主頁(http://www.130131.com):視頻數(shù)據聯(lián)網技術簡述 以消防系統(tǒng)作為實現(xiàn)視頻和數(shù)據綜合聯(lián)網的需求日益增加,一方面視頻監(jiān)控系統(tǒng)希望接入更多的報警系統(tǒng),特別是危險等級高的消防報警,同時實現(xiàn)可視化消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)也需要對視頻信息的控制。本文主要以電視監(jiān)控系統(tǒng)為例,對數(shù)據聯(lián)網的技術、協(xié)議和具體方式做一闡述。
關于數(shù)據聯(lián)網總線 總線之所以沒有形成統(tǒng)一的標準主要源于下列幾個原因: ·每種總線有各自的國際組織,大多數(shù)總線都成立了相應的國際組織,希望自己的總線推廣到更多的領域,而國際組織之間很難協(xié)調。例如 WorldFIP總線背后是WorldFIP用戶組織,F(xiàn)F總線背后是FF基金會, ControlNet總線背后是ControlNet國際用戶組織等等; ·每種總線背后有大型跨國公司的支持,大型國際跨國公司與總線發(fā)展息息相關,他們也都在大力發(fā)展自己采用的總線。例如,ProfiBus總線背后是西門子公司,ControlNet總線背后是羅克韋爾公司,WorldFIP總線背后是 Alstom公司; ·有些總線已經成為國家標準,當總線成為一個國家標準,則給建立全球標準總線帶來較大障礙。丹麥已經將P-Net總線作為國家標準,德國將ProfiBus總線作為國家標準,法國已經將WorldFIP總線作為國家標準。而這三種總線于1994年成為并列的歐洲標準EN50170。 國際標準化組織ISO為計算機互聯(lián)網制訂了OSI七層參考模型(圖1),也適于數(shù)據聯(lián)網的總線標準,但是細化到各廠家的總線產品標準,盡管各公司在開發(fā)各自總線時參考了OSI七層參考模型,但是各家總線并沒有統(tǒng)一的約定,因此大部分總線基于OSI的第一層(物理層)、第二層(數(shù)據鏈層)和第七層(應用層)。其中基于第七層(應用層)開發(fā)的總線占較大部分。應用層分為上下兩個部分:上面的部分為應用服務層(FMS),主要為用戶提供接口等服務;下面的部分是總線存取層(FAS),主要用于實現(xiàn)與數(shù)據鏈層的連接。 目前國際上有很多工業(yè)控制總線,主要是來自各控制設備生產廠家,還沒有一家工業(yè)控制總線能夠成為唯一的國際標準。如果將工業(yè)控制總線分類的話,這些工業(yè)控制總線可以分為三類(見表一)。
第一、傳感器總線(Sensor Bus)。這類總線有AS-I,該類總線數(shù)據基本單元為位(bit)。 第二、設備總線(Device Bus)。這類總線有CAN、ModBus、Interbus、ARCnet、DeviceNet、Genius、Seriplex、SERCOS(Serial Communication System)、SDS、ControlNet,該類總線數(shù)據基本單元為字節(jié)(bite)。 第三、現(xiàn)場總線(Field Bus)。這類總線有LonWorks、FF、WorldFIP、P-Net、ProfiBus、Hart等,該類總線數(shù)據基本單元為幀(frame)。 傳感器級和設備級總線屬于較低層次的工業(yè)網絡,用于處理傳感器、行程開關、繼電器、接觸器和閥門定位器這類工業(yè)設備;而現(xiàn)場總線則是一種較高層次的工業(yè)網絡,用于完成一些過程控制器或現(xiàn)場儀表之間的通信。另外,由于設備級總線和現(xiàn)場總線有時完成相同的功能,因此它們之間是相互關聯(lián)的,并且可同時存在于同一系統(tǒng)。 工業(yè)控制總線在2003年4月由IEC/SC6SC/MT9小組負責修訂的IEC61158 Ed.3成為正式的國際標準,在新版本的標準中規(guī)定了10種類型的工業(yè)控制總線:Type 1 TS61158、Type 2 ControlNet和Ethernet/IP、Type 3 Profibus、Type 4 P-Net、Type 5 FF HSE、Type 6 SwiftNet、Type 7 WorldFIP、Type 8 Interbus、Type 9 FF H1、Type 10Profinet。 此外,還有IEC TC17B通過的3種低壓開關設備的工業(yè)控制總線國際標準:SDS (Smart Distributed System)、AS-I (Actuator Sensor Interface)、DeviceNet。另外,ISO還有一個ISO11898標準的CAN (Control Area Network)。而在控制網絡和信息網絡之間的聯(lián)網則采用OPC技術。OPC(OLE for Process Control)是世界領先的跨國自動化公司和軟硬件供應商合作開發(fā)的一套工業(yè)標準,它以微軟的OLE/COM、DCOM技術為基礎,定義了一套標準接口,解決了應用軟件與過程控制之間的通信標準化問題。新中央電視臺主樓消防系統(tǒng)與上一級的軟件互聯(lián)就是采用基于OPC技術開發(fā)的軟件實現(xiàn)聯(lián)網。 視頻壓縮編碼和控制協(xié)議 MPEG系列是由ISO/IEC所屬的MPEG組織制定的數(shù)字視頻信號壓縮標準,目前使用較多的有MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。其中MPEG-4的初衷是針對視頻會議的窄帶傳輸制定的壓縮標準,但是在開發(fā)過程中由于計算機芯片技術的發(fā)展和視頻監(jiān)控的需求,使得MPEG組織進一步修改MPEG-4視頻壓縮標準,制訂了現(xiàn)在意義上的MPEG-4視頻壓縮標準。 與此同時,國際電話電報咨詢委員會(CCITT/ITU-T)也先后推出H.系列視頻壓縮標準。在國際上按照流行的視頻壓縮水平劃分為:
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