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塔式起重机(以下简称塔机)是现代工业和民用建筑领域不可替代的重要施工设备,具有工作效率高、操作简单等特点,广泛应用于各类高层建筑施工中。近年来,建筑行业的迅速发展,更是为塔机的发展和使用提供了前所未有的机会。施工过程中,塔机所赋予操作人员的鸟瞰图极大的影响到了施工的效率和安全性。但因各种原因,作业过程却往往是在“盲操作”下进行的,这不但阻碍了塔机优势的充分发挥,也给工程效率和施工安全性带来了严峻挑战。所以,一套对应的视频监控解决方案研究是有意义的。
在分析塔机工作特点的基础之上,提出了一种采用Linux操作系统和S3C2440A微处理器分别作为软、硬件平台的监控系统方案。系统由位于小车上的移动端和固定于操作室的固定端组成。移动端捕获的现场图像处理后经802.11无线网络传输到操作室的固定端,而后显示给操作人员。操作人员根据画面直观而有效的完成相关操作,带来工程效率和安全性的提升。
对塔机监控系统关键技术分别进行了论述与研究。首先,给出了系统总体软硬件方案设计,构建了系统软硬件平台,系统前端负责采集、处理,后端负责控制、显示。其次,本文对系统核心部分也即应用程序软件进行了设计并实现,主要包括:802.11 USB无线网卡的开发与移植,重点讨论了Linux下USB的拓扑结构;视频图像采集模块,利用V4L2 API接口实现视频的实时连续采集;利用软件MPEG-4视频压缩算法实现视频流压缩,设计了具体程序流程并做优化;采用RTP/RTCP作视频流传输协议,使视频数据在WLAN内实时传输,并实现了Linux下基于TCP/IP的Socket编程;针对无线网络环境下视频传输的特点,着重讨论了视频数据的RTP分包策略、缓存技术及RTP/RTCP自适应流量控制算法等方案来降低丢包率和延迟,增加视频数据流的稳定性,提高视频质量;利用跨平台多媒体库SDL实现压缩视频数据的解码后的终端回放、控制等功能。最后,完成了系统总体性能的测试与分析,测试表明该系统视频质量令人满意,稳定性好。
通过实验调试,验证了本系统的可靠性和稳定性。能够实时的实现视频播放,为系统进一步功能完善提供了良好的原型。