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        大型氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)交互平臺(tái)的設(shè)計(jì)

        2020-06-18 03:23:34杜文輝
        工程與試驗(yàn) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:無紙化全景子系統(tǒng)

        杜文輝

        (中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所,陜西?西安?710065)

        氣候?qū)嶒?yàn)室可為各類飛機(jī)及武器裝備環(huán)境適應(yīng)性研究[1-2]提供模擬環(huán)境,室內(nèi)可模擬多種自然環(huán)境,如低溫、高溫、降雪和凍雨等[3-4]。氣候環(huán)境試驗(yàn)不同于其他試驗(yàn),具有試驗(yàn)周期長、試驗(yàn)工況復(fù)雜,在試驗(yàn)過程中各系統(tǒng)交叉耦合,各項(xiàng)試驗(yàn)均由多套設(shè)備配合運(yùn)作完成,設(shè)備參數(shù)及試驗(yàn)參數(shù)種類多的情況出現(xiàn)。針對環(huán)境試驗(yàn)的難點(diǎn),將當(dāng)前主流的基于B/S構(gòu)架的視頻監(jiān)控技術(shù)[5,6]、無紙化辦公技術(shù)[7,8]、全景展示技術(shù)和信息發(fā)布技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架融合應(yīng)用,設(shè)計(jì)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)交互平臺(tái),實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程中各數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。

        1 數(shù)據(jù)交互應(yīng)用技術(shù)

        隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展,基于B/S構(gòu)架的視頻監(jiān)控技術(shù)、無紙化辦公技術(shù)、全景展示技術(shù)和信息發(fā)布技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),為信息獲取及指揮調(diào)度起到了至關(guān)重要的作用。

        (1)基于B/S構(gòu)架的視頻監(jiān)控技術(shù):隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,嵌入式WEB服務(wù)器視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,采用B/S構(gòu)架的嵌入式WEB服務(wù)器監(jiān)控者無需到現(xiàn)場操作,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。

        (2)無紙化辦公技術(shù):無紙化辦公是未來發(fā)展的趨勢,也是未來綠色辦公的方向,無紙化會(huì)議系統(tǒng)[9,10]是無紙化辦公的充分應(yīng)用。它具有文件輸入網(wǎng)絡(luò)化、文件顯示電子化、文件編輯智能化、文件輸入輸出可控化的特點(diǎn),通過對會(huì)議要素的閉環(huán)整合,實(shí)現(xiàn)了會(huì)議流程、會(huì)議信息的綜合管理,提供了一個(gè)科學(xué)、先進(jìn)的信息化會(huì)議平臺(tái),提高了會(huì)議效率和對會(huì)議信息的可控性,同時(shí)降低會(huì)議當(dāng)中紙張的使用量,節(jié)約資源,降低會(huì)議成本,提高效率。

        (3)全景展示技術(shù):利用實(shí)景圖像組成全景空間技術(shù),全景展示系統(tǒng)主要應(yīng)用混合矩陣技術(shù)、視頻拼接技術(shù)等核心技術(shù)。其中,混合矩陣技術(shù)為多種信號(hào)格式處理技術(shù),支持多種格式信號(hào)源以及視頻采集設(shè)備的接入需求,實(shí)現(xiàn)數(shù)字、模擬音頻信號(hào)的混合處理。視頻拼接技術(shù)為其核心在于其強(qiáng)大的處理能力和極高的穩(wěn)定性,整個(gè)系統(tǒng)封閉式運(yùn)行,內(nèi)嵌式控制模塊統(tǒng)一管理,完成圖像處理和控制任務(wù),可實(shí)現(xiàn)多種視頻、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理。

        (4)信息發(fā)布技術(shù):信息發(fā)布系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于銀行、醫(yī)院、學(xué)校等場所,使客戶獲得更多豐富獨(dú)特的信息服務(wù),有效提升營銷和服務(wù)水平,增強(qiáng)品牌形象。同時(shí)也可便捷快速發(fā)布內(nèi)部通知、員工培訓(xùn)、形象展示等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室信息發(fā)布系統(tǒng)采用B/S架構(gòu),終端支持液晶電視、等離子電視、LED、投影等各類多媒體顯示終端。

        2 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)交互平臺(tái)設(shè)計(jì)

        實(shí)驗(yàn)室信息交互平臺(tái)包含視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、無紙化會(huì)議子系統(tǒng)、全景展示子系統(tǒng)和信息發(fā)布子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)總線連通,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1所示。

        圖1 ??數(shù)據(jù)交互平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

        2.1 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

        視頻監(jiān)控子系統(tǒng)基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,主要用于對實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)件及工藝設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控,便于試驗(yàn)人員監(jiān)視試驗(yàn)現(xiàn)場情況。系統(tǒng)包含視頻監(jiān)控工作站、視頻監(jiān)控設(shè)備、顯示屏、便攜式攝像設(shè)備、綜合視頻平臺(tái)、存儲(chǔ)服務(wù)器和交換機(jī)等。

        通過室內(nèi)攝像機(jī)將視頻畫面記錄并轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入交換機(jī),傳輸至存儲(chǔ)服務(wù)器(硬盤錄像機(jī))進(jìn)行存儲(chǔ),視頻監(jiān)控工作站通過視頻監(jiān)控軟件向綜合視頻平臺(tái)發(fā)送控制指令,通過軟件云臺(tái)控制攝像頭的旋轉(zhuǎn)、對焦等;同時(shí)測控間各工作站通過HDMI接入綜合視頻平臺(tái),通過視頻監(jiān)控軟件控制顯示屏的顯示,視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)圖(信號(hào)流)如圖2所示。

        圖2 ??視頻監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)流圖

        2.2 無紙化會(huì)議子系統(tǒng)

        無紙化會(huì)議子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將20臺(tái)觸控式會(huì)議終端與中控主機(jī)進(jìn)行互聯(lián);系統(tǒng)具備會(huì)議文件推送、文件投屏、文件批注和異步瀏覽等功能;支持信號(hào)互聯(lián),各終端信號(hào)可以投影至大屏,外部信號(hào)可以同步到各個(gè)終端,采用HDMI高清視頻信號(hào)傳輸,保證畫面的穩(wěn)定、流暢。相對于傳統(tǒng)會(huì)議具備以下優(yōu)點(diǎn):

        (1)信息資源整合?;诰W(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)議人員信息、會(huì)議議程信息、會(huì)議內(nèi)容信息和會(huì)議資料信息等資源集成在會(huì)議平臺(tái)上進(jìn)行管理,使會(huì)議信息一目了然。

        (2)規(guī)范會(huì)議流程。建立起一個(gè)緊密、協(xié)調(diào)、可靠的會(huì)議機(jī)制,使工作人員及會(huì)議人員責(zé)任明確,權(quán)限分明。

        (3)高效率會(huì)議。將傳統(tǒng)的會(huì)議系統(tǒng)模式集成、優(yōu)化,提高會(huì)議效率。

        (4)會(huì)議安全保密。無紙化會(huì)議系統(tǒng)通過內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,相比紙張會(huì)議更加保密,不讓重要內(nèi)容流傳出去,多項(xiàng)嚴(yán)密安全防控措施,實(shí)現(xiàn)等級權(quán)限設(shè)置,保密措施更加嚴(yán)格,確保會(huì)議安全。

        無紙化會(huì)議子系統(tǒng)工作原理:通過交換機(jī)將20臺(tái)會(huì)議終端、中控主機(jī)、解碼器網(wǎng)絡(luò)連接,中控主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)信號(hào)集中控制各會(huì)議終端;通過解碼器將20臺(tái)會(huì)議終端顯示信號(hào)連通,并接入混合矩陣中,從而控制會(huì)議系統(tǒng)的畫面顯示,系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖3所示。

        2.3 全景展示子系統(tǒng)

        全景展示子系統(tǒng)通過視頻拼接技術(shù)將試驗(yàn)現(xiàn)場視頻畫面、試驗(yàn)控制工作站畫面、試驗(yàn)工藝流程圖及試驗(yàn)會(huì)議信息根據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行編輯、切換、顯示。系統(tǒng)主要包括:LED顯示屏、DVI分配器、視頻拼接器、高清混合矩陣、交換機(jī)等,系統(tǒng)功能如下:

        圖3 ??無紙化會(huì)議系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

        (1)視頻顯示功能:全景展示子系統(tǒng)可以調(diào)用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的所有監(jiān)控?cái)z像頭(包括便攜式音視頻設(shè)備)的畫面,并可根據(jù)需要顯示多個(gè)畫面或者重點(diǎn)顯示某個(gè)畫面。

        (2)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及工藝流程圖顯示功能:全景展示子系統(tǒng)可以調(diào)用工程師工作站、操作員工作站、數(shù)據(jù)采集工作站、基礎(chǔ)環(huán)境模擬工作站及工藝設(shè)備工作站的顯示畫面,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)工藝流程投射在全景展示大屏上,可任意編輯、拼接顯示畫面。

        (3)會(huì)議顯示功能:全景展示系統(tǒng)的LED顯示屏可作為無紙化會(huì)議的內(nèi)容信息顯示使用。

        全景展示子系統(tǒng)工作原理:系統(tǒng)信號(hào)主要分為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)及視頻信號(hào)。通過交換機(jī)將全景展示系統(tǒng)工作站、混合矩陣、視頻拼接器、控制器、中央管理網(wǎng)絡(luò)連通;外部信號(hào)、無紙化會(huì)議信號(hào)、視頻信號(hào)、總控工作站信號(hào)利用HDMI接入混合矩陣,全景展示系統(tǒng)工作站通過網(wǎng)絡(luò)控制視頻拼接器從而實(shí)現(xiàn)大屏畫面的顯示,系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)如圖4所示。

        圖4 ??全景展示系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

        2.4 信息發(fā)布子系統(tǒng)

        信息發(fā)布子系統(tǒng)采用B/S構(gòu)架,基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),采用分布式區(qū)域管理技術(shù),系統(tǒng)包括信息發(fā)布工作站、落地式自助終端、液晶屏展板和LED屏、信息發(fā)布軟件平臺(tái)等,信息發(fā)布系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)導(dǎo)航、實(shí)驗(yàn)室概況、實(shí)驗(yàn)室能力、試驗(yàn)業(yè)績等對外宣傳等。

        圖5 ??信息發(fā)布系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

        信息發(fā)布子系統(tǒng)工作原理:通過交換機(jī)將信息發(fā)布系統(tǒng)工作站與落地式自助終端、液晶屏展板和LED屏等相連,通過信息發(fā)布軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對各展板及屏幕的集中控制,系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖5所示。

        3 結(jié)????論

        通過基于B/S構(gòu)架的視頻監(jiān)控技術(shù)、無紙化辦公技術(shù)、全景展示技術(shù)和信息發(fā)布技術(shù)等新技術(shù)的綜合應(yīng)用。要設(shè)計(jì)全新的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)交互平臺(tái),并不是簡單的技術(shù)疊加,而是從氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)特點(diǎn)出發(fā),解決環(huán)境試驗(yàn)信息交互的難點(diǎn),在試驗(yàn)過程中最大程度共享試驗(yàn)信息,提高信息交互效率。

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