移动监控技术

移动监控技术（精选7篇）

移动监控技术 篇1

文丨柴威

随着现代经济的快速发展人们对视频监控需求大幅提高, 手机移动监控会以独具一格的优势, 成为视频监控系统需求市场上的新贵, 让众多消费者的喜爱。但由于各行业领域需求不同, 它还将需要一个不断开发大步前进的一个局面。目前, 视频监控技术在很多行业市场都有一定的应用, 如工业、交通、银行、零售等行业, 但规模不是很大。所以说, 手机移动视频监控的潜在市场还没有得到最大量的挖掘, 其原因在于技术, 成本和实用性。

现如今3G网络的到来, 也伴随着手机视频监控技术的到来, 我们将看到民用监控领域的一次重大突破。随着科学技术的不断发展, 网络宽带限制也将被突破, 3G手机视频监控的视频效果越来越清晰, 让更多的用户随时随地的查看远程监控视频的图像的需求, 另外手机是大多数人都具有的终端机器, 使很多客户端用户不需要另加投资, 大大节约了用户成本。还有, 它与PC配套设备相比价格相对较低, 具有很好的成本优势, 且实用性更强、普遍性更高。安全方面, 手机号码与手机设备对应的序列号相绑定, 使每个客户端用户身份相对唯一性, 更利于用户管理。利用手机终端不仅可以视频浏览还可以把视频进行处理, 把有价值的信息向使用者提出警示, 帮助他们更有效精准的管理监控目标。具体操作是手机视频把采集到的实时图像发送至平台进行存储、对比, 后再通过智能化的识别软件对影像进行分析处理, 把有价值的信息转换成数据发送给用户, 从而打破传统的视频监控人员对视频图像的复杂管理, 让图像管理员更准确的确定目标图像, 使复杂的工作简单化, 从而达到安全掌控信息的目的。因此, 手机视频监控是一种非常好的远程设备监控链接。其应用方面如下。

1 视频终端采集

手机作为一种万能终端机, 其技术已经相当成熟, 手机的高清摄像功能更能满足大多数客户的需求。将手机号码分配到设定的ID接入, 把高质量摄像头或较强视频摄像功能的手机采集到的视频接入平台后, 就好比IP摄像机功能一样的前端视频采集器。然后把采集到的图像利用3G网络实时实地传输到视频转发服务器进行转发, 在可由无限数据传入指定的电视墙、监控仪器、使视频浏览客户端的手机随时随地的进行查看。

2 视频图像浏览

基于中国电信cdma2000EV-DORev A网络单载频下行链路峰值已达3.1Mbit/s, 同比于高带宽拥有较高质量分辨率和帧率, 让移动视频浏览服务与无线实时视频上传功能已成为现实。目前, 国内很多使用的中国电信无线全球眼手机视频浏览产品的标准视频编码格式为H.264baselineprofilelevel-1.2 (QVGA:320×240@20) , 已让用户较高清晰度的手机视频浏览功能得到满足。

3 手机视频安防监控

3G网络的智能化手机监控是一种综合系统, 在手机视频监控基础上增加多种报警系统和远程家居设备控制的安防系统。在各房间或办公室安装摄像设备后, 用户可通过手机随时随地查看监控图像, 也能够授权给亲朋好友, 使他们可观看监控视频图像的权利。家居的报警系统, 家庭内可安装门磁、窗磁、红外、烟雾、煤气等多种传感器。当门窗遭损坏、生人闯入、室内起火、煤气泄漏等传感器则马上通过平台发送警报给住户手机或亲朋好友 (警报可为语音、即时短信等) , 住户能够第一时间了解报警信息, 并可通过视频浏览功能观看摄像设备采集的实时图像。可以用手机查看商铺、办公室情况。也可以通过手机或电脑查看家中宠物、小孩和老人的情况。智能安防报警发生异常情况时, 系统自动向您手机发送。总之, 移动视频监控可以通过手机随时随地实现远程监控, 一切尽在掌握。无论身在何处, 都能轻松管理!

过去建设的安防监控系统主要是为了防护安全, 但现在人们更看重的是使用过程中的管理方面。把手机视频监控与远程设备控制监控相连接, 在金融银行业解决银行管理中的很多问题, 表面看是图像的拍摄, 实际上最终目的是实现对人脸的识别, 还原真实的现场, 达到真正管理的目的。对银行系统在营业点上视频监控, 一方面是为了保障银行出纳安全, 另一方面也可以记录营业人员的金融操作过程, 以便在产生金融纠纷出现任何问题时, 可以通过视频监控图像追踪并确认是哪个环节出了错误。对于ATM取款机应用, 视频监控不仅可以知道取款人的身份以外, 还能根据取款时间提供视频图像保护账户安全, 同时可以保护好昂贵的取款机设备, 在遭受到人为的破坏时可以及时进行调查追踪。人脸遮挡识别、特殊动作识别功能 (跟踪尾随、偷窃信息等) 都能够在ATM取款机上进行全面推广。

在其他领域应用, 如平安社区, 不仅仅可以监控车辆人员的进出, 还能为公安破案提供图像信息成为破案的依据, 同时用于政府指挥抗洪抢险、救难救灾, 环保部门的环境监测、污染侦查的业务应用;教育方面, 校园安全防患的视频监控, 还能利用视频监控管理考场、实行远程教育等功能;交通方面, 视频监控不仅可以侦查交通违章, 还能解决交通拥堵、车辆流量监测等问题;旅游行业方面, 视频监控不仅可以确保游客人员的安全, 还可以防范旅游景点的防火防汛等应用。所以市场强大的需求是行业发展最大的动力, 手机视频监控注定会成为监控市场领导者。相信在市场前景和人员技术的相互支配下, 经过不断的研究和不断的试用, 企业也会满足行业的各种要求。实现标准配置和模块配置的灵活运用, 为各个行业客户的需求定制不同产品和服务。

4 结束语

随着今后科技的不断进步, 国防力量的不断强大, 人们的安防意识不断增强, 和谐社会也步入了大街小巷。城市安防、校园安防、社区安防等市政工程项目在全国范围内全面开展, 国内视频监控市场将遍地开花。不管是金融管理、医疗卫生、司法侦查和政府安全等高端方面, 还是到维护交通、平安校园、安防居家、大众娱乐等方面乃至民用安防市场都对手机移动视频监控的需求强大。市场不断的壮大和需求的不断增多。相信, 手机移动视频监控, 将大幅度提升安防系统在维护全人类公共安全领域的价值, 促进和谐社会、平安社会具有非常重大的意义。

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随着科技的不断发展以及人们生活水平的显著提高, 电视作为一种使用频率高、覆盖范围广的信息获取途径, 它收看的质量已经越来越受到人们的广泛关注, 而电视收看的质量好坏, 在很大程度上都取决于电视发射机的系统是否能正常运行。由此可见, 电视发射机的作用是非常大的, 因此, 必须在电视发射机还处于系统设计阶段时, 就对其设计内容做出综合性的思考, 从而保证电视发射机系统在投入使用后, 不但能满足其正常运行的要求, 还能使其长时间保持良好的稳定性与安全性。下面笔者就电视发射机系统常采用的数字化、模块化、智能化以及网络化设计进行相关阐述。

1数字化设计

所谓数字化它具有两方面的含义, 首先, 将数字化处理运用于模拟的电视发射机系统设计中, 能对其整机的各项性能指标等, 在一定程度上实现较大的提高, 例如:利用数字化处理器对功放进行线性化处理, 以及在音视频中利用激励器进行数字化处理等;其次, 电视发射机未来的发展趋势, 必然会由模拟式逐渐转变为数字式。当前, 人们对于收看数字电视的呼声已经越来越高, 并且在某些城市已经开始进行了数字电视的试播, 因此, 人们在选购电视发射机的时候, 自然会考虑到电视发射机的实用性, 要么所购买的电视发射机能轻松实现数字化转换, 要么要求该电视发射机能实现模拟与数字的兼容。所以, 很多有远见的电视发射机设计公司, 通过这一现象都充分认识到, 关于电视发射机的设计只有朝着数字化方向发展, 才能真正满足市场的需要。

电视发射机的设计应满足以下几点要求: (1) 由于在数字式电视发射机中根本就没有双通道, 因此在进行设计时必须使用单通道; (2) 以模数兼容性高的带通滤波器作为其输出滤波器; (3) 将MOSFET (即MOS场效应管) 用于米波的发射机功放中, 而LDMOSFET (即LDMOS场效应管) 则用于分米波的发射机功放中。功放无论发射机为模拟式还是数字式都不需要进行改变。将数字式与模拟式电视发射机进行比较后可知, 在相位噪声、频率稳定度及系统线性等方面的要求上, 数字式明显高于模拟式, 而这些要求均在系统的激励部分进行统一处理, 另外激励部分还有个重要的任务, 那便是处理好两者不同的调制方式。因此, 只要将原有的激励器更

电视发射机的系统设计探析

文丨方兴

摘要:对于电视发射机来说, 其整机系统的设计是否科学合理, 不但会对它的整机性能产生直接的影响, 还会间接影响到人们收看电视时的收看质量, 因此, 在对电视发射机的整机系统进行设计的时候, 就必须做好全方位的思考, 通常电视发射机在进行系统设计时, 均以采用数字化、模块化、智能化以及网络化的设计, 来保证电视发射机系统的科学性及有效性, 以便该系统在投入使用后, 不但能满足其正常运行的要求, 还能使其长时间保持良好的稳定性与安全性。

关键词:电视发射机;整机系统;设计

移动监控技术 篇2

随着各类公路交通建设的快速发展和机动车辆的普及, 交警道路交通管理的任务日趋繁重;同时, 道路和机动车辆相关的交通事故和违法现象逐年上升, 这给交通管理造成了极大的威胁, 破坏了稳定有序的交通秩序。“科技强警, 向科技要警力”是目前解决道路交通管理、各类交通事故和违法现象的有效手段。

随着G P R S、C D M A等移动接入技术和公共移动通信网络的不断成熟, 越来越多基于这些移动通信网络的应用已经投入商用, 这一切都为公安信息移动应用提供了承载网络。同时通过近年来的建设, 公安交警部门已经建立起车管、驾管、交通违法、事故等一系列信息系统, 对各类交通参与人和车辆有着完整的信息记录。在具有数据、承载网络的基础上, 加上公安交通管理工作存在着工作地点流动, 工作时间不定, 移动信息要求较高等特点, 适合交警工作使用的移动警务系统的建设开始逐步在全国部署。目前在北京、广东等部分城市的公安部门已经在一定范围内开展了移动警务系统的应用, 并取得了较好的效果。

目前, 交警移动警务系统主要功能是使交警能在现场快速辨别假机动车牌证、假驾驶证、走私机动车、盗抢机动车、非法拼装机动车等的违法违章现象, 最大限度的遏制各种违章、违法行为, 提高交通管理水平, 另外, 路面执勤民警在交通违章业务处理时, 可以通过目前的移动警务系统实现违章信息的实时上传, 从而大大简化了违章业务处理的流程, 提高警务处理的效率。

随着移动无线网络带宽的提高、3G移动通信系统的即将部署和移动终端信息处理能力的不断增强, 脱胎于传统网络视频监控技术的移动视频监控系统成为了目前监控领域的热点。相对于那些专业而神秘的监控产品而言, 如果能用手机实现移动视频监控的功能, 就有可能使得专业的视频监控获得更加广泛的应用, 从而把网络视频监控推向移动视频监控的新高度。

在已有的移动警务系统上集成移动视频监控技术, 能够使目前的移动警务系统获得更多丰富的功能, 尤其在道路管理和交通事故应急处理等场合发挥不可替代的作用。本文致力于探讨移动视频监控技术在移动警务系统中的应用以及该系统在使用中存在的安全性问题的研究。所以本文对目前交警移动警务系统的建设具有较强的实际意义。

1 手机视频监控技术

随着计算机技术、网络技术和图像处理技术的迅猛发展, 网络化的视频监控技术和相应的解决方案层出不穷, 越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等各种有视频监控需求的领域。

近年来, 有线专用网络监控、互联网监控、无线网络监控等方面, 都获得了长足的进步, 为网络化视频网络监控的进一步发展做了很多铺垫。但如何实现监控的便捷性则提上了日程, 传统的在监控室里面对专业监视器或电脑显示器浏览各个画面的模式对于专业用户是一种必须, 但对于移动性要求比较高的用户来说则显得可行性不大。相对于那些专业而神秘的监控产品而言, 如果能用手机实现移动视频监控的功能, 就有可能使得专业的视频监控进入寻常百姓家, 更有可能引发民用视频监控市场的兴起, 监控市场的二次革命或许由此发端。

目前, 制约用手机实现移动视频监控的技术障碍已基本克服, 中国移动g p r s的数据网络下行实测带宽能稳定在20kbps至22kbps, 中国联通cdma的数据网络下行实测带宽能稳定在40kbps。手机处理器的能力足够强, 能完成视频解码。手机厂商把手机的开发平台公开, 提供开放的开发平台, 这样便于手机增值业务的开展, 这也为开发手机视频监控提供了开发平台。特别是中国将在2008年开始将有多家电信运营商开始运营3G, 移动网络的下行带宽大大提高, 这将近一步突破移动视频监控技术推广使用的瓶颈。

移动视频监控技术主要由摄像头、视频编码器、流媒体服务器、管理服务器和移动智能终端组成。摄像头采集的视频数据通过视频编码器的编码, 使得原始视频成为适合在网络上传送的标准格式。流媒体服务器接收到移动智能终端的视频请求后, 从相应的视频编码器上读取标准格式的视频码流, 通过移动通信网络传送给终端。管理服务器实现摄像头、视频编码器等资源的管理以及视频用户的管理和认证功能。

2 移动视频监控技术在交警移动警务中的应用

目前, 交警移动警务系统主要是借助于先进的G P R S/CDMA无线通讯技术, 采用WVPN (无线虚拟接入) 、通讯模块鉴别授权、无线通讯数据加密等技术手段, 实现移动用户与全国公安网的安全接入, 将现有的公安网内部信息资源实时便捷的提供给路面执勤民警。移动警务系统的拓扑结构如图1所示。

通过移动警务系统, 路面执勤民警可以实时从信息中心获得全国机动车、驾驶员等交通管理的详细信息, 使其能在现场快速辨别假机动车牌证、走私机动车、非法拼装机动车、未按期年审、盗抢车辆等违法现象。利用移动警务系统, 路面执勤民警可以实现交通违法业务的自动化处理, 一方面可以实时将相关违法信息传递到公安网内部的业务数据库中, 从而提高违法处理效率。通过移动警务系统为全省警务车辆提供GPS定位信息传输的通道, 实现对车辆的状态监视、信息服务、部分遥控操作, 接收报警求助功能。车辆的位置、速度、运行方向等状态在监控中心的电子地图上直观显示。

如上可知, 目前的移动警务系统主要传送的是文字、图片等信息。随着“科技强警”的不断深入, 各地公安系统建立了大量的视频监控系统, 打击路面各类犯罪现象和道路路口交通流量的实时观察。对于路面执法的交警而言, 能及时通过监控视频了解路口的交通流量, 从而在第一时间赶到现场, 合理的组织和疏散车流, 就能大大提高路面交警道路交通流管理的工作效率, 从而提高整个城市的通行能力。显然, 目前的移动警务系统还不能给路面的交警提供这类实时的视频信息。在现有移动警务系统的基础上引入移动视频监控子系统, 可以把公安网络中已部署的视频监控信息及时传送给路面执法的交警。交警只要通过软件升级的移动智能终端, 就能查看各个相关道路路口的交通流量, 及时组织道路交通。移动视频监控子系统如图2所示。

移动视频监控子系统只要在原有移动警务系统的基础上增加支持移动视频服务的流媒体平台、认证管理平台和资源管理平台, 同时, 在移动智能终端上安装移动视频播放器, 路面交警就能用移动终端通过流媒体服务器访问与视频编码器相连的摄像头, 获得相关路口的实时视频。

随着各类公路的建设和机动车辆保有量的快速增长, 交通事故时有发生, 尤其是重大交通事故的发生会对人民的生命财产带来无可挽回的损失。根据实践经验, 发生交通事故时, 及时、高效的组织救护和疏导能大大降低事故带来的损失。重大交通事故的处理需要很多单位和部门的协调处理, 及时把事故现象的视频信息传达到相关处理人员成为有效降低损失的关键因素之一。目前的移动警务系统还没有集成事故现场视频的采集和实时传送的功能。同样, 只要在现有的移动警务系统上集成移动视频监控子系统, 就能解决交通事故应急处理中的这一关键问题。用于交通事故应急处理的移动视频监控子系统如图3所示。移动视频监控子系统通过带有无线接口的移动视频编码器, 把事故现场的视频通过移动网络上传到视频监控中心。在监控中心的事故处理领导小组就能看到事故现场的实时视频, 开展有效的救援工作。同时, 现场的视频也能通过移动视频监控子系统传送给不在监控中心的其他领导人员和赶往事故现场的救援人员, 使得这类人员能实时获得事故现场的视频。所以移动视频监控子系统的引入能大大提高交通事故应急处理的效率, 降低事故损失。

3 移动视频监控技术使用的安全性问题

公安信息系统是一个庞大、复杂的系统, 同时信息是要求严格保密的, 因此对系统的安全性有很高的要求。移动警务系统是对现有公安信息系统的有效扩充, 在带来路面交警执法方便性的同时, 该系统也给现有的公安信息系统引入了新的安全隐患。随着移动警务通系统的广泛使用, 随之而来的安全问题成为了迫在眉睫需要解决的问题。按照国家2002年下发的文件, 国家重要职能部门不能够直接与互联网互联互通, 需要在两网间进行物理隔离。而移动终端需要对处在公安系统内部网络的数据进行访问, 避免由此带来的安全隐患非常重要。

移动视频监控技术应用于交警移动警务系统时, 同样存在着较大的安全隐患。移动视频监控系统一般通过公安无线接入网子系统实现与公安信息系统的信息传送。为解决系统的安全性问题, 可以在公安无线接入网和公安内部信息网络之间增加物理隔离网闸, 实现内外网的逻辑隔离, 无穿透性TCP/IP连接, 同时采用了白名单的安全策略, 有效提高安全级别。

网闸设备能够抵御DDo S攻击, 能够杜绝已知未知的蠕虫木马对内网的侵害, 对于病毒, 可通过对数据库传输的内容进行严格的过滤, 能够防止对数据的越权篡改和删除。具有防攻击、防泄密的特性, 能够满足公安系统的安全需求, 同时也符合国家对涉密网络的安全防护要求。在增加物理隔离网闸设备保证移动视频监控系统的数据访问安全性问题的同时, 也要对使用移动视频监控系统的路面交警进行严格的用户账号和权限管理。在移动智能终端设备访问视频设备时, 要先进行严格的身份认证和权限限制。通过这些手段, 可以比较有效地保证移动视频监控系统使用时的安全性问题。

4 结语

随着“科技强警”策略的逐步深入实施, 先进的移动通信技术和公安内部网络中丰富的数据库信息系统相结合而产生的交警移动警务系统是目前公安信息系统建设的热点。本文通过深入分析目前交警移动警务系统的现状, 提出在现有系统的基础上, 集成移动视频监控技术, 给路面交警提供相关道路路口交通流量的实时视频, 从而大大提高交警道路交通管理的效率。本文也提出在集成移动视频监控技术后, 移动警务系统能够较好地协调各种力量, 及时对交通事故应急情况进行地处理, 减少交通事故带来地损失。同时本文也对移动视频监控系统带来的网络安全问题也作了探讨。

参考文献

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[6]马昕.视频监控系统的现状和今后发展趋势[J].金卡工程.2005.

移动监控技术 篇3

移动监控技术是应用于移动网络和移动终端上, 其特点是携带使用方便, 不受空间限制, 可进行实时监控, 成本低廉、覆盖面广, 目前已经成为全球范围内移动业务研究的热点之一[1,2]。然而, 成为热点的同时、也存在很多被窃听、泄密等安全问题隐患, 像一些极为重要的信息如果被非法入侵者窃取, 那么将会造成很大损失。所以, 信息的安全性和保密性显得尤为重要, 本文提出一种基于利用混沌与密钥交换思想, 来实现对移动视频监控进行保护[3,4]。

1 移动视频监控技术研究现状

移动视频监控技术最开始是用在电力系统中的监测输电线领域, 然而输电线路往往拥有较长的距离且较大的分散性能, 因此利用集中式有线网络对其进行在线视频监控具有较大的难度[5], 这就需要开发研究无线移动视频监控技术。文献[6]基于CDMA网络技术, 提出适用于架空输电线路的无线视频监控系统, 实时在线监测输电线路, 以确保输电线路高效且安全, 但其所提的CDMA网络技术属于2G范畴, 带宽较窄, 传输视频图像的速度较低。文献[7]设计了一种3G无线移动视频监控系统, 双向互通事故现场与抢修指挥中心之间的音视频信息, 为抢修指挥中心提供有力的科学且真实的评判依据, 以便于其做出最优的决策, 方便统一部署和调度。相关部门的领导和专家还可以通过3G手机观看前端的视频图像, 便于应急指挥突发情况。此外, 这种监控技术也可以广泛应用于各种大型变电站、大型保电活动或是各电力系统的施工现场。尤其是对于一些无人值守的变电站、工程现场或是突发事件应急处理来说, 移动视频监控技术可以充分保障其安全性能, 实时监控也可以及时了解最新信息, 为各部门的有效联系提供了重要保障。不仅如此, 目前3G网络技术的发展, 使网络运行速度更快, 数据传输速率大幅度提升, 最大力度地协助了移动视频监控技术的有效且高速发展。但仍存在亟需解决的部分问题, 如:移动视频监控技术是否可以与当前电力行业的生产标准相结合, 符合不同企业的管理特色, 针对不同电力企业满足不同企业的特色需求, 以提高各企业的整体电力系统监管水平。

目前, 多数大型公司的电力系统均具有相对成熟的配电网络, 集中监控视频图像, 可以有效监控无人区变电站, 掌握公司内各配电线路的实时运行情况, 保证公司电力系统的安全性。由此, 在充分利用这种集中监管平台的基础上, 若能开发扩容, 研究3G无线移动视频监控功能, 实现各大公司的电力系统的移动无线监控, 便可达到统一监督管理与调配的目的, 同时也可以节约耗能与人力且提高工作效率[8]。此外, 近几年来, 电力系统不断发展完善, 对于不同的电力企业, 其各有其不同的管理或监控平台, 如:电力生产管理系统、GIS系统、配网调度系统、管理信息系统等, 但这些系统平台往往与视频监控系统的融合度较低, 因此, 如何将二者进行数据融合, 共享数据信息, 以便实现电子系统中, 视频监控的最大效能, 这成了目前研究的主要对象。

2 一种基于混沌和密钥交换的移动视频监控技术

2.1 移动监控视频系统

移动视频监控系统主要由移动媒流体客户端、监控服务器、网络摄像机三部分构成。网络摄像机的作用是采用音频和视频技术并编码, 之后传给监控服务器[9]。监控服务器是移动视频监控系统中最重要的组成部分, 它主要有用户验证登陆、流媒体会话控制、视频转码三个功能。

移动监控技术主要应用于移动终端上, 具有携带使用方便, 不受空间限制, 可进行实时监控等特点, 目前已经成为全球范围内移动业务研究的热点之一。但也存在很多被窃听、泄密等安全问题隐患, 像一些极为重要的信息如果被非法入侵者窃取, 那么将会造成很大损失[10]。所以, 信息的安全性和保密性显得尤为重要, 本文提出一种基于利用混沌与密钥交换思想, 来实现对移动视频监控进行保护。

2.2 基于混沌和密钥交换的移动视频监控技术的实现

随着网络技术的发展, 混沌和密钥交换的一种安全算法, 移动视频监控信息处理和交换都可以用网络来实现, 提高了交流的质量和效率。因此, 出现了许多的安全隐患, 这就需要一种基于混沌和密钥交换的安全算法[11,12]。

判定一个系统是否为混沌系统, 能够使用Lyapunov指数与0的比较结果来衡量。Lyapunov指数不仅仅是根据轨道本身计算, 还可以使用映射函数导数来计算, 这样能够判定出该动力系统是否处于混沌运动。

假设, 在m维离散动力系统中, 存在n个Lyapunov指数λi (i=1, 2, …, n) 。当最大指数λmax>0, 则该系统属于混沌系统。

设迭代过程为:

则Lyapunov指数为:

那么系统的吸引子模型的动力学方程可以表示为:

这个一个二维映射, 该二维映射的一维形式可以描述为:

所以, 该混沌动力系统的最大Lyapunov指数为:

该公式简化为:

其中T为雅克比矩阵, 表示为:

根据λi (i=1, 2, ……, n) , 逐步推导出Ti, 最终求出Lyapunov指数的最大值λmax。

混沌系统中的参数取值范围在[-0.5, 1.5]之间, 而且0.2<w<1.2时, 最大Lyapunov系数max>0, 此时系统中的混沌吸引子最稳定。

目前世界上重要的加密算法有RSA和DES, 这两种加密算法都有一定的确定和不足。而目前使用最多的密钥一般均为公钥系统, 即最先开发的算法之一如Diffie-hellman密钥交换系统。

Diffie-hellman算法流程如下:假设发送方为甲, 接收方为乙, 甲和乙必须共享两个数p和g。其中为一个大素数, g为一个小于p的随机常数。因为和都是公开的数, 所以甲乙双方可以基于一个不安全的通道, 来选择这两个数。

由于p和g都是公开的数, 选择完之后, 甲乙双方再各选择一个保密的随机数x和y。乙将g的y次方MODP产生的数值发送给甲方, 同时, 甲将g的x次方MODP产生的数值发送给乙方。甲方再对接收的结果做x次方运算, 最终密码形成, 密钥交换完成, 算法如图1所示:

本文采用32位计算机, 使用matlab仿真软件进行仿真实验分析, 将生成初始值严格控制在16位有效数字之内。利用Logistic映射生成混沌序列并量化为二进制。

对量化后的二进制序列进行随机性测试会 (NIST) 给出的一些随机性测试中的建议之一, 该测试组可以接受20000个二进制位。第一个测试是单个位测试, 校验1和0的个数是否大致相等。测试过程是计算1的个数:如果其个数在9486-11458之间, 那么这个位流就通过了单个位测试。

为了保证测试的准确性和可靠性, 也进行扑克牌测试, 并通过了扑克测试。由此可见, 该随机序列通过了单个位测试和扑克牌测试, 同时因为混沌序列的天然随机性, 我们可以认为该序列是比较理想的随机序列。

针对信息安全和隐私保护等问题, 本文提出了一种基于混沌和密钥交换对移动视频监控技术, 并对该技术的使用效果进行了有效研究, 能够实现对安全传递信息的加密和隐形的保护。

3 结语

本文在密钥交换算法基础上, 利用Logistic混沌映射产生随机性很好的伪随机序列, 对明文进行加密。这种混沌与密钥交换算法应用到移动视频监控技术上, 提高了移动视频监控系统的安全性。而与明文相关的混沌密钥流的引入, 增加了密文的复杂度, 使密文的加密强度更高。保证了拥有信息者的合法权益, 不会有非拥有者入侵的机会, 避免了信息泄露而造成的损失。

针对信息安全和隐形保护问题, 本文提出了一种基于混沌和密钥交换对移动视频监控技术, 并对该技术的使用效果进行了有效研究。

参考文献

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移动监控技术 篇4

在当今气候环境极端情况不断出现的情形下, 中央空调在工业生产及社会生活中起着越来越大的作用, 人们对中央空调的管理也提出了更高的要求, 传统中央空调及其监控系统的设计与管理已经不能满足社会经济与生活快速增长的需求, 并且日益暴露出一些问题:如高能耗问题、低管理效率问题、以及通信方式的灵活性问题等。本文在对当前中央空调智能监控系统应用分析的基础上, 提出了一种基于移动物联网技术的中央空调智能监控系统设计方案, 该方案不仅能满足细节监控的要求, 还能为中央空调的管理提供精确的数据信息, 以方便对各种数据进行分析和处理, 不但变“被动监控”为“主动监控”, 还可变“固定监控”为“移动监控”, 从而较好地解决上述问题。

1 中央空调智能监控系统应用分析

1.1 中央空调系统的工作原理

中央空调按应用领域的不同可分为商用中央空调和家用中央空调两大类。其中, 商用中央空调是一种可同时满足大空间范围内制冷和制热效果的空调系统, 具有体积庞大、结构复杂、能耗大、管理要求高等特点, 一般用于企业单位、宾馆、饭店等公共建筑中。

水冷式冷 (热) 水中央空调是应用较为广泛的一种商用中央空调系统, 主要由水冷机组、冷却水塔、冷却水泵、冷却水管路、冷冻水管路以及风机盘管等部分组成, 其中水冷机组又包括蒸发器、冷凝器及压缩机。工作时, 水冷机组的压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体后送入冷凝器, 冷却水塔、冷却水泵对冷却水进行降温循环, 从而对水冷机组中冷凝器内的制冷剂进行降温, 使降温后的制冷剂流向蒸发器中, 经蒸发器对循环的冷冻水进行降温, 再将降温后的冷冻水送至室内末端设备风机盘管中, 风机盘管中的空气经冷冻水冷却后生成冷风, 该冷风通过风机盘管的风机送入房间与室内空气进行热交换, 以实现对空气温度的调节。

根据上述中央空调系统的工作原理, 中央空调系统对监控系统的要求一般可概括为对控制区域的温湿度、送风量、冷冻水流量以及水冷机组、风机盘管、泵和阀门等空调设备运行状态的监控, 而其监控的基本目标则是将室内的温湿度参数保持在合适的范围, 同时尽量使系统的能耗最小。

1.2 中央空调智能监控系统的设计现状

目前中央空调系统的监控方式主要有集中式监控和分布式监控两种方式。集中式监控采用网络传输或者工业总线方式, 对末端设备实现互联, 进行统一控温管理和能源供给;分布式监控即建筑物内每个房间的控制器只能控制一个中央空调控制机组, 很多设备需人工单独操作, 由于人的主观认识和操作技术参差不齐, 由此带来了很多的问题[1], 一般只用在宾馆或家用中央空调系统中。典型的中央空调集中式监控系统由中央监控层、网络层和末端节点三层网络结构组成, 其通信网络有现场总线和工业以太网两种方式, 前者虽然在节省硬件投资、安装费用、提高系统准确性与可靠性等方面有显著优势, 但由于标准各异, 没有形成统一的国际标准, 且仪表种类少、可供选择的余地小而正在被组网更方便、速率更高的工业以太网所取代[1]。

尽管基于工业以太网的监控系统优势明显, 应用广泛, 但由于受有线控制方式限制, 在布线复杂、网络不易扩展等方面具有较大局限性, 而中央空调系统是一个结构复杂、检测及控制点分散的系统, 采用传统总线控制方式面临着布线长, 施工不方便, 组网不灵活等缺点[2], 为此, 人们利用先进的物联网技术[3]提出了不少改进的技术方案和措施, 文章[2]提出基于ZigBee技术的空调控制系统, 该系统通过Zig Bee网络代替原有的现场总线控制方式, 减少了线缆的安装维护费用, 减少了系统的组建成本;文章[3]提出基于物联网的中央空调节能控制方案, 该方案的实施显著降低了系统的能耗;文章[1]提出基于Zig Bee的中央空调末端监控系统, 采用智能控制技术对中央空调系统末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等装置进行状态监视和控制, 以实现节能的目的。但随着网络技术、特别是移动技术的广泛应用, 这些方法已不能较好地满足当今移动监控的需求, 且不能将数据传送到其他网络上[4]。而文章[5]虽然提出了一种基于Android手机客户端的中央空调远程数据监控系统, 但系统的设计仅仅只局限于在局域网内, 且只是对数据服务器的数据提取与在客户端的显示, 并不能真正实现随时随地的监控。

2 基于移动物联网的中央空调智能监控系统技术架构

2.1 移动物联网的体系结构及应用模式

移动物联网作为物联网的重要应用模式和发展途径, 是物联网和移动通信、移动终端碰撞和融合的结果, 它是由移动互联网、射频识别、无线数据通信等技术所组成的网络体系, 具有感知层、网络层和应用层3层体系结构[6]。其中, 感知层位于移动物联网体系结构的最底层, 是移动物联网采集数据、识别物体的技术手段, 主要通过如RFID标签和读写器、温湿度传感器、二维码标签设备、摄像头等信息感知设备, 利用短距离有线技术、无线通信技术和检测技术对环境信息进行采集和控制;网络层位于移动物联网体系结构的中间层, 由各种互联网、有线网、无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成, 是实现移动物联网系统的网络基础, 主要负责将感知层所获取的信息在一定范围内通过3G/4G移动通信网、国际互联网、企业局域网、WIFI等网络手段传输到最终服务器上。应用层位于移动物联网体系结构的最高层, 是移动物联网与现实物理世界的接口, 主要功能是利用网格计算、云计算、模糊识别等各种智能计算技术, 对感知和传输来的数据和信息进行分析和处理, 做出正确的控制和决策, 实现智能化的管理、应用和服务[7]。

由移动物联网的体系结构可见, 移动物联网与各种形式的行业需求相结合, 可实现对象的信息识别、状态监测、以及跟踪和控制, 其应用模式具有移动化、无线化、网络化和智能化的特点, 特别适合于设备多、检测及控制点分散、能耗大的中央空调系统, 并可弥补现有中央空调智能监控系统中存在的不足。

2.2 系统架构及设计方案

为了实现对中央空调的可靠、实时、智能监控管理, 本文根据移动物联网的体系结构, 并结合水冷式冷 (热) 水中央空调设备组成的特点, 提出了一种基于移动物联网的中央空调智能监控系统的设计方案, 该方案的技术架构有四层, 分别为感知控制层、网络传输层、服务管理层和应用监控层。如图1所示。

1) 感知控制层:该层一方面用于采集如温湿度、设备运行状态等空调现场信息, 另一方面用于对中央空调系统中各主要设备的控制。该层主要由传感器和控制器构成, 传感器用来探测各种环境信息和空调设备运行状态, 并提供给相应控制器做出控制决策;而控制器既可以接收远程操作命令实现空调的开关机, 也可以根据数据采集层采集的数据自动对空调设备做出如档位调整或开关机等操作;还负责将传感器的检测数据统一打包上传到服务管理层。

2) 网络传输层:该层既要负责感知控制层与上层的无线数据传输, 还要实现感知网络与其他通信网络之间的相互转换, 实现多种通信方式的融合, 是系统数据的传输桥梁。该层由两部分网络组成:一方面通过Zig Bee或WIFI等无线传输网络实现感知控制层与服务管理层之间的通信;另一方面通过Internet、3G/4G、WIFI网络实现服务管理层与应用监控层之间的通信。作为该层的核心设备物联网移动网关, 采用Android操作系统, 同时搭载无线通信模块, 其上运行具有网络传输功能的专用APK, 负责将采集的数据上传至相应服务器。

3) 服务管理层:该层由控制用服务器、数据库服务器、Web服务器及其相应的管理软件构成, 主要调用网络传输层提供的接口, 获取感知控制层的数据, 基于Web Service技术, 使用SOAP协议将数据封装, 通过HTTP协议发布在Web网络上, 供应用监控层调用。数据库服务器用于接收网络传输层上传的数据并存储于数据库中, 便于统计分析, 以及运算处理后对中央空调设备进行控制。

4) 应用监控层:该层主要由各种监控终端组成, 监控终端既可以是PC, 也可以是移动终端如手机、ipad等, 实现数据与状态的读取、显示及存储, 设置各种参数及发送相关控制命令等。PC端采用B/S技术架构, 支持Web发布。而移动终端使用Android平台、Java语言开发专用的APK, 通过3G/4G网络访问Web网站, 既可以进行实时传感数据的查看, 也可以随时随地的对空调设备进行远程操控。

3 系统功能及其工作流程

3.1 系统功能

由上述系统架构和设计方案构建的智能监控系统主要具有如下功能:

(1) 在线监测与故障诊断:不仅有对控制区域的空气温湿度、新回风量、冷冻水、冷却水流量、温度等参数的监测, 还有对各种设备如水冷机组、冷却水塔、水泵、管路和风机盘管等状态的监测;当监控对象的数据信息出现异常或超出警戒值时进行报警提示, 并可通过增强现实 (AR) 技术对中央空调进行故障诊断。

(2) 远程控制:对空调机组、制冷机组、水泵、阀门、风机盘管等设备进行细节控制, 如开/关的状态和程度;实时调整冷冻水或蒸汽的流量, 进行温、湿度的设置以及工作模式的选择等。

(3) 数据管理与分析:在数据库服务器上存储着各种监控数据的记录, 不仅可实时统计分析空气的温、湿度, 冷冻水的供、回水温度, 冷却水流量等参数, 还可统计水冷机组、冷却水循环系统、风机盘管等设备的运行状态参数, 如水冷机组、冷却水泵的运行时间、运行台数, 总台数等, 从而为用户提供更有价值的节能和管理服务。

3.2 系统工作流程

根据图1的技术架构, 系统的工作流程由底层到上层可描述为, 传感器采集现场监控对象的数据信息 (如温度、湿度以及空调设备的运行状态参数) , 送至相应控制器进行分析判断, 并经Zig Bee或WIFI模块上传至移动网关, 移动网关经3G/4G无线通信网络将监控对象的数据信息传输至移动终端或远程控制用服务器及数据库服务器;同时, 控制器接收由移动终端或PC经3G/4G无线通信网络、移动网关及Zig Bee或WIFI模块传来的控制信号, 通过执行机构对监控对象进行控制。服务管理层一方面将收到的数据信息存储到数据库中, 并对数据进行统计分析;另一方面通过Web服务器发布, 以便应用监控层的PC端通过B/S架构方式浏览数据或移动端通过专用APK软件查看监控对象的数据信息。

4 结束语

利用移动物联网技术, 本文提出的设计方案实现了中央空调监控系统的实时化、智能化和移动网络化, 该方案已应用于苏州某大型物业公司的空调智能监控系统中, 极大地提升了中央空调系统的管理效率, 节省了能源费用、降低了人力成本。

摘要：为了提高中央空调的管理效率、降低能耗, 提出一种基于移动物联网技术的中央空调智能监控系统的设计方法。首先, 根据中央空调智能监控系统的设计要求, 分析了当前中央空调智能监控系统存在的不足, 并对已有改进方案进行了应用分析;接着, 给出了基于移动物联网的中央空调监控系统的技术架构;最后, 详细介绍了系统的功能及其工作流程, 并应用于某大型物业公司的空调系统中, 取得了较好的效果。

关键词：移动物联网,中央空调,监控系统,技术架构

参考文献

[1]张艳阳.基于Zig Bee的中央空调末端监控系统的研究[D].华南理工大学, 2014.

[2]吴光荣, 全剑敏, 章剑雄.基于ZigBee技术的空调控制系统[J].机电工程, 2009 (7) :11-13.

[3]车远强.基于物联网的中央空调节能控制[D].山东大学, 2011

[4]李贤烈, 刘梧林, 何海光.基于ZigB ee的移动物联网温度采集系统设计与实现[J].无线通信技术, 2016 (2) :42-45.

[5]张瑞卿.基于Android手机客户端的中央空调远程数据监控系统研究[D].厦门大学, 2014

[6]陈国嘉.移动物联网:商业模式+案例分析+应用实战[M].北京:人民邮电出版社, 2016.3

移动监控技术 篇5

1 移动视频监控技术普及的意义

有需要才有市场, 传统电缆有线监控方式的种种弊端和移动视频监控方式的各种优势, 决定了移动视频检测技术的普及必然有重大的意义。

首先, 移动视频监控技术是极为方便的。视频显示终端的可以移动, 彻底解放了监控工作人员的人身自由, 而且影音只能可以对突发状况进行分别, 提醒, 使工作人员对突发状况的反映更加迅捷。

然后, 移动视频监控技术不仅仅是提供了方便。道路的全路段监控不仅可以有效的查出违章驾驶, 更重要的是给路上的司机一种约束力, 防止违章驾驶。而且可以为交通事故的原因和问责提供重要的证据 (现如今必须通过现场保护后轮印分析还原当时情形) 。而传统的监控方式的电缆成本, 布线规划等制约这它的全路段覆盖。因此只能在城市路口, 重要路段实施监控。城市郊区, 高速路段就有极少, 甚至没有监控。这显然是远远不够的。移动视频监控技术因网络信号覆盖面广, 无需走线, 就可以从根本上解决此类难题。由此看来, 社会上对移动监控设备还是极为需要的, 而不仅仅只是因为方便。一项理念在未来可以得到普及的第一大先决条件是有所需。通过分析, 要实现全路段视频监控, 它是必须的。

2 限制移动视频监控技术的技术难题及其弊端

难题:一项好的理念经提出和几年的发展, 迟迟未能普及, 必然存在其未能攻克的难题。移动视频监控技术的理念主要是网络传输代替电缆传输, 实现其可移动化。实现移动视频监控的主要难题在于传输方面对带宽要求高, 相应高清解码器的落后导致图像分析无法用大屏幕独立观看。无线网络易受干扰, 现如今还无法用手机进行高分辨率观看。

弊端:网络传输的重要弊端有传输问题和安全问题, 网速不给力会导致延时, 以致监控人员无法迅速做出反应。网络传输还易造成信息泄漏, 或被黑客攻击成为病毒源。

3 难题和弊端下的普及可行性分析

任何一项新技术的提出伊始, 必然存在各种意想不到的缺点。只有在投入应用中才能逐渐发现, 然后改进。再说, 任何一项技术都不可能是完美的, 但我们应该认清它的优势, 尽量优化它的缺点, 不能因噎废食。比如网速不给力问题随着4g网络的到来, 网速, 网费问题得到极大的改善, 相信以后必有更为先进的5g, 6g出现。而且, 现今比较流行的云服务平台的出现, 让移动视频监控的发展有了更为广阔的前景。因此, 随着时代的进步, 传统监控技术的弊端和缺点将逐步呈现或放大, 而这项新理念的优势必将更加明显, 缺点也必将逐步弱化和解决。海量存储, 高清解码, 系统操作等等将不是移动视频监控技术发展的障碍。

从可行性角度分析来说, 现如今网络费用, 速度, 安全性能方面还不能达到相应要求, 在国内, 也只有一些小的场合比如一些小区, 厂房等, 而且因清晰度达不到还得需要文字内容辅助解释。所以就现皆段而言, 基于目前的技术, 移动视频监控技术普及与道路交通检测领域还是不可行的。

4 国际上本项技术的发展

美国AT@T公司与美国杰尔系统有限公司合作, 将数字家庭的智能监控服务送达到远端的用户PC或手机上, 公司还在美国推出了面向家用的视频监控设备, 用户可使用手机或者PC接收来自家中的警报或实时视频信息。用户需要一次性支付199美元, 用以购买摄像头、无线门磁探测器以及相关软硬件, 之后每个月需支付9.95美元作为服务费用。对于这个价格, 若平价换算成人民币, 也进入到了我国大部分家庭的可承受范围之内。

美国巴顿公司公布的VisualityTM移动视频监控系统能够记录和存储来自多个领域的高清晰度视频, 同时通过标准的3G和4G蜂窝网络现场直播视频、音频和全球定位信息。当安全受到威胁时, VisualityTM能够提供充分的、实时的且直接从外部获得的环境感知。

5 结论

还有很多国家在移动视频监控技术方面有着突破性的进展, 我国在这项技术的研究上还是非常落后的。各种移动视频监控技术在国外成功试验实行的实例, 更佐论证了此项技术在我国可以得以发展, 普及。尽管我国在此方面的研究还非常的落后, 但在我国现今网络技术蓬勃发展的支撑下, 必将取得巨大的进步。现如今, 移动视频监控技术还主要应用与家庭, 厂房等等, 未曾应用与道路交通。但我认为, 此项技术随着网络技术全面改革发展后, 应用于道路交通的监控检测是必然的。虽然现阶段想用移动视频监控技术取代传统的电缆传输是不可能的, 但在网络技术改朝换代如此频繁的今天, 经过几年的发展, 移动视频监控逐渐普及, 在道路交通监控检测方面取代传统技术必然可行!

参考文献

[1]朱得旭.移动视频监控技术及其在道路交通安全领域中的应用[M].北京:中国人民公安大学, 2006.

[2]周文.城市道路交通监控解决方案[J].中国公共安全 (市场版) , 2007 (12) .

移动设备安全使用全监控 篇6

监控本地状态

当在本地计算机中插拔移动设备时, Windows系统会在后台自动监控并记忆它的状态信息。借助外力工具USBDeview, 能十分轻松地将系统监控到的内容读取出来。

开启USBDeview工具的运行状态, 打开如图1所示的程序界面, 从中能看到所有移动设备的插拔记录, 包括历史的和当前的插拔信息, 每条记录中显示的内容包括移动设备的类型、名称、描述信息、占用的端口编号、插拔状态、移除情况、最近一次插拔时间、使用的设备盘符、设备的连接时间等等。

在长时间工作后, 显示在USBDeview程序界面中的移动设备项目会越来越多, 这会影响用户查看监控记录的效果。所以, 对于那些不需要监控记录的移动设备, 我们可以先从设备列表界面中将其选中, 再逐一点击主界面中的“File”、“Uninstall Selected Items”命令, 就能将选中的移动设备监控记录删除掉。

当然, 我们也可以将本地移动设备插拔状态的监控记录导出成文件, 以便于日后查询。在进行该操作时, 先从设备列表界面中选择特定监控记录, 打开它的右键菜单, 点击“Html Report Selected Items”命令, 这样就能将选中的移动设备插拔状态导出成HTML格式的文件了。如果要将所有移动设备的插拔状态导出成HTML文件时, 只要执行快捷菜单中的“Html Report All Items”命令即可。

值得注意的是, 在特定场合下, 我们有时需要将移动设备的插拔状态记录从计算机系统中抹除掉, 以防止用户操作隐私的外泄。要做到这一点, 其实很简单, 只要下载安装360安全卫士工具, 点击主程序界面中的“电脑清理”工具栏按钮, 切换到清理痕迹操作面板中, 选中“USB设备使用痕迹”选项 (如图2所示) , 再逐一按下“开始扫描”按钮和“立即清理”按钮, 就能快速抹除干净移动设备的插拔状态记录了。

监控远程状态

在实际工作中, 我们常常要监控局域网其他计算机中的移动设备插拔状态, 这该如何实现呢?使用USB Copy Notify!这款外力工具, 我们就能十分方便地远程监控局域网中移动设备的插拔状态, 一旦发现有非法插拔现象时, 还能对其进行及时拦截。

从网上下载获得USB Copy Notify!工具的安装程序包后, 发现其包含两个部分, 一部分是客户端程序, 一部分是服务端程序。其中服务端程序主要是用来接受终端计算机移动设备的监控记录, 并生成日志文件以方便随时调用。客户端程序主要是用来监控插入到终端计算机中的移动设备状态信息, 并对可疑设备进行放行或拦截操作, 同时将监控结果反馈给服务端程序。

在本地计算机中下载安装USB Copy Notify!工具时, 必须从“Choose Components”向导对话框中选中“USB Copy Notify!Server”选项 (如图3所示) , 之后使用默认设置完成剩余安装操作。同样地, 在局域网需要被监控的普通计算机中安装USB Copy Notify!工具时, 一定要在“Choose Components”向导对话框中, 选中“USB Copy Notify!Client”选项, 才能保证远程监控操作获得成功。

为了保证远程监控的智能效果, 客户端程序在被安装成功后, 能在系统后台生成“USB Copy Notify Client Service”服务, 以实现跟随Windows系统启动而自动运行目的。开启客户端程序的运行状态后, 先进入其配置界面, 在“IP Address”位置处输入服务器端计算机的IP地址, 当然也能在“Machine Name”位置处直接输入服务器端计算机的名称, 如果在这里输入“Localhost”名称 (如图4所示) , 那就意味着服务器端程序和客户端程序安装在相同的计算机中, 那么USB Copy Notify!工具监控的将是本地移动设备状态。在“Block USB”设置项处, 选中“Unblock USB Drive”选项, 表示对移动设备的插拔操作进行放行, 选中“Block USB Drive”选项, 表示对移动设备的插拔操作进行拦截。

USB Copy Notify!工具能对移动设备的各种操作状态进行自动监控, 各种监控动作都会列写在“Select Alert”列表中 (如图5所示) , 具体的有移动设备的移除、移动设备的插入、移动设备的拦截, 还有在移动设备上修改文件、更名文件、删除文件、添加文件, 甚至还有关机、进入节电模式、启动结束USB Copy Notify!程序等。我们可以依照实际情况, 在“Select Alert”列表中勾选合适的监控项目, 同时在“Path of execute to be run”位置处按下“Browse”按钮, 弹出文件选择对话框, 选中并导入合适的应用程序, 日后一旦USB Copy Notify!工具监控移动设备的特定动作时, 就能自动运行指定的应用程序, 实现智能报警目的。

为了能够正确接受到来自客户端程序的监控结果, 我们还需要对服务器端程序进行合适的配置操作。当服务器端的USB Copy Notify!工具启动运行后, 会在系统托盘区域处生成该程序的快捷图标, 用鼠标右键点击该快捷图标, 单击快捷菜单中的“Settings”命令, 进入服务器端程序配置对话框。选中“Send Mail”选项 (如图6所示) , 强制服务器端程序在接受到来自客户端的监控结果后, 将监控结果发送到特定的电子信箱中。在“Mail To”位置处设置好收件人的地址, 在“Mail From”位置处设置好发件人地址, 在“SMTP Server”位置处输入本地邮件服务器的IP地址, 倘若邮件服务器需要进行安全认证时, 不妨同时选中“Require Authentication”选项, 再正确输入好登录邮件服务器的账号和密码就OK了。在缺省状态下, 当服务器端程序接受到来自客户端的移动设备监控结果时, 系统托盘区域处会出现相关提示信息, 要是选中“Disable Balloon Message”选项, 能将报警提示功能关闭掉。如果选中“Enable Log”选项, 将开启日志保存功能, 来自动存储客户端程序发送过来的移动设备监控结果, 按浏览按钮定义好日志文件的存储路径。

按下“Apply filters”按钮, 切换到过滤设置对话框 (如图7所示) , 在这里可以对移动设备的监控结果进行按需过滤, 包括之前介绍的所有移动设备操作类型, 在不同类型的“Log”位置处, 可以选择是否要对特定监控类型进行追踪记录, 在“Email”位置处可以选择是否要对管理人员发送报警邮件, 在“Balloon”位置处可以决定是否要关闭信息提示功能, 完成所有设置后, 按“Save”按钮返回。

基于移动网络的跌倒监控系统研究 篇7

跌倒对于一些人群特别是老年人的健康乃至生命产生严重威胁,也给社会带来沉重的负担。由于腿脚不灵便、突发冠心病、脑梗死、脑溢血或其他原因,老年人容易发生跌倒甚至昏迷。由于发现不及时,延误抢救时机而酿成悲剧的消息时有报道。随着我国人口老龄化进程加快,独居老人增多,研究跌倒侦测自动报警技术,具有积极意义。

目前,针对跌倒的自动检测方法主要有3种:

(1)通过视频检测。用户的运动状态受摄像头实时监控,不能保证隐私安全,且图像分析受环境影响较大。

(2)音频和振动识别。跌倒事件由分析冲击导致振动的频率判断,但设备复杂,售价高昂。

(3)通过随身佩戴的装置检测。该装置设计简单,用户可在各种环境中使用,在保证用户隐私的同时尽可能减少干扰用户的生活,是目前最适用的一直检测方式。

基于以上分析,本研究设计了一种基于移动网络的跌倒监控系统。该系统是以重力传感器为基础的检测装置,能在用户跌倒时作出判断,并在通过短信通知家属的同时,向注册医院发出求救的信号及所处的位置。医院可根据用户所处位置,派救护车前往施救。其中,医院和用户是一对多的关系,医院可以同时对多个患者进行24 h的不间断监控。

2 系统架构设计

2.1 总体设计

基于移动网络的跌倒监控系统由跌倒检测装置、控制单元、GPS模块、通讯模块、监控中心服务器软件、家属手机以及3G网络和Internet网络组成,系统架构如图1所示。

跌倒检测装置实时判断用户运动状态,用户跌倒时,压力传感器检测到压力变化,实时传递给控制单元;控制单元对实时压力进行比较和一定算法处理,判断用户跌倒后,获取GPS数据,打包,发送到通讯模块;通讯模块通过3G网络向用户家属手机发送通知短信,同时通过Internet网络,向监护中心发出求救信息;监护中心获取报警信息和位置信息后,结合地图,派救护车前往抢救[1,2,3]。

2.2 跌倒检测装置

跌倒检测装置由压阻式压力传感器、单片机、A/D转换芯片及辅助电路组成。人体跌倒时,戴在腰间的压力传感器由于压阻效应,电阻值发生变化,导致测量电压变化,通过A/D转换反映到控制单元。

由于人体活动过程中,一些动作举止使腰间产生的压力会短时间超出常规范围,从而使系统进入报警状态,如身体撞上某物、车辆加速或紧急刹车等。为了保证跌倒报警信号的可靠性,必须采取修正措施。因此该方案实用化的关键,在于对误报警的处理。本设计采用二级报警处理机制:报警延迟和取消确认。当所测压力超出报警阈值时,系统进入预警状态;启动定时器进行报警计时,5 s后所测压力仍然超出报警阀值,启动震动报警;震动报警持续10 s未被取消,启动正式报警。正式报警包括:

(1)通过喇叭发出报警音,以获取周边人员及时的帮助。

(2)发送短信给亲属,通知用户跌倒信息。

(3)获取用户位置信息,连同跌倒状态一起打包发送到监控中心,以便医生定位前往施救。

检测装置逻辑流程如图2所示:

以老人一天日常活动为样本,对压力超过阈值、启动震动报警以及正式报警情况进行统计比较,统计结果如表1所示。

老人一天活动过程中因身体撞上某物等情况导致腰间产生的压力值超出常规范围10次,其中有4次压力值超范围时间持续5 s,启动了震动报警;有3次因长期挤压产生的震动报警在10 s内被用户清除;1次因跌倒启动的震动报警未清除,持续10 s后启动了正式报警。

通过实验,我们可以看出老人在日常活动中,有一定次数会导致检测装置的压力超过正常范围,但大部分情况,压力值超范围时间较短(小于5 s);在压力值持续超范围较长时间而启动震动报警后10 s内,老人可依据实际状况,对正常活动(非跌倒)进行排除;在真正跌倒需要帮助时,老人已无法解除报警,因而震动报警持续10 s后,系统自动启动正式报警[4,5,6]。

2.3 控制通讯模块设计

目前GPS模块制造商中,瑞士UBLOX公司的市场占有率较高。由于不同的GPS模块性能、品质、可靠性、稳定性、价格也有区别,UBLOX公司第6代芯片组的GPS模块性能可靠,性价比较采用SIRF、MTK和MSTAR等GPS芯片组高很多。本设计采用NEO-6M系列GPS模组整合,灵敏度高,功耗低,UBLOX6代芯片组解决方案,在紧凑的设计里,可同时追踪多达32颗卫星,并迅速定位,1 Hz导航更新。

通讯模块选择较多,较为成熟的GPRS模块数据无线传输速率理论值为:171.2 Kbit/s,实际约为:40~100 Kbit/s;GPRS模块与GSM/GPRS移动通讯网络的GPRS服务支持节点(servicing GPRS support node,SGSN)通讯时遵循点对点协议(PPP)。随着第三代(3rd-generation,3G)移动通信技术的普及和完善,越来越多的产品选择这种能够同时传输声音和视频信息的大数据量传输网络,本设计采用UBLOX公司的3G模块LISA-U130作为通讯模块。控制单元通过AT命令对传输模块进行控制。

2.4 无线传输协议的设计

移动终端获取的医疗信息分别通过移动网络和因特网(Internet)传输到服务器中。因特网与服务器为有线连接,基本稳定可靠;由移动终端到移动网络采用的是无线数据传输,数据传输的稳定性不仅跟传输模块的性能有关,而且还跟移动终端所处位置与基站的距离以及数据传输时网络实时用户多少有关,甚至还与当时天气、外部环境都有一定关系。

医疗产品对性能要求较高,而无线数据传输的稳定性是影响移动医疗信息传输系统的关键。目前,国内没有相关产品面世,主要原因在于基于现有的移动网络,无线数据传输的稳定性不可控。

通过查阅文献和大量实验,发现无线数据传输不稳定主要有以下2种原因:

(1)无线链接中断,导致数据无法及时收发;

(2)数据收发过程中,因短时外部环境变化导致传输的数据中某一位或某一字节出错。

针对以上情况,通过在通讯协议的设计上采取“严格校验”的方法,保证每个数据包的正确性;通过“独立编号、缺号重传”的方式保证数据包的完整性。通讯协议设计如下:

服务器端接收到数据后按以上协议解析,若校验和出错则丢弃此包,由此可以解决数据收发过程中,某一字节或某一位出错的问题。

由于无线链接中断以及数据传输出错后,丢弃数据包都会造成接收到数据包不完整及接收到的数据包中序号是不连续的。在软件设计上采取“查漏补缺”的方式,发现缺哪个序号的包,服务器就向移动终端发送重传某一个数据包的指令,指令格式如下:

通过通讯协议的设计以及重传机制,基本解决了无线数据传输的稳定性。

2.5 监控中心设计

监控中心主要包括联网的服务器程序,按无线传输协议进行解析和组包,实现数据的收发。同时对所获取用户运动状况进行分析,若需前往救助,则利用GPS获取的经纬度信息,在地图上进行位置标注和施救路径规划。监控中心软件采用Delphi开发,Delphi被称为第四代编程语言,和VC、VC++等编程语言相比,Delphi更简单、更易于掌握,而在功能上却丝毫不逊色,集成了多种语言的特点,容易开发出灵活强大的程序。

监控中心需要与外网相连,实现信息的实时交互。本设计中采用电信ADSL宽带连接外网。考虑到网络资源共享,采用端口映射方式把局域网路由器中的6060端口映射到本地计算机。同时记下ADSL拨号成功后的路由器IP地址,作为监护中心服务器IP地址(由于ADSL每次拨号获取的IP地址并不相同,因此该IP地址在路由器拨号完成后获取,路由器断开连接后失效),6060为传输端口[7,8,9]。

3 结束语

通过结合传感器、数据采集、GPS定位、无线通信、软件编程等技术,以用户跌倒时压力传感器电阻变化为依据,结合报警延迟和报警确认进行防误报警处理,在确保跌倒报警可靠性的同时,增加用户的可操控性。目前该产品处于试验推广阶段。

参考文献

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[4]石欣,熊庆宇,雷璐宁.基于压力传感器的跌倒检测系统研究[J].仪器仪表学报,2010,3(3):715-720.

[5]陈炜,佟丽娜,宋全军,等.基于惯性传感器件的跌倒检测系统设计[J].传感器与微系统,2010,29(8):117-119.

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