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大型仓库分布式监控管理系统的设计与实现 

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2010-08-28 00:57:42

　大型仓库分布式监控管理系统的设计与实现^

中国电子科技集团公司第54研究所（石家庄050081）

张亚生　王霖　王计民

　　【摘　要】　介绍了一种分布式的仓库监控管理系统的设计实现方法，对监控管理系统的组成和功能进行了详细描述，重点描述了监控管理软件的设计实现，并对系统的安全性和防雷击进行了说明。充分利用当前的计算机和网络技术，实现了监控管理的分布化和网络化是本系统大的特点。
关键词：监控系统，告警，分布，网络
　　

　　本文介绍了一种分布式的仓库监控管理系统的设计和实现方法，该系统利用当前计算机和网络技术，实现了仓库监控管理的智能化、分布化和网络化。网络上任何一台与监控主机相连的计算机都可作为监控工作站进行远程监控，同时，监控信息上网后可通过计算机网络进行远程发布。与传统的防盗报警系统不同的是，本系统将领交库房钥匙、出入库、卡机管理、报警处理、图像监控、值班管理、语音对讲、库房环境监控、数据查询统计有机地结合起来，充分利用了数据、语音、图像等多种媒体，使指挥人员迅速了解情况，在短的时间内作出正确决定，大程度地提高了库房的自动化管理和指挥水平。本系统综合运用计算机网络技术、数字图像处理技术、数据库技术，在监控系统的功能和性能、系统可扩展性、系统伸缩性、可维护性、以及系统的可靠性和稳定性等多方面取得了突破。

1　系统结构
　　本系统大的特点是充分利用当前计算机和网络技术，实现了监控管理的分布化和网络化，系统结构如图1所示。
　　如图1所示，整个系统由两大部分构成，一部分是由WWW（万维网）服务器、DB（数据库）服务器、视频服务器、监控主机（工控机）、监控工作站和路由器构成的计算机网络监控子系统；另一部分是由现场控制单元、近端集线器、矩阵切换器等构成的现场测控、防盗报警、语音对讲和图像监控硬件子系统。监控主机和近端集线器通过串口将这两部分连接起来。近端集线器与现场监控单元之间采用RS－485进行连接，每台近端集线器可连接64台现场控制单元（即可连接64个监控现场），现场控制单元则与现场数据采集与控制设备相连接。由于仓库位于山区，现场情况复杂，485通信模块与电路中全部采用了光电隔离，在数据线、视频线、电源线上安装了避雷器，为所有设备电源加装了避雷器并做了接地，实现了系统防雷击的要求。
　　在计算机网络监控子系统中，监控工作站进行监控信息处理，其人机界面直观易用，使用非常方便。监控主机实现监控代理功能，一方面它代理局域网内监控工作站的监控管理请求，另一方面它还响应上级监控网管中心的查询和对设备的远程控制，同时，它将库房状态信息和设备故障信息上报监控工作站及上级监控网管中心。监控主机配声卡实现监控中心和监控现场的语音对讲，视频服务器配视频采集卡接收矩阵切换器的图像输出并向网上发布。网络服务器（WWW、DB）负责监控信息的存储和发布。
　　这种体系结构具有很好的扩展性，可以方便地根据实际情况对监控现场进行增加和删改。同时，系统具有灵活的网络控制管理功能，网络上任何一台计算机都可作为监控工作站进行远程监控，通过系统中设置的主从机机制，多个监控工作站间能够协调工作，同时通过路由器，多个监控管理中心又可连接成更大甚至覆盖全国的监控管理网络，实现了监控管理的层次化、网络化和分布化。
2　系统硬件组成及设计
　　系统硬件主要括近端集线器，现场监控系统，卡机和语音对讲系统，图像传输系统等，下面分别加以介绍。

2．1　近端集线器
　　近端集线器是以单片机为核心的智能处理设备，它是连接监控主机和现场控制单元的桥梁，监控工作站的各种命令经近端集线器的处理被发送到指定的现场控制单元，而现场控制单元的各种消息经近端集线器上报到监控主机。近端集线器采用查询方式检查各个现场监控单元是否有事件上报，在空闲时它向上发送设备诊断信息。近端集线器和现场监控单元以及监控主机之间通信速率均为9．6kbps。
　　除了一个串口上联监控主机外，近端集线器还设计有5个RS－485口，其中一个485口用来给现场监控单元分配编号（每一个现场监控单元在使用前必须分配有一个唯一的编号，我们称之为设备号，并在系统中登记，实际上，近端集线器自己也有设备号，同样由系统软件分配），其余4个485口用来连接现场监控单元，每个485口多可联16个现场监控单元（总线连接），远传输距离可达1．2km，这样，一个近端集线器多可联64个现场监控单元。通过使用近端集线器，系统的扩展性变得非常好。
2．2　现场监控设备
　　现场监控系统由现场监控单元和现场数据采集与控制设备如卡机、门磁、双检、温湿度传感器、语音告警器等组成，主要完成对各种信号的变换、采集、控制等功能。现场监控单元也是以单片机为核心的智能控制设备，它接收近端集线器发来的控制命令并进行控制，如控制电控锁馈电、打开告警器等，同时可上报各种事件，如告警、碰卡、设备诊断事件（如卡机不工作）等。
2．3　卡　机
　　卡机是一种智能IC卡读写设备，它有上下两个触点，连接在现场监控单元的一个485口上。除了能进行IC卡读写控制外，卡机内部还内置耳机、麦克风等语音电路，可进行语音对讲。系统中对卡机上下两个触点功能作了不同定义，用卡碰上触点可进行开库、值班、报火警等，碰下触点可进行对讲、报盗警等。卡机工作时不停地循环检测上下两个触点，如果有碰卡则将相应的事件上报与其相连的现场监控单元，同时，卡机可接收现场监控单元发来的命令，如对卡写编号、打开语音电路等。
2．4　图像传输设备
　　我们在重点部位和库房配置了摄像头，现场采集的图像经调制发送至监控中心，在监控中心解调后送入矩阵切换器，图像经矩阵切换器输出后上计算机网络和电视墙。在监控工作站上可启动图像控制软件进行图像切换（至电视墙各个监视器、视频服务器）和图像控制（云台和镜头控制）。
3　监控管理软件组成及设计
　　监控管理软件采用面向对象和模块化相结

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