大型倉庫分布式監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 

　大型倉庫分布式監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)^

中國電子科技集團(tuán)公司第54研究所（石家莊050081）

張亞生　王霖　王計(jì)民

　　【摘　要】　介紹了一種分布式的倉庫監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)監(jiān)控管理系統(tǒng)的組成和功能進(jìn)行了詳細(xì)描述，重點(diǎn)描述了監(jiān)控管理軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)的安全性和防雷擊進(jìn)行了說明。充分利用當(dāng)前的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控管理的分布化和網(wǎng)絡(luò)化是本系統(tǒng) 大的特點(diǎn)。
    關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)，告警，分布，網(wǎng)絡(luò)
　　

　　本文介紹了一種分布式的倉庫監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)利用當(dāng)前計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了倉庫監(jiān)控管理的智能化、分布化和網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)上任何一臺(tái)與監(jiān)控主機(jī)相連的計(jì)算機(jī)都可作為監(jiān)控工作站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)，監(jiān)控信息上網(wǎng)后可通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)布。與傳統(tǒng)的防盜報(bào)警系統(tǒng)不同的是，本系統(tǒng)將領(lǐng)交庫房鑰匙、出入庫、卡機(jī)管理、報(bào)警處理、圖像監(jiān)控、值班管理、語音對(duì)講、庫房環(huán)境監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來，充分利用了數(shù)據(jù)、語音、圖像等多種媒體，使指揮人員迅速了解情況，在 短的時(shí)間內(nèi)作出正確決定， 大程度地提高了庫房的自動(dòng)化管理和指揮水平。本系統(tǒng)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能、系統(tǒng)可擴(kuò)展性、系統(tǒng)伸縮性、可維護(hù)性、以及系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性等多方面取得了突破。

1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng) 大的特點(diǎn)是充分利用當(dāng)前計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控管理的分布化和網(wǎng)絡(luò)化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成，一部分是由WWW（萬維網(wǎng)）服務(wù)器、DB（數(shù)據(jù)庫）服務(wù)器、視頻服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)（工控機(jī)）、監(jiān)控工作站和路由器構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)；另一部分是由現(xiàn)場(chǎng)控制單元、近端集線器、矩陣切換器等構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控、防盜報(bào)警、語音對(duì)講和圖像監(jiān)控硬件子系統(tǒng)。監(jiān)控主機(jī)和近端集線器通過串口將這兩部分連接起來。近端集線器與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元之間采用RS－485進(jìn)行連接，每臺(tái)近端集線器可連接64臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制單元（即可連接64個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)），現(xiàn)場(chǎng)控制單元?jiǎng)t與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備相連接。由于倉庫位于山區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，485通信模塊與電路中全部采用了光電隔離，在數(shù)據(jù)線、視頻線、電源線上安裝了避雷器，為所有設(shè)備電源加裝了避雷器并做了接地，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)防雷擊的要求。
　　在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)中，監(jiān)控工作站進(jìn)行監(jiān)控信息處理，其人機(jī)界面直觀易用，使用非常方便。監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控代理功能，一方面它代理局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控工作站的監(jiān)控管理請(qǐng)求，另一方面它還響應(yīng)上級(jí)監(jiān)控網(wǎng)管中心的查詢和對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)，它將庫房狀態(tài)信息和設(shè)備故障信息上報(bào)監(jiān)控工作站及上級(jí)監(jiān)控網(wǎng)管中心。監(jiān)控主機(jī)配聲卡實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的語音對(duì)講，視頻服務(wù)器配視頻采集卡接收矩陣切換器的圖像輸出并向網(wǎng)上發(fā)布。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（WWW、DB）負(fù)責(zé)監(jiān)控信息的存儲(chǔ)和發(fā)布。
　　這種體系結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)展性，可以方便地根據(jù)實(shí)際情況對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行增加和刪改。同時(shí)，系統(tǒng)具有靈活的網(wǎng)絡(luò)控制管理功能，網(wǎng)絡(luò)上任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可作為監(jiān)控工作站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過系統(tǒng)中設(shè)置的主從機(jī)機(jī)制，多個(gè)監(jiān)控工作站間能夠協(xié)調(diào)工作，同時(shí)通過路由器，多個(gè)監(jiān)控管理中心又可連接成更大甚至覆蓋全國的監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控管理的層次化、網(wǎng)絡(luò)化和分布化。
2　系統(tǒng)硬件組成及設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)硬件主要括近端集線器，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，卡機(jī)和語音對(duì)講系統(tǒng)，圖像傳輸系統(tǒng)等，下面分別加以介紹。

2．1　近端集線器
　　近端集線器是以單片機(jī)為核心的智能處理設(shè)備，它是連接監(jiān)控主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制單元的橋梁，監(jiān)控工作站的各種命令經(jīng)近端集線器的處理被發(fā)送到指定的現(xiàn)場(chǎng)控制單元，而現(xiàn)場(chǎng)控制單元的各種消息經(jīng)近端集線器上報(bào)到監(jiān)控主機(jī)。近端集線器采用查詢方式檢查各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元是否有事件上報(bào)，在空閑時(shí)它向上發(fā)送設(shè)備診斷信息。近端集線器和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元以及監(jiān)控主機(jī)之間通信速率均為9．6kbps。
　　除了一個(gè)串口上聯(lián)監(jiān)控主機(jī)外，近端集線器還設(shè)計(jì)有5個(gè)RS－485口，其中一個(gè)485口用來給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元分配編號(hào)（每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元在使用前必須分配有一個(gè)唯一的編號(hào)，我們稱之為設(shè)備號(hào)，并在系統(tǒng)中登記，實(shí)際上，近端集線器自己也有設(shè)備號(hào)，同樣由系統(tǒng)軟件分配），其余4個(gè)485口用來連接現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元，每個(gè)485口 多可聯(lián)16個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元（總線連接）， 遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)1．2km，這樣，一個(gè)近端集線器 多可聯(lián)64個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元。通過使用近端集線器，系統(tǒng)的擴(kuò)展性變得非常好。
2．2　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備
　　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備如卡機(jī)、門磁、雙檢、溫濕度傳感器、語音告警器等組成，主要完成對(duì)各種信號(hào)的變換、采集、控制等功能。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元也是以單片機(jī)為核心的智能控制設(shè)備，它接收近端集線器發(fā)來的控制命令并進(jìn)行控制，如控制電控鎖饋電、打開告警器等，同時(shí)可上報(bào)各種事件，如告警、碰卡、設(shè)備診斷事件（如卡機(jī)不工作）等。
2．3　卡　機(jī)
　　卡機(jī)是一種智能IC卡讀寫設(shè)備，它有上下兩個(gè)觸點(diǎn)，連接在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元的一個(gè)485口上。除了能進(jìn)行IC卡讀寫控制外，卡機(jī)內(nèi)部還內(nèi)置耳機(jī)、麥克風(fēng)等語音電路，可進(jìn)行語音對(duì)講。系統(tǒng)中對(duì)卡機(jī)上下兩個(gè)觸點(diǎn)功能作了不同定義，用卡碰上觸點(diǎn)可進(jìn)行開庫、值班、報(bào)火警等，碰下觸點(diǎn)可進(jìn)行對(duì)講、報(bào)盜警等。卡機(jī)工作時(shí)不停地循環(huán)檢測(cè)上下兩個(gè)觸點(diǎn)，如果有碰卡則將相應(yīng)的事件上報(bào)與其相連的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元，同時(shí)，卡機(jī)可接收現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元發(fā)來的命令，如對(duì)卡寫編號(hào)、打開語音電路等。
2．4　圖像傳輸設(shè)備
　　我們?cè)谥攸c(diǎn)部位和庫房配置了攝像頭，現(xiàn)場(chǎng)采集的圖像經(jīng)調(diào)制發(fā)送至監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心解調(diào)后送入矩陣切換器，圖像經(jīng)矩陣切換器輸出后上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電視墻。在監(jiān)控工作站上可啟動(dòng)圖像控制軟件進(jìn)行圖像切換（至電視墻各個(gè)監(jiān)視器、視頻服務(wù)器）和圖像控制（云臺(tái)和鏡頭控制）。
3　監(jiān)控管理軟件組成及設(shè)計(jì)
　　監(jiān)控管理軟件采用面向?qū)ο蠛湍K化相結(jié)

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