智能交通系统的核心技术十篇

时间:2023-12-05 18:05:42

智能交通系统的核心技术

智能交通系统的核心技术篇1

关键词:软交换;电力通信;应用举例

引言

为加快实现国家电网公司“智能电网”的发展战略,电力企业迫切需要实现其内部管理的信息化。基于最新通信技术的软交换网络,可以实现以宽带IP技术为基础,利用企业的数据网络,搭建内部的NGN语音网络核心平台。该平台不仅能满足目前的通信需求,而且可以提供多媒体、视频等各种丰富的业务,并能和企业信息化、办公自动化等系统有机结合,为提高电网企业核心竞争力奠定良好的基础。

1 分析当前智能电网软交换技术及其主要优势

智能电网软交换技术是基于分组交换网络,以软件来实现交换与呼叫控制管理的一门新的网络技术,它是NGN(即下一代网络)的核心,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。软交换与传统交换机的区别在于它所提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制,而将智能尽可能地移至外部业务层。

1.1 软交换网络体系结构

软交换网络采用一种分层的网络结构,共分为4层:接入层、传送层、控制层和应用层。

(1)接入层主要指与现有网络相关的各种网关和新型接入终端设备,完成与现有各种类型的通信网络的互通并提供各类通信终端到IP核心层的接入。

(2)传送层主要指是由IP路由器或宽带ATM交换机等骨干传输设备组成的包交换网络,是软交换网络的承载基础。

(3)控制层是软交换网络的呼叫控制核心,用来控制接入层设备完成呼叫接续。

(4)应用层主要指为网络提供各种应用和服务,提供面向客户的综合智能业务,提供业务的客户化定制。

1.2 智能电网软交换实现的主要功能

(1)呼叫控制和处理功能。(2)媒体网关接入功能。(3)业务提供功能。(4)协议功能。

1.3 软交换网络涉及的主要技术指标参数

软交换技术是一个开放的、多协议的实体,采用各种协议与媒体网关、终端和网络通信,协议包括:媒体控制协议H.248及MGCP;互通协议BICC及SIP-BCP-T;应用支持协议Parlay APIS及COPS协议等。

2 当前智能电网软交换技术的主要优势

2.1 建设及运维成本低。软交换网络体系采用公共、可管理的宽带分组网作为传送平台,使得原来分立的各种网络有机地统一在一起,而且,网络中的设备普遍处理能力高,容量大,使得网络层次和结构得以简化,节约了网络建设成本。

2.2 组网更加灵活。软交换网络采用分层结构,将传统交换机的功能模块分离成独立的网络构件,构件间采用标准的接口协议且相对独立,使得网络结构逐步走向开放,运营商可根据业务需要自由组合各部分的功能产品来组建网络,实现各种网络的互通,并可以根据业务需要,适时扩大网络规模。

2.3 强大的业务功能。软交换可以利用标准的应用平台为客户定制各种新业务和综合业务,最大限度地满足用户需求。特别是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务。

2.4 可实现网络的平滑过渡。软交换网络是PSTN的自然演进目标,二者将在相当一段时间内共存,对于新增的用户需求,可逐步采用软交换设备替代PSTN中已到寿命的设备,最终实现向软交换网络的平滑过渡。

3 智能电网软交换技术在电力通信中的应用

3.1 电力通信网引入软交换的可行性分析

近年来电力光纤传输网络的大规模建设为软交换的应用奠定了传输基础,而软交换技术几乎涵盖了目前电力系统的各项通信业务需求。

(1)电力通信网业务范围包括了话音、数据、图像和多媒体业务,除电力专有业务外,今后的网络需求正在由基于话音通信为主逐步转变为基于数据通信为主。通过引入软交换技术,可以将上述电力系统中所有的通信业务都集中在一个纯IP底层的网络上,能实现与电力系统现有制式的交换网络以及Internet、PSTN等外部通信网的互通。

(2)电力系统目前建成的光传输网络带宽普遍较高,有的完成了多业务传输平台(MSTP)建设,为软交换承载网的建设提供了良好的基础。

(3)随着软交换技术的不断成熟,其取代传统交换技术已成为必然趋势,采用软交换技术,可以实现实时智能化的网络管理系统,提供多媒体信息查询服务系统,利用公网资源不断扩充电力通信网络业务。

3.2 软交换网在某供电公司应用实例

某供电公司现有有三个通信站分布在行政基地、电站和开关站三个不同地区。该供电公司采用软交换设备组网,实现三方及与上级调度机构之间的通信调度及多媒体业务等功能。

该软交换系统在行政基地和电站均采用软交换技术的调度电话交换机,终端用户包括模拟网关、IP电话、调度台。该软交换机可实现可视调度、视频通话、IP电话、语音网关、软电话、提供调度视频会议等多媒体功能。该系统与现有的调度电话交换网采用数字中继2Mb/s Q信令方式互联互通。

具体配置为:在行政基地和电站各配置一套调度电话软交换机,实现双机异地冗余调度软交换系统。其中行政基地配置软交换核心服务器1套,综合媒体服务器1套,录音录像服务器1套,汇聚网络交换机1台,中继网关1台,可视调度台2个,IP可视电话机若干;电站配置软交换核心服务器1套,录音录像服务器1套,汇聚网络交换机1台,中继网关1台,可视调度台1,语音接入网关1套;开关站配置可视调度台1个,IP可视电话机若干;行政基地和电站的网络交换机以及开关站的调度台和IP电话直接接入供电公司现有的IP局域网内实现互联互通。

4 信通电力软交换系统技术规范

4.1 当前,电力行政和调度交换网技术正向IP化、智能化、宽带化和多业务化方向演进。软交换技术成熟稳定,业务触发机制简单,标准化程度高,网络建设成本低,维护管理便捷,对现有网络运行管理体系影响较小,近年来已在电力系统广泛开展研究和应用。

4.2 为规范电力系统各单位软交换网络技术体制、接口协议,指导电力行政和调度软交换网络建设。该标准规定了电力软交换系统的组成,明确了各部分的主要功能、性能以及基本接口等要求。

4.3 软交换系统适用于电力软交换系统的规划设计、工程建设及设备研制,为电力信息通信网络科学建设,统一管理、高效运维,保障电力信息通信网的稳定、可靠运行,提升电力优质服务水平奠定了坚实的基础。

4.4 当前,供电企业积极开展国家、企业、行业标准建设,供电公司通过参与该技术国家标准的编制,构建了标准的实验验证平台,为智能网发展和电力服务提供坚强的技术支撑保障。

智能交通系统的核心技术篇2

关键词:智能电网 无线通信 远程控制 电能测量

中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)12-0020-03

1、引言

从2009年开始,国家电网公司提出了智能电网的发展计划,其内涵是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,实现电力系统从发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的智能感知、智能识别、智能控制的功能,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。智能电网可以整合系统中的数据,优化电网的管理,将电网提升为互动运转的全新模式,提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

在智能电网建设中,家庭用电系统的智能化改造是其重要环节[1,2]。智能用电拥有最多的受众群体,也是其服务质量及管理效益的集中体现。2011年国家科技部开展了国家高技术研究发展计划(863计划)智能电网重大专项的研究,其中涉及智能用电方面的研究占有相当大比例。我国的智能用电重点关注双向互动服务、用电信息采集、智能用能服务、电动汽车充放电、智能量测五个关键技术领域[3],用电端的智能化改造正是智能电网建设的重要内容之一。中国家用电器研究院在智能用电控制器、家庭能源管理系统、电力载波通讯模块、绿色家电标准几个方面开展了长期专项研究,并与深圳市国电科技通信有限公司、北京达华世纪低碳研究院及瑞萨电子有限公司共同成立了北京智能用电研究中心,开展了智能用电领域技术与产品研究,推动了智能电网与智能家庭的融合,不断适应物联网的发展要求,为我国智能用电的大力普及打下了良好基础。

然而,就目前而言,我国电力系统在家庭用电环节仍以传统用电方法为主,只是在量测技术[4,5]和远程抄表[6-8]方面有初步应用,缺少具有实用性的家庭用电智能控制和双向通信的产品面世,阻碍了智能电网向用电领域的延伸进程。对家庭用电环节的智能化改造,需要充分考虑目前用电设备的实际情况及发展趋势,开发既满足发展需求又符合应用现状的实用性设备,降低成本,减少家庭的重复投资,为智能用电的广泛实施提供助力。

为此,本文提出了一种面向智能用电的通信与控制系统,综合应用远程无线通信技术,互联网技术,无线局域网技术,电能量测技术,智能控制技术构建智能电网用户端集控系统。由3G远程通信模块与互联网连接,接收电力管理部门的实时电价、停电通知等管理信息,接收小区物业管理信息,接收远程用户通过移动终端(手机)发送的查询与控制信息;由WIFI无线局域网传输模块控制智能插座和家电启停,实现电能测量、质量分析和安全保护;由Web页面完成用户交互与参数设置;接收家庭智能电表的用电信息实现远程抄表功能,从而实现智能电网在家庭用电端的负载均衡、削峰填谷、智能控制、用电管理功能。

2、系统结构与硬件设计

系统结构包括通信与控制核心电路板、家庭智能插座、家电遥控器控制模块。利用3G远程通信模块与Internet连接,实现与远程服务中心和用户移动终端的连接,并通过WIFI无线通信模块与智能插座和遥控器控制模块构成家庭无线局域网络,实现远程信息交互、抄表、请求响应和家电设备的智能控制。

2.1 核心电路板

核心电路板是整个系统的通信与控制中心,见图1。采用C8051F020单片机为核心控制芯片,通过对其串行口的扩展连接设备,其中串口1连接华为MU203 3G通信模块,串口0通过缓冲器连接03型UART-WIFI无线通信模块以及家用智能电表。通过单片机的GPIO口扩展64k FLASH存储器,用于存放Web页面框架、用户设定的用电参数、历史用电信息及电力部门的管理信息。电路板的供电通过电源模块从外部电源插座接收5V直流电源,经过内部DC-DC变换生成4V与3.3V直流电压,分别为3G模块及单片机系统提供电源。

核心电路板以C8051F020单片机为控制核心,完成通信、控制及用户交互功能。电路板的组成模块如下:

(1)远程通信模块。该模块对单片机的串口1进行扩展,通过插座连接3G传输模块,在单片机控制下建立网络连接,获取公网IP地址。远程通信模块具有以下两项功能:

第一、采用定时驱动方式,作为客户终端向远程服务器发送请求,以IP地址方式建立网络连接,分别获取电力管理部门的实时电价、停电通知或小区物业管理部门的管理信息,用于用户交互并参与家庭用电的智能控制,并根据请求向电力管理部门发送累计用电量与实时功率等信息。

第二、通信模块可接受远程PC或移动终端(手机)的远程访问,结合存储器中设计的HTML页面构成Web服务器。HTML页面是一个用户交互界面,一方面可以向用户展示电力部门和小区物业的管理信息,另一方面可以汇报各用电设备的使用状况、功率、用电量及金额累计,还可以接收用户的参数设置及对设备的启停控制。

(2)WIFI模块。WIFI模块通过缓冲器接口与单片机串口0连接,以Adhoc方式组成无线局域网实现家庭内部的数据传输。WIFI模块由单片机编程控制,在定时器控制下与家庭的智能插座、家用电器启停控制的WIFI终端建立连接,发送查询与控制命令,获取用电信息,还可以与在信号覆盖范围内的移动终端(手机)建立通信连接,通过前述的HTML页面实现用户交互。

(3)存储模块由FLASH存储芯片组成,与单片机的GPIO口连接形成扩展存储器,通过单片机程序进行读写,用于系统数据的存储。存储内容包括HTML页面框架、用户设定参数、历史用电信息、电力管理信息。

(4)时钟模块,由22MHz的有源晶振承担,提供22MHz的时钟脉冲信号作为单片机的工作时钟。

(5)电源模块,从外部电源插座接收5V直流电源,经过内部DC-DC变换生成4V与3.3V直流电压,分别为3G模块及单片机系统提供电源。

(6)智能电表接口,对单片机串口0进行扩展,通过RS232-485转换接口与具有RS485总线接口标准的家用智能电表连接,接收电表的电量、功率等监测信息,用于家用电器的总能耗分析,用电计划制定,并通过远程通信模块上传到电力管理中心实现远程抄表。

(7)微控制器(MCU),由C8051F020单片机承担,编写程序完成系统的初始化以及上述各模块的控制及功能实现,包括远程连接请求与信息传输、远程请求侦听与信息获取、智能电表信息采集与家用电器用电方案制定与控制。单片机的内部RAM用于各功能模块的信息交换,包括设备运行状况、实时电价、瞬时功率等临时信息

2.2 家庭智能插座

该模块是一个向家用电器供电的电源插座,见图2。以C8051F020单片机为控制核心,通过WIFI接口与核心电路板通信,可以接收控制命令控制继电器通断,还可以对瞬时用电功率进行计量,上传核心电路板进行用电协调,并分析家电工作状态,实施临时断电,保护用电设备。由核心电路板通过WIFI模块以Adhoc组网方式,接收控制命令实现电源通断控制,并由计量模块获得瞬时功率等信息判断用电设备的运行状况,实现保护控制,并将信息传输到核心电路板存储,作为用电方案的制定依据。

该模块包括以下主要部件:(1)单片机,由C8051F020承担,通过串口实现对WIFI模块的控制实现无线局域网的组网,采用ADC接口实现计量模块的信息采集,通过GPIO口控制继电器,实现插座的电源通断控制。(2)WIFI模块,通过串口与单片机连接,接收控制命令实现网络连接,完成信息传输。(3)计量模块,完成对本插座的电压电流取样与滤波,去除干扰,并传输到单片机采集并完成功率计算。

2.3 家电遥控器控制模块

该模块是一个对家用遥控器的改装部件,见图3。其目的是解决目前许多家用电器在上电后还需要使用遥控器控制具体运行的问题。仍以C8051F020单片机为控制核心,通过WIFI接口与核心电路板通信,用于接收核心电路板的控制命令控制家用电器的启停。将原始遥控器的按键引脚用排线引出,连接到多路电子开关。单片机通过GPIO接口控制多路电子开关,模拟人为按键,从而实现对家电运行的远程控制。

家用电器智能遥控系统,通过WIFI模块接收核心电路板发送的控制命令,驱动多路电子开关控制家电遥控器,实现对家用电器的启停控制和运行状况设置。该模块的组成部件包括:

(1)单片机,由C8051F020承担,通过串口实现对WIFI模块的控制实现无线局域网的组网,通过GPIO口连接多路电子开关,根据控制命令控制遥控器,模拟按键操作。(2)WIFI模块,通过串口与单片机连接,接收控制命令实现网络连接,完成信息传输。(3)多路电子开关,输入端与单片机GPIO口连接,接收单片机发出的控制信息,输出端连接家电遥控器的键盘引脚,通过对输入信息的译码实现按键的通断,模拟手工遥控操作,实现对家用电器的运行控制

3、软件设计

系统所含的三个模块都使用了C8051F020单片机,都需要软件支撑,但其核心是核心电路版的软件系统,见图4。该软件系统负责完成整个系统的自检与初始化;通过串行口1发送3G模块的AT命令集,完成网络注册并获取IP地址;通过串口0发送WIFI模块的AT命令集,建立与智能插座和遥控终端的无线连接;完成存储器规划,建立公共存储区作为信息交换池用于所有任务之间的信息交换;设置Web服务器并建立HTML页面,与IP地址关联供远程访问;启动定时器工作,采用定时中断信号作为依据实现多任务的时间分配和协调运行。

单片机软件主要包括以下四项任务:(1)依据IP地址向远程电力控制中心或小区物业管理部门建立连接,发送用电量等相关信息并接收实时电价等广播信息,放入信息交换池。具体的通信协议以电力部门或物业管理部门颁布的信息通信方式为标准制订。(2)Web服务程序侦听远程连接,在通过密码认证后,从信息交换池提取实时信息更新HTML页面并发送。远程用户可查询家庭用电状况,并填写页面参数实施远程控制。处理程序获取回传的控制参数放入信息交换池,作为对家电的控制依据。(3)智能电表读取,通过单片机串行口0读取家用智能电表的监测信息,依据其数据手册提取用电量、总功率等用电参数放入信息交换池,供分析和传输使用。(4)智能插座与家电控制任务首先从信息交换池获取信息,根据电价信息、远程请求和家电的运行状况制定家电的使用策略,通过串行口0建立的WIFI连接发送控制命令实现家电的遥控操作和插座的电源通断,读回智能插座传送的用电参数,存入信息交换池供其它任务使用。

4、结语

提出了一种面向智能用电的通信与控制系统,与其它同类系统相比,采用了3G通信技术实现远程传输,采用基于单片机的Web服务器技术实现用户信息交互,采用基于Adhoc架构的无线局域网技术实现控制系统与智能插座和家电遥控设备的信息交换,具有先进性和实用性并易于扩展。

参考文献

[1]王广辉.中国智能用电的实践与未来展望[J].中国电力,2012,45(1):1-5.

[2]谢狄辉,杨跃平.智能用电信息交互平台研究与应用[J],机电信息,2012,(6):31-32.

[3]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化,2009,33(9):1-4.

[4]徐文,易宏,黄思琪,李文华.即插式家用电能测量仪的设计[J].无线互联科技,2012,(4):13-15.

[5]陆祖良,王磊,李敏.对电能表动态测量功能评价的讨论[J].电测与仪表,2010 47(4):1-4.

[6]杨朝峰,张永.基于GPRS远程抄表系统的研究与实现[J].信息通信,2012(2):1.

智能交通系统的核心技术篇3

关键词:云计算;交通运输;智能化

近年来,随着经济的快速发展,工业化进程的加快和汽车数量的急剧增长,道路里程的增加速度和汽车数量的增长速度严重失衡,交通问题日益严峻。智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)作为电子信息技术与交通运输融合的产物,是解决城市交通拥堵、改善行车安全性、提高车辆运行效率的最佳途径之一。智能交通系统(ITS)是交通行业发展的新趋势,而实时交通信息处理是智能交通系统研究的核心内容之一。如何对海量的交通信息的采集、处理、分析、挖掘和利用,将是智能交通信息服务的关键问题。“云计算”技术的发展,对推动交通运输智能化发展起到了极为重要的推动作用。

一、云计算概念及原理

云计算(Cloud Computing)是近年来发展起来的一种新的基于互联网的计算形态,体现了一种全新概念的信息服务模式。云计算的核心思想,是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户提供按需服务。云计算的基本原理是,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,从而充分发挥现代高速信息网络和强大的计算机信息处理能力。它的的核心技术包括:编程模型、海量数据分布存储技术,海量数据管理技术、虚拟化技术和云计算平台管理技术。

二、交通运输智能化

交通运输智能化就是智能交通系统(ITS)在日常交通运输中的运用。中国智能交通系统体系框架研究报告中对ITS做出了如下定义:在较完善的基础设施(包括道路、港口、机场和通信)之上,将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术和系统融合技术有效地集成并应用于地面运输系统,从而建立起大范围发挥作用的,实时、准确、高效的运输系统。研究ITS的目的就在于将先进的计算机和通信技术与传统的交通运输技术相融合,通过对交通信息进行采集、加工、,实现人、车、路之间的信息共享、协同合作,减少交通拥堵和交通事故,降低交通能源消耗和交通污染,建立起一个现代综合高效的交通物流服务系统。ITS强调的是运输设备的系统性、信息交流的交互性、以及服务的广泛性。交通信息服务是ITS平台的核心内容。目前,我国都会级城市的交通信息服务系统的基础建设已初步形成,但普遍面临着如何整合利用海量交通信息服务于交通管理和出行的问题。

三、云计算对交通智能化的推动

智能交通系统平台应用,主要用于承载交通运行指挥系统、公众出行信息服务系统、道路交通综合调控系统、交通运输管理系统、交通综合检测系统、交通管理与应急仿真决策支持系统等六大系统所用的数据。其所用数据涉及交通运输各个领域,极为庞大、繁杂,处理非常困难。云计算技术以其自动化IT资源调度和快速部署以及优异的扩展性等优势,成为解决这一问题的重要技术手段。

通过建设云计算数据中心可充分承载交通业务数据,将各种服务、能力等信息作为一种资源池通过结构化的优化,实现交通数据共享交换,并满通业务支撑、决策支持需求,从根本上解决交通信息数据统一存储、共享和业务支撑的难题,形成交通信息决策支持体系。

智能交通系统的核心技术篇4

关键词:大数据技术;电子信息交互系统;数据采集;优化设计

在信息技术发展和信息基础设施建设发展支持下,基于信息技术和交互技术的电子信息交互系统也随之建立起来,其重点在于整合电子信息和交互技术,并广泛应用在多个领域中。由于电子信息交互系统作为一项综合性能优越的基础信息系统,使得其在各个应用领域中,都产生了突出的应用价值,并且在技术发展的支持下,尤其在大数据技术的应用,电子信息交互系统日渐完善,使得电子信息交互系统的交互性能变得更加优越,能够为社会多个专业领域的发展提供保障。

1基于大数据技术的电子信息交互系统的重要性

在大数据时代,大数据技术已经被广泛应用在多个领域中,往往是在大数据获取之后,进行结果可视化处理,这要求硬件和知识分析提供技术支持,在此过程中,使用大数据技术可以深入挖掘出电子信息交互系统中有价值的信息和知识,不仅如此,大数据技术使用,不局限于有价值信息和知识的挖掘,还要对电子信息交互系统运行效率的提升进行研究。而本文研究中,主要目的在于通过大数据技术的应用来优化设计电子信息交互系统,以此大幅提升电子信息交互系统的交互性能,有效提升电子信息交互效率,从而为电子信息领域的持续发展提供支持,并为该领域创造更大的经济收益[1]。在电子信息交互系统支持下,多方需求都可以得到满足,并可以实现工作的细分,若出现故障,各个统筹中心可以相互协调,使得电子信息交互系统能够自动化完成调成,并可以在日常监控、管理和控制等方面发挥出显著的作用[2]。电子信息交互系统在运行中,要求系统具备简洁、易操作特性,才能实现自动化和智能化的交互结果。基于大数据技术的电子信息交互系统,实现了电子信息领域中多项技术的集成,并在统一数据接口支持下,可以大幅度提升系统的存储、计算、分析和控制性能,为电子信息交互过程提供了支持,实现了各类数据采集和处理,还实现了未来预测功能和深度挖掘潜在价值信息,并且具备自行修复功能[3]。另外,在网络支持下,电子信息交互系统实现了相互之间的连接,使得连接结构复杂程度不断提升的同时,也增加了系统间相互协调的可能性,继而可以在信息挖掘分析和电子信息交互中充分利用大数据技术,并发挥出大数据技术的优势,不断提升信息挖掘分析和电子信息交互效果[4]。总之,基于大数据技术进行优化设计电子信息交互系统,能够实现大量复杂信息的高效处理,从而可以极大地提升电子信息交互系统的交互性能,对电子信息领域的发展具有积极的促进作用[5]。

2基于大数据技术的电子信息交互系统优化设计方法

在使用大数据技术进行电子信息交互系统优化设计过程中,应基于大数据技术的电子信息交互系统优化设计魏凤星田淑娟(石家庄工程职业学院河北省石家庄市050000)高度关注如下事项,才能保障电子信息交互系统优化设计效果。(1)拓展自动和智能处理功能。传统的电子信息技术在使用中,服务对象只有少部分,如军事工程、工业、传统制造业等,都有电子信息技术的应用案例。而电子信息交互系统工业机械化发展的核心,不断提高机械设备的信息化水平,适配更多的传感器,以期通过数据自动和智能展示设备,明确工业机械设备的运转状态,并据此开发出更多的功能,为提高机械设备的性能提供支持[6]。另外,随着工业机械化水平的提高,人们对电子信息交互系统的交互要求也随之提高,这种情况下,为满足各个领域对电子信息交互系统的智能要求,应在电子信息交互系统功能设计中,充分考虑用户的智能交互需求,在自动和智能化处理功能上持续优化改进,才能不断提升电子信息交互系统的自动和智能处理水平,从而可以提高电子信息交互系统的适用性,为电子信息交互系统的广泛使用奠定良好的基础[7]。(2)精集结构,严控核心硬件数量和大小。在科技发展支持下,生产技术水平得以大幅度提升,以计算机为例,最早出现的计算机占地面积为1500平方英尺,并使用了18800个真空管,在生产技术发展支持下,已经发展成为现如今重量低于1千克的电子笔记本,具有轻便、易携带等优势。由此可见,在生产技术和生产工艺水平大幅度提升支持下,电子芯片的生产技术水平得以持续提高,这使得电子芯片的精细度和集成度一代比一代更加优越。因此,在电子信息交互系统优化设计时,应重点考虑结构精简、使用便捷性等因素,不断地精集结构,合理地减少核心硬件数量,在技术支持条件下,可以不断地缩减核心硬件的使用大小,继而为电子信息交互系统的优化设计提供支持[8]。(3)重视和挖掘使用综合性新技术。在电子信息交互系统优化设计中,既要注重综合性技术的使用,又要注重新综合性技术的发展,才能为电子信息交互系统的优化设计提供技术支持。例如:光电子技术,作为一项结合光之和电子进行综合应用的技术,在激光、光显示、光存储等方面,都有着强大的功能,这也使得其在相关领域中的应用受到越来越多人的关注和重视[9]。在电子信息交互领域中,光电子技术可能发展成为核心技术。基于本质角度来说,电子信息交互系统本身是综合性技术和多专业领域知识的整合运用,这要求电子信息交互系统在优化设计中,应时刻关注综合性技术的发展与使用,及时了解各学科的前沿知识,这样才能及时地将各领域的前沿知识应用在电子信息交互系统中,才能不断提升电子信息交互系统优化效果。

3基于大数据技术的电子信息交互技术在不同领域中具体应用和发展前景分析

3.1电子信息交互技术在不同领域中具体应用

在现代社会中,电子信息交互系统已经在多个领域中得到广泛应用,现进行简单介绍,具体如下:(1)在人们物质生活条件不断改善的背景下,可以发现人们的衣食住行等领域对广泛地使用了电子信息技术,为人们的便捷生活提供了技术支持。而这些都依赖于电子信息技术的发展,尤其是生活中广泛使用的电子产品,直接体现了电子信息技术的强大功能优势。(2)在教育现代化发展中,为提升校园学习设施质量,电子信息技术的应用显得十分重要。首先,电子信息技术应用在学科教学中,可以丰富教师的教学手段,如教师采用幻灯片展示教学内容,不仅可以缩减教师课堂板书时间,便于充分利用课堂时间来传授更多的知识,还可以通过幻灯片演示帮助学生深化理解教学内容,使得教师拥有更加充沛的精力和时间来深入了解学生的具体状况,从而有利于教师快速制定差异化教学方案,对优化课堂教学过程具有积极作用。(3)在工业制造业发展中,工人工作量和工作危险性一直是相关人员重点思考的问题,也是制约工业制造业发展的重要因素之一。而在工业制造业中应用电子信息交互技术,就可以有效解决此类问题,各产品制造都拥有巨大的便利,企业效益将随之得到大幅度增长。不仅如此,在技术性行业中,科技云技术、自动导航技术、智能探测技术等的实现与广泛使用,使得信息处理速度得以大幅度提高,并为电子信息系统的安全、便捷地广泛使用提供了技术支持。(4)在互联网领域中,电子信息技术的广泛使用,使得光纤通信、无线通信、网络数据结构等得以优化,继而使得互联网工作变得更加高效、快捷,进而在互联支持下,让人们的互相沟通不再受时空的局限,极大地便捷了人们的交流。不仅如此,电子信息技术在互联网领域中的使用,在信息储存量和安全性等方面,也体现出先进的优势,为人们的安全、高效、便捷交流提供了技术支持,也为人们生活的现代化发展奠定了技术基础。

3.2电子信息交互技术的发展趋势

基于本质角度而言,电子信息交互过程是信号集成处理,随后在线分析所接收到的信号的过程。在此过程中,电子信息交互系统的作用是实现电子信号接收、处理和在线调度的基础上,结合存储器进行交互处理。由于电子信息交互系统的高精密度,使得其优化方法备受相关人员的关注和重视。电子信息交互技术在现实生活生产中的广泛使用,既可以提高人们的生活质量,又可以为人们的便捷生活提供支持。现对电子信息交互技术的发展趋势进行介绍,具体如下:(1)计算机多核化。为了进一步提升电子产品的信息处理效率和质量,计算机处理多核化发展是主要方向之一。在信息时展中,人们的生存生活产生了大量的数据信息量,这对多核处理器技术发展提出了新的要求,如体积不过多增加的同时,要求大幅度提升传输速度。同时,人工智能化发展在此方面也有同样的发展要求,人和电脑之间的交互,要求计算机多媒体技术实现语言识别和图像处理功能,才能促进电子信息交互系统的优化和完善。(2)通信技术智能化发展。在电子信息技术领域中,卫星通信与定位技术、移动通信技术、数字微波技术、光纤传输技术、有线与无线接入技术等,都是关键的通信技术,这些技术智能化发展是提高工作效率和质量的重要举措,是未来通信技术发展的主流趋势之一。同时,在光电子技术发展支持下,我国电子信息技术正迈进光子学这一新的发展领域,这使得现代电子信息技术在光电子技术支持下实现了跳跃式发展。另外,在光之技术的激光研究中,研发生产的激光设备被广泛应用在我国军事工程中,可以促进我国国防、军事综合能力的提升。

智能交通系统的核心技术篇5

关键词:智能化系统;高层写字楼;数据通信网络;智能楼宇;系统集成

建筑智能化系统是一种人、信息与环境交互作用的系统,是以高科技为基础的办公环境。虽然每幢智能建筑物的智能化程度根据使用需要、投资力度、经济效益、工作效率等因素而各不相同,但建筑智能化追求目标是共同的,主要有:共享的信息资源;提高工作效率和提供舒适的工作环境;加强对建筑物及其设备的管理,减少管理人员和节约能源;使建筑物能适应环境的变化和工作性质的多样性及复杂性.

建筑智能化通过对建筑物的四个基本要素,即结构、系统、服务和管理以及它们之问的内在联系,以最优化的设计,采用最先进的计算机技术(Computer)、控制技术(Contro1)、通信技术(Communication)和图形显示技术(CRT)的所谓4c技术,建立一个由计算机系统管理的一体化集成系统,提供一个投资合理、又高效、幽雅、舒适、便利、快捷、高度安全的环境空间.

一、语音交换系统

根据用户提出的需求,大楼的语音系统一般包括普通公网电话、专用电话。对于普通公网电话,如果大楼离电信枢纽大楼距离较近,用户量不大,可以直接从市话端局布放市话电缆到用户大楼的电缆交接箱。如果大楼离电信枢纽大楼距离较远,并且用户普通电话需求量较大,可以采用在用户大楼处设置模块局的方式,通过传输电路接人母局,为用户提供语音服务.

如果用户有虚拟网的需求,可在端局市话交换机上开设虚拟小交换机(Centrex)功能。Centrex是数字程控交换机所具有的一种功能,是当今电话通信中最新应用技术。采用Centrex技术,用户端不装任何小交换机,而由数字程控交换机直接向这个企业提供所有电话,可做到虽无小交换机,但这个用户的所有电话都可享有小交换机的基本功能。Centrex系统内用户除拥有一个直线号码外,还有一个分机号码(直线号码的后4位)供内部通话使用。即长短号并存,一机双号;群内通话可拨短号,免通话费;群内群外来话可区别振铃,从而实现小总机功能。Centrex的最大特点是原先须为小交换机所配置的机房、设备和维护人员都可省去,而且能与公众网同步发展,不存在制式及更新的问题,这些优点是用户小交换机(PBX)所无法比拟的.

如果用户有专用电话的需求,可以直接从就近的专用局端局布放电缆到用户大楼,党政专网电话与公话网在物理上是完全隔离的.

二、通信网络系统

(一)办公楼网络需求

为了保证网络的安全性,要求大楼的数据网络分为内部网和外部网。内部网上的信息点只能在内部网上对内网资源信息的共享和访问,外部网信息点可以通过外部网中心交换机,接入ISP的IP宽带城域网,实现对互联网的高速访问。内部网与外部网在物理上完全分离,这样从根本上保证了网络的安全.

通过建设内部网,可建立—个基于网络的信息管理和应用的信息中心,并提供相应的各种服务。共享网络上各种软、硬件资源。快速、稳定地传输各种信息,并提供有效的网络信息管理手段。内网采用开放式、标准化的系统结构.以利于功能扩充和技术升级,并能够与其他相关部门进行广域网的连接,提供、享用各种信息服务。具有完善的网络安全机制.

通过外部网,用户高速访问网页,快速收发电子邮件,实现在线VOD点播、网络游戏等应用.

(二)数据通信网络系统方案

1.内网系统。

内网主要用于内部多种信息的访问和交换.

这些信息不仅包括传统的数字文件、还有语音、图象、视频等多媒体信息,对网络的带宽、稳定性都提出了较高的要求。因此,考虑到网络的先进性和扩展性,内网可构建为“百兆桌面,千兆主干”的以太网络。内网的骨干采用千兆光纤。内网的中心交换机采用千兆以太网交换机,提供无阻塞以太网交换。内网的接入层交换机主要是为了将分布在不同楼层的用户快速有效地接入,应具有VLAN功能,并且在必要时提供用户流量控制功能.

通过对VLAN的规划,网络中的相关网络终端配置到同一的广播域,不相关的终端处在不同的广播域,从而有效地隔离广播,改进交换网络执行性能和安全性.

根据信息点的分布密度,每层或多层设置1台或多台楼层交换机用于相邻层的信息点接入;多台交换机采用交换机堆叠的方式,实现端口的扩充。同时,系统服务器(如OA、财务服务器)也通过核心交换机接入内部网络,实现千兆骨干网络的互联.

2.外网系统。

根据网络服务商提供的多种的宽带接入方式,写字楼根据自己的需要选择合适的接入方式。经中心交换机通过光纤接人ISP的局端交换机。通常,根据用户的信息点的数量及分布。宽带接入网的网络架构可采用二层结构(接入层、核心层)或三层结构(接入层/汇聚层、核心层).

核心层负责进行数据的快速转发,同时实现与ISP的IP城域网的互联,提供大楼的高速IP数据出口。核心层交换机应重点考虑可靠性和可扩展性。汇聚层负责汇聚分散的接入点,进行数据交换,提供流量控制和用户管理功能。接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地接入骨干网,接入层交换机应支持PVLAN(私有VLAN)。通过PVLAN技术,可实现基于接入交换机端口的用户隔离,提高用户的安全性.

用户点较少,或分布比较集中,可采用二层结构;用户数据量较多,或分布比较分散,可采用三层结构.

根据信息点的分布密度,每层或多层设置1台或多台楼层交换机,用于相邻层的信息点接入;如需要可设置汇聚交换机,实现端口的扩充。每组交换机通过单口的100BASE-T模块上联到核心交换机。核心交换机通过光纤,接入ISP的IP宽带城域网.

三、多点视频会议系统

(一)需求描述

大楼内建设一套基于内部办公网的视讯多媒体网络。采用符合视讯交换平台和终端,为本大楼内部提供点对点和多点会议功能。大楼内设置外网会议电视室,通过ISP的视讯交换平台进行全国互联以及同城互联,召集或参加相关会议.

(二)方案内容

1.内部视讯通信网。

内部视讯通信网采用基于IP的视讯通信技术。基于IP的视频会议是利用视频技术和IP数据通信技术,通过IP网络在两点或多个地点之间建立可视通信,实现图像、语音及数据交流的一种会议形式。与会者利用PC终端、摄像机和话筒既能实时地看到对方发言人和会场场景,也能听到对方的声音,若辅以电子白板等通信设备,即可实现与对方会场的与会人员进行研讨或磋商,在效果上完全可以代替现场会议.

2.外部视讯通信网。

外网会议系统主要是用于和中央有关部门、地方政府、本机构的其他区县部门进行日常的会议电视交流。它不和内网会议电视系统进行交互,不用考虑内网所采用的H.323标准.由于该点主要通信是在广域网中,所以出于会议保密的要求,适合于采用基于H.320标准的电路交换方式,我们建议采用专线的方式进行会议召集.

现代的多媒体会议室系统包括大屏幕显示系统、扩声系统、灯光系统、会议系统、会议摄像系统等,并通过中央集成控制系统将以上各种设备与整个会议环境有机的结合成为一个整体,使会议的管理者只需在触摸屏上轻轻一按,便可轻松操纵整个会议进程.

四、楼宇自控系统

(一)建筑设备自动化系统

1.建筑设备监控系统。

建筑设备监控系统采用先进的计算机控制技术,并且含有丰富的管理软件和节能程序,对建筑物的空调、新风、给排水、冷热源、照明、电梯等机电设备进行自动管理和控制,并根据设备运行的记录进行科学管理和维护保养工作,最终达到节能降耗、方便管理、减少人力、安全舒适的目的.

2.安全防范系统。

安全防范系统包含电视监控系统、入侵报警系统、电子巡更系统、出入口控制系统、停车场管理系统,根据建筑物的建设标准和业主的使用需求,构成先进、可靠、经济的安全防范体系。它的作用是防止非法入侵,记录事件过程,避免人员受到伤害和财产受到损失.

3.火灾报警及联动系统。

火灾报警及联动系统包含火灾自动报警系统和报警联动系统,运用先进的计算机技术和检测技术,及时发现火灾隐患,联动报警设备,消除险情,通知管理人员隐患部位,是目前建筑物必不可少的系统。在任何情况下,该系统都可以独立运行、操作和管理.

(二)办公自动化系统

1.电子政务系统。

电子政务是政府在其管理和服务职能中运用现代信息和通信技术,实现政府组织结构和工作流程的重组优化,超越时间、空间和部门分隔的制约,全方位地向社会提供优质、规范、透明的服务,是政府管理手段的变革。电子政务是一项覆盖各级政府部门的大型、复杂的系统工程,它的实现以信息技术作为基础,从政府信息、政府网上服务到政府部门间及政府部门内的信息共享和网络办公,都需要不断发展的信息技术作为保障.

2.物业管理营运系统。

物业管理营运系统主要辅助物业管理部门对建筑物的房产、设备、收费、服务、投诉,工程、库存等信息进行有效的管理,对大楼服务设施的运作实现辅助决策,进而提高物业管理部门的服务和管理水平。可以根据业主的需求,编制管理服务软件,能够提高物业管理效率,降低经营成本.

3.智能卡应用系统。

智能卡系统覆盖了人员身份识别、员工考勤、电子门禁、出入口控制、电梯控制、车辆进出管理、员工内部消费管理、人事档案、图书资料卡和保健卡管理、电话收费管理、会议电子签到与表决,实现在建筑物内一卡通行,方便本部门人员管理和有效控制外来人员.

4.网络安全管理系统。

网络安全系统为计算机数据处理系统的技术和管理提供安全保护,保护计算机的硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。采用各种技术和管理措施,使网络系统正常运行,从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。

建立网络安全保护措施的目的是确保经过网络传输和交换的数据不会发生修改、丢失和泄露等.

五、结语随着信息化的迅猛发展,新建的楼盘和小区对楼宇智能系统和通信系统的需求越来越高。通常,这些楼宇为高层或多层建筑。总建筑面积几万到十几万平米不等,分为地面和地下区域,地面上楼层为写字楼或商品楼,地下楼层做停车场。这些楼宇,尤其是写字楼,在语音交换系统、数据网络通信系统、楼宇智能化系统、安防监控系统等弱电系统方面都提出了建设需求。这些需求具有综合性、超前性、实用性、安全性等特点.

参考文献

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[4]黎连业.智能大厦智能小区基础教程[M].北京:科学出版社,2000.

智能交通系统的核心技术篇6

一、智能电网对电力语音通信网的需求

智能电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济,是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。

国家电网对智能电网的通信系统提出了这样的要求:

首先必须是“全覆盖”的通信网络。电网建到哪里,通信网就要延伸到哪里,这是智能电网数据采集、保护控制、用户互动的先决条件。

其次,必须拥有“高效、可靠、灵活、多元化”的通信手段,这是满足智能电网发电、输电、变电、配电、用电多样化互动需求的前提;

第三,必须是“可信、可管理”的一体化通信体系,这是保证通信网络有效覆盖、高效服务、可靠传输的保障体系。

因此,建设一个全覆盖、多业务的新型语音通信网是十二五期间的一项重要任务。

二、NGN技术的发展与演进

随着互联网的蓬勃发展和社会经济的信息化,数据及多媒体业务将迅速超越传统语音业务,成为巨大的通信需求。在此背景下,下一代网络(NGN)应运而生。NGN将基于IP与Internet,其核心控制层形态目前正在经历软交换与IP多媒体子系统(IMS)技术的竞争合作阶段。软交换是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术。它具有分层的体系架构、基于分组传输、能提供多种接入方式等特点,并能综合提供语音、数据、多媒体业务。

IMS是NGN的主要技术之一。IMS不仅可将单一类型的移动网络融合到全IP,还是融合固定网、移动网和企业网的基础。同时由于IMS具有SIP标准化接口的特性,使其适应NGN业务与控制分离的基本原则,为支持各种业务奠定了基础,从而被当前业界公认为未来融合的控制平台,是面向未来多媒体通信的NGN核心技术。要解决好IMS与软交换网络的融合问题,需要了解它们的技术特点与差别。

2.1软交换

软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来,通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能,从而实现呼叫控制与承载的分离。从广义上讲,软交换泛指一种体系结构,它包括四个功能层面:接入层、核心传输层、控制层和应用层。在NGN的组成元素中,软交换是一个重要组件,是新老网络实现融合的枢纽,是NGN业务的控制核心。

软交换的层次结构如图1所示。

2.2IMS

IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式,它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前,IMS被认为是下一代网络的核心技术,也是解决移动与固网融合,引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。

IMS技术对控制层功能做了进一步分解,实现了会话控制实体和媒体网关控制实体在功能上的分离,使网络架构更为开放和灵活。IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构,集中的用户属性和接入无关等特性,解决了用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等问题,使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。

IMS是一个以SIP为中心的分布式网络架构。SIP是IMS的核心协议,SIP中定义了多种角色,而IMS中也有多种网元,SIP中的各种角色跟IMS中的各种网元没有严格的一一对应关系,但是SIP中定义的各种角色都在IMS中的各种网元中得到了融合、改进。IMS的体系结构如图2所示。

2.3软交换与IMS比较

IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面。

(1)定位上的区别。软交换重点解决的是PSTN的IP化问题,同时考虑IP化后新业务的提供方式。关注的侧重点是语音类业务,同时有一些语音与IP网结合的业务。IMS重点考虑的是IP多媒体业务,包括文本、消息、视频、网络等综合业务。(2)网络架构上的区别。IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点,使得其与具体的接入手段关系密切,而IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议,IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式,从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。(3)SIP协议应用上的区别。软交换支持的SIP协议的功能子集主要是基于连接、基于呼叫的应用。IMS的SIP协议在业务触发方式上采用多种通信方式,是SIP协议的全面应用。在继承了软交换特点的同时, IMS具有更加开放的分层结构和完整的系统,可以用于组建大网,同时业务能力更加强大,可以开发基于会话的下一代多媒体业务网。

2.4软交换向IMS过渡

IMS本质上仍属于软交换技术范畴,但网络更加分布化,符合NGN的发展方向。软交换和IMS是固网向NGN发展的不同阶段。由于软交换对传统电话网继承的无缝性,所以在传统电话网向分组化、宽带化和智能化演进的过程中,软交换成为其不可逾越的阶段,同时IMS在支持固网方面仍存在一些问题,所以软交换与IMS将会在很长时间内共存。但由于IMS的诸多优点及其不断地成熟,软交换网络会逐渐向IMS过渡并实现网络的最终融合。

因此,如果说模拟交换网是第一代技术、数字交换网是第二代技术的话,那么软交换就是向IMS过渡的重要阶段。PSTN是发展的基础,软交换是一个不可逾越的重要阶段,而IMS是最终的目标架构,三者将先后出现在网络中,长期共存,最终统一在IMS。

三、电力语音通信网的演进模式探讨

积极建设软交换网络并逐步将其过渡到IMS是业界的共识。对于电力语音通信网来讲,我们已经有了坚实的PSTN基础,下一步的目标应该是建设软交换网络,同时关注IMS技术的发展,经过十二五也可能是十三五的努力,最终完成网络的NGN改造。

3.1技术路线

(1)采用先软交换后IMS的过渡模式。基于上述研讨,建议电力通信系统还是应该走先软交换再IMS的过渡模式。(2)对现有设备采用逐步升级改造方式。采用逐步过渡模式对现有的程控交换机自然淘汰,以保证既有投资能够最大化的发挥作用,具体如下:①中心局:如果网省公司的中心汇接局语音交换机已到更新期限,则用软交换直接替换原有的汇接局程控交换机;如果网省公司的中心汇接局语音交换机没有到更新期限,则酌情设置软交换系统,新设的软交换系统与原有的汇接局程控交换机形成双平面,这样,即可实现软交换的功能,又可以通过双平面使得网络可靠性大大增加。②端局:当软交换中心局建设完成后,应停止在端局升级改造过程中继续使用传统的程控交换机,取而代之的是大型接入网关AG。因AG具有设置灵活、价格低廉的特点,在软交换改造过程中将作为传统模拟话机的主要放号设备。(3)积极开展新业务的实验推广工作。在软交换网络建设的初期应开展新业务试验工作,力争利用软交换的开放性结构研发出有助于电力生产的新业务;在软交换网络逐步完善后应开展IMS的实验工作,通过实验探讨IMS在电力通信网络中的应用问题。

从上表可以看出,集中建网的优势要远大于各地市独立建网。运营商在建设省级网络时均采用集中建网方式,因此,建议电力行业采用“双归属”甚至“三归属”以解决中心点的可靠性问题。

(2)建设电信级的基础网络平台

软交换的运行要依靠IP网络作为基础,一个稳定可靠的IP网络是软交换运行的基础。

因此,电力NGN系统在建网时应尽量让软交换的运行环境尽量独立于传统的数据业务,当然,能够独立建设“通信路由网”是最好的。

图3中的“通信路由网”中集中了软交换的核心设备,即使受到条件限制不能独立建网,也应该将软交换的核心设备放置在一个独立的网段内。图中的SBC是“边缘会话控制器”用于安全隔离,是重要的软交换配套设备。

(3)中心局软交换的设置

软交换作为NGN网络的核心,负责控制中继网关TG和接入网关AG等设备,实现呼叫控制及路由管理,应放置在中心节点,同时作为本地语音网的应用,在网络位置上应平行于现有本地语音网。

①软交换的容量考虑:初期考虑,初期可根据投资规模和近期需求考虑容量;终装容量,应按照大于全省各单位的全员人数考虑终装容量。②设备类型:应尽量选择具有电信级可靠性的设备,采用冗余机制健全的专业服务器。③双归属:软交换的中心局应尽量采用双归属的体系架构,双归属体系架构可确保整个系统不会出现系统瘫痪状况,对提高系统可靠性是非常行之有效的措施。双归属的另一个核心点理论上应该远离现有的汇接中心,最好是省局的灾备中心。

(4)中继网关TG的设置

作为与PSTN的媒体互通点,中继网关将负责信令转换、媒体流的转换,实现TDM与VoIP业务流之间的编解码、打包/拆包、时延抖动滤除等功能。中继网关设置在省公司中心局和各地市局。

中继网关除应支持软交换的各种信令外,还应支持PSTN的各种信令。

(6)接入层面的考虑

大型软交换设备都具有接入SIP电话和综合接入设备IAD的能力,SIP电话可以直接连接到IP网络上面;IAD则可以将模拟话机连接到IP网络上面。这两种接入设备的使用都非常灵活,可以在软交换上面注册并用于变电站、供电所和小型办公机构中。

(7)其他问题的考虑

在软交换建设中还有网络安全、QoS保障、私网穿越、网络管理等,限于篇幅,不一一累述。

四、建设业务驱动型网络

4.1软交换提供业务的方式

软交换提供业务的方式主要有以下几类:(1)直接由软交换提供PSTN的基本业务和补充业务;(2)软交换系统充当SSP(智能网业务交换点)和现有智能网的SCP(智能网业务控制点)互通,实现PSTN的基本业务和补充业务以及智能网业务;(3)由ISP/ICP(互联网服务接入商/互联网信息服务商)或专用平台互连,提供ISP/ICP和专用平台的业务;(4)由第三方的应用服务器提供业务。

上述业务中第一类业务可以由软交换完成;第二类业务主要讲述了软交换和智能网结合的功能过渡,目前电力系统语音交换网虽使用了不少7号信令系统,但却从未真正涉及智能网业务;第三类业务通常是运营商所需要的公众业务,此类业务电力系统通常做移植就可以加以利用,例如国家电网推广的RTX业务;最后一类业务是我们真正关心的业务,如果应用得当,将对电力生产和智能电网的建设运行带来积极作用。

4.2第三方提供业务的方式简介

由第三方提供应用服务器已逐步成为NGN提供业务的主流,这种方式的优势是:(1)屏蔽厂家提供业务的不一致性;(2)根据用户的特殊需求定制业务;(3)某个业务的故障不会影响软交换系统的运行。

目前,主要的第三方应用服务器接口:(1)Parlay API;(2)SIP Servlet API;(3)OSA PAI;(4)JAIN API;(5)CAL;(6)Voice XML。

第三方提供业务的方式如图4。

4.3电力NGN系统新业务实现的步骤

电力NGN系统的业务建设可以按如下三个阶段来进行。第一期:新建软交换平台,通过软交换系统继承传统PSTN的基本业务和补充业务;第二期:建设业务服务器,提供视频电话、IP Centrex业务、企业多媒体协作会议业务以及其它NGN增值业务(如一号通、企业通讯助理、个人通讯助理、点击拨号、语音邮箱等业务),开展软电话的试用,通过多种类的接入方式和丰富的终端实现多业务的接入。第三期:建设针对NGN网络的OSP开放智能业务平台,利用第三方业务功能,开发服务于电力生产和智能电网的新业务,使得NGN网络真正成为提高管理效率、促进电力生产的智能化平台。

4.4智能电网与电力通信网

智能交通系统的核心技术篇7

【关键词】电话网络通信 软交换 智能改造

建立网络电话的软交换系统有助于使传统的通信方式与现代化的通信方式有机地结合起来,达到共融、共同发展的目的,而对电话网络的智能化改造则是使传统电话通信方式实现软交换的重要手段。做好电话网络的改造和完善工作将有助于推进我国信息化建设的脚步,使我国在下一代网络建设工作中处于优势位置。

一、电话网络通信系统的智能化改造的意义

什么是电话网络的智能化改造,电话网络的智能改造是指使基于传统固定电话业务,使其业务功能与承载业务的网络相互分离,将固定电话的客户信息、电话号码、业务内容等项目独立出来,不再与业务承载网络有任何联系,这两者成为两个相互独立的部分,并且建立一个单独的网络环境来存在电话用户的信息、使用数据等等,并且使各个数据网络之间具有统一标准的IP标准化接口,使每个用户数据网络之间都能拥有良好的兼容和连接关系。

二、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术优势分析

软交换这一概念的提出是在二十世纪九十年代后期IP电话技术出现的基础上提出来的,是下一代网络技术的技术核心,其功能是实现下一代网络的呼叫控制与连接控制,为下一代网络的控制与呼叫的核心技术。软交换技术具有以下几个基本特性:拥有汇接局和端局的功能;同时具备电路交换网络与集成分层网络;多媒体层、呼叫控制层、业务项目层彼此独立、彼此分离。就目前软件换技术的发展形势来看其技术在信息领域中具有以下优势特点:对呼叫功能的控制、业务制定、多媒体网关连接、多种兼容功能、支持多种业务形式和内容、授权和认证功能、计费、网络资源管理与控制、接口和协议功能。

三、电话网络的软交换系统及其智能化改造的技术方法

(1)网络汇接局技术要以软交换为基础。传统的汇接局技术显然已经无法适应时代的发展,采用软交换技术可以使网络环境管理实现统一化,将网络流量区域分为几个合理的区域,以软交换技术为这几个分层的控制中心,这样就能实现网络平行管理,另外软交换技术能够统一操控终端网关与信令网关,原有的汇接局设备被终端网关所替代,这样就能使老旧的网络端局交换设备只管理用户的接入工作就可以了,呼叫与控制功能则由软交换来实现,这样就为业务智能化提供了有效的基础。

(2)用户数据的核心储备使用SDC。SDC是一种新型的网络节点技术,SDC技术能够高效地储存用户物理编码、逻辑编码、智能业务内容等一系列重要用户数据,支持软交换汇接局的交互以及MAP/INAP+网关信令,能够有效反映出被叫与主叫用户之间的物理编码和逻辑编码的映射关系,并且能够将用户的智能业务内容属性转化为相应的接入编码。固网环境中的SDC和移动网络中HLR的功能相仿,其主要职能是负责用户数据的管理,并不含有业务逻辑的具体实现功能,所以SDC只能应用在固定号码移动性方面,而移动设备用户的智能化功能的实现还需要是在智能网络中。SDC的工作过程是首先由软交换进行用户呼叫和被叫信息的接收,然后将其数据发送给SDC进行用户信息的查询和储存,之后SDC会将查询后的信息结果反馈回来并建立行对应的业务接入编码,软交换根据SDC反馈回来的业务接入编码实现相应CSP,完成整个智能化业务激发过程。

智能交通系统的核心技术篇8

近年来,经济的发展和人们生活水平的提升也使得人们的出行更加便捷,越来越多的人都是自己驾车出行,这样导致公路上的交通流量不断增加,如何保障交通的顺畅性和安全性成为人们关注的重点问题。信息技术的发展推动了计算机视觉技术的出现,为交通安全性的提升提供了一定的保障。本文主要对计算机视觉技术进行分析,进一步探讨计算机视觉技术在智能交通系统中的应用。

【关键词】计算机 视觉技术 智能交通 系统 应用

智能交通系统简称ITS,这是一种新型的交通管理系统。该系统主要结合了信息化技术、计算机技术以及数据传输技术等多种技术,用来对整个交通运输体系进行管理,可以实现人、车、路的全面监控和管理。计算机视觉艺术作为智能交通系统中的一个重要环节,受到相关工作人员的高度重视。随着计算机视觉技术的发展,不仅为交通行业的发展提供了更多的便捷,同时还能够筛选道路交通的各种信息,进一步增强了智能交通系统的灵活性和准确性。

1 计算机视觉技术的概述

计算机视觉也被称为图像分析和图解理解,其包括的理论主要有摄影几何学、概率论、图像处理理论以及人工智能理论等部分。计算机视觉技术主要是用二维投影图像实现三维物体重构。这种技术的应用范围比较广泛,不仅应用于二维图像识别方面,同时还用于三维物体的识别和重建上面。通过计算机视觉技术能够获取专业化的三维信息,对三维信息的获取一般有两种方法,其中一种是直接获取法,还有一种是间接获取法。直接获取法主要是通过计算机视觉技术的效果来确定三维运动中产生的各种参数,这一过程对摄像机运动问题的关注程度较高;间接获取的方式就是将单幅图像和摄像机焦距相结合,来判断被测量位置视觉上的信息。计算机视觉技术的关键就是实现特别匹配,在特殊情况下可以利用不同的摄像C同时收集运动信息,从而提高相关控制的精确度。

2 计算机视觉技术在智能交通系统中的应用

计算机视觉技术在智能交通系统中的应用可以实现道路交通的监控,同时还能够实现自动收费、智能导航等功能,主要应用有以下几个方面的内容。

2.1 交通监控中对计算机视觉技术的应用

基于计算机视觉技术的交通监控系统主要分为三个步骤,首先是对车辆和行人进行跟踪和分割,其次是对车流量进行分析和计算,并且计算车辆的平均速度和道路上车辆的队列长度,最后根据道路的交通状况来规划形式线路,从而有效缓解道路交通拥堵的现状,方便人们减少出行时间。车辆和行人作为道路中运动的主要目标,在监控场合下,需要对运动时间进行有效分割,常用到的分割方式包括光流法和帧差法两种,其中前一种分割方式主要是依据图像中不同的运动用映射参数正确的表达,这样可以将具有同样映射参数的光流量进行分配,从而完成参数分割。计算机视觉在交通监控中的应用主要是对车辆速度、车辆数目、车辆分类进行检测。随着计算机通信技术的发展,计算机视觉技术也是日新月异,基于计算机视觉的交通监控系统具有较强的实时工作性,能够快速的适应高度公路以及城市道路交通的监控。

2.2 车辆导航中对计算机视觉技术的应用

实现车辆的智能导航是计算机视觉技术在智能交通中应用的典型案例。这种技术主要为驾驶人员提供道路信息和车辆运行状况两大信息。通过车辆智能导航系统的运行能够对道路两边的界限进行有效的识别,将车辆引向规定的行驶车道,在车辆行驶过程中,该系统能够自动检测车辆与前方其他车辆之间的距离,从而提醒驾驶人员保持车辆的安全距离,最终实现安全导航驾驶。通过该系统的摄像机运动能够识别其他车辆的行驶状况,并且通过计算检测点的方式计算车辆的模拟匹配点。车俩智能导航系统中就使用了计算机视觉技术,可以从中提取相关信息,计算车辆行驶的安全距离和速度。

2.3 计算机视觉技术用于车辆辅助驾驶

计算机视觉技术在车辆辅助驾驶中的应用主要是帮助驾驶人员对外界的变化做出反应。具体表现为车辆在市内行驶时,计算机视觉技术的应用能够识别周边道路的标记,并且对交通标志、其他车辆和行人进行识别,然后筛选相关信息进行计算,让驾驶人清楚外界的具体状况,从而避开其他的车辆和行人,能够从根本上减少交通事故的发生,增强车辆的安全运行。辅助驾驶的形式转变为人机交互的方式,一定程度上能够满足驾驶人员对信息的需求。

2.4 计算机视觉技术用于车辆智能收费

车辆收费是车辆在公共交通位置行驶中的一个关键环节。随着科学技术的发展,车辆收费系统逐渐向着计算机技术的应用方向发展,计算机视觉技术在各地区交通发展中的应用是现代化交通发展的一个重要突破口。很多地区的智能化收费都是通过识别车牌的方式来实现收费,我国在车牌识别这方面仅仅限制于单目车牌和双目车牌的识别,其中单目车牌识别的核心就是将车牌照位置作为核心部分,我国大部分地区都是将单目系统作为核心部分来使用。采用双目系统对车牌进行识别,也可以对车辆的型号进行识别,通过大量的实践发现,双目系统进行车牌识别的实用性较强。但是这种识别方式在实际应用过程中仍然存在着信息获取难度大、车牌照定位难度大等多种问题,尤其是车辆在高速路上行驶时,对于车牌信息的获取更为困难,因此,在这方面还需要加大研究和实践。

3 结束语

随着计算机视觉技术的智能化发展,其在智能交通系统中的应用能够解决多方面的问题。该技术的应用不仅能够实现车辆的实时监控,同时还能够实现车辆导航以及车辆收费,帮助驾驶人员识别车辆行驶中存在的障碍物,这样一来,可以增强车辆行驶的安全性,同时还能够提高我国道路交通系统的整体管理水平。但是该技术应用中也存在不足之处,未来发展中需要降低视觉系统的价格,减少系统的尺寸,从而增强系统对车辆信息的处理速度,最终实现对道路交通的全面监测。

参考文献

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智能交通系统的核心技术篇9

关键词:激光电视;家居全息;技术瓶颈

中图分类号:TN94 文献标识码:A

激光电视是射线管电视的一个重要形式,也是实现高解析大幅面电视的一个重要突破口。虽然OLED技术将半导体电视显示技术推向了一个新的高度,但此举难以给市场需求的大幅面电视提出足够经济的解决方案。OLED技术对于裸眼3D技术的支持也有待于进一步突破。马年春晚的舞台全息激光技术让国人眼前一亮,事实上,长虹电视的有关研究可以使得本技术进入居家客厅的周期大幅度提前。

1传统激光电视技术

传统激光电视技术采用了背投技术,平面显示策略。此种策略下,电视机驱动三色激光器,通过直流电机驱动的扫描棱镜和步进电机控制的成像棱镜,在电视屏幕上直接投射并透射出相关影像。

归纳来讲,传统激光电视技术存在三个弊端:

(1)体积较大。采用了背投技术的传统激光电视,为了保障电视激光束的合理投射角度,其屏幕后方空间必须设计较宽大的透射区,“大肚子”电视的布局无法回避。

(2)刷新率低。基于机械马达驱动的刷新系统,即便运行在1.5万rpmin的转速下,完成1990线的4K高清扫描也需要0.13min,如果实现80Hz的舒适扫描频率,必须使得扫描马达达到1000万rpmin。迄今为止没有任何一个步进电动机可以实现如此高的转速。

(3)视角较小。OLED实现了接近180度的舒适视角,背投激光电视因为基于背投技术,其视角较难实现工程级别的突破。

2全息概念为激光电视带来生机

智能家居对于基于激光交互技术的激光电视的革新需求主要以下3个方面:

(1)智能茶几技术。当前的智能茶几是基于OLED技术或者LED技术的茶几表面,采用全触摸控制技术和钢化玻璃表面技术,使得茶几的LED显示器实现互联网接入和智能互动。智能茶几当前在智能家居中的地位是作为客厅的第二块屏幕存在的。但在PDA技术的冲击下,智能茶几显得较为多余,因为实际客厅中,智能茶几无法坐稳第二块屏幕的位置,甚至会为每一个PDA屏幕让位。且基于OLED和LED技术的智能茶几形态单一,防水性较差,难以与皮革、实木等材质相结合。

(2)智能厨房技术。使用PDA在厨房看菜谱的习惯已经在很多家庭中成为习惯,但PDA防水防油性能不佳,进入厨房后没有合理的安放方式,也较容易发生跌落等事故。所以,基于全息技术的激光电视进入厨房就成为厨房智能化的首选交互方式。

(3)实时交互技术。智能化家居门禁技术、智能化灯光控制技术和智能化家居稳控技术,均要求有一块可以跟随用户走动的屏幕,这块屏幕最好质量为零,无需携带,召唤即来。而这种技术在全息激光电视技术中能得到完美支持。

3智能全息3D激光电视的技术及经济需求

付瀚毅(2014)对激光全息技术在智能电视技术中的技术应用进行了全面研究,且制作了第一台概念机。虽然概念机的成本价格较高,但其各项成本均有通过产能的放大化进行压缩的可能。冯传岗(2011)经过研究后认为,使用激光技术的全息电视会成为21世纪电视产业的核心竞争者,激光家居全息技术会成为21世纪改变居民生活方式的核心技术之一。

3.1硬件需求

首先,使用空气投射技术的高亮度激光透射管,每空间至少应该有3处部署。激光器能量应该在9W以上,因为其透射角并不大,扫描线并没有4K视频复杂,所以,其电机压力较小。15000rpmin电动机足够实现扫描要求。

其次,因为以上数据处理中心的实质是基于低精度电子全站仪的人员定位、红外摄像探头的手势识别、激光电视投射设备的全息投射三位一体的设备,核心处理器为后置台式设备,而近端处理器采用价格低廉的全志8核心设备足够满足单一探头的近端控制。所以,分布式系统成为智能家居的核心业务。

核心业务采用基于IBM架构的家庭计算机主机,运行在2.4GHz以上的前端主频、8个独立处理核心、运行在16GB运行内存,可以基本满足系统的核心处理支持。激光电视透射系统包含两个轴向的步进电机,32位步进电机控制版,基于全志8核心系统的近端控制器。收拾识别和人员定位近端控制器同样采用全志系统实现近端数据处理。

3.2经济需求

人员定位精度应该在0.5m以内,人员矢量定位角度应该在15度以内,人员手势定位应该在0.2m以内。虽然低精度电子全站仪的定位精度足够实现此技术,但低精度电子全站仪的成本目前仍然较高,在3000元左右,激光器和红外摄像装备的价格也难以更大限度的压缩,所以至少需要两个低精度电子全站仪的家居电视系统整体成本难以控制在40000万元以下。

随着市场推广的进行,产能逐渐释放,系统的科技附加值会得到进一步的分摊,成本也会持续下降,未来的基于全息激光电视的智能家居产品等效今天购买力应该在15000元上下。也有可能未来的位图图像识别技术可以实现更高级别的动作识别,电子全站仪被软件替代后,系统的终端售价应该会小于1万元。这就为市场需求的进一步放大提供了技术支持。

结语

随着互联网技术的发达,作为单向媒体终端的电视机即将被家居淘汰的趋势已经越来越明显,这也是一个历史潮流。但电视技术不但不会被淘汰,还会随着科技的发达始终作为家居的核心存在。可能不久的将来,壁挂电视像以往的射线显像管电视一样成为历史。但具有智能交互技术的激光电视还会成为家居的核心交互设备。电视机和电视背景墙在家居概念中逐渐消失以后,激光电视技术会使得电视在家居中“无处不在”。这是在不久的将来就可以实现的新生活方式。

参考文献

[1]徐大雄.全息术的新进展:数字激光全息三维图像信息处理和传输[J].中国品牌与防伪,2010,12(12):99-101.

智能交通系统的核心技术篇10

关键词:智能交通;智能交通系统;物联网;

【分类号】:TG333.2

一、引言

随着经济的发展和人民生活水平的提高,“以车代步”已成为一种普遍的社会观念,因此一个国家的道路建设速度永远赶不上汽车的增长速度,交通拥堵越来越严重。现行的限购、限号等政策,不能够从根本上解决问题,伴随着物联网技术的兴起,可以用物联网下的智能交通系统的构建来解决。有效解决目前交通拥堵的关键是实现道路利用率的最大化,这就需要对现有路况下的人、车、路进行有效的监控。因此,智能交通应运而生。

二、物联网和智能交通系统的发展现状及发展趋势

1.物联网发展现状和发展趋势

目前,全球物联网产业的发展还处于初级阶段。全球物联网仍处于概念、论证与试验阶段,处于攻克关键技术、制定标准规范与研究应用的初级阶段,但已具备较好的基础。未来几年,全球物联网市场规模将出现快速增长,据相关分析报告,2007年全球市场规模达到700亿美元,2008年达到780亿美元,到2015年全球市场规模将接近3500亿美元,年增长率接近25%,未来十年物联网将实现大规模普及。西方发达国家对物联网高度重视,并将其作为未来发展的重要内容。以物联网应用为核心的“智慧地球”计划也得到了奥巴马政府的积极回应和支持,其经济刺激方案将投资110亿美元用于智能电网及相关项目。

“智慧地球”是物联网发展的一个愿景,M2M是目前重点发展领域和物联网的主要表现形式。M2M是“机器对机器(Machine to Machine)通信”的简称,即通过通信网络实现机器之间的互联、互通。M2M既是物联网四大支撑技术之一,也是物联网在现阶段的最普遍应用形式,在欧洲、美国、韩国、日本等国家实现了商业化应用,例如安全监测、机械服务和维修业务、公共交通系统、车队管理、城市信息化等领域。

2.智能交通系统及其发展现状

智能交通系统是在较完善的道路设施基础上,将先进的电子技术、信息技术、传感器技术和系统工程技术集成应用于地面集团交通管理所建立的一种实时、准确、高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统它具有以下作用:充分发挥现有交通基础设施的潜力,提高运输效率,保障交通安全,缓解交通拥挤,改善环境保护。

我国现有的智能交通管理系统还处在初级起步阶段,多以人工干预和管理为主,路面上的信息采集点较少,车辆的管理不够集中,系统独立运作,缺乏统筹规划和技术手段落后是造成上述现象的主要原因所在。

三、面向智能交通系统的物联网体系结构

智能交通系统与物联网相结合,实际上是构建了一种全新的智能化交通系统。两者结合可以将以物联网为代表的智能传感技术、信息网络技术、通信传输技术和数据处理技术等有效的集成,并应用到整个的交通系统中。可以提高交通系统的运行效率,减少交通事故,降低环境污染,促进交通管理及出行服务系统建设的信息化、智能化、社会化、人性化水平。未来的智能交通系统应包含交通管理与规划、出行者信息服务、车辆运营管理、电子收费、智能车辆、紧急事件与安全、综合运输、自动公路、汽车移动物联网这9大领域。但这9大领域中,每一个都与物联网技术息息相关,下面只将一部分领域中应用的物联网知识作简要介绍。

交通管理与规划领域的建设应包括先进的交通管理系统、交通基础设施智能监控系统、交通运输规划决策支持系统,这三部分内容。而这三部分内容又分别包括全方位的交通信息采集与路网状态监控、在大量的交通基础设施上部署各类先进的传感设备实时获取状态信息、将基于智能交通系统和物联网的基础设施建设中获取的大量信息资源提供给规划人员等。汽车移动物联网是物联网在交通领域的具体应用。在物联网的技术背景下,交通系统中的人、车、路等组成要素的泛在感知能力将逐渐成为现实,这相当于提供了覆盖率极高的信息采集和终端。在物联网的环境中,以汽车移动计算平台为核心,利用泛在感知能力可以对现有的几乎所有智能交通系统进行升级强化,建设基于物联网的路网车辆状态监控系统、基于物联网的交通控制系统以及基于物联网的信息服务系统等。

车联网利用车载电子、标准信源、传感网络等技术手段实现车辆的信息采集,利用无线射频识别(RFID)、专用短程通信(DSRC)、广域无线通信等技术实现车辆的信息互联,基于信息网络平成对车辆的静态、动态信息的深度挖掘与综合利用,并根据不同的功能需求实现车辆的合信息服务和监管。通过在物体上植入各种微型芯片,使物体变的智能化,变的可感知和识别,甚至具有主动或被动、单方向或双方向的信息交流能力,然后借助无线通信技术实现人和物体、物体和物体之间的相互交流。车联网是物联网与智能交通系统相结合的产物,通过安装必要的车载设备,使车辆具备信息交流的能力,通过无线互联技术充分利用车辆的身份、属性、位置和行驶状态等信息,发现其中的应用价值,并以此来满足车联网参与各方的需求。通过车联网,汽车具备了高度智能的车载信息系统,进而能够随时获得即时资讯,做出与交通出行有关的明智决定。

面向智能交通系统的物联网体系结构,在逻辑上划分为硬件、系统软件、应用软件三个层次。各个环节分别在各个层次上有着不同的体现。在硬件平台层,包含了数据中心所需的强大的电源支持设备、大量数据存储设备、高性能的计算芯片等,数据处理和信号处理也是其中的一部分。在系统软件层,包含了数据中心所需的满足高可靠要求的服务器操作系统软件、高效的系统管理软件、数据库管理系统软件、通信管理软件、系统诊断程序等,也包含了车载设备、路侧设备上使用的实时操作系统、专用的图像接口、语音功能组件等。在应用软件层,覆盖的内容更加的丰富多彩,在与车辆相关的智能交通领域,包含编队行驶控制软件、商业管理软件、道路管理软件、智能化交通控制软件、车辆导航软件等。

面向智能交通系统的物联网体系的实现需要多种关键技术的综合应用,包括标准信源技术、传感网络技术、专用短程无线通信技术、广域无线通信网络技术等,而在我国部分关键技术还有待突破。车辆传感网络和道路传感网络,共同实现车辆、道路、交通、环境状态的全面感知,在与之相关的传感器技术领域,很多核心技术都还没有掌握。众所周知,我国的通信网络带宽在世界主要国家中处于落后水平,目前的3G网络带宽并不能满足为来对图像和流媒体的传输需求,同时我国的通信服务性价比较低,较高的通信成本同样有可能成为面向智能交通系统的物联网发展的商业瓶颈。