坦克车场监控研究论文

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摘要：基于现有的电话网，进行图像、声音及控制信号的传输，并辅以指纹识别、微波探测、红外探测等技术，实现对坦克车场的实时监控。

关键词：可视通讯；远程监控；计算机

0前言

为加强对坦克车场的管理工作，加大对车库、光电部件保管间（或枪械光电楼）、器材仓库、工具备品保管间、车场值班室、车场管理站、携枪带弹执勤点、危险品库和加油站等重点部位的监控力度，有效预防武器装备丢失和遭人为破坏，防止涉枪涉弹重大恶性案件发生，确保坦克车场安全，迫切需要合理确定坦克车场的监控要素，提出设防原则，研制可靠实用、技术先进的坦克车场监控系统，以实现坦克车场管理工作的科学化、精确化、实时化。

本系统采用主动和被动红外探测技术、微波探测技术、指纹识别技术和视频压缩（H.261,H.263）、音频压缩（G.711,G728）技术,利用现有电话网，实现远程实时监控、远程实时多级报警，有效地解决了坦克车场周边警戒、武器装备库的自动监控及自动记录人员进出图像等问题。

1系统组成、功能及技术指标

（1）系统有主控制中心、分控制中心、子控制点、周边警戒和监控等组成，可外接枪枝离位报警器。系统组网图如图1所示：

（2）主控制中心由由监控计算机、主控制单元、指纹识别仪、主控制软件等组成。

监控计算机，用于运行主控制软件进行数据处理和控制等。中心监控工作站与主控制单元用数据采集卡和相联，数据采集卡用于中心监控工作站与主控制单元的通信，读取信号和发出控制指令等。主控制单元由NT1、可视数字模块、模拟模块及主控电路板等组成，其作用是与分控制室建立通信联络，进行声音、图像及控制信号的压缩与传输。捕捉卡用于从主控制单元采集图像信号。指纹识别系统用于开启中心监控工作站及软件操作时用于身份识别。主控制软件用于处理人员进入设防库（室）的审批、自动记录图像、接收报警信号并指示报警位置。

子控制点：由隐蔽式门磁开关、电控锁、双鉴报警器、摄像机、对讲器、枪架等组成。隐蔽式门磁开关用于第一道门开启后，触发启动分控制室工作。电控锁由中央控制室控制开启第二道门。双鉴报警器在有非法进入室内时发出报警信号，如破窗而入等。摄像机、对讲器分别用于传输进入室内人员的图像和声音。枪架用于搁放枪枝和检测枪枝的在位与否。

周边警戒和监控：由主动红外探测器、摄像机等组成。主动红外探测器用于检测周边非法入侵，单对有效距离500m，摄像机用于摄制有关图像，当有非法入侵时摄像机开始工作。

（3）系统主要有以下几个具体功能：自动报警功能，实时监控功能，应急开锁功能，主动查看功能，自动履历功能。

（4）具体技术指标：

周边警戒：每对红外对射探测器有效防范距离1KM,且能有效地抗落叶、飞鸟、小动物、雾、霜、雪及雨的干扰。

身份识别：指纹识别系统用于开启监控中心主控计算机和进行有关操作。指纹识别准确、精度高，图像采集时间平均<1秒，指纹处理时间<2秒，识假率（FAR）为0.0001%以下，拒真率为1%（FRR）以下。

联接时间：分控点报警及申请时，与监控中心联接时间小于10秒。

2技术方案

2.1硬件部分

硬件部分由主控单元硬件和分控单元硬件组成。

（1）主控单元硬件部分。

主控制单元由NT1、可视数字模块、模拟模块和主控制板组成。NT1为ISDN电话线路标准接口。可视数字模块用于音频、视频和控制信号的压缩、传送和解压。模拟模块用于音频、控制信号的传送。

主控单元硬件如图2所示：

主控制板主要由拔号电路、发码电路、解码电路、音频视频切换电路；发码电路、解码电路用于控制信号的解码和发码，拔号电路用于电话线路拔号。

模拟模块主要包括输入电路、振铃电路、通话电路和双音频信号发送电路。计算机控制电话摘、挂机电路的设计：对于模拟电话机,可以通过叉簧电路来完成，即叉簧开关，交换机送来的振铃信号、各种语音信号和馈电电压等信号都要通过叉簧来决定通或断，在挂机状态，叉簧接通振铃电路，断开通话电路和拨号电路，振铃信号可进入振铃电路；在摘机状态，叉簧断开振铃电路，接通通话电路和拨号电路，可以拨打电话和进行通话。采用集电极开路的驱动芯片（MC1413）来驱动继电器，只要给驱动芯片的输入端提供高、低电平，即能实现摘、挂机。对于数字电话机,根据电话机在外线打入时，程控交换机送至用户电话机的90V交流振铃信号，流经RC，由于C有隔直通交的功能，R两端的电压极低，可以忽略不计，状态同上。当电话机摘机后，R上产生一定的电压，状态与上相反，输出“0”。从而实现了摘、挂机检测。

（2）分控单元硬件部分。

微控制器采用了AT89C52单片机。单片机总线上外加了上拉电阻以提高信号电平，提高了总线驱动能力。数字输入端采用了三态缓冲器，具有较好的抑制低电平噪声的能力。在每个芯片电源入口处，配置采用了去藕电容。为防雷击，采用了瞬变电压抑制器TVS,定为25V。为保证供电的连续性，采用了不间断电源(UPS)。

电源指示电路，采用了发光二极管，在板上和箱表面上都有指示；系统运行状态指示电路，有声或光指示，能随时了解系统的运行状态；点位状态指示电路可以看到点位的工作情况。信号检测调理电路有上电失电检测电路，室号点位检测电路，枪位检测电路，报警信号检测电路，振铃检测电路。报警信号检测电路，利用其三极管集电极开路的特性，另加上拉电阻驱动，使信号能有效传输几百米。切换及驱动执行电路有数字模拟信号切换电路，电锁驱动执行电路，报警电路，音视频切换及驱动电路。

2.2软件部分

（1）主控单元软件部分。

主控制软件采用规范化的程序设计，界面友好，操作简单；设计中采用了C++语言与汇编语言的有机结合，VCL组件技术，BDE数据库引擎技术，多线程结构设计等技术。主要程序有主线程、处理开门、处理线路、主动查询等。

（2）分控单元软件部分。

软件采用模块化设计，主要由初始化模块，密码处理模块，接受查询模块，主动申请处理模块等组成。

软件设计上有初始化子程序，定时“喂狗”子程序，密码处理子程序，电源电压检测子程序，失电检测子程序，室号点位检测子程序，报警信号检测子程序，枪位检测子程序，振铃检测子程序，数据信号发码和解码电路子程序，码值转换子程序，双排队子程序，定时中断子程序等等。

主要采用了有看门狗技术，软件数字信号滤波技术，输入口信号复检技术，输出端口数据刷新技术，报警信号优先处理技术，开关门信号双排队技术，中断技术，指令冗余技术，软件陷阱技术，软件加密技术。数字信号滤波技术，能有效滤去因脉冲引起的干扰；输入口信号复检技术，能使开关量有效地防止因机械抖动引起的干扰；输出端口数据刷新技术，在定时中断子程序中不断刷新输出端口数据，能有效地排除外部锁存器因干扰引起的锁存数据变化；使用报警信号优先处理技术，在有报警发生时，该信号能优先得到处理；信号双排队技术，可使多任务能得以有序到执行；采用了软件加密技术，加密后任何方法都不可破密，有效地提高了系统的安全性。

3结束语

本系统将红外探测技术、微波探测技术、音视频压缩传输技术、音频编解码技术、单片机控制技术、系统机控制技术和指纹识别技术有机地结合构成了多级报警、周边警戒和车库等设防部位的自动监控系统，构思新颖，技术先进，功能完善。结合部队坦克车场管理工作实际，首次提出了“中央管理、多层报警、可视对讲、实时监控、信息查询”设防思想，加大了技术防范力度，能有效预防武器装备丢失或被盗。

本系统设计思想新颖，采用技术先进，功能完备，操作方便，性能稳定可靠，性能价格比高，实用性强，应用领域广。

参考文献

［1］图像通信［M］.北京：人民邮电出版社,2005.

［2］计算机图像处理技术基础［M］.北京：北京大学出版社,2002.

［3］多媒体数据压缩技术［M］.北京：电子工业出版社,2004.

［4］安全防范系统工程［M］.北京：清华大学出版社,2005.

［5］ISDN通信原理与设备［M］.北京：人民邮电出版社,2000.

［6］数字通信原理与设备［M］.北京：空军电信工程学院,1996.