洋山深水港港区道路监控系统设计

论文摘要

本文以洋山港港区道路项目工程建设为背景,设计了洋山港港区道路监控系统。系统采用星形单服务器的服务器──客户端局域网,可以实现对整个港区道路的实时监控,包括大小型情报板控制、信号灯控制、车道指示标志控制以及整个港区道路的视频监控。系统通过RS232实现上位机监控软件和下位机控制器之间的通信。采用服务器──客户端模式具有很多优点。各客户端可以通过服务器实现信息的共享,监控系统采集到的各种信息有服务器统一处理,加快了系统的响应速度,而且由于服务器具有很好的安全机制,数据安全性可以得到保障。系统的信息发布通过大小型可变情报板实现。利用上位机监控软件完成可变情报板显示节目的设置。监控系统对信号灯采取多相位信号控制。多相位是指信号相位数超过两个的信号控制方式的统称。采用多相位信号控制可以改善道路通行能力。上位机监控系统通过RS232发送出的控制数据经光端机中继后传输给下位机控制器,因此可以实现对外部设备的远程控制。对港区道路的视频监控是本系统设计的一个重点。视频监控可以实时反映港区道路交通流状况。外部设备(如球形摄像机、枪式摄像机)采集到的多路视频数据传输至监控中心后,经过视频矩阵切换系统可以将任意一路或多路视频图像显示在监视墙上。视频切换系统自主研发,采用美国ADI公司的AD8108实现。AD8108是一种8×8的高速无交叉切换开关芯片,传输带宽可达325MHz。通过串行或并行输入的控制信号可以对AD8108实现切换控制。串口控制数据的输出可以方便地结合多个AD8108芯片来生成更大规模的视频切换矩阵。AD8l08芯片可应用在高速信号切换矩阵中,实现对复合视频(NTSC,PAL,SECAM)、分量视频(YUV,RGB)、压缩视频(MPEC,Wavelet)和HDB3数字视频的切换。AD8108芯片中采用输入缓冲和高隔离度的运算放大器实现低串扰性能;采用无阻塞型的设计结构实现芯片系统的宽带宽性能,并实现低耗能。上位机监控软件由Visual Basic6.0语言开发。VB语言是一种面向对象的程序设计语言,在设计过程中,可以将系统划分为不同的功能模块,逐步加以实现。交通监控系统正在朝着智能交通的方向发展,相信在未来的监控系统中,不仅支持远程维护和软件升级,更重要的是实现地区或城市的监控系统一体化,可共享大型的数据库,从而达到监控系统的智能化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 洋山深水港港区道路项目工程背景
• 1.2 课题背景、意义、主要的研究内容
• 第二章 港区道路监控系统介绍
• 2.1 道路监控系统的背景及发展状况
• 2.2 港区道路监控系统的意义和所要实现的目标
• 2.2.1 采用交通监控系统的意义
• 2.2.2 所要实现的基本目标
• 2.2.3 应具备的基本功能
• 2.3 道路监控系统的功能和结构
• 2.3.1 道路监控系统的功能
• 2.3.2 道路监控系统的结构
• 2.3.2.1 外场设备的控制及外场数据的采集
• 2.3.2.2 道路监控系统的基本组织结构
• 2.4 港区道路监控系统涉及的技术
• 2.4.1 计算机网络技术
• 2.4.2 视频监视及图像处理技术
• 2.4.3 数据采集与数据通信技术
• 2.4.4 LED显示技术
• 2.4.5 交通控制技术
• 2.4.6 数据库技术
• 第三章 计算机网络技术
• 3.1 计算机网络概述
• 3.2 局域网的分类及各自的特点
• 3.2.1 局域网的定义和特性
• 3.2.2 局域网的分类和结构
• 3.2.2.1 局域网的分类
• 3.2.2.2 局域网的拓扑结构
• 3.3 星型单服务器的客户—服务器局域网的优点
• 3.4 局域网的组成
• 第四章 数据库技术
• 4.1 数据库技术概述
• 4.1.1 数据库系统的基本概念
• 4.1.2 数据库系统的特点
• 4.2 数据库的分类及各自的特点
• 4.3 SQL Server 2000系统的优点
• 4.3.1 SQL Server主要功能
• 4.3.2 Microsoft SQL Server 2000的新特性
• 4.4 数据库访问技术简介
• 第五章 洋山港港区道路监控系统
• 5.1 监控系统结构
• 5.1.1 系统总体结构
• 5.1.2 系统功能
• 5.2 监控中心网络系统构成
• 5.2.1 数据库的建立
• 5.2.2 工作站软件设计
• 第六章 视频监控及图像处理
• 6.1 港区道路视频监控概述
• 6.1.1 港区道路视频监控系统需求分析
• 6.1.2 港区道路视频监控系统方案选择
• 6.1.3 海港港区道路视频监控系统组成
• 6.2 视频图像处理
• 6.2.1 视频矩阵切换电路硬件设计
• 6.2.1.1 原理图设计
• 6.2.1.2 芯片介绍
• 6.2.1.2.1 AD8108时序特性
• 6.2.1.2.2 AD8108应用
• 6.2.1.3 切换矩阵控制软件设计
• 6.2.1.4 PCB板设计
• 6.2.2 视频矩阵切换系统控制软件的设计
• 6.2.2.1 视频矩阵切换系统控制界面
• 6.2.2.2 视频矩阵切换系统实物图
• 6.2.2.3 上位机软件流程
• 第七章 其他子系统的设计
• 7.1 信息发布子系统
• 7.1.1 实现方法
• 7.1.2 交通信息发布界面
• 7.1.3 情报板节目设置
• 7.1.4 上位机监控软件和下位机情报板控制器之间通信协议
• 7.2 信号灯控制子系统
• 7.2.1 信号灯控制系统界面
• 第八章 系统管理及查询模块的软件设计
• 8.1 事件查询模块
• 8.2 外部设备状态查询
• 8.3 系统设置
• 8.4 用户管理
• 第九章 实验结果及分析
• 9.1 系统调试分析
• 9.1.1 视频切换矩阵硬件调试
• 9.1.2 监控中心上位机的调试
• 第十章 总结
• 结束语
• 致谢
• 附录 个人成果
• 参考文献