產品詳情
項目簡介
鐵路自實施六次大面積提速及多條時速250公里、350公里客運專線投入使用以來，列車的行車組織方式發生了巨大變化，實現了長大、重載、單司機值乘等重大變革，向鐵路現代化又跨進了一大步。隨著鐵路跨越式發展的不斷深入，對機務系統的要求越來越高，機車乘務員嚴格執行標準化操作流程是保障行車安全的關鍵。
目前的機務部門還是依靠干部的隨機添乘、依靠乘務員自覺執行標準化作業，已很難保證行車的絕對安全。特別是單司機值乘操縱后對動力室的檢查，司機只能在停靠站內進行，對途中動力室情況缺乏有力的監控手段。而且，機械間內火災事故一旦發生，不能及時預防造成的經濟損失不可估量。
另外，路外事故偶有發生，如何細分責任，維護鐵路系統榮譽，監控設備是最有力的證據之一。
為此開發的“機車運行遠程視頻監控及防火預警系統”應用了聲像數字化處理技術、3G、WIFI無線傳輸技術，對機車司機室、設備間及前后方線路情況等進行實時監控，既可督促乘務員認真執行手比眼看、呼喊應答、途中巡間等標準化作業；又可防止機車火災和大部件破損等事故的發生。可為站段避免不必要的損失。
同時通過回放優秀乘務員認真執行標準化作業的工作過程，能夠進一步指導和幫助其他機車乘務員，提升廣大乘務員的操縱水平和專業素質，變人控為機控，增大行車安全的保障系數。
該系統另一個特點是車務、工務系統可以實現信息資源共享。一旦有事故和故障發生，由于系統實時記錄了行車過程中的視頻和音頻，并將LKJ監控系統的重要數據實時的保存在圖像幀信息內；全部實現了事故的真實再現；減少了相關部門和人員推委 ，為分析定責、評判事故避免類似因素的發生提供了有力的科學依據。
第一章 項目意義與目標
1、項目意義
無線視頻監控系統是通過各種無線通訊網絡（如CDMA 1X、GSM、EVDO、WCDMA、Wi-Fi等）實時傳送視頻圖像，以達到對目標的現場動態實時監控，無需鋪設線纜，不需要大規模地施工,就能迅速地滿足遠程監控的要求。
一些現有車上安裝的傳統視頻監控系統，僅僅是對現場的錄存圖像，只能用于事后調查取證，而該系統的最大優勢是能夠實時傳輸車內圖像。特別是當發生各種突發事件時，系統能及時報警，車內圖像實時外傳，為上級部門及時采取措施提供了第一手的現場信息。
同時，無線視頻監控系統可隨時掌握車輛運營途中情況，提高運營管理效率。
2、總體目標
通過無線實時監控系統，結合本地硬盤存儲，可以實現遠程控制、本地取證，將為乘務人員規范操作，車內安全監控等方面帶來了極大的正面影響。
通過本系統，我們可以實現：
（1）可遠程對乘務員稽查，防止違規操作。可以及時發現違規行為并予以制止，減少稽查人員的工作量，提高工作效率。督促乘務員認真執行手比眼看、呼喊應答、途中巡間等標準化作業。
（2）是乘務員的輔助瞭望工具。通過前方的監視器可以使調車作業時乘務員視覺無死角；也可以使干線機車乘務員的視角更開闊，同時能夠讓乘務員實時監看到機車內各個重點部位運行狀態，有效解決單司機操縱不能巡檢的問題
（3）通過音視頻圖像回放，能準確掌握乘務員的實際作業情況，分析乘務員作業過程中存在的習慣性問題，了解在日常添乘中無法掌握的情況，有利于對乘務員的標準化作業進行有效的規范。并可及時掌握大量相關機車運用安全的有效信息，從而進一步制定科學合理的防范措施。
第二章 無線視頻技術簡介
1、視頻監控技術的發展
（1）第一代主要采用前端攝像機加監視器的方式，用來觀察車內情況，乘務員實時觀看，但是鐵路局、機務段領導不能對前端車輛做現場的跟蹤。
（2）第二代主要采用ＤＶＲ硬盤錄像機（MPEG 4）加ＣＤＭＡ卡方式，將硬盤錄像機和ＣＤＭＡ無線路由器整合在一起，但是視頻傳輸受到ＤＶＲ視頻壓縮算法的影響，在帶寬有限的情況下圖像的流暢性和清晰度大大降低，雖然實現了后端實時觀看，但是實現的效果非常的差。
（3）第三代采用新一代專用車載錄像機，將前端視頻采集壓縮后通過3G無線網絡傳送到后端，由于采用了國際上先進的Ｈ．２６４壓縮算法，視頻的圖像清晰度和流暢性大大增強，同時前端和后臺進行存儲，保證了系統的穩定性以及對突發事件檢閱的安全性。
2、無線視頻監控的應用領域
無線實時監控系統廣泛運用于社會的各個領域，主要表現為：
車載客運：鐵路機車、長途客車、公交車、長途貨運、路面巡警、運鈔車；
移動舟船：客船、游艇、水面作業船只，水面巡邏；
環境監控：水面、湖泊、堤壩、森林、島嶼等等布線困難的地方；
單兵作戰、應急指揮：武警、消防等。
第三章 系統總體設計
3.1 設計依據
我們主要依據如下的規范和標準設計本解決方案：
- 《安全防范工程的程序與要求（GA/T75）》
- 《安全防范系統通用圖形符號（GA1T77）》
- 《民用閉路電視監控系統工程技術規范（GB50198）》
- 《民用建筑電氣設計規范（JGJ/T16）》
- 《智能建筑設計標準（DBJ08-47）》
- 《安全防范工程費用概算編制方法（GA/T70）》
- 《防盜報警中心控制臺（GB/T16572）》
- 《防盜報警控制器通用技術條件（GB/T16572）》
- 《入侵探測企通用技術GB10408.1》
- 《數字通信接口標準（G.703）》
- 《國際圖像音視頻編碼標準（ISO 11172）》
- 《報警圖像信號傳輸裝置（GB/T16677）》
- 《安全防范系統驗收規則GA308-2001》
- 《鐵道機車車輛電子裝置 TB/T3021-2001》
3.2 設計原則
- 貫徹 “預防為主”、“人防與科技防相結合”的安全管理方針；
- 整個視頻監控系統設計先進，配置合理，符合標準化、規范化、現代化的要求。
- 系統設計和設備選型，充分考慮系統可靠性、實用性、先進性和經濟性；
- 分布式監控，集中式管理，智能化設置、人性化操作；
- 系統中局部故障不影響系統全局的正常工作，系統穩定，易維護；
- 系統具備很強的擴展能力，為以后的系統更新、升級、擴展，預留了很大的空間；
- 多種網絡接入方式，適合各種網絡環境，應用領域廣泛。
3.3 設計架構
3.4 系統設計說明
系統分為前端子系統、監控中心平臺和監控客戶端三個部分組成。
本系統設計是基于3G無線傳輸的視頻監控系統，將車載錄像機和攝像機安裝在機車車廂內，利用WCDMA\EVDO傳輸視頻信號，無需鋪設網線，極大地降低建設成本，同時可以輕松實現隨時隨地的遠程視頻監控，擺脫了前代監控前端發生事故后臺無法了解現場的局限，是硬盤錄像機無法比擬的，同時視頻資料可以隨時進行錄像，方便檢索查閱。系統的設計充分考慮了系統擴展性，系統擴展時只需添加視頻服務器和攝像機等前端設備，即可不影響系統正常運行的情況，實現系統擴展。相比傳統視頻監控具有不可替代的優勢。
3.4.1 前端子系統
前端視頻采集系統由車載錄像機、攝像機、報警設備、液晶顯示屏等組成。
系統特點：
- 嵌入式專業車載設計，穩定性高、不死機、不丟失數據、經久耐用維護方便、抗機車震動及抗電磁干擾性能優越，是工業級專用產品，已正式通過了美軍810F電子產品環境軍標；
- 主機的錄像部分采用專業嵌入式四路（八路）數字監控錄像機，具有啟動快、可靠性高、壓縮比高、清晰度高、抗高溫、抗震等特點；
- 可使用插拔硬盤或USB2.0下載方式調閱圖像資料；
- 主機對外接口均采用機車專業的航空接插件，穩定性好，使用方便；
- 針對機車的特殊結構和錄像要求，攝像頭均采用特殊的固定、減震方式。錄像機的視頻采集控制也按機車的工況進行設定；
- 當機車閉合蓄電池閘刀后，主機開始按預設的錄像方式采集8路視頻信號，在兩端司機室的液晶監視器上同步顯示，并可進行快速切換顯示；
- 專用的液晶屏集成了鍵盤控制、圖像顯示、音頻輸入等功能。司機操作簡單直觀，畫面清晰；配有定制的安裝支架，可根據司機位置多角度調整。
- 可根據LKJ的監控信息自動生成監控事件項點，方便機務段、運用車間檢查乘務員操作、分析事故原因以提高事后監督的工作效率。
車載錄像機
車載錄像機作為核心設備，負責將攝像機采集的各監控點視頻圖像并經過壓縮編碼后通過3G網絡傳輸到監控中心，實現視頻的遠程觀看。機車停入場站后錄像機錄像資料通過WIFI網絡自動上傳，供事后分析。
車載錄像機配備大容量硬盤，最少應保存10天，每天16個小時的錄像資料。
攝像機監控區域及作用
報警設備
設備間內加裝煙感探測器，當探測到設備故障、冒煙、火災等危險情況可實現自動報警。
技術參數
工作電壓：DC 12V（聯網型） 靜態電流：≤200uA (聯網型)
報警電流：≤20mA 報警指示：紅色LED閃爍
工作溫度：-10℃--+50℃ 相對濕度：≤95%RH
外形尺寸：131*45mm 產品重量：約230克
執行標準：GB4715-2005 ； EN14604
覆蓋區域：具體參數應以火災自動報警系統設計規范GB50116-98為準。
煙霧報警器功能特點：
- 自動復位
- 紅外電光傳感器
- 采用ASIC
- 聲光警報LED指示報警
- SMT工藝制造，穩定性強
- 防塵、防蟲、抗白光干擾設計
- 抗射頻干擾 （20V/m-1GHz）
液晶顯示器
可通過液晶顯示屏有選擇地顯示多通道或選擇單通道的實時圖像，給司機多方位的視頻顯示信息。
3.4.2 監控中心
●中心車輛管理服務器軟件：
中心車輛管理服務器軟件實現統一身份認證和權限控制、組織與角色管理維護、設備集中配置與維護管理和日志管理等功能。
主要針對該子系統直接管轄的用戶的權限管理，其中由于不同級別的用戶具備不同的權限，可以方便的實現多級管理，即每一級用戶只能觀看該轄區的設備。管理服務器可以放在一級監控中心，二級、三級中心建立備份系統，應對網絡中斷的突發情況
●注冊服務器軟件
通訊服務器主要設備數據的接受和信令控制。
●流媒體轉發服務器軟件
流媒體轉發服務器軟件是專門針對大視頻數據流量環境下的音視頻傳輸而開發的網絡視頻管理軟件。目的在于緩解網絡帶寬緊張的區域，對該區域內車載終端的視頻訪問全部通過流媒體轉發服務器軟件來進行轉發，使得該車載終端的視頻服務只占一個通道。流媒體轉發服務器軟件的多級設置可提高響應訪問的效率，可以合理規劃流媒體管理軟件模塊的設置，以求更少的時間代價換取更高的帶寬利用率。
監控調度管理中心由通訊服務器，連接到內部以太網。還配有中心管理服務器和流媒體服務器。另配合適數量PC，外加出口路由交換設備組成。
●錄像下載服務器軟件
3.4.3 監控客戶端
（1）監控主機安裝客戶端軟件，實現對各監控點的視頻瀏覽等功能。
（2）移動客戶端，在移動設備（筆記本、3G手機）上安裝了監控軟件可通過3G網絡實現對各監控點的視頻瀏覽。
（3）內置GPS接收機和硬盤錄像系統，用戶在監控中心瀏覽視頻的同時可以跟蹤車輛的運動軌跡，全面了解車輛營運情況。
3.4.4 平臺軟件功能介紹
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編號 |
名 稱 |
主 要 功 能 |
主要技術 參數 |
備 注 |
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中
心
平
臺 |
1.接入服務器（注冊服務器） |
負責車載設備的注冊業務。建立和設備和平臺的信令通道，負責把信令消息傳送到中心平臺。 同時自動對設備進行檢查，排除未經授權設備的接入。注冊信息頻率可以設定以節省流量。 注冊信息包括視頻監控設備的狀態、GPS、報警等信息。 同時提供信息的轉發，把信息分發給需要的客戶端 |
單臺注冊服務器最大支持設備數量《2000 |
建議配置2臺 |
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2.設備狀態監控服務器（DEVMON） |
設備狀態信息的圖形化顯示 設備遠程配置 設備狀態信息保存到中心數據庫 設備運行日志報表生成和統計查詢 設備報警顯示和處理 報警信息分發 集中校時，對前端主機時鐘進行校時 |
單臺支持《2000 |
建議和接入服務器部署在一臺ＰＣ上 |
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3.中心管理服務器 |
用戶登錄認證功能：用戶使用系統，必須首先經過認證中心進行登陸驗證，并授權相應的功能權限。系統中任何模塊必須嚴格檢查用戶的使用權限和登陸狀況，不滿足要求的用戶將不允許使用。 權限管理 ：集中統一的多級權限管理。提供按照設備、通道進行細分的權限管理，支持組授權和角色。可以定義多種角色，具有超級管理員角色，每類管理角色可以分配任何指定的管理權限。 報表日志管理 ：支持用戶操作日志、系統工作日志、報警日志的全方位查詢。 |
單臺支持設備數《2000臺，用戶數量不限。 |
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中
心
平
臺 |
4.流媒體轉發服務器 |
監控視頻分發：多用戶并發訪問同一車輛視頻數據時的分發處理，避免無線數據流量的重復計費。 支持集群部署，可以通過增加服務器進行能力擴容，滿足將來更多更高并發的用戶訪問。 |
單臺《200路 |
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5.存儲服務器 |
對前端主機視頻進行下載并存儲，支持計劃錄像，可按時間段、或全天錄像，或按周和日期進行有規律的錄像排程，并支持循環錄像、自動刪除過期錄像等功能。 支持錄像回放點播功能的流媒體服務，并支持快進、快退、暫停等常用操作功能。 |
單臺《200路視頻流存儲 |
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編號 |
名 稱 |
主 要 功 能 |
主要技術 參數 |
備 注 |
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客
戶
端
部
分 |
CMS |
1.支持多窗口操作。1、4、9、16分割 2.支持雙屏屏顯示。 3.支持巡檢顯示和計劃巡檢（給定時間，進行巡檢）。 4.支持遠程錄像查詢、下載、回放。 5.支持遠程日志查詢、下載。 6.支持遠程升級前端設備 7.支持遠程配置前端設備參數 8.支持中心數據庫遠程報表查詢。 9.車輛定位GPS鎖定操作（需前端設備配置GPS及相關軟件） 10.中心校時，校對客戶端主機時間 11.告警管理和聯動 可以自定義報警分類和報警級別，并根據分類和級別定義相應的報警聯動策略。終端監控人員接收到報警信息后，可以自動打開車輛視頻，并顯示詳細的報警消息內容，并可通過電子地圖實時跟蹤此車輛。并上報到存儲服務器進行存儲。 |
單臺《16個窗口 |
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移動監控軟件 |
支持智能3G 手機監控 |
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回放分析軟件 |
支持直接對車載設備硬盤進行及時的數據分析，分析包括視頻和GPS軌跡的同步回放，速度、傳感器的同屏顯示。 |
只支持單車數據回放 |
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第四章 系統功能
4. 1 遠程圖像傳輸
系統采用3G無線傳輸，使用一張3G卡傳輸視頻。監控中心安裝視頻監控服務器，局域網中的授權用戶可客戶端軟件監控遠程現場。不同的監控用戶可根據自己的監控需求靈活切換到任意一個監控現場，可多人同時觀看一個現場，也可以不同用戶選擇任意現場監控。
4. 2 遠程設備監控
監控用戶可分配給不同的控制權限。控制權限高的用戶可優先對設備進行控制，如控制云臺轉動選擇監視區域對象；調節攝像機鏡頭改變監視范圍和觀察效果；還可以對指定的其他現場設備開關進行控制等。
4. 3 多畫面監視
系統具有在同一客戶終端上同時監視同一輛車上多路視頻圖像的功能，為全方位了解車內情況奠定基礎；同時也具有在同一客戶終端上同時監視多個車輛上的視頻圖象，為實時調度和管理打下良好的基礎。
4. 4 多畫面輪巡
監控用戶可將監控現場在特定的時間間隔內按順序輪流切換，也可在一個圖像框內輪巡顯示全部的攝像機畫面。畫面切換間隔時間可靈活設置，畫面間隔時間可調節。
4. 5 控制優先權機制
管理機制完善，可以給不同級別的用戶分別分配相應的控制權限。
4. 6 錄像與回放
用戶可以按時間、攝像機號、報警事件等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，可以用軟件內置的播放器進行播放。圖像播放速度可手動調節。
計劃錄像
系統管理員可設定多個時間段對多個監控前端的圖像進行錄制，圖像數據保存在圖像監控系統服務器的硬盤上。定時方式可選擇單次錄像和每天定時錄像，各個時段可以單獨設置，錄像速度可以調節。
在前端，車載錄像采用halfD1存儲格式，同時4/8路音視頻同步錄像，可以有效預防因文件系統破壞導致錄像丟失的問題。
手動錄像
監控終端用戶可根據需要隨時選擇系統各個監控前端進行錄像控制，圖像數據保存在客戶端本地的硬盤上。
在前端，內置硬盤可以實時記錄車輛的運行狀態，用戶隨時可以通過無線網絡遠程查詢、下載車上的錄像資料。
錄像回放
用戶可以按時間、通道號、報警事件等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，可以用軟件內置的播放器進行播放。圖像播放速度可手動調節。
前端采用內置硬盤錄像的清晰度高，通常用于事后查證，在需要下載大量資料時，用戶也可以到車上把硬盤盒取回監控中心或者直接用筆記本通過USB接口導出錄像。并且可以使用專用的回放分析軟件回放分析硬盤，在同步查看多個通道圖像的同時，可以獲取到錄像幀頭信息中的GPS經緯度及LKJ監控信息（機車時速、管壓、信號燈狀態、車次等），該功能對于事故分析有著非常大的幫助。
4. 7 聯動抓拍圖片
根據不同車廂內的指定區域劃分報警區域，一旦此區域發生報警，利用抓圖功能抓取當前的圖像。
4. 8 報警提示
在乘務員室設置本地監控液晶屏，將各個監控點實時顯示，達到路局監控中心和列車乘務員同時監控的效果；同時在設備室設煙感探測器，如發生意外可向乘務員、路局、機務段、運用車間監控室報警。
4. 9 GPS定位信息展示
為車輛GPS定位信息及當前位置信息疊加顯示在攝像頭的圖像上提供接口。
4. 10 車載終端功能綜述
音視頻本地存儲
實時視頻上傳
實時音頻上傳
GPS定位信息上傳
GPS自動報站功能
可擴展行車記錄儀功能
豐富的報警擴展功能。
第五章 系統硬件配置
5.1 車載終端產品配置
無線視頻監控設備實物照片
5.2 車載無線視頻監控終端主要性能參數
5.2.1 主要性能參數
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項 目 |
設備參數 |
性 能 指 標 |
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系統 |
操作語言 |
中文/英文 |
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操作界面 |
圖形化菜單操作界面（OSD菜單） |
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密碼安全 |
用戶密碼、管理員密碼兩級管理 |
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項 目 |
設備參數 |
性 能 指 標 |
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視頻 |
視頻輸入 |
4路或8路復合視頻輸入 1.0V， p-p，阻抗75Ω，車載航空頭 |
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視頻輸出 |
單路復合視頻輸出 1.0V， p-p，阻抗75Ω，車載航空頭和RCA |
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視頻顯示 |
單畫面、四畫面，八路機支持九畫面顯示， |
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視頻標準 |
PAL制式，25幀/秒 ，CCIR625線，50場 NTSC制式，30幀/秒，CCIR525線，60場 |
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音頻 |
音頻輸入 |
4路或8路音頻輸入，阻抗600Ω，車載航空頭 |
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音頻輸出 |
單路音頻輸出，阻抗600Ω，BNC，車載航空頭和RCA |
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基本輸出電平 |
線性電平 |
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錄音方式 |
聲音與視頻同步錄制 |
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圖像處理 及存儲
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圖像壓縮 |
H.264，可變碼流（VBR） / 固定碼流 (CBR) |
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圖像格式 |
CIF/HD1/D1可選 |
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視頻流標準 |
ISO14496-10 |
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音頻流標準 |
ADPCM |
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視頻碼率 |
CIF: 150Kbps ~ 0.8Mbps，8級畫質可選，１級畫質最高，6級最低 HD1: 300Kbps ~ 1.0Mbps，8級畫質可選，１級畫質最高，6級最低 D1: 600Kbps ~ 1.5Mbps，8級畫質可選，１級畫質最高，6級最低 |
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音頻碼率 |
8KB/s |
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數據存儲 |
支持1個任意容量2.5英寸SATA硬盤，推薦為日立（Hitachi）的硬盤 |
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報警 |
報警輸入 |
8個報警輸入 |
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報警輸出 |
４個報警輸出 |
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通信接口 |
串行接口1 |
支持3個RS485接口 |
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串行接口2 |
支持1個RS232接口 |
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網絡接口 |
RJ45，10M/100M自適應網絡接口 |
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WI-FI |
支持802.11b/g |
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無線通信 |
CDMA |
可選內置CDMA通信模塊 |
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EDGE |
可選內置EDGE通信模塊 |
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GPRS |
可選內置GPRS通信模塊 |
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3G模組 |
可選內置3G（EV-DO/HSDPA）通信模塊 |
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GPS |
支持內置/外置GPS模塊，地理坐標、速度等可寫入編碼流，同時可以通過無線上傳 |
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項 目 |
設備參數 |
性 能 指 標 |
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配套軟件 |
PC回放分析 |
回放視頻文件，同時對文件中的車輛信息進行分析 |
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CMS |
通過無線、有線網絡實現視頻預覽、GPS上傳、報警上傳及中心命令下發、參數配置等功能 |
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軟件升級 |
本機支持USB/網絡升級 |
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其它 |
電源輸入 |
DC：60V～140V |
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電源輸出 |
+12V@2A；+5V@2A |
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工作溫度 |
-25----70℃ |
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功耗 |
10W （不帶外設） |
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5.2.2基本工作參數
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項 目 |
工作參數 |
說 明 |
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電源輸入 |
60V～140VDC |
輸入電壓為60V～140VDC |
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輸出電壓 |
12VDC |
輸出電壓12VDC（+/-0.2V），最大電流2A。 |
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5VDC |
輸出電壓5VDC（+/-0.2V），最大電流2A。 輸出均帶過流保護，當輸出電流長期大于設定最大電流的1.2倍時，自動切斷輸出，等負載恢復正常后自動恢復輸出。 |
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點火信號 |
≤6V |
電源關閉。 |
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≥7.5V |
電源打開。 |
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視頻輸入阻抗 |
75Ω |
每路視頻輸入阻抗均75Ω。 |
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視頻輸出 |
1Vp-p |
輸出一個1Vp-p的CVBS模擬信號。 |
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I/O接口 |
0—1V |
為低電平報警。 |
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5V以上 |
為高電平報警。 |
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RS232串口 |
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預留串口，用于擴展RS232設備。 |
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RS485串口 |
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預留串口，用于擴展RS485設備。 |
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GPS接口 |
外置GPS接口 |
由于設備參數有別，不推薦用戶自購GPS模塊 |
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GPS天線座 |
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內置GPS的天線接口（必須配套外拉天線才能正常工作）。 |
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EVDO接口 |
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用于連接EVDO天線。 |
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以太網口 |
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標準RJ45接口，帶指示燈。 |
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SD卡接口 |
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1、兼容市面常見品牌。 2、支持帶電拔插。 |
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USB接口 |
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1、兼容各種商用U盤。 2、支持帶電拔插。 |
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工作溫度 |
-25----70℃ |
指的是通風良好條件下的環境溫度。低于0℃的地區需要選用硬盤加熱功能，否則在溫度過低時，普通硬盤無法啟動工作。 |
