结合的技术开发方案。在数据管理、专业应用中采用C／S结构模式。其他办公部门以及用户则采用B／S结构(即浏览器方式)，两种结构共享同—数据库中的数据。B／S结构是基于Interent／Intranet应用技术，通过Web Server调用应用程序，实现信息的录入、修改、查询、统计等操作。

我们采用GIS技术将数据的属性特征、空间地理信息和数据库结合在一起，实现数据信息的可视化m。系统以城市布局为背景，以井位、管线实体为前提，在大型数据库支撑下，以B／S和C／S模式相结合方式运行，为业务部门和高层主管领导提供有效的辅助决策支持。

系统的网络结构见图1所示。

2系统功能设计

(1)强大的查询功能

系统以直观、灵活、方便的查询方式，如快速查询、组合查询、关联查询、空间查询等来为城市建设各部门提供数据检索服务，并把查询和检索的结果以图形和文本方式显示。用户可对某一目标进行查询，比如选取某—管道，系统会显示其长度、管径、材质、起止号、检修日期等。用户也可以根据数据的地理坐标或空间位置，将数据库的数据与其在地图上的图形元素相对应，通过图形对数据库进行操作，或者通过数据来查找、定位相应的地理位置或图示区域。系统的查询操作界面如图2所示。

(2)完善的分析统计功能

系统设置分析统计功能，可以对关闭某地阀门会影响到哪些用户等问题进行分析，对各专业部门的信息进行分析与统计，统计的结果可以按表格、专题图(综合管线纵横剖面图、三维管线、三维地貌、等高线圈等)等形式直观地输出显示。统计方式有快速统计、组合统计、关联统计、空间统计等；分析方式有垂距分析、爆管影响区域分析、交叉口连通分析、塞管分析、检修分析、缓冲区分析、预警分析、流量分析计算等。

(3)事故处理

发生爆管事件时自动搜索须关闭的阀门并且提供最佳事故处理方案(图3)。

(4)管线运行管理

管线平差分析、航测数据分析、爆管预警节点压力分析、资源管理。

(5)管线规划设计

根据设计平面图生成轴测图竣工图、材料统计。

(6)数据维护

海量图库管理、航测影像数据浏览、管线及设备维护、图形裁剪。

3结束语

可视化门禁系统的设计与实现 篇4

LON总线是美国Echelon公司推出的一种现场总线, 采用OSI全部七层协议, 是开放式的、直接面向对象的网络协议 (LonTalk协议) 。核心采用神经元芯片, 内含3个8位处理器, 分别负责介质访问控制、网络处理和应用处理。采用专门的网络收发器使物理层可以使用多种介质, 如双绞线、无线及低压电源线载波等等。LONWORKS总线在网络开放性和网络互操作性等网络处理能力方面具有很大的优势, 已在智能家居得到广泛应用[5,6,7,8]。本设计结合LONWORKS和单片机的优点, 设计出直观、廉价、易于推广且有一定安全功能的智能门禁系统。

1、系统结构设计

对于整个控制区, 采用分级总线型网络, 网络结构如图1-1所示。

各个节点由ATMEL89S52单片机系统和FT 3120-E4P40自由拓扑智能收发器构成核心模块, 以及相应电路等构成。系统由数个子系统构成, 子系统间通过LONWORKS路由器进行连接。各节点通过LON-WORKS总线进行网络通信, 可视对讲系统的视音频模拟信号通过视音频总线传输。该方案采用2级总线设计, 实现在同一系统同步实现多个通话功能。通过网络数据管理机和数据服务器, 实现实时控制网络与计算机网络的信息共享。

2、硬件设计

节点硬件功能是通过单片机和Lonworks联合控制来实现的。硬件原理图如图2-1所示。

2.1 单片机CUP。

节点单片机CPU采用ATMEL89S52。要外接外部RAM, 存放包括LonTalk协议、Neuron C库函数和任务调度程序的系统映象, 存放包括Neuron C编译器产生的用户应用程序代码和其他特定应用参数的应用映象。

2.2 智能收发器。

选用Echelon公司的FT 3120-E4P40自由拓扑智能收发器, 把神经元3120网络处理器核心分别与自由拓扑双绞线收发器集成在一块芯片上, 做成一个低成本的、智能收发器。它内嵌了Echelon公司的高性能FT-X1通信变压器, 自由拓扑布线可以快速的、更为经济地进行, 减少了节点安装的时间和费用。FT 3120智能收发器是完整意义的单芯片系统, 集成了Echelon公司的自由拓扑收发器和强大的神经元网络处理器核心;神经元3120核心最高时钟频率为40MHz, 包括4K的EEPROM和2K的RAM。LON-WORKS系统固件是在片内ROM中。应用程序代码存储在内嵌的EEPROM存储器中, 可通过网络更新。FT3120收发器提供32管脚的SOIC封装和44管脚TQFP封装。FT 3120智能收发器提供可以配置用于一个或更多的34种预定义标准输入/输出模式的11个I/O管脚。它集成了多种的I/O模式和两个片上定时/计数器, 使得FT 3120收发器使用最小限度的外部逻辑电路或软件开发来实现应用电路的接口。在本系统中, 将其设置成方式2, 即位输出, 用以控制继电器构成的视音频切换器。

2.3 路由器。

采用MPR-50多端口路由器。MPR-50路由器为五个信道之间提供ANSI/CEA-709.1兼容的路由选择, 这五个信道包括四个TP/FT-10自由拓扑双绞线 (ANSI/CEA-209.3) 信道和一个LonMark标准的TP/XF-1250信道。

2.4 程序存储器。

选用Winbond公司的W27C512-45, 可以很方便地利用Lon Maker来直接下载应用映象, 其大容量也为将来的功能扩展提供便利。

本设计采用单片机与LONWORKS技术相结合的方案, 提高了网络通信效率和传输速率, 当户内发生异常情况, 监控信号送入户内可视分机, 经ATMEL89S52判断处理后送交神经元芯片, 经过收发器送上LON-WORKS网络, 并传输到管理中心进行相应的显示和报警。若户外通过单元主机向户内发送请求, 则启动主机上摄像头, 并使相应的视频切换继电器吸合, 将户外影像实时传输到户内显示器上。户内开启与门口主机相连的电磁锁时, 切断视频连接, 释放线路资源以便于户外继续使用。

3、软件设计

基于LonWorks的可视化门禁系统中, 系统的控制功能已分散到各个控制节点, 控制节点在监控计算机、通信链路和其它节点出现故障的情况下均能安全地工作, 提高系统的可靠性。门禁系统的智能节点主要完成两个任务:一是检测信号的测量;二是监控计算机和智能节点的信息交换, 包括门禁系统的智能节点检测到的信号、自身的运行状态和监控计算机发出的控制命令。各控制节点的应用程序采用Neuron C语言编写, 并使用NodeBuilder节点开发工具进行调试。

Neuron C任务调度是事件驱动:当一个给定事件发生的条件为真时, 与该事件关联的一段代码 (称为任务) 被执行。事件是通过When语句来定义的, 一个When语句包含一个表达式, 当表达式为真时, 则表达式后面的任务被执行。智能节点的主程序流程图如图3-1[9]。

LonWorks网络中的每个节点间可以实现点到点的信息传输, 具有极其良好的互操作性, 使整个网络实现了无中心的真正的分布式控制系统, 与传统的集散控制系统相比较, 大大提高了系统的便利性和可靠性。

在实时控制方面, 实现了可相互操作的现场总线LonWorks的网络技术的通信协议LonTalk, 为楼宇自动化安防系统中的传感器、执行器和控制器之间网络化操作奠定了基础。

控制系统单片机CPU采用ATMEL公司生产的ATMEL89S52芯片, 具有抗干扰能力强和价格低廉的特点。单片机系统软件需要实现的基本功能除了待机、监控信号采集和开锁功能外, 还需具有以下功能:

(1) 分机状态检测。本系统的许多分机状态检测, 如分机是否存在, 是否短路, 摘机或挂机等都是通过比较器进行的。比较器的结果输入到89S52芯片, 软件通过检测, 便能判断各分机工作状态。

(2) 选择住户。用单片机编程扫描数字键盘输入的住户门号, 然后按#键, 单片机通过控制线打开该住户的监视器和对讲系统, 以及响铃通知住户。住户通过监视器, 也可以提供对讲系统确认来人的身份, 然后按下开锁键打开大门的电控锁。

(3) 密码系统设置。用电可擦除可再编程只读存储器, 保存每个用户的密码, 更改密码方便。每个住户可通过数字键盘更改自己的密码, 可由单片机编程实现。

4、结论

本研究采用单片机与LONWORKS技术实现了可视化家居门禁系统, 大大提高了通信网络的使用率, 可以多机平级联网、多机分级联网、管理中心间呼叫、通话、监看;可以与小区内任一分机、主机呼叫、通话、监看, 显示警情;能转接住房 (分机) 间的呼叫、通话;联接电脑后可以进行安防信息管理。除此以外, 还可以联接小区内的低层、多层普通对讲系统, 实现智慧型联网管理。具备网络清晰、操作简便、配置、组网随意灵活, 运行可靠, 安全调试、维护简单等优点, 将成为我国小区安防管理的首选系统, 造福于安居乐业的现代社会。

摘要：本文以直观安全门禁为应用对象, 采用ATMEL89S52单片机系统和FT 3120-E4P40自由拓扑智能收发器为核心, 设计了可视化家居门禁系统, 通过单片机和LONWORKS联合控制, 实现楼宇叫视对讲、紧急报警、图像监视以及遥控开锁等功能, 为住户的安全防范提供套完整的解决方案。

关键词：单片机,可视化,门禁系统

参考文献

[1]陈双全, 宋谦.智能小区可视对讲系统设计[J].武汉船舶职业技术学院学报, 2003, 3:36-39.

[2]吴俊君.智能楼宇门禁系统研究与实现[J].安防科技, 2008, 2:45-47.

[3]周斌, 陈伟海, 于守谦.基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J].安防科技, 2008, 2:35-37.

[4]李炳宇, 萧蕴诗, 李永东.AT89C51单片机在多层楼宇对讲系统中的应用[J].自动化与仪表, 第16卷2001, 16 (4) :51-57.

[5]W.L.Tse, W.L.Chan, S.S.Lai.Emergency lighting monitoringsystem using LonWorks[J].Automation in Construction, 2003, 12:617-629.

[6]Jun Wang, Yan Wang, Huihe Shao.Performance improvementof VAV air conditioning control systemthrough diagonal matrix de-coupling and Lonworks technology[J].Energy and Buildings, 2005, 37:911-919.

[7]Jun Wang, Yan Wang, Huihe Shao.Performance improvementof indoor air temperature through state feedback decoupling, genet-ic algorithm;A study with LonWorks fieldbus[J].InternationalJournal of Thermal Sciences, 2005, 44:1098-1105.

[8]Sung-Hoe Hur, Dongwon Kim, Gwi-Tae Park.Building au-tomation system via LonWorks and Linux based personal computer[J].Automation in Construction, 2006, 15:522-530.

可视对讲系统简介与常用名词解释 篇5

答：楼宇对讲、可视门铃、可视对讲、对讲门铃等几个词语，都是同一个意思，既指一套访客对讲管理系统！很多的终端客户只知门铃、可视门铃或可视对讲，而不知楼宇对讲为何物？甚至部份监控工程人员也不太明，让人郁闷！楼宇对讲就是一套访客管理系统，严格的来说，他是一套包含软件、硬件及售后服务的人性化管理访客操作系统！

二、楼宇可视对讲系统一般由哪些设备组成？

楼宇可视对讲系统一般主要有以下设备组成：

A、单元主机：也叫门口主机、门口机、梯口机，或简称主机等。作用是供访客、用户输入欲访问的房号、密码；是楼宇对讲系统中的前端公用设备，可以供访客、用户、管理员等与该单元内用户通话对讲；也可供用户、管理员输入密码，实现密码开锁；单元主机可以增配内置、外置ID/IC卡门禁模块，从而供用户刷卡开锁；

一般分为：非可视、黑白可视、彩色可视，也可以分为LED显示、LCD显示等；

B、楼层平台：也叫楼层保护器、楼层解码器、楼层分线器、配线盒等。但是楼层保护器与楼层解码器是有差别的，楼层解码器在具有楼层保护器的所有功能外，还能为系统的用户终端（室内分机）设备解码，这样系统的用户终端设备的成本就有所降低，大部份的生产企业采用此法降低生产成本！楼层解码器是系统中不可省略的设备！楼宇保护器一般不具有解码功能，在“标准GA/T 72-2005”的相关规定中，就对28个用户以下的对讲系统没有强制要求，允许根据用户情况省略。

部份生产企业、经销商、工程商在部份工程中省略了楼层保护器，以降低工程成本。不用楼层保护器的优点是：降低了工程成本，加快了安装速度；不用楼层保护器的缺点是：用户终端设备没有楼层保护器的隔离保护功能，常常是一户问题，全系统瘫痪，故障率高，也增加了售后维护、检修的难度，缩短了楼宇对讲系统的使用寿命！根据本人的经验认为，使用楼层平台（保护器或楼层解码器）的工程综合成本与不使用楼层平台的综合成本差不多！不使用楼平台是短期见利，长期亏损，使用楼层平台为长期见益，短期存在成本大的困难！使用楼层平台是有益用户的！建议客户们全部使用楼层平台隔离保护楼宇对讲入户设端设备！

一般分为：楼层解码器、楼层保护器、视频分配放大器三种。但第三代楼宇对讲系统一般没有了视频分配放大器！

C、室内分机：简称分机、室内机，或叫用户终端设备。这是楼宇对讲系统不可省略的终疫设备之一，主要供用户行使楼宇对讲系统的功能。该产品是楼宇对讲系统中最具有亲和力和影响力的，以外观精美，操作简单为优先。室内分机一般的功能是：联网呼叫、遥控开锁、双向对讲，其次还可以增加户户通功能（任意两用户互相通话对讲称户户通）、可以增加与家防报警器探头联动的功能（如外接红外、门磁、烟感、煤气等）、可以增加免打扰功能（当设置为免打扰时，该用户的访客呼叫将被转移到管理中心处，但是：管理中心处可以随时呼通设置免打扰的用户）、可以增加信息接受功能（主要是接受管理处发布的管理信息）、可以集成电话机功能（将电话与对讲系统的室内分机集成在一台机上）等功能；

一般分为：非可视室内分机、黑白可视室内分机、彩色可视室内分机，其次就是多功能室内分机。

D、系统电源：简称电源、电源箱，主要的功能是给楼宇对讲系统提供电源，一般的楼宇对讲系统采用集中供电模式，多台室内分机公用一台电源提供的能源；电源以带过载、过流、过压、充放电保护功能为优。

一般分为：12V、18V，也可以按电源的功率来分，一般的楼宇对讲厂家出厂电源为不带电池。

以上四种设备就是最基本的楼宇对讲设备了，严格一点来说，在降低成本的情况下，可以说只有三种设备：单元主机、室内分机、电源。

三、如果联网的话，还必须有以下设备：

E、管理中心机：简称管理机、管理主机。主要的功能是供管理人员综合管理，接受单元主机、室内分机的呼叫；接受各联动报警探测器的报警求助；管理人员可以通过管理机呼叫与之相连的单元主机、室内分机；管理人员可以通过管理机监视与之相连接的单元主机门前图像；自2005年后，部份企业省略了管理中心机，设计了管理软件，直接将管理功能集成到电脑上面去了；

一般分为：LED显示管理中心机、LCD显示管理中心机、电脑集中管理；

F、围墙机：也称小区入口机、围墙机、大门口机等，主要功能跟单元主机差不多，但容量比单元主机大，可以呼叫该联网系统内任一用户，并与被访问呼叫的用户通话对讲，实现遥控开锁等功能，主要体现在围墙机的容量大上面；用在小区的入口处，多单元栋楼口等，也可以用来替代单元主机；

一般分为：非可视、黑白可视、彩色可视，也可以分为LED显示、LCD显示等；

但自2004年后的联网楼宇可视对讲系统，部份生产企业设计了其它的联网配件，也是联网系统中的常规配件：

G、联网器：也称为联网转换器、联网切换器、联网路由器等，主要功能是切换联网系统与单元系统的视频信号、音频信号；转发系统的其它信息（如报警信息、故障信息、管理处发布的管理信息等）；隔离保护单元系统与联网系统；

H、中继器：一般都是直接称中继器，主要功能是放大音频信号、视频信号，将衰减的信号增强，用于长距离的小区联网系统联网主干线中。至2007年5月为止，一般的楼宇对讲系统联网距离为1500千米，当达到1000米左右时，就可以考虑使用中继器了。

J、集线器：部份采用RS485总线协议设计的楼宇对讲系统，采用手拉手的传统布线方式。但由于楼盘的布局不允许使用手拉手布线方式，或是使用手拉手布线方式难度大时，也可以分散布线，最后采用集线器来集成统一！

四、楼宇对讲系统主要的配套器线为电锁、门禁读卡器、线材等：

电锁：中国国内目前的电控锁质量都比较稳定，主要是用在门上，代替普通的锁。

一般楼宇对讲用的电锁为：电控锁、静音锁、磁力锁等；

门禁读卡器：门禁系统是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。门禁控制器就是系统的核心,利用现代的计算机技术和各种识别技术的结合,体现一种智能化的管理手段

常见的有ID和IC两种识别方式，ID 卡读卡器是只读非接触 IC 卡的俗称 ,IC 卡读卡器是可读可写非接触 IC 卡的统称.ID 卡和 ID 卡读卡器的性能价格比和感应距离要好于 IC 卡和 IC 卡读卡器.如果只是用于门禁和考勤或者停车场一卡通 , 建议使用 ID 卡读卡器和感应卡..如果需要兼容非定额消费一卡通就只能采用 IC 卡读卡器和感应卡了；

目前指纹识别，人脸识别等技术日渐成熟，也有广泛的使用。

线材：楼宇对讲一般常用线材为护套线、视频线、网线、双绞线等。前三代的楼宇对讲系统一般使用护套线+视频线，第四代的楼宇对讲系统一般使用视频线或双绞线。目前我们最常见，也是最流行的为护套线+视频线楼宇对讲系统；

可视对讲门禁系统设计 篇6

摘 要：随着人们生活水平的提高，建设智能化小区已经成为房地产商竞争的有效手段，而楼宇可视对讲系统又是智能化小区安防工程的项目之一，不管是开发商还是用户，都对这个系统给予很高的期待。现代楼宇可视对讲系统，逐渐由原来的模拟技术慢慢过渡到数字技术，新应用也越来越多。数字化技术的应用以及楼宇可视对讲与智能安防、智能家居的结合，是未来发展的趋势。

关键词：可视对讲 数字化 室内安防 智能家居

一、问题的提出

传统的楼宇可视对讲系统，越来越不能满足用户的需求，比如，很多用户下班回到家，基本上是手机、电脑、iPad不离手，甚至门铃响了也希望有个机器人代替自己去开门。产品开发商恰恰抓住了这种发展机遇，将安防系统的其他功能、应用渗透到楼宇可视对讲系统中，使楼宇可视对讲系统的功能越来越强大，例如：视频监控系统的监视功能、防盗报警系统的报警功能、智能家居电器设备的自动控制功能，都将在楼宇可视对讲系统中实现。

作为智能化小区的重要组成部分，也是智能化小区必须建设的项目之一。目前国内的可视对讲技术发展迅速，数字化产品越来越普及，多方面均实现了智能化。但是在用户使用过程中却存在一些问题，主要体现在：产品功能单一，大部分产品仅限于通话、开锁等功能；设备使用率不高，主要是小区安保要求不严格，大门可以随便进出；用户对产品功能不熟悉，由于部分产品比较先进，功能也多样化，但开发商缺乏对设备的基本操作培训；设备安装调试及维护困难；可视对讲系统和其他弱电子系统不能互联。

二、现代楼宇可视对讲系统的新应用

现代楼宇可视对讲系统，其视频信号、音频信号和各种控制信号都是通过网络传输，有别于原来的模拟传输，视频图像、音频信号编码也采用很高的压缩标准。在管理中心处，也不再用传统的管理中心机，而是用电脑代替，采用嵌入式硬件平台和嵌入式操作系统，这样管理人员操作起来更方便，更直观。系统还可以实现室内安防功能，比如各类探测器、摄像机，可以直接连接到系统的室内分机上。室内分机不但完成了报警主机的功能，还实现了硬盘录像机的部分功能，用户避免了重复投资。随着现代建筑智能化技术的突飞猛进，智能家居也慢慢融入到楼宇可视对讲系统中。通过智能室内终端，通过连接智能家居网关，实现对全屋的家居智能控制，达到数字化家园从园区到家庭的整体智能化控制。

1.基于TCP/IP数字化技术的应用

传统的模拟化楼宇可视对讲系统，用户接入数量有限，端口接线多，给安装、布线施工带来了困难，并且系统不稳定，故障率高。基于这些原因，也随着网络技术的发展，数字化楼宇可视对讲系统应运而生。数字化的应用使智能化小区的规模及用户可以不断扩大，信号的远距离传输、信号的抗干扰能力及信号的多通道传输、系统联网等也都得到了解决。采用TCP/IP组网方式，不但解决了远距离传输问题，而且系统也具有极强的扩展性。

首先，数字化楼宇对讲系统的音视频信号，通过流媒体网络传输，由于采用当前最新的数字音视频压缩技术，因此图像、音质更清晰，画面更流畅，避免模拟图像经过多次转接而造成的图像质量信号下降的问题。系统还可以通过网络提供多种服务，用户可以足不出户，只要网络畅通，在家就可以清楚地了解到小区的各类信息。总之，TCP/IP网络传输具有总线技术无法比拟的优势，它保证了系统的传输容量和传输的可靠性。

其次，数字化楼宇可视对讲系统中，单元内、外部均采用IP联网方式，所以系统可以无限扩充，非常适合现在几千户的大楼盘。由于产品是直接输出数字信号，所以其核心设备如单元门口机、室内分机、围墙机、管理机等安装以及系统整个网络布线以及架设都会变得更为简便，施工更方便，设备故障维护起来也轻松。

2.楼宇可视对讲系统室内安防技术的应用

（1）数字化楼宇可视对讲系统室内安防功能。传统的室内安防，视频监控系统和防盗报警系统，各自都有一套独立的主机，并且和可视对讲系统是相互独立的。随着科技的发展，可视对讲设备的生产厂家都在加大产品功能扩充的力度，让系统功能不再局限于对讲、开锁等常规功能。于是，在室内分机上，加上视频接口模块和防盗报警接口模块，功能越来越强大。用户想要在自家实现室内安防功能，只要购买前端设备即可。而且主机的功能已经嵌入到室内分机上，用户不用重复投资。

当室内发生警情的时候，报警信号直接通过通信网络传送到保安室，系统能马上识别报警类型及发出警报的住户位置，迅速派出保安或救护人员赶往住户现场进行处理。对于室内的火灾警情，我们可以与消防系统联动，并与当地消防局联网。

（2）模块介绍。安防系统中的报警接口直接嵌入到室内分机上。标识为“8路防区”接口，探测器接到八路防区1—8端口上，Vcc和GND为电源输出端，给探测器供电。这样利用这些接口，就可以完成室内安防的功能了。

（3）实现方式。室内安防在楼宇可视对讲系统中实现起来也很简单，只需将各类探测器直接接在8路防区上即可。由于室内分机的型号不同，安防接口的含义可能存在一定的差别，比如：有些室内分机的安防接口1—8，每个端口的功能都是一样的，也就是说，不管什么类型的探测器，都可以任意接到这8个端口上；有些室内分机的安防接口功能是有区别的，不同类型的探测器要接到规定的端口上。

3.楼宇可视对讲系统智能家居技术的应用

随着互联网技术的发展，智能家居的发展势头也很猛烈，除了专业的智能家居设备生产厂家，许多硬件设备、软件系统甚至是平台服务厂商，都开始涉足智能家居市场，楼宇可视对讲设备生产厂家也不例外。设备通过室内分机的嵌入式模块，直接接入Internet及城域网，以Internet为介质实现信息传递，主要功能是控制家电、灯光以及影音等设备。结构图见下图所示。

图 智能家居结构图

由于楼宇可视对讲逐渐走向数字化，而智能家居必定是其发展的一个方向。只是近几年，技术还不是很成熟，系统的稳定性有待加强。未来，智能家居在楼宇可视对讲系统中的应用将会越来越广泛。

三、小结

近几年，楼宇可视对讲技术发展迅速，由原来的黑白可视对讲，发展到现在的彩色可视对讲，由原来的模拟技术发展到现在的数字技术，由功能单一发展到功能多样化。它不断地被更广泛的大众所熟知、所应用。直到今天，凡是走入某个小区某一幢房，我们都不难见到这一产品。随着对讲系统技术的飞速发展，随着人们对生活质量要求越来越高，数字化、智能化楼宇对讲系统将会快速普及，可视对讲系统中的室内安防、智能家居的应用也会越来越广泛。

参考文献：

[1]杨旭.楼宇对讲产品技术多元化行业市场空间平稳增长[J].中国公共安全，2013（10）.

[2]杨祖泽.数字化大潮下楼宇对讲行业的变革[J].中国公共安全，2013（10）.

[3]钟毅建.楼宇对讲系统在住宅小区中的应用[J].智能建筑与城市信息，2010（2）.

3G移动可视电话系统设计 篇7

移动可视电话是一种同时使用了视频和话音的点对点通信业务。随着中国3G时代的到来,移动可视电话作为3G网络的代表业务和“杀手锏”业务,将有良好的市场前景。在实现上,可视电话(Video Telephone,VT)是作为一个复杂的多媒体应用运行在Window CE操作系统之上。为了实现整个系统的良好构架,有很好的扩展能力,并且尽量考虑减少对Windows CE操作系统的修改,在设计可视电话系统时,以3G-324M协议栈为核心,将VT系统分成VT App、3G-324M协议栈、音视频设备驱动、RIL和双端口RAM等模块。

1 移动可视电话系统分析

3G-324M是VT系统的核心模块,实现标准的3G网络可视电话协议,VT App作为控制模块协调其他模块的运作,实现可视电话功能[1]。双端口RAM模块是传输模块,负责所有VT数据及呼叫控制等需要,与Qualcomm modem交互的信息传送,采用该模块是由于VIVA手机硬件上双CPU架构的原因[2]。

建立VT呼叫的数据链路可以选择在3G-324M协议上实现,由于采用的是Windows CE平台,操作系统本身已存在有RIL用于建立电话呼叫连接,并且可视电话呼叫的流程与普通的语音通话十分类似[3]。只是VT呼叫发送给modem的AT命令与普通的语音通话有区别,而RIL层并未实现VT呼叫功能函数,因此,需要对RIL模块作进一步的修正,使其能够支持VT呼叫的功能,其他2个模块是对音视频设备的使用,通过调用Windows CE的对应设备驱动程序来实现。

1.1 VT App模块

VT系统的结构如图1所示。

由图1可以看出,VT App是VT系统中最主要的控制模块,与其他许多模块都有交互。VT App通过与RIL层的交互建立VT呼叫连接和响应并接受VT来电,VT App调用Camera设备驱动来采集本端的视频数据,调用Mic设备驱动采集本端的语音数据,并将这些音视频数据转发给3G-324M协议栈模块使用,同时,VT App也会接到3G-324M协议栈传来的对端的音视频数据,并通过LCD、扬声器等设备播放对端的声音与视频,用户的视频电话操作都是通过与VT App模块的交互操作实现的,很显然,VT App模块也是被设计成该VT系统的UI模块[4]。

1.23G-324M协议栈

3G-324M协议栈是VT的核心模块,它是3GPP组织制定的框架性标准,其制定基础是ITU-T H.324/M和其他国际标准,可以在无线电路交换网络支持实时多媒体服务应用。该标准包含几个子协议标准:语音、视频、用户数据和控制数据的多路复用和分离(H.223)[5]、in-band呼叫控制(H.245),定义的功能组件和端到端通信程序用于支持可视化音频通信应用。

3G-324M协议栈直接与双端口RAM通信,进行VT数据的收发。3G-324M协议栈模块是该VT系统中最重要的模块,3G-324M协议栈实现的质量很大程度上决定了整个系统的运行效果。

1.3 RIL

RIL(Radio Interface Layer)是位于无线模块协议栈与系统应用程序如TAPI/ExTAPI,SIM Manager,SMS Manager和Dialler等程序间的中间层。RIL层屏蔽了各类无线模块协议栈的具体细节和实现差异,给高级应用提供了统一的语音、数据服务、SMS、信号强度指示和来电等各种服务,如图2所示。Windows CE系统已经实现了语音电话的链接建立功能,但要增加视频电话的链接建立还需要对RIL层进行修改和扩展,具体的实现与系统所采用的modem有关,因为每个modem采用的AT命令和调用流程有差异[6]。

RIL的应用程序不会直接调用RIL驱动的函数,而是通过RIL代理来访问RIL的具体实现,每一个用户的应用对应一个RIL代理,RIL代理是不可以修改的,而RIL驱动则可以由OEM厂商进行定制和扩展,以实现对不同无线模块协议栈的支持。RIL与modem的交互是通过AT命令来实现的。

AT用于DTE(Data Terminal Equipment)与DCE(Data Communication Equipment)之间的通信,这是与modem交互的标准方式,DTE给modem发AT命令要求执行某个动作,modem在执行完成后发回AT响应,如图3所示,在这个系统中,可以把RIL模块看作为DTE。

1.4 双端口RAM

双端口RAM位于Intel PAX270与Qualcomm 6280之间,实现双CPU间的高速数据传输,VT属于3G网络上的应用,所有的VT数据必须通过Qualcomm的射频模块在空中接口传输。保证双端口RAM的高速、低误码率、低时延和低CPU负载传输,这些苛刻的要求是该模块在整个VT系统中的实现难点。

2 VT呼出流程

以VT呼出流程为例介绍系统运行流程,由于呼入机制与呼出相似,不再进行赘述,呼出具体流程如图4所示。

1)VT App给RIL发呼出VT请求;

2)RIL给Qualcomm modem发送AT命令,要求建立64 kbit/s电路交换的通道[7];

3)当被叫方接受了VT来电,Qualcomm modem通过协议协商与被叫方成功建立VT通道,并将该消息以AT响应形式返回给RIL,再由RIL通知VT App;

4)VT App接到64 kbit/s电路交换通道建立成功的消息后,就开始3G-324M协议的协商,协商成功时双方就成功VT会话的所有协议协商的步骤;

5)双方开始进行语音与视频的交互。

3 测试结果分析

实际操作中,采用如图5所示的VIVA手机+MD8470A的Loopback方案对开发完成的手机进行测试。

MD8470A是Anritsu公司生产的WCDMA/GSM基站模拟仪器。MD8470A本身支持3G-324M协议栈VT的Loopback功能。手机拨打MD8470A模拟仪器上的可视电话,经过3G-324M协议栈交互建立语音和视频通话,在可视电话程序界面的对端视频位置上成功显示自身的视频,同时听到自身的语音。

通过测试,发现开发完成后的视频手机通话建立时间在2~3 s之间,符合通话实时性要求,同时声音流畅,无明显噪音和回音,图像质量好,符合了高视频质量的设计初衷。

4 结语

随着中国3G时代的即将到来,移动可视电话作为3G网络的代表业务和“杀手锏”业务将有良好的市场前景,笔者主要描述基于Windows CE智能手机平台的WCD-MA网络的移动可视电话应用的设计与实现方式。通过对VT App、3G-324M协议栈、音视频设备驱动、RIL和双端口RAM等相关模块的综合运用,较为便捷有效地实现系统的开发与设计。通过简便的设备环回测试表明,VI-VA手机的移动可视电话系统有较好的通话性能和兼容性,达到了预期的设计要求。

参考文献

[1]毛德操,胡希明.嵌入式系统[M].杭州:浙江大学出版社,2003.

[2]王田苗,魏洪兴.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京:清华大学出版社,2003.

[3]江磊,朱发楠.3G视频手机双CPU间双端口RAM的设计与实现[J].电视技术,2009,33(8):19-21.

[4]朱发楠.基于3G-324M协议的手机可视电话的设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2007.

[5]ITU-T Recommendation H.223,Multiplexing protocol for low bitrate multimedia communication[S].2001.

[6]刘浩明,何维,田增山.基于Windows CE6.0的双模手机节能设计[J].电视技术,2010,34(10):56-59.

可视对讲门禁系统设计 篇8

本文以语文“奇思妙想”单元内容为例, 包括《天上的街市》《七颗钻石》《蔚蓝的王国》《皇帝的新装》四篇文章的共同点, 即单元主题是:“展开想象翅膀, 感受美好情怀”, 教学目标是:感悟文学作品中所表达的情怀 (美好、真善美等) ;分析生动的情节、人物、描写等, 理解联想、想象与主旨之间的关系;运用联想和想象的思维方式进行创作, 表达自己的美好愿望。

一、认识学生的认知起点, 让学生初步感受美好

单元伊始, 为了点燃学生创作童话的热情, 明确学生在想象思维方面的学习起点, 在情境创设中, 我开展了自创童话和撰写童话分析报告两个活动。

具体情境如下:“元旦将临, 为了庆祝元旦, 展现学校话剧特色, 初一年级准备召开‘驰骋想象, 感受美好’童话展演。现需要我们为童话剧的演出创作童话, 必须为原创, 1 000 字左右。”看到这个活动后, 学生的表情是这样的。

由此可以直观地看到学生的起点:他们喜欢读童话, 但不愿意创作童话, 主要是不知如何发挥想象来创作童话。学生在有些措手不及中写下了“童话”的初稿。在他们的童话初稿中, 学生的想象思维现状被清楚地呈现出来: (1) 童话创作没有主旨或主旨不明确或低幼化; (2) 童话创作想象力不丰富; (3) 想象天马行空, 不符合情理, 逻辑混乱; (4) 童话中没有描写细节, 情节不吸引人。

教师都希望学生的想象既在情理之中, 又在意料之外。于是, 我设计了撰写童话报告的活动:要求学生自读4 篇《安徒生童话》中的故事, 从以下方面完成一篇关于童话的分析报告。即: (1) 童话中体现了哪些美好愿望? (2) 童话借助哪些想象来表达美好愿望? (3) 分析童话中作者想象的合理性。

在学生的童话分析报告中, 他们重读了《安徒生童话》的经典篇目, 能总结出大多数童话会借助夸张、拟人的手法表达美好愿望, 初步感受到了美好, 但很少有学生能说清楚童话是如何建立起想象和美好愿望即主题的关系的。

二、深化拓宽学生思维, 让学生经历美好

子曰:“不愤不启, 不悱不发。”在学生存有疑问时, 我又设计了一个活动, 要求他们:认真研读第六单元的四篇文章, 用思维导图的方式画出作者是怎样建立想象和主题的关系的。

在他们的思维导图中, 可以看到学生的想象思维有了一定的发展, 能把文章主题与想象联系起来, 理解了要想让想象变得有意义, 可以通过跌宕起伏、符合逻辑、在现实中能找到影子的情节及夸张和描写的手法来实现。这说明学生已经能够读懂别人的童话了。

读懂别人是第一步, 我还是希望他们能把理解的东西迁移到自己的创作中, 让想象实现第一次飞跃, 所以写作篇幅不宜过长, 因此, 在学完每篇文章后, 我会搭配想象思维的片段练习 (见表1) , 让训练由易到难, 从联想开始, 在此基础上展开关于联想的画面, 也就是想象。接着, 用拟人和夸张的手法进行有主题设定的想象练习, 然后训练自主确定主题的想象, 最后完成有情节的想象练习。

从学生的作业中, 可以发现他们的想象思维在不断完善, 表现在以下方面。

(1) 联想想象丰富

能把圆想象成太阳、篮球、珍珠、露珠、纪念章、果实、苹果、世界、月饼、黑洞、汤圆、象棋、眼睛、戒指、镜片、舞台追光等物体。

(2) 想象画面描写细致

清晨, 和暖的阳光照得人懒洋洋的, 如同母亲温暖的手, 暖融融的, 湖面映射出无限柔光, 粼粼地闪着微波, 仿佛熠熠生辉的宝石, 又像无瑕的一面明镜, 水波漾漾地送来潮湿的水汽, 打湿了在阳光下透明得仿佛绿翡翠般的树叶儿, 晶莹地摇摇欲坠地挂在上面, 蓦地, 一只鸟飞起, 抖落了几滴水珠, 清脆的歌声唤醒了一夜的沉睡。

——初一 (2) 班赵祎然同学

(3) 想象的主题有意义

舞台上的歌剧演员用依旧投入、饱满的感情演唱完了最后一个音符, 随着指挥结束的手势, 台下观众们从深深的陶醉中清醒过来, 音乐厅内静了一两秒, 随后想起了雷鸣般的掌声, 伴着这持续不断的掌声, 歌剧演员走到台前, 追光灯那银白色的光照在演员身上, 在她的脚下形成一片明亮的圆形光区, 在绛红色幕布的映衬下, 显得格外耀眼, 在观众一浪强过一浪的掌声中, 显得更加熠熠生辉, 仿佛一层银屑, 撒在演员的身上和周围。

——初一 (2) 班李秋熠同学

(4) 想象的情节合理, 符合逻辑

北边是地上散着枯败落叶的森林, 南边则是装着美食的铁栅栏, 鸟兄弟叽叽喳喳地讨论, 它们的未来何去何从。时光飞逝, 鸟兄弟长大了, 到了该去拼搏的时候, 哥哥带着一颗勇敢的心冲进萧瑟的树林, 独自闯荡;弟弟带着一颗贪婪的心冲进铁栅栏, 过上了无忧无虑的生活。它们约定, 一年后再相会。不久后, 森林慢慢长出了“绿”, 渐渐变得生机勃勃, 哥哥在这里坚强地生存了下来, 安了新家。弟弟在精致的笼子里成了人们天天称赞的小精灵, 吃着精细的食物, 但是在哥哥的眼里, 它精神萎靡, 身材矮小, 失去生活的目标。哥哥流着眼泪, 看着弟弟自顾自地给人们展示着它的“风采”。它突然觉得弟弟好陌生。

——初一 (2) 班姜维曦同学

(5) 能借助想象, 用诗歌的形式, 表现美好愿望

曾经我也幻想,

在未来的一天,

装满快乐的箩筐。

曾经我也幻想,

一切都会运转在划分的图纸里,

由你我书写。

曾经在海边孤单翘望,

在风中悠闲漫步,

希望那片云带走忧伤。

沏上, 一杯咖啡,

续写, 一次情缘,

为自己织梦。

饮尽, 苦涩的咖啡,

沉淀着, 我的幻想。

——初一 (5) 班赵宿宇同学

三、让思维变成习惯, 打开脑洞, 见证属于自己的美好

二度创作童话的时机终于成熟, 我先让学生找到四篇文章的共性, 用思维导图的方式制定出完整的童话评价标准。

在这个标准的指导之下, 每个学生完成了童话创作的终稿。之后, 我将学生的作品编辑成册, 有的是在原有初稿的基础上修改的, 有的是重新构思, 完成了一篇新的童话。在他们的想象王国中, 我们可以看到跨越时空的经历, 看到跌宕起伏的情节, 看到环环相扣的故事, 更重要的是, 看到他们心中的美好愿望, 有的是那么遥不可及, 有的却唾手可得。

在单元学习结束后, 学生也不禁表达出自己的想法。

你藏着一场梦, 一个大道理, 将它悄悄地书写在童话里。这时, 你发现童话早已不是妈妈张口朗读的时候的那个样子, 只有慢慢地品, 慢慢地读, 才能将这场梦做到天亮。

童话不只是给儿童看的, 更是给成年人看的, 它们是想告诉人们, 是想呼唤人性的真善美, 是想让奔波在现实中的人们看到, 一个理想的世界, 正如懵懂的小孩子一样, 天真、活泼、纯洁、充满希望。

通过这个单元的学习, 我找回了一些童年的感觉, 也找回了我生活中想象和幽默的灵感。

综上所述, 为了更好地认识学生, 让学生的思维可视, 我系统设计了一系列学习活动 (见图1) , 从学生过程性和终结性学习成果方面认识他们思维的发展和变化。

当学生沉浸在自己的童话中时, 作为教师, 我更沉浸在他们创作童话的过程中, 因为那是一段经历美好的过程。

煤矿可视化应急指挥系统的设计 篇9

煤矿应急指挥系统是煤矿应急救援管理的重要组成部分, 是反映煤矿应急能力与安全生产能力的重要标志。传统的煤矿应急指挥系统, 总指挥部对煤矿灾害事故情况的了解只能通过电话系统进行井上井下的信息传输、人工登录监控系统选择合适监控点进行查看或人工登录到井下定位系统中查询, 工作传递效率相对较低, 监控系统、井下定位系统及井下广播系统无法在应急指挥过程中发挥出最大的作用[1]。鉴此, 采用一套可以与视频监控、井下定位联动的煤矿可视化应急指挥系统, 加强灾害分析预测能力, 对于提升应急事件发生时的现场把握程度、应急处理效率、措施应用准确程度有着重要作用。

1 系统硬件设计

煤矿可视化应急指挥系统硬件设备主要由前端采集设备、网络及服务器设备、前台展示设备3个部分组成, 如图1所示。前端采集设备主要包括视频采集设备 (井下本质安全 (以下称本安) 摄像机、硬盘录像机 (DVR) ) 、井下定位设备 (本安读卡分站、传输分站、传输接口设备) 。网络及服务器设备主要包括3层交换机、数据库服务器及各个独立系统服务器。前台展示设备主要包括电视墙、VGA矩阵、视频分配器及视频矩阵。

煤矿可视化应急指挥系统融合可视指挥、井下定位、视频监控及专家分析等技术为一体, 具有以下5个核心功能。

(1) 井下定位功能

通过可视化应急指挥系统可详细查看井下各个本安读卡分站周边人数及详细人员信息, 自动调取其身份信息与联络方式, 可通过查阅周边本安摄像机确认人员可调度状态。

井下定位系统通过本安读卡分站读取井下人员定位、跟踪信息、井下人员考勤记录、灾后急救信息、禁区报警信息、车辆及设备管理信息等, 并通过传输分站将数据发送到井下定位系统上位机中, 由上位机将数据展示并写入数据库服务器。可视化应急指挥系统采用SOA (Service-Oriented Architecture) 数据整合技术[2,3,4], 将井下定位系统数据库进行数据整合, 使得井下各种信息可以第一时间传递到可视化应急指挥系统中。

(2) 视频监控功能

集团指挥中心和煤矿分控中心均可对各下属煤矿指挥中心及各矿井进行视频监视, 可实现现场画面灵活切换、遥控远端摄像机云台、灵活显示多路视频画面等功能。各煤矿指挥中心可对本单位辖区进行视频监视, 可实现现场画面灵活切换、遥控远端摄像云台、灵活显示多路视频画面等功能。

本安摄像机实时视频通过视频线路传入硬盘录像机, 应急指挥系统采用JNI (Java Native Interface) 技术[5]整合硬盘录像机, 实现实时视频的获取及监控录像的回放。其中操纵摄像头是通过调用底层设备的驱动来实现的, 视频播放的一系列过程是通过C++代码来实现的。

(3) 专家库模块功能

专家库模块采用知识管理中的显示知识与隐性知识的采集方式, 将应急指挥处理过程中人工录入与自动采集的经验数据进行自动分类汇总, 并由人工对其进行分拣。在应急指挥过程中, 专家库模块将自动从海量数据中分析出所需数据, 并提供给应急处理人。

专家库模块对于显性经验的采集主要采用数据直接录入方式, 将数据采集到数据库服务器中, 而对于隐性经验, 通过在日常应急演练或实际应急指挥过程中产生的各种操作及数据, 自动生成在可视化应急指挥系统中, 待事件处理完成后由经验丰富的指挥者或其他专家对经验进行分拣, 将切实有用的专家经验采集到数据库服务器中。

专家库模块对于应急指挥处理过程中的每一步都会有专家提示, 将以往经验用于提示正在进行或将要进行的操作, 避免处理事务和判断出现偏差。

(4) 应急调度指挥功能

借助煤矿可视化应急指挥系统独具的多种级别和权限模式设置, 上级管理者可向下级发布指挥和调度命令, 上下级各个部门、各级领导与下属之间可以实时地进行视频、信息的双向交流, 可实现多种指挥调度方式。另外, 被指挥调度者可随时加入和退出指挥调度工作组, 可调用和监视任意监控点的图像, 并可实时查看周边人员定位情况;指挥调度者可在指挥调度前预览被指挥调度者。

(5) 可视化功能

煤矿可视化应急指挥系统采用全息技术, 借助GIS引擎[6]对事故地点进行全方位立体化展示。全息技术是用计算机技术模拟出与现实状况几乎一模一样的场景, 物体的形状、色泽、运动状态等都可以在全息技术下进行虚拟。该系统主要是利用全息技术把井下巷道、危险源、工作面划分、读卡站位置、读卡站人数、监控器位置及求生通道等信息进行虚拟, 实现可视化。

2 系统软件设计

煤矿可视化应急指挥系统软件采用模块化设计, 主要包括应急指挥与演练模块、危险源管理模块、应急能力评价模块、专家库模块、井下GIS模块及设备管理模块, 其结构如图2所示。

(1) 应急指挥与演练模块

煤矿可视化应急指挥系统应急预案工作流体系如图3所示。可视化应急指挥系统获取事故地点的灾情报告后, 由应急指挥办公室作出判断, 确定警报和相应级别, 将事故基本情况录入到系统中, 并确定是否启动应急预案。应急预案启动后, 进入工作流体系, 系统根据事故类型自动进入应急预案指挥管理功能, 配合井下定位系统与视频监控系统将井下信息第一时间展示在应急指挥小组面前, 系统根据预置的应急指挥措施智能提示应急处理过程中的每一个步骤, 将井下人员、应急小组、危险源、求生通道、井下资源进行合理调配, 并可根据实际事故情况进行应急增援或应急恢复。当事故处理结束后, 系统自动形成评估结果, 该评估结果将作为应急能力评价的标准;系统将整个应急指挥过程形成应急处理日志, 以查询或导出Excel的方式上报集团公司审查。

(2) 危险源管理模块

危险源是井下重点防控地点, 根据不同的事故类型, 煤矿可视化应急指挥系统将相关的重要危险源纳入信息管理范畴。在应急指挥过程中, 系统将危险源标识在GIS地图中, 便于随时注意危险源的状态。

(3) 应急能力评价模块

事故处理完毕后, 整个应急指挥调度过程信息作为应急能力的实例自动存储在应急能力评价模块中, 应急能力评价模块对同类型应急指挥过程数据进行分析与对比, 查找应急指挥过程中存在的问题以及有待提高效率的措施, 在实际指挥过程中对应急预案进行检验, 使其在不断地分析中逐步完善应急处理方式, 总结应急处理经验。

(4) 专家库模块

专家库是一个智能知识库, 将煤矿安全专家或调度工作人员在应急指挥过程中发现的问题以及积累的经验采集到专家库中。当遇到同类型的事故、执行任何应急措施时, 专家库模块都会智能提示执行该项工作的历史经验及需要注意的事项, 为应急救援指挥部的决策领导提供救援决策支持。

(5) 井下GIS模块

井下GIS模块是煤矿可视化应急指挥系统的核心工作台, 井下人员信息、定位信息、监控视频以及危险源分布标识均在井下GIS模块中, 并被实时更新。在应急指挥过程中, 可随时查看任意本安读卡分站周围人员及其个人信息。监控录像支持同时查看多路井下实时视频, 并支持录像实时抓图功能, 可为事故及救助追溯保存更完备的证据。

3 结语

煤矿可视化应急指挥调度系统集监控、井下定位和指挥调度功能于一体, 并通过专家库模块将信息智能分析的高效性与应用的及时性充分结合, 提高了救援效率。目前, 可视化应急指挥调度系统已具有军队、公安、政府、国家大型军工集团企业的应用版本;对于煤炭企业, 可视化应急指挥系统采用符合煤炭行业情况的煤矿专版, 具有良好的适用性。

参考文献

[1]李学来, 胡敬东.煤矿应急救援技术的研究及应用现状[J].煤炭工程, 2005 (4) :62-64.

[2]郭晋伟.SOA架构的管理信息系统设计与实现[D].沈阳:中国科学院沈阳计算技术研究所, 2006.

[3]蒋杰, 刘友华, 曹天瑜.基于SOA的网络教学资源系统集成[J].科学技术与工程, 2007 (16) :4220-4223.

[4]熊安平, 王化晶, 蒋溢, 等.一种基于SOA的数据集成体系结构[J].重庆邮电大学学报:自然科学版, 2006 (4) :480-485.

[5]卫洪春.JNI调用本地方法的原理及应用[J].计算机与信息技术, 2010 (6) :88-90.

可视对讲门禁系统设计 篇10

“信号与系统”是电子信息、电子技术、自动控制、通信工程等众多专业的一门重要基础课程, 还是一门承上启下的关键课程。它是继电路分析课程之后向数字信号处理、通信原理等专业课过渡的桥梁, 也是高等数学和工程数学与后续专业课的结合, 在专业教育中处于非常重要的地位[1,2,3]。然而长期以来, “信号与系统”多采用单一的授课式教学模式。课堂上, 教师对基本公式、概念及相关理论进行推导使学生了解函数的推算过程, 课后学生依靠做习题来巩固和理解教学内容。这种传统的教学方式虽然能照应教材的全面性和系统性, 但不利于学生了解所学理论知识与实际工程之间的内在联系, 抽象的概念和原理也缺乏形象化的教学演示, 学生的学习兴趣不高, 学习效率低下, 在一定程度上制约了教学效果。为了激发学生的学习兴趣, 使其更好地掌握信号与系统的基本方法和基础理论, 本文利用MATLAB软件的图形用户界面 (GUI) 设计完成的“信号与系统”可视化辅助教学系统, 不需要编写程序, 只需输入合适的参数就可以将教学中抽象的、不易理解的知识点以图形的方式显示出来, 让学生更容易理解相关的概念或原理, 减轻了教师授课的压力, 提高了教学质量。

2 基于MATLAB的可视化辅助教学系统的设计

MATLAB作为一套高性能的数值计算和可视化软件, 既能进行科学计算、数值分析, 又能开发所需要的图形界面, 具有其他编程语言无法比拟的优势[4]。在MATLAB软件中, 图形用户界面 (GUI) 是由窗口、光标、按键、菜单等控件对象构成, 用户可以在GUI的组件布局编辑器中添加所需要的控件对象并修改或调整其属性, 完成显示界面的设计并进行保存, 然后在包含GUI初始化的M文件里, 对控件对象的Callback (回调) 函数进行编写来实现教学内容的可视化。

可视化辅助教学系统的界面采用多级嵌套的形式, 自上而下进行设计, 即先设计主界面, 再设计子界面, 逐级嵌套, 层次分明。和系统界面相链接的是进行可视化的教学内容。由于信号与系统包含的内容十分广泛, 既有时间域, 又有变换域 (S域和Z域) ;不仅讲述连续系统, 还讲述离散系统, 同时涉及到部分通信工程的实例分析[5], 结合洛阳师范学院物理与电子信息学院选用的“信号与系统”教材, 将实际的教学内容进行模块化设计, 得到了可视化辅助教学系统的模块结构如图1所示。

从图1可知, 本系统共可视化了十三个方面的教学内容。由于具体的教学内容不同, 致使设计成的模块界面也不同, 但模块的设计过程和步骤是相同的。首先, 在图形用户的开发环境 (GUIDE) 中打开一个空白的GUI界面, 然后在该界面上添加所需要的控件 (如Static Text、axes和Push Button等) , 接着调整或修改所添加的控件属性完成界面的布局, 对界面进行保存后会生成一个M文件, 最后在该M文件内编写各个控件的Callback函数以实现信号或系统波形的正确显示。当各个模块的设计完成后, 还需要将它们有序地链接在一起, 以方便授课时教师的使用。

图2所示是设计完成的系统主界面, 在该界面上包括连续信号运算、离散信号运算、连续系统分析、离散系统分析、退出系统五个模块。除退出系统外, 其他模块均有不同的子界面和模块组成。在主界面上, 用户单击所需要的模块按钮就会切换到对应的子界面。在子界面上继续单击相应的模块按钮就进入到子模块中, 然后在子模块的界面上输入合适的参数就可以得到信号或传输系统的波形, 利用生成的波形直观形象地描述信号与系统的概念或原理。

3 可视化辅助教学系统的实例演示

下面以离散系统的Z域分析和连续信号的时域运算为例, 演示可视化辅助教学系统在教学中的应用。

3.1 离散系统的Z域分析

描述一个n阶离散线性时不变系统的数学模型是线性常系数差分方程, 当已知系统的零状态响应与激励的z变换就可以求得离散系统的系统函数。利用系统函数可以绘制系统的零极点分布图, 通过零极点的分布不仅可以判断系统的稳定性, 还可以确定频率响应的幅频特性和相频特性。比如, 已知一个离散系统的系统函数为, 要求绘出该离散系统的零极点分布图、系统的幅频响应曲线和相频响应曲线。使用本系统进行可视化的显示。首先, 启动MATLAB7.0, 在命令窗口输入系统的名称, 按回车键即可启动该系统, 弹出如图2所示的系统主界面。接着, 在主界面上单击“离散系统分析”按钮, 弹出如图3所示的子界面, 在图3所示的界面上单击“离散系统的Z域分析”按钮, 即进入到“离散系统的Z域分析”界面。在“离散系统的Z域分析”界面上, 输入系统函数的分子系数[0.1 0-0.2 0 0.20-0.1]和分母系数[1 0 0.6 0 0.4 0 0.04], 然后单击“系统零极点图”按钮即可生成系统函数的零极点分布图, 由此图可知系统的所有极点均在单位圆内, 因而判定该系统是一个稳定的系统;同样, 单击“幅频特性曲线”和“相频特性曲线”按钮可以得到系统的幅频特性与相频特性曲线, 如图4所示。使用此系统需要注意的是, 在输入系统函数的分子、分母系数时要按z的降幂顺序依次输入, 若出现缺项的情况, 其系数须用0代替。

3.2 连续信号的时域运算

连续信号在时域中的基本运算包括:信号的相加与相乘、信号的微分与积分、信号的卷积积分等, 本文以两个信号的相加与相乘为例进行可视化分析。

首先启动系统, 在主界面上单击“连续信号运算”, 弹出如图5所示的子界面, 接着在此子界面上单击“连续信号时域运算”, 进入到“连续信号时域运算”界面, 在该界面上输入相应的参数, 然后单击对应按钮即可生成所要的图形。比如, 输入信号1选择“正弦波”、幅值输入4、频率输入2, 输入信号2选择“方波”、幅值输入6、频率输入1, 单击“信号相加”和“信号相乘”就生成了信号的原始波形和相加、相乘后的波形, 如图6所示。同理, 当输入信号1在下拉菜单中选择“锯齿波”, 幅值输入5、频率输入2, 输入信号2在下拉菜单中选择“正弦波”, 幅值输入4、频率输入3, 可以得到如图7所示的波形。从图6和图7可以形象地观察信号相加、相乘前后的波形变化, 这是用语言或文字难以表达的内容, 学生也容易接受和掌握。

4 结论

运用MATLAB软件的图形用户功能设计的可视化辅助教学系统, 对常用信号的基本运算、连续信号的频域特性、系统在时域或变换域上的特性进行了仿真, 并以可视化的方式显示出来。整套系统人机交互界面简洁, 操作方便。利用该软件, 教师在课堂上以交互的方式对课程中的概念或原理进行实时仿真, 将抽象的理论知识真实、生动地展现给学生, 激发了学生的学习兴趣。课后, 学生还可以利用此系统复习教学内容, 加深对所学知识的理解。此外, 开放系统的源程序, 让学生利用该系统设计自己的信号分析与系统处理程序, 培养他们主动获取知识和独立解决问题的能力。

参考文献

[1]葛愿.“信号与系统”创新教学模式探索[J].科技视界, 2014, (1) :65-66.

[2]杜世民, 杨润萍.基于Matlab GUI的“信号与系统”教学仿真平台开发[J].实验技术与管理, 2012, 29 (3) :87-90.

[3]俎云霄, 贾越, 李奔, 等.“信号与系统”仿真演示系统设计[J].电气电子教学学报, 2012, 34 (1) :70-72.

[4]陈垚光, 毛涛涛, 王正林, 等.精通MATLAB GUI设计 (第3版) [M].电子工业出版社, 2013.

可视对讲门禁系统设计 篇11

小区智能化最终表现在终端设备上。对访客来说，主要是主机、围墙机；对物业管理处来说，是管理机；对业主来说，则是分机、门禁；对于一个系统，其辅助设施和施工方法对智能化的集成也起着不可忽视的作用，如布线要求、交换机交换信息的方式等。管理处、业主、访客三者之间的沟通，除了靠平常所说的实时的语音、图像信息外，还有一个重要的方法，那就是短信。

视频短信

所谓视频短信，就是中心发送给住户的短信以视频（PAL制）方式发出，住户通过其可视分机显示的一种短信。在楼宇对讲系统中，管理中心机与门口主机间已经铺好视频传输用的同轴电缆，主机与分机之间也有视频传输网络。因此，中心向住户传送视频信号的通道已具备。如果用相应的软件保证信号畅通，则构成视频信息系统。

视频短信最大的优点就是成本低。它只需要在中心电脑上增加一块双显卡，便充分利用了可视对讲系统的资源，并且有良好的性价比。但是，视频短信的缺陷也是明显的。不管是录像分机还是普通可视分机，都影响正常的对讲功能。对于录像分机，中心向目标住户分机发送信息时，占用对讲通道；对于普通可视分机，当住户向中心提取短信时，占用对讲通道。不仅如此，当中心采用同屏显示卡时，发出视频信息，中心电脑同样显示所发短信，一方面，短信的保密性不强；另一方面，中心电脑不能再做其它事。

为扬其优势，改良其劣势，研发工程师们熬费苦心，针对占用对讲通道的问题，在传输网络上增加视频通道，中心处改用网络交换机进行信息交换。当然，工程费用略有所增加。针对同屏显示影响中心电脑工作的问题，双显卡改用视频解压卡（神龙VOD）。当中心电脑要发送视频信息时，电脑将其工作放入后台处理，不影响前台工作，同时保密性也得到提高。

Ethernet实现数字短信

众所周知，高档住宅小区宽带进入家家户户。利用Ethernet组成的小区智能可视对讲系统优势在于数字通信快捷、可靠，传递的信息量大。在布线方面，相对而言，省去了些麻烦。

所谓数字短信就是通过智能终端（如管理中心电脑）编辑的文字信息，借助数字网络，用数码方式传送出去，接收端（如分机），能按规定方案还原成发送端的文字信息。

实现数字短信收发的终端（分机），就像一台特制PC，具有网线RJ45接口，与外部交换数据，输出设备一般用TFT-LCD屏，通过按键（或触摸屏）操作实现人机对话。

Ethernet可视对讲，其存在很多不利因素：

1、网络共享，需要多方协调

应用Ethernet接口分机，表面上不用布线，但它毕竟是有线接口的，必须借助已布设好的Ethernet网络。而网络是营运商投资建造的，在网络建造方面，要增加可视对讲的数据，不管是硬件还是软件，投入方面相对会增加。因此，在筹建整个小区智能化工程时，网络营运商、房地产开发商、物业管理商三家协商，分清责、权、利关系，才有可能保证网络的正常运转及可视对讲的正常使用。

2、可靠性问题

可视对讲系统广义上说，它包含安防报警。局域网络的组成设备较多，软件复杂，随时有可能受到病毒的攻击，导致服务器瘫痪，因此，局域网络正常运转的可靠性会打折扣，建立在此网络技术上的报警系统很显然失去了安全的保障，不符合国家安规。

3、图像、声音时延问题

可视对讲虽然只需要2Mbits的带宽，在局域网内问题可能不大。但是，大型小区，管理中心与某些楼栋、围墙机距离远，很可能不能连接在同一网关内，这时，对讲两个终端跨网关，不在同一局域网内。当网络繁忙时，数据传输速率可能远低于2Mbits，通过软件处理，声音也许马马虎虎可以接受，但图像方面，一是CPU处理产生时延，二是网络障碍产生时延，导致图像丢帧，十分不流畅，若是监视情况，就失去了实时性。

4、图像品质不够理想

图像数字化后每帧数据非常庞大，为了降低传送带宽，必须按先进的算法进行压缩，压缩后的数据经Ethernet传送，虽说数据不失真，但因为有损压缩算法，接收到的数据还原成图像总是没有“原质原味”，像素也有限（352 x 288），当用大屏显示时，图像看起来相当不舒服。

5、成本比较高，性能不好

用一台电脑配上优秀的软件，当然可以实现可视对讲、安防报警、短信收发。但是这样做，不但费用高，且体积大，不便于安装使用。最好的办法就是按照系统的实际要求，量身定做，做成嵌入式系统。要完成如此复杂的系统，牵涉到的技术面广，既要求懂计算机硬件技术，又要求懂计算机软件技术，还要熟练音、视频压缩标准、网络传输协议等，研发成本高，即使通过很好的规划，产品开发成功了，但它的应用范围狭隘，价格比电脑低不了多少，功能却相差甚远。

普通实用数字网络完成短信收发

可视对讲系统的常规方案就是模拟网络+实用数字网络。模拟网络包括音频网络与视频网络，音频网络传输音频信号，视频网络传送图像信息。所谓的实用数字网络就是用于楼宇对讲所必须的联络应答信号以及小区安防报警、门禁控制信息等的传输通路。数字网络在不同的区段有不同的通信方式和通信协议。楼外主干网常用RS485、LONWORK、CAN总线。楼内主干网（主机到解码器之间）一般不采用长线驱动IC网络（如RS485），因为一方面造价成本较高，且容量有限；另一方面要求两芯线且连接要求严格，比较优的方案是采用一芯数据线，按RS232协议，用15V电压做通信电平，增强系统抗干扰能力，完成半双工通信。解码器与分机之间距离近，多数情况是一对一，相互干扰相对来讲没有那么恶劣，因此用5V电压作通信电平，自定义传输协议。

对讲系统中的数字网络虽说速度不高，但满足小区智能对讲、报警、门禁等要求绰绰有余，也就是说，该数字网络有大量的“空闲”，正像一条公路，路宽车少。我们利用了这一优势，将数字短信的收发这辆“大卡车”驶入该公路。车多流量大，安全很重要，那么交通规则至关重要了。这里的交通规则，就是我们的通信协议。通信协议规定了发送数据的原则，避免了“撞车”事故，确保数据传送畅通可靠。

管理员给住户发送短信时，通过管理中心电脑的应用软件，编辑信息内容，发送时电脑将信息（文字）转化成机内码传送至交换机缓存区，交换机按照信息的目标地址，选中其相应的数字通信支路，再将信息数据包发送出去。信息包中，含有收信人的详细地址。对于主机，接到交换机的信息包后，从包头中查出“收件人”，立即与解码器取得联系，解码器做好接收信息包的准备，此时，主机将去掉包头中第一层地址后的信息包继续下传。解码器接收信息包完毕，弄清该包是哪一户（哪个端口）的，然后，通过解码器与分机数字短信专用通道，将去掉包头的信息包发送给分机。分机一边接收数据，一边将数据写入记忆库。接收完毕后，面板上的短信指示灯变红色。

分机要发送短信至中心管理机，与管理中心机发送信息方式一样，只是反向而已。在这里不再重述。

当然，要在分机或管理机上实现短信管理，汉字驱动是最基本的技术。我们公司OSD汉卡就是为这量身打造。

从上述分析可看出，用普通对讲网络实现数字短信收发，有其明显的优势：

①在已有的楼宇对讲系统下，不用多布线；

②该网络自建，没有必要跟其它商家协商；

③功能专一，可靠性提高；

④简单，容易维护，造价低。

正是因为这个原因，这种低造价高性能的实用系统受到广大客户的青睐，也是将来几年内楼宇对讲的主导产品。

模拟+数字共同完成短信收发

分机用纯数字网络接收信息，优势多多，但它也有一个不可被人接受的事实，那就是成本太高。如何解决成本和性能之间的矛盾问题呢？我们又推出一种新方案，数字网与模拟网共同完成信息传递。

应用一字符视频发生器，根据楼宇结构，安装在主机或楼层解码器内，可以实现短信的发送与接收。从中心到字符视频发生器，短信走数字网络，不影响可视对讲，从字符视频发生器到分机，走模拟网络，便于普通可视分机的接收。

可视对讲门禁系统设计 篇12

巡检系统是一套应用自动化、信息化等技术开发的业务软件系统, 它采用各类技术对巡检中的信息进行全面及时采集及处理, 有效实现了巡检工作的科学化、规范化、流程化和自动化[3], 全面提升了巡检的效率和水平。系统已在石油、石化、电力、通信、物流、公安、消防等领域得到了全面的应用[4], 并取得了一定的成效。

1 系统分析

当前市场上把巡检系统分为传统巡检和智能巡检两种方式, 传统巡检包括“轮牌”制和利用信息按钮、RFID、计算机系统等方式实现的巡检系统[5], 传统巡检存在手动、效率低、巡检信息滞后、巡检路线无法追溯、未检、漏检、少检等各类问题;智能巡检系统采用GPS、RFID、GIS、无线等技术, 通过定位跟踪、数据上传、智能提醒、人机交互等功能有效解决了以上问题[6]。但由于无线网络建设动辄就是上百万, 投资高、建设周期长, 且不能确保信号全面覆盖巡检区域, 存在系统集成度低, 数据上传不及时, 应用效果不佳等问题, 导致智能巡检系统仍未得到全面的推广应用, 因为巡检不到位造成的管道爆炸、人员伤亡、财产损失等事故时有发生, 给国家财产和人民安全带来了巨额损失。

综合传统巡检及智能巡检系统的功能和特点可以发现, 理想的巡检系统必须实现巡检区域划分、巡检路线制定、巡检方法指导、巡检操作简单、巡检全程在线跟踪、巡检数据实时上传分析、巡检问题智能报警等特点, 核心是巡检实时、在线、智能及全程跟踪, 实现巡检过程全程安全管控、信息实时上传及智能分析, 全面确保巡检工作安全到位, 及时发现设备存在的问题和隐患, 从而确保企业生产平稳运行。

2 系统组成

随着大数据、物联网、移动互联等信息化技术的快速发展及应用, 为智能巡检系统的研发和应用带来了新的契机。我综合研究分析理想智能巡检系统特点, 市场上智能巡检系统常用技术、应用环境、投资效益等各方面因素, 应用大数据、移动互联、二维码、4G/3G、GIS、GPS等先进的信息化、智能化技术, 设计了一款技术先进、功能齐全、投资低、效果好、实用性强的可视化移动在线智能巡检系统, 系统组成结构, 如图1所示。

系统由巡检现场、传输网络、服务中心、应用终端四部分组成。

第一部分巡检现场主要由巡检设备、手持移动巡检仪等移动终端设备组成。为了应用先进技术, 有效降低系统成本, 将传统的巡检牌、RFID方式的巡检点创新性的改为二维码, 为巡检路线上的每个巡检点生成不同的二维码, 并安装于巡检点上, 组成整个企业的巡检区域;手持移动巡检仪为巡检人员移动巡检设备, 通过对移动手机进行扫描、防水、防爆等改造, 以及巡检移动应用开发, 实现各种环境下的巡检、数据记录、数据上传、移动定位等功能, 巡检人员在巡检过程中, 手持移动巡检仪下载巡检任务及线路, 对巡检线路上的各巡检点二维码进行扫描, 记录巡检数据并实时上传到巡检服务器, 逐个完成整个巡检过程。

第二部分传输网络主要由移动电信运营商4G3G网络、互联网、防火墙、企业内网四部分组成。为实现巡检实时跟踪、数据实时上传、分析、智能预警, 同时降低避免无线网络建设的高成本, 系统通过租用移动或电信运营商4G3G移动网络作为数据传输网络, 移动网络通过互联网与企业内网进行连接, 实现巡检信息的实时交互。在巡检过程中, 系统通过移动网络, 应用GPS技术实现巡检人员及线路的实时全程跟踪及记录, 同时当用移动巡检仪记录完各巡检点的信息后, 可以通过移动网络实时上传到系统服务器, 对信息进行及时分析, 对问题进行及时预警, 并指导现场巡检人员及时处理。为确保企业内部网络安全, 通过设置防火墙, 实现互联网及企业内网的安全隔离。

第三部分服务中心由系统数据库服务器、应用服务器两部分组成, 是智能巡检系统的核心。数据库服务器实现上传的巡检数据集中存储及智能分析, 应用服务器实现巡检集中管控、巡检区域划分、巡检路线制定、巡检方法指导、巡检全程跟踪、数据实时分析、问题智能报警、与其他系统集成联动等核心巡检服务功能, 全面支撑企业巡检业务及时高效完成。

第四部分应用终端由企业控制或操作中心大屏幕、巡检管理人员电脑等应用客户端组成, 实现智能巡检系统的集中管理、信息集中展示、报警集中提醒及与现场巡检人员实时交互等各类巡检应用, 全面支撑巡检业务, 确保生产安全稳定运行。

3 系统架构及功能

3.1 系统架构

整个系统由后台服务器软件及前台移动APP两部分组成, 系统按照B/S模式, 采用SOA组件化、开放式架构理念进行设计, 巡检终端APP采用HTML5技术进行封装, 确保移动应用的兼容性和控制性。系统架构, 如图2所示。

系统架构按照SOA理念进行设计, 分为数据层、组件层、服务层、展示层、用户层5层。

数据层按照先进的企业数据架构思路进行设计, 实现数据的统一存储、管理及处理。为了便于未来企业数据的统一、整合和高效利用, 将数据分为主数据、业务数据、主题分析数据三大类。通过对巡检主题数据的统一定义及管理, 对巡检业务数据全面存储处理, 对主题分析数据和指标的分析、挖掘和展示, 全面挖掘巡检数据潜在价值, 提升巡检效率和应用水平。

组件层按照组件化理念进行设计, 将核心功能通过组件化方式实现, 全面提升系统标准化和扩展性, 以便企业可以根据业务变化及时灵活的通过组件编排, 组建各种业务服务, 适应未来业务调整需要。

服务层综合生产企业巡检业务实际情况, 通过对组件的灵活编排、封装, 提供了资源管理中心、班组管理中心、任务管理中心、巡检管理中心、数据管理中心、系统集成中心和系统管理中心等七大核心服务, 全面满足各类巡检业务的需要。

展示层为系统用户统一应用平台, 分为统一巡检门户和统一巡检终端, 通过统一的应用展示界面全面满足企业决策、管理、安全及巡检等相关人员的各类巡检业务应用。

用户层为系统各级最终用户。用户可以通过电脑可以随时随地访问统一巡检门户, 实现巡检信息的获取、巡检工作的处理, 支撑生产管理和决策。有生产控制中心 (中央控制室) 的企业, 可以将巡检动态同步到中央控制大屏, 实时监控巡检工作动态, 及时处理各类预警, 实时指导现场巡检人员处理各类问题, 确保生产平稳运行。现场巡检人员则通过随身配备的移动巡检终端, 实现巡检任务的具体执行和与生产管理人员的及时互动, 全面确保巡检各项工作及时到位和生产各类问题的及时处理。

3.2 系统功能

3.2.1 资源管理中心

资源管理中心为巡检业务资源统一集中管理平台, 实现企业巡检组织、人员、设备、终端、标准等各类资源的全面管理, 为其他服务提供全面资源支撑。

3.2.2 班组管理中心

因工业生产企业7*24小时运行的特点, 企业均实行倒班制, 存在倒班、轮班、调班等各类情况, 班组管理业务复杂, 所以单独设置班组管理中心, 作为巡检任务、资源及人员配置平台, 实现各类班组情况的集中管理, 确保巡检工作资源及时到位。

3.2.3 任务管理中心

任务管理中心是巡检工作全面计划管理平台, 实现巡检区域的划分、任务的制定及监控, 为任务全面执行提供基础支撑。

3.2.4 巡检管理中心

巡检管理中心为巡检工作执行和问题处理平台, 实现巡检任务执行、操作、跟踪和问题处理, 全面确保巡检工作落实到位。

3.2.5 数据管理中心

数据管理中心是巡检数据挖掘、处理、分析和价值产生的统一平台, 实现巡检过程数据、记录等信息的全面管理和分析处理, 通过大数据、智能化技术对巡检信息的实时智能分析, 及时发现现场设备及生产问题, 确保生产安全平稳运行。

3.2.6 系统集成中心

整个系统与企业安防、监控、门禁、扩音、对讲及生产管理等现场安全及生产运行管理支撑系统进行全面集成, 在问题分析和处理过程中可及时查看人员进出、视频监控、生产管理、设备运行等信息, 确保问题的快速准确分析, 同时利用对讲、扩音等设备进行及时互动, 确保问题快速解决。

3.2.7 系统管理中心

系统管理中心为系统功能统一配置和管理平台, 实现系统权限、流程、终端等功能和展示形式的统一管理配置, 通过可视化、流程化、图形化、灵活化的配置, 支撑系统各项功能的全面运行和高效应用。

3.2.8 统一巡检门户

统一巡检门户为企业高层、管理、安全等各类岗位人员统一应用平台, 通过巡检地图、动态跟踪、智能报警和综合分析等功能, 实现巡检工作各类信息的可视化、实时化、在线化、智能化展示和管理, 全面提高用户感知和应用效果。

3.2.9 统一巡检终端

统一巡检终端为生产现场巡检人员统一操作平台, 实现现场巡检任务执行、数据采集上传及各类问题全面处理, 平台通过移动APP方式部署在各移动巡检终端, 通过分布式、实时化、方便的操作, 全面提高巡检人员工作效率和水平。

4 结语

可视化移动在线智能巡检系统创新性的综合应用了GPS、GIS、二维码、4G/3G、移动互联、大数据、智能分析、SOA等先进信息化技术, 可以全程定位掌握巡检人员动态, 有效确保巡检任务执行, 全面减少或避免安全事故发生, 降低伤亡及财产损失;可实时采集、智能分析各类巡检信息, 并对问题进行智能报警, 支撑现场问题及时处理, 有效确保生产平稳运行, 同时避免了网络建设所需大量投资。整个系统技术先进、扩展性强、功能全面、性价比极高, 有广阔的市场应用前景。

参考文献

[1]佚名.工业4.0的中国机会[OL]. (2014-5-28) .http://articles.e-works.net.cn/view/article116260.htm.

[2]向令.中石油GPSGPRS智能巡检系统通讯服务器的设计与实现[D].成都:电子科技大学, 2009.

[3]刘卫华.智能巡检系统的设计与实现[D].西安:西安交通大学, 2005.

[4]李茂桂.基于GPS和GIS的智能巡检系统研究与实现[D].长沙:中南大学, 2010.

[5]雷宇, 郑新华.GPS智能巡检系统与传统管道巡线管理方法的比较[J].新疆石油天然气, 2008 (4) :163-164.