采集技术精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇采集技术范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

物流信息技术是物流现代化的重要标志，也是物流技术中发展最快的领域，从数据采集的条形码系统，到办公自动化系统中的微机、互联网，各种终端设备以及计算机软件都在发生日新月异的变化。同时，随着物流信息技术的不断发展，产生了一系列新的物流理念和新的物流经营方式，推动了物流变革。

2 物流信息采集技术专利申请总体分析

2.1 专利发展趋势

有关物流信息采集技术的专利申请，笔者在CNABS专利数据库中进行了检索和统计。截止到2015年1月1日，该领域在中国提出的相关申请共283篇。这283篇申请的时间分布如图1所示。

由图1可以看出，相关专利的申请量从2010年左右开始快速增加，直到2014年仍然保持快速增长的势头。

2.2 国内外主要申请人

笔者通过对283篇专利进行进一步筛选，对其中的重要申请人进行统计，结果如图2所示。从图2可以看出，国外主要申请人有IPS株式会社、美国联合包裹服务公司、沙微科技公司、统一包裹服多美国有限公司、亚马逊科技公司等；国内主要申请人有京东、国家电网公司、小米、广西科技大学、上海交通大学。由此可见物流信息采集技术的专利主要掌握在涉及物流行业的大公司手中。

2.3 国内重要申请人的技术发展

目前，物流信息系统技术普遍应用于涉及到物流管理的电子商务公司，京东是中国具有独立物流的大型电子商务公司，其物流信息系统技术也走在世界前列。最初，京东是通过扫描货物包装上的订单号，进而管理货物的物流信息，如专利申请（CN201210406497，20121023）公开了一种提供货物运送轨迹的方法和装置以及终端装置，并公开了通过在配送站接受到订单时对订单号进行扫描，进而获取货物的位置信息。专利申请（CN201510054618，20150202）公开了对包裹上的二维码上的信息进行采集，因为采用二维码能够承载丰富的信息，能够提高分拣机分配包裹的准确率。专利申请（CN201610179222，20160325）公开了一种订单复合方法，通过在周转箱上设置电子标签，并在货位上设置RFID读写器，用于根据读取信息产生控制指令将周转箱输送到指定的打包台上。由此可见，京东也是按照从一维码到二维码，再到RFID标签这种技术路线对其物流系统进行逐步升级的，以实现自动化程度越来越高的物流管理系统。

3 物流信息采集技术专利申请总体分析

物流信息采集技术是伴随着条码技术的发展而发展的，每次条码信息量的增加都会促进物流信息采集技术的进步，进而改变物流管理技术。①一维条码技术。一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的数字组成，这种用条、空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。例如，申请号为CN200510068107的专利文献公开了，通过使用物流码管理物流，其中物流码可以是一维码。②二维条码技术[1]。其在水平和垂直方向的二维空间存储信息，除具备一维条码的优点外，同时还有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。例如，申请号为CN200920123339的专利文献公开了，将二维码附着在水产品上，实现水产品质量安全全程可追溯。③磁条技术。磁条（卡）技术以涂料形式，把一层薄薄的、由定向排列的铁性氧化粒子用树脂粘合在一起，并粘在諸如纸或塑料这样的非磁性基片上。例如，申请号为CN02823311的专利申请文献公开了，通过在医疗产品中加入质量保证组件，来保证医疗产品质量，其中质量保证组件使用磁条卡。④视觉识别技术。视觉识别系统是一种通过对一些有特征的图像分析和识别，能够对限定的标志、字符、数字等图像内容进行信息采集。例如，申请号为CN200510014458公开了一种物流作业系统，并具体公开了由机械手把货物送入视觉检测作业单元，由视觉检测系统对货物进行图形、图像、成品和废品识别。⑤接触式智能卡技术。智能卡是一种将具有处理能力、加密存储功能的集成电路芯片，嵌装在一个与信用卡一样大小的基片中的信息存储技术，通过识读器接触芯片可以读取芯片中的信息。例如，申请号为CN200620115652的专利申请公开了一种物流远程实时管理装置，可以使用智能卡识别使用者身份。⑥射频识别技术[2]。该技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。例如，申请号为CN201510076092的专利文献公开了一种基于物联网技术的快速盘点仓储系统，其通过在物资上设置RFID标签实现对物资

的自动化管理。

篇(2)

1 系统设计思想

本系统的设计目标是基于互联网实现远程站点之间的高保真准动态图像的实时传输。整个系统贯彻如下设计思想：发送站点和接收站点都具有对图像质量的控制功能，以适应互联网传输率不稳定的情况；对图像采用多种类型的压缩技术，以适应不同的图像分辨率和环境要求；在互联网信道传输率较差时，能够启动自适应功能。

2 系统设计中的关键技术和优化策略

2.1 视频采集技术分析和选择

为了实时视频采集，需要安装相应的视频采集设备。即视频采集卡和摄像头等。并需要安装相应的驱动软件来支持这些设备的运行。

实际运行过程表明，上述分析是正确的。本系统设计中采用了overlay模式。这一选择对稳定性起到了较好的优化作用。

2.2 视频压缩、解压缩技术的优选和优化

针对视频应用中可能遇到的各种情况，本系统的压缩、解压缩模块设计采用三种压缩方案，使用时可以从中选择一种，以适应不同环境和不同需求。

一是国际通用的高压缩比方案H.263，该方案压缩比高，但图像质量较差，适用于网络传输性能较差的情况，该方案大体符合现场图像的处理要求。二是图像压缩质量最好、算法最先进的MPEG-4方案，该方案图像质量好，但压缩比较低，适用于网络传输性能良好的情况。三是在H.263的基础上作了较大幅度修改和优化的TH.263方案，该方案在压缩比与H.263相近的情况下，图像质量有明显改善。TH.263方案是在对H.263深入分析基础上实施的。通过分析H.263的整个系统程序，得到其设计思想如下：首先将采集到的原始图像划分成8×8的宏块，然后判断此帧是不是关键帧。如果是关键帧，则对每个宏块作DCT（Discrete Cosine Transform）变换，对变换后的视频数据采用视觉能够接受的量化比量化，量化后许多高频分量将变成零，为了最大限度提高压缩编码效果，采用Z形扫描技术将其重新组合，然后对组合串做行程编码，最后对得到的结果进行哈夫曼编码；如果是非关键帧，则对每个宏块先进行运动矢量的计算，然后与上一幅图像作差，再象关键帧那样经过DCT变换、量化和行程编码、哈夫曼编码得到压缩的图像。图像解压缩与压缩过程正好相反，即先将压缩的图像数据作行程解码和哈夫曼解码，然后进行反量化，并据此进行IDCT变换。如果此帧是关键帧，则直接将这个宏块重组即得出还原后的图像；否则，根据运动矢量将各宏块的数据与上一帧进行组合才得出还原后的图像。由于解压缩不需要分析图像和网络的情况，也不需要考虑压缩比和压缩质量，只是简单地将图像还原，所以程序比较简单。通过分析和测试表明，格式转换、对关键帧和非关键帧离散余弦变换DCT、对非关键帧的帧间压缩是最重要最耗时的环节。为此，在设计中对这些环节进行了优化。

具体讲，在格式转换、DCT变换中，一是在采集到的RGB色彩空间图像到压缩算法视频输入格式CIF变换中，用整型算法和移位相结合的优化转换函数代替速度较慢的浮点运算；二是在关键帧和非关键帧的DCT变换中，采用零系数预测策略对DCT变换的输入数据分类，节省了大量无效运算；三是采用多媒体处理指令集MMX实现DCT变换，大幅度提高了运算速度。此外，为了实现良好的帧间压缩，比较了两种不同的压缩方式。

第一种方式是以象素为基础，首先将其与上一帧作差，得到一个稀疏矩阵。在作差的过程中，采用小范围匹配的方法去掉一部分噪声，然后采用优化的行程编码得到最后结果，并把当前帧保存在指定的内存区，作为下一帧作差的参考帧。

第二种方式是以宏块为基础的运动补偿方式，首先计算运动矢量，然后采用行程编码和哈夫曼编码。用运动补偿技术既可以达到较高的压缩比又有相当好的图像质量。

对于第一种以象素为基础的编码方式，在保证较高的帧频和压缩比的情况下，图像质量好。而对于第二种以宏块为基础的运动补偿编码方式，图像质量稍差，但压缩比较高，适用于数据传输率较低的情况。为吸收二者的长处，笔者在对H.263源程序分析的基础上进行了优化，采用混合压缩编码方案。此方案将上述两种方式结合起来，从而使系统有效地适用于互联网传输。因为远程站点之间通过互联网进行传输时，信道的数据传输率不是固定的。所以，系统中通过信道测试反馈信息改变量化时的步长，从而调节视频信息的数码率，以便更好地适应信道传输率的变化。

2.3 用UDP和 RTP实现图像传输并进行实时优化

视频图像的实时传输有如下特征：

・数据量大，尤其是高保真活动图像的数据量更大，从而带宽要求高；

・实时性要求高。

上述特点使视频图像传输对传输环境提出很高的要求。但另一方面，图像数据包在少量丢失情况下不影响还原质量。为此，采用建立在UDP基础上的实时传输协议RTP。用UDP协议进行数据传输的优点是不需要建立连接，传输速度快。缺点是容易丢失数据包，而且数据包的顺序容易混乱。

RTP是基于UDP的网络传输协议，编程时通过时间标签（Time-temping）机制、信息序列编号（Sequence Numbering）机制和有效数据类型标识（Payload Type Identifier）机制的联合使用，在允许的延迟范围中保证数据的实时传输质量，对于少量信息包的丢失，则采用补偿方法解决。时间标签用来标明实时数据块生成时间，接收方可据此正确排列数据接收顺序，并保证实时数据传输同步，一帧图像数据组成的RTP信息包有相同的时间标签。序列编号通过配合时间标签设置，同一帧图像的RTP信息包有相同的时间标签，但有不同的序列编号。有效数据类型标识用来定义各种数据压缩方法，并可通过手动或自动方式动态调整，在信息拥挤时可提高压缩比。

2.4 视频传输中的自适应技术

由于网络带宽有限且随机变化，因此视频传输的实时性会受到严重影响，甚至会使接收到的视频出现不连续或停顿现象。为此，在系统设计中，引入了视频传输的自适应机制。具体实现时，系统一边传输一边检测网络状态，并据此调整发送策略以适应网络变化。

2.5 发送和接收的同步技术

篇(3)

1空气枪激发参数分析

在地震资料采集中，一般要求空气枪的子波及频谱（图1）为：①气泡振幅要小，A1／A2＞10；②第一个脉冲振幅要大，A1＞24巴米（巴米表示枪的能量单位，是距离枪1m处所测到的枪的压力）；③子波信号稳定，对于目前高分辨率地震资料采集，有两个附加要求；④子波的脉冲宽度要窄，即T要小，以保证有足够宽的频谱；⑤枪阵要小，使之接近点震源。

1.1空气枪沉放深度试验分析根据空气枪工作原理，为了压缩空气枪子波的脉冲宽度，提高地震资料采集分辨率，必须控制空气枪的沉放深度。气枪沉放较深时，所释放出的高压空气被封闭在水中形成高压气泡，这个气泡振动上浮直到露出水面，这时能量强，气泡振动严重；气枪沉放较浅时，由于外界压力变小，所释放的高压空气可能冲出水面使气泡震动减弱；同时，由于能量的散失，气枪子波的能量亦大为减弱，随枪深变浅，高压空气冲出水面时速度加快，致使气枪子波的第一脉冲迅速达到最大，脉冲宽度变窄。总之，枪深越浅，子脉冲越窄，相应频谱越宽。但是为了保证一定的激发能量，必须选取一定的沉放深度，在控制气泡振动的同时加强激发能量。资北三维采集项目在空气枪沉放深度做了相关试验，试验参数如下：深度分别为1．5，2，2．5，3和3．5m（5炮，两个试验点共10炮）；气压为1800PSI；枪阵组合为14枪；容量为1360立方英寸。对不同沉放深度的空气枪单炮记录进行了分析，从20～40Hz分频扫描记录可以看出2m和2．5m深度的记录要稍稍好于其它沉放深度，3．5m深度的记录与其它深度相比要稍差。随着空气枪沉放深度加深，水下压强增大，一定程度上压制了空气枪能量向下的传播，所以沉放深度不是越深越好（图2）。利用Klseis软件对5种不同沉放深度空气枪单炮进行能量、信噪比分析。取2．3～3．3s主要目的层开时窗分析，从其能量对比中可以看出在气压1800PSI、14枪的情况下，2．5m深度激发能量要强于其它深度；从信噪比对比中可以看出2．5m沉放深度的信噪比也最好。

1.2空气枪气压试验分析为了获取空气枪最佳激发气压，资北三维项目在空气枪采集开始前设计了不同气压激发试验（图3），试验参数如下：气压分别为1600，1700，1800和1900PSI；沉放深度为2．5m；阵列组合为14枪。从图3分频扫描记录可以看出：压强1800PSI和1900PSI的记录要稍稍好于压强为1600PSI和1700PSI的记录。通过Klseis软件对5种不同沉放深度空气枪单炮选取2．3～3．3s目的层开时窗进行能量、信噪比和道间频率分析。从其能量对比可以看出气压为1800PSI、1900PSI激发能量要强于其它气压；从信噪比对比可以看出1600PSI的激发压强最好，其次是1900PSI，其它两种气压信噪比相差不大。从道间集频率分析中可以看出1900PSI激发压强的频率特性最好。根据资北三维试验结果可知，随着气枪激发气压的增加，获得的单炮资料品质逐步提高，在李埠南三维和金家场三维施工时采用2000PSI气压进行施工有效提高了空气枪单炮记录品质。从李埠南三维空气枪施工的单炮记录可以看出，空气枪激发能量、信噪比都得到有效提高，浅、中、深目的层有效反射强，同相轴连续性好。

1.3空气枪阵列组合试验分析一般情况下，通常采用相干枪阵法消除气泡振幅，改进气枪子波特性。相干枪阵法是利用同容量的枪相距很近时，所产生的气泡相互抑制进而缩小了气泡振动的原理（图4）。图4a中，圆代表气枪激发的气泡。当距离较大时，气泡之间没有影响；当距离小到两气泡在最大半径几乎相切时，气泡的振动互相制约而减弱了气泡振动。图4b中是两支相干枪的子波和两支与相干枪容量相同独立枪的子波比较，可以看出独立枪的子波气泡振动要比相干枪大得多。这种抑制气泡振动的方法除可有效地抑制气泡振动外，还有阵列小、枪距小、用几个容量相同的小枪相干而不使用大枪的优点。目前长江水域采取的就是这种阵列组合。资北三维采用14枪阵列组合，李埠南三维采用28枪小容量气枪阵列组合。不同气枪阵列组合单炮20～40Hz分频记录显示：资料品质随着气枪组合的数量增加而增强（图5）。从14枪阵列组合和28枪阵列组合所获单炮记录可以看出，28枪阵列组合所得资料品质明显好于14枪阵列组合（图6）。

1.4空气枪叠加次数试验分析空气枪叠加试验是在同一个位置，按照相同的激发参数放8炮，然后在8炮中选取资料分别叠加炮次以合成不同叠加次数的单炮记录。按照试验任务的要求分别合成1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次叠加的试验单炮资料（阵列组合14枪，气压1800PSI）。分析不同叠加次数单炮20～40Hz的分频记录，看到1～8次的叠加记录区别不是很明显，随着叠加次数的增加，记录并没有太大的改善。分析8次叠加的振幅谱图，可见1～8次在有效频率范围内的振幅没有明显的区别，随叠加次数的增加振幅能量没有很明显的优势，反而1次、2次的振幅谱效果要稍好于7次、8次的叠加（图7）。从对资北三维空气枪垂直叠加次数的试验分析可以看出，不同的垂直叠加次数对气枪单炮记录没有明显的影响，所以综合生产效率及单炮记录品质等各方面的因素采用一次叠加能满足地质任务要求。

1.5不同河床深度激发效果分析由于河流的强烈作用，使长江的河床底部在不同部位的高程高低不一。考虑到河床深度对地震资料品质的影响，本次试验对比分析了河床深度从2m至25m的空气枪激发效果。试验数据取自金家场三维空气枪激发试验。试验参数如下：河床深度分别为2，4，6，8，10，13，16，19，22和25m（共10炮）；沉放深度为2m；气压为2000PSI；容量为2070立方英寸；阵列组合为28枪组合。从空气枪不同河床深度激发试验单炮30～60Hz分频记录上看，13m以下河床深度的单炮显示浅、中、深目的层反射波组齐全，同相轴清晰，特别是2，4，6和8m河床深度的单炮明显强于其他河床深度的单炮；超过13m河床深度的30～60Hz记录上显示主要目的层反射较弱。综合以上分析可以看到，随着河床深度的加大，单炮记录品质没有明显的改善，反而逐渐变差，这说明随着河床深度的加深，气泡压力在振荡过程中逐渐减小。因此，在施工中应该选取合适的河床深度来做空气枪激发点位，确保空气枪单炮记录品质。

1.6空气枪能量传播距离分析资北三维长江段cdp号为329291经过动校正后的共反射点道集（图8）。从图8中可以看出，在偏移距0～2000m内目的层T8清晰、连续；在偏移距2000～3800m范围内，由于能量吸收衰减作用，随着偏移距的增加，目的层T8变得模糊且连续性变差，但还是可以识别追踪；而偏移距大于3800m后几乎看不到T8的有效反射，且受动校拉伸畸变的影响，1．9s以上资料都被切除掉。由此可见，针对目的层T8，空气枪激发时排练长度在0～2000m偏移距范围内是获得T8反射层资料最佳范围，在偏移距2000～3800m范围内，仍然可以获得目的层的反射资料；而大于3800m，由于能量吸收衰减和动校拉伸畸变的影响，几乎看不到T8目的层的有效信息，即最大炮检距应小于3800m。

2空气枪激发效果分析

2.1单炮分析从资北三维空气枪的单炮记录（1800PSI气压、1360立方英寸容量、14枪组合）来看，空气枪的能量较强，频率特性较好，目的层同相轴比较清晰而且连续性好，2．5s以上都能得到有效反射。30～60Hz分频扫描仍然可以看到有效反射（2～2．5s），波组连续性好，能量强（图9）。

2.2剖面效果分析空气枪震源资料对于弥补剖面缺口至关重要，采用空气枪施工前后剖面对比（图10）：不进行空气枪施工，缺口很大，深度在1．5s；采用空气枪施工后，剖面缺口缩小至0．5s以上。不同方向所获剖面效果对比显示了多种震源联合施工的重要性和必要性，同时也为江陵凹陷复杂水网禁炮区三维施工积累了丰富的施工经验。

3结论

篇(4)

关键词：CORS；HNGICS；电网GIS空间信息采集

中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A

前言

为实现国家电网资源的结构化管理和图形化展现，为各类业务应用提供开放的、符合SG186工程技术规范的电网图形和分析服务的企业级电网空间信息服务平台。受电力公司委托，对全省范围内电网设备地理空间数据和属性数据进行采集。此次数据采集我们采用由河南省地质测绘总院建设的河南省地质信息连续采集运行系统所提供的全天24小时连续无缝的网络RTK服务，以保证项目的顺利进行。

1 系统简介

连续运行参考站网（简称CORS）是指由若干个固定的、连续运行的GPS参考站，利用现代计算机、数据通信和互联网技术组成的网络，实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供经过检验的不同类型的GPS观测值，各种改正数、状态信息，以及其他有关GPS服务项目的系统。

此次我们采用的系统是由河南省地质测绘总院承担建设的河南省地质信息连续采集运行系统（简称HNGICS），该系统采用CORS技术的工作原理进行建设，在全省建设50个CORS基站，基准站全部采用美国TRIMBLE NetR5接收机。它是通过通讯网络把分布在全省范围内的永久性全球导航卫星系统（简称GNSS）基准站连接起来，构成的新一代网络化的地质信息连续采集系统，并在此基础上逐步建立起地质灾害监测预报、地面沉降监测系统、野外地质工作质量监控系统、矿山井下与地面联合实时定位监控系统等综合的地质信息系统，同时还向国土、测绘、地震、交通、气象等部门提供高精度、连续的时间和空间基准。

2 项目技术路线

按照国家电网公司《电网GIS空间信息服务平台空间数据准备工作建议》，输电、变电、发电、用电数据的地理空间坐标精度要求为中误差

由于此次电力信息采集要求采用ITRF97参考框架，2000.0历元，2000国家大地坐标系统，而HNGICS的网络RTK数据也是2000国家大地坐标系统，因此可以直接采用网络RTK测量数据作为最终成果，无需进行转换。

收集信阳电力设备单线图，以该图为基础进行测量，对于市区GPS信号较弱的地区采用全站仪进行测量，全站仪精度高，对于电力设备相对集中的市区有一定优势，同时利用GPS进行控制测量；而对于GPS信号好的市区和郊区农电采用网络RTK测量，使用网络RTK测量具有采集精度高、速度快、作业范围广，可全天候作业等优势。

在完成电力设备空间信息采集的同时，进行属性信息的调查填表，并拍摄相应的电力设备照片，对外业采集的信息进行录入，形成电子文档，然后进行数据汇总，形成总的线路调查表，最后利用编写的程序进行数据汇总，主要包括照片重命名、坐标转换及导出国网模版等，最终生成提交成果数据。

3 电网空间坐标采集方式

按照国家电网公司《电网GIS空间信息服务平台空间数据准备工作建议》输电、变电、发电、用电数据的地理空间坐标精度要求，结合已有设备情况电力设备数据采集拟使用虚拟参考站差分定位（CORS）进行数据采集，市区内的电力数据采集拟使用全站仪测量和图解法坐标提取。

3.1 虚拟参考站差分定位测量

河南省CORS基站于2009年由河南省地质测绘总院开始建设，2010年试运行并在2010年10月由外网转入内网，目前基站信号已稳定覆盖新乡全域，可以使用该技术大规模地开展电网资源的采集工作，使用用户不受限制，随时随地可进行定位采集工作。

1）Cors碎部点测量流动站采用固定高度的对中杆对中、整平，观测历元数大于5个。

2）连续采集电力碎部点数据超过50点时，重新进行流动站初始化，并检核一个重合点。

3）Cors卫星状态符合下表要求。

3.2 全站仪测量

全站仪测量是目前工程测量中普遍使用的方法，但速度慢，成本高，受地形限制，机动性一般，在CORS信号无法获得固定解的建筑区，仍是获取高精度三维坐标的有效手段。

1）全站仪测量时采用全站仪内存记录数据。

2）全站仪测量时的起算数据等级不低于图根导线，图根点的布设可使用CORS流动站布测。

3）数据采集时按极坐标法直接获取平面坐标和高程，测量半个测回，气象、温度和气压等气象元素同时置入全站仪中。

4 采集成果数据处理

4.1 采集成果数据导出

工作人员完成现场的空间数据采集后，在内业将GPS设备或全站仪内的坐标数据文件、照片文件、台帐与照片的关联文件、记录采集时的星历文件等相关文件一并导出至计算机编辑属性信息。

4.2 导出采集数据模板

当各种设备的采集成果数据处理完成后，将成果按照国家电网《电网GIS空间信息服务平台数据准备模板》进行整理，对于采集成果和模板的资料不一致的情况应及时标识出来。如：采集模板内有设备信息而现场没有这个设备则标识整行并将空间信息放空。采集模板内没有这个设备信息而现场有这个设备则将此设备信息新增在表格最后面。

总结及展望

此次项目的顺利进行，充分显示了CORS技术的发展应用给测量行业带来的质的飞跃，它不仅提高了测绘的速度与效率，而且还大大降低了测绘劳动强度和成本。CORS系统的建设，为城市诸多领域如气象、车船导航定位、物体跟综、公安消防、测绘、GIS 应用等提供精度达厘米级的动态实时GPS定位服务，将极大地加快城市基础地理信息的建设，为城市提供良好的建设和投资环境，从而给城市带来不可估量的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]黄俊华，陈文森.连续运行卫星定位综合服务系统(CORS)建设与应用[M].北京：科学出版社2009-01.

[2]河南省地质信息连续采集运行系统技术方案[Z].

篇(5)

用电信息采集系统主要是是将小区的用户的用电信息进行收集，然后进行处理以及实施监控。可以有效的完善用电信息采集的系统平台，可以达到一个全自动化的目标，满足SG186的信息化深化的应用要求。用电信息采集系统通信构建主要有两个层次。第一个是远程通信：主站系统与集中器间的通信；第二层次是本地通信：集中器和表计之间的通信。在用电信息采集系统中，因为采集过程比较复杂，以及采集数据很大，使得采集工作比较困难。同时，因为集中器和用电信息采集系统进行通信的时候的系统容量比较大，所以这都要求光纤通信来进行支持。

二、EPON通信技术

EPON通信技术，是一种新兴的宽带接入技术，全称以太网无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON），在物理层采用无源光纤网络（PassiveOpticalNetwork，PON）技术，在链路层使用以太网协议，最后通过利用PON的拓扑结构实现以太网的接入。所以EPON技术具有两个方面的优点，以太网技术以及PON技术，具有宽带速度高、扩展性强、兼容性好等系列的特点。EPON采用的是一点到多点的结构，所以在具体操作中拓扑结构比较灵活，可以组成数形、星形以及总线形等结构。

三、EPON通信技术在用电信息采集系统中的应用

1、需要考虑的问题。

（1）分光必须要综合考虑到ONU到OLT的距离，以及在传输中会发生的损耗，所以对光分配网络进行专门的设计。为了使得PON网络能够得到最大的覆盖范围。（2）当建成以后，如果新增节点，需要重新计算网络中的ONU关系以及分光器。

2、用电信息采集典型案例分析。

（1）电力载波集合EPON通信技术。这种方式主要是采用光纤通信技术，可以有效的利用载波的特点，并且还能够避免无线公网具有的局限性，这就提高了上行信道的稳定性。然后将每块用户的电表信息采集起来发送到集中器，通过电力载波的方式；电表的信息汇总主要是通过集中器汇总，最后将信息传输到主战主要是利用光纤通信。这种方式，随着配电大规模建设，可以极大的提高用电信息采集的效率以及投资成本。（2）采用EPON通信集合集中器技术。这种方式采集电表信息主要是是利用EPON技术，然后通过ONU中的RS485实现的。在这个过程中ONU主要是负责通过RS485采集电表信息，然后将其传输到集中器。RS485主要是负责信号的转换，将转换后的以太网数据汇总到集中器上。这种方式对于集中器的要求相对的比较高，目前的生产厂家的涉笔也只能支持单个以太网的上传，所以需要对集中器的硬件进行升级以及改造。（3）采用EPON通信技术。这种方式是利用ONU设备的RS485接口实现本地电表连接通信以及远端电表的通信，是目前运用最高效的一种电表信息采集方式。这种方式不需要集中器的参与，与传统的抄表方式很不同。目前RS485可以连接32个电表，每台ONU可以有4个接口，所以最后1个0NU可以完成128个电表的数据采集。

四、讨论

篇(6)

一直以来，条码扫描都是物流领域最为常用的高级数据采集形式，无论是在仓库通道、货站入口还是货场，它都拥有着极高的“人气”。虽然当今条码扫描可能仍代表着数据采集应用的主流，但在不远的将来，RFID、语音或直接部件打标(DPM)等解决方案将会博得客户青睐。

“融”与“合”

目前各种高级数据采集技术可以说是“百花齐放”，它们在实现数据采集的自动化和零错误方面发挥着重要作用。

举例来说，在仓库中，条码扫描、语音指示应用程序和RFID既可以单独使用，也可以强强联手，在它们强大功能的支持下，标准仓储职能将得以自动实施，而从接货到理货、补货、出货、分拣、包装和装运，整个流程也将得到大大简化。RFID将带来更细化的实时库存监控，其广泛的优势无疑会惠及仓储流程甚至整条供应链。

在货场中，RFID能够即时识别进出货场的集装箱、运输工具或其他资产。条码扫描可提供特定车辆的完整维护记录，让用户清楚预定的维护任务，从而简化车辆的维护工作。

所以说无论选择哪种技术，工作效率都将得到提高，实时的库存监控会帮助您做出更有效的战略决策，实时订单状态有助于您进一步提升客户服务水平，同时资产的利用率也会大幅提高。目前物流环境中部署条码扫描产品是比较常见的，或许在不远的将来，企业战略、供应商指示或政府法规都可能需要在特定的业务领域引入RFID功能。也许说不定哪天，需要借助直接部件打标功能来对车辆、飞机等交通工具中携带的重要资产进行端对端跟踪。

同时，数据采集技术的扩展也带来了不少难题。引入新的数据采集技术就要部署和管理全新的系统，所带来的高资产和运营费用会不会抵消掉它们的优势，让用户觉得得不偿失；能否有效地融合这些高级技术以更好地满

足企业需求，这些都是需要慎重对待的问题。

潜在需求

企业在当今甚至将来很长一段时间都要面临的一个事实是，需要在各业务领域分期部署多种不同的数据采集技术。为了经济高效地满足这一关键业务需求，一款高度灵活的协同架构必不可少，它要能够让当今和未来的高级数据采集技术“和平”共存，在必要时还能支持在仓库、货场或其他领域高效地引入数据采集功能。这款解决方案不会“挑剔”数据采集的类型，无论是1维/2维条码、RFID标签还是直接部件标记，它都应照单全收，同时，它会让单一IT基础架构拥有最大的灵活性，而不会造成技术混杂的局面。

这样，用户不但扩展了功能范围，同时又控制了技术采购和管理相关的资产和运营费用，而移动数据采集解决方案带来的诸多优势定会让用户受益匪浅，业务流程的自动化和零错误也将进一步改进客户服务水平和企业盈利能力。

目前大家都在寻找一款能够支持当今所有RF技术(Wi-Fi、RFID、网状网络、WiMax和固定移动网络融合[FMC])的无线网络平台，让用户不但能够自由地选择网络设计来满足眼前的需要，同时还可充分发挥现有技术投资和未来技术的作用。

对于设备来说，能否提供多种现成可用的数据采集技术，或者是否支持在将来引入特定技术同样是要考虑的因素。举例来说，如果当前需要条码扫描和RFID两种技术，那么购买一款多用途设备来减少设备和管理成本相比来说更为经济有效。但如果用户只需要条码扫描，而对于是否在仓库或货场引入RFID技术尚犹豫不决，那么用户应购买一款能够支持RFID功能添加的设备，以保护投资。一般来看，企业的员工从事着形形的工作，因此，就需要一系列外观大小各异的设备来满足不同员工和职能的需求，比如说手持式/佩戴式/车载式设备或内置到其他设备中的设备。

最后，从设备的管理来考虑。如果从部署到支持都需要相关人员亲临设备，那么这对IT员工的影响将是巨大的。设备管理工作相关的时间和成本会让它的优势化为乌有，而IT员工也会迷失于支持工作的“大海”中不知所措，集中精力完成更高级别的企业战略目标更是无从谈起。为了避免这一耗时耗力又耗钱的局面，采用一定确保选择的移动设备能够充分支持远程管理。

应时而生

摩托罗拉一直以来都在致力于推动高级数据采集技术的研发、商业化和部署工作。正是这种进取精神促使摩托罗拉准确洞察商机，先行推出了能够支持各种数据采集和RF技术的环境，有了这一环境，企业能够轻松容纳雨后春笋般涌现的新兴技术，满足不断变化的企业需求。

强大的开放式平台

无线LAN平台支持所有RF技术。配备了摩托罗拉新一代无线(Wi-NG)架构的无线交换机为当今和将来RF技术的支持奠定了基础―从Wi-Fi和RFID到网状网络、WiMax和固定移动网络融合(FMC)无所不包。802.11a/b/g支持会让您在选择无线网络设计时拥有极大的灵活性，专利移动功能将为您提供高度可靠的无线连接，给您的工作人员带来卓越的无线体验。网状网络让企业能够轻松将无线LAN连接延伸到货场或其他领域，无需借助缆线和光纤。这带来的就是扩展性极强的无线LAN，能够将无线通信功能带到企业的新领域，进一步提高工作效率，降低无线移动解决方案的总拥有成本(TCO)，提高投资回报(ROI)。

同时，与WiMax的兼容可以在广阔的室外货场环境中部署稳定且经济高效的无线连接。另外，通过FMC可将台式电话功能部署到移动语音设备，让企业更充分地利用在现有电话设备上的投资。催生的无线LAN能够支持所有移动技术和协议，让用户自由地设计无线网络，以更好地满足眼前的需求，同时能够集成将来的技术，实现更佳的投资保护。

远程管理

由于无线交换机拥有集中的智能性(这并非像基于第一代存取点的无线LAN中那样分散)，因此该平台还支持对无线LAN基础架构以及移动设备的集中和远程管理。

IT人员可以轻松地在全球任何地方安装新设备，只需按一下按钮即可完成对所有设备的软件和固件更新安排，同时还能够监控一系列统计资料，用于从远程对大多数技术支持问题进行故障诊断和修正。借助远程管理功能来管理整套移动解决方案，IT部门将能够更好地为远程用户提供高级支持，同时还能把精力更多地放在其他重要IT计划上。

移动设备平台

摩托罗拉移动设备基于通用技术平台构建，这种平台能够支持一种或多种高级数据采集功能。也就是说，同一款设备可以执行条码采集、直接部件标记读取、语音指示分拣以及RFID标签读取等多项任务。这种方案为企业选择单一设备来满足多项数据采集要求提供了巨大的灵活性，大大降低了移动设备和基础设施的购置和管理成本，有效减少了多款移动解决方案带来的混乱。

多种移动设备形式

篇(7)

【关键词】带宽受限 视频采集 自动测报设备 视频传输

1 前言

水文遥测站一般布设在河流重要控制断面，大部分都处于远离城镇偏远地区，设备采用太阳能浮充蓄电池的直流供电方式，以满足不通市电地区的电源需要，信息传输主要使用移动公网GPRS＼CDMA为信道，这个传输带宽对于图像传输来说是不足的，于是就要研究专门的技术，使的水文自动测报系统设备从只能传输少量的数据信息，扩展到具有传输大量的数字信息的图像视频信息。

2 水文自动测报系统的图像传输

近年来，国内有关科研单位设备厂商及相关水文单位努力提高自身科研水平，使水文自动测报系统得到迅速发展和广泛应用。随着电子信息技术和通讯技术的快速发展，可以方便地开发出性能更先进、功能更全面的水文遥测设备，不但能监测雨量、水位、闸门开启高度、流量、地下水及水质等实时信息，进一步拓展图像采集传输。

2.1 遥测站图像采集

水文自动测报系统实现图像传输首先要解决图像信息的采集。图像数据采集采用防水型串口摄像机，内含有拍摄控制、视频捕捉、图像数据采集、图像JPEG压缩及串口通信等功能，同时带有可选择的红外照明功能，能够实现自动照度补偿、远程照明，接口为标配的RS232/RS485串行接口，能够方便的和遥测终端相连。遥测终端机通过RS232/RS485串行连接摄像头，控制摄像头拍摄图像，拍摄得的图像保存在遥测终端机内存中，等待端机发送命令分帧获取图像包。

图像监测站运行体制采用自报式工作体制，并增加有远程抓拍图像功能，可以进行图像定时自动采集报送或安接受到的召测指令采集报送。自报次数可以根据需要设定并可随时调整，可以设置为每天1、2、4、6、8、12或24次。实现远程抓拍的召测指令可由发送短信、远程电话振铃发送到遥测测站端机，也可以通过遥测端机LCD的菜单选项或专门的图像召测按钮实现图像抓拍。

2.2 遥测端机的图像传输技术设计

水文自动测报系统实现图像采集传输的关键在于遥测端机的设计，使其具有图像采集传输功能。至少已有两种实现模式的端机：

（1）采用嵌入式处理器硬件设计为主的技术；

（2）采用软件功能的扩展。

使用嵌入式处理器技术设计增加图像采集传输功能的遥测端机，采用低功耗高性能的嵌入式处理器，实时操作系统，GPRS/ CDMA/3G/4G等通信技术，互联网技术，太阳能持续电源供应等技术。在遥测端机开发中将32位嵌入式处理器S3C44BOX和实时操作系统Ucos-Ⅱ相结合，采用GPRS、CHMA及3G/4G等公网数据通道，开发具有图像采集功能的水文遥测系统。实现包括远程实时图像在内的多种水文信息的遥测。软件设计界面采用uC/GUI，它是嵌入式用户图形界面软件，给任何使用图形LCD的应用程序提供独立于处理器和LCD控制器之外的有效的图形用户接口，可应用于单一任务环境，也可以用于多任务环境中。使图形任务实现以下功能：具有参数设置、功能选择及控制、运行状态显示等。

使用软件功能的扩展设计实现图像采集传输的端机，图像监测部分由串口摄像机、遥测终端机（RTU）及电源系统组成。由于图像监测站要适应一般在偏远地区的水文站的环境，系统的设计的基本要求是低功耗，高稳定可靠性。选用AVR单片机ATmega2560作为遥测终端机（RTU）系统主CPU，是ATMEL公司的8位系列单片机的配置比较高的一款单片机，它高性能低功耗，接口丰富，处理能力，应用极其广泛，非常适合作为遥测终端机的主CPU。

软件设计既注重程序的整体逻辑结构又要提高程序的执行效率。系统软件整体上分为设备驱动层和应用层。设备驱动层负责所有的硬件外部接口的驱动管理，部分采用汇编语言实现。应用层负责实现业务应用功能。两层之间既相互独立又有所耦合，设备层与应用层通过函数库和全局变量相互调用和联系。

采用“多任务并行处理”软件模式，保证系统能同时支持多个任务并行运行，每个任务独占系统资源，多个任务共享系统资源。“串口摄像驱动”的实现，将串行口摄像机的采集控制程序全部集成在软件中，形成驱动库，应用层通过函数直接调用，而不是要关注内部底层操作细节。软件具有休眠唤醒功能和看门狗功能，保证系统正常运行不死机。

2.3 图像信息的传输接收

基于遥测端机的图像监测系统主要由前端图像监测站和中心图像接收控制软件两部分组成，图像检测站安装在水文站需要拍摄图像的现场，中心站图像接收监控软件安装在中心站管理机房。图像监测站要实现在偏远地区的恶劣现场条件下，稳定可靠采集现场图像并根据现场移动通讯网状况，在尽量短的时间内将图像传输至中心站。中心站能同时接收多个测站发来的多幅图像数据包，在接收完成后能将图像数据包里的信息尽快组合成多幅完整的图像。

在日常定时报送的一段时间内，所有图像检测站几乎同时通过GPRS信道与中心站建立TCP连接进行数据传输，由于图像数据量比较大，传输过程也比较长，因此，中心站图像接收控制软件需要同时处理与多个图像监测站的发送接收任务，如果采用一个单独线程进行处理，所有任务都要被该线程顺序处理，排队等待将会大大影响图像接收的时效性，因此必须采用“多线程”技术处理多个测站端的同时访问。当一个图像监测站通过传输信道发起一个TCP连接是，接收程序为该连接创立一个独立的为该任务独占的线程，以接收该站发送的图像。图像接收完成后，按照序号将分包数据组合成一幅图像，存入数据库。完成任务后系统销毁该线程。

2.4 遥测站电源设计

水文遥测站点一般比较偏远，交流电一般难以保证，为了保障图像监测站能适应于偏远水文站点，系统设计时要遵从水文遥测站太阳能板与蓄电池的供电模式。据此也要求图像监测站整机功耗比较低。从以下两个方面保障低功耗：

（1）遥测终端机支持休眠唤醒功能，当系统处于工作状态时，功耗正常；当完成任务后，系统立即进入休眠模式，这时系统功耗比较低，采用直流12V供电时，值守电流仅5～8mA。

（2）串口摄像机电源由遥测端机控制，当摄像机正常工作时，接通供电，当摄像任务完成时，遥测端机控制立即关闭电源。也就是说，在不工作状态下，只有消耗遥测终端机值守电流的功耗。

3 结语

水文自动测报站点一般都布置在野外偏远地点，传输带宽受限制，能利用水文自动测报设备的现有资源进行图像采集传输，既能充分发挥设备在雨水情有限的信息测报的大量宽裕时间效益，又能增加水信息控制站点的图像信息，丰富防汛减灾水资源配置调度的可视化信息，对决策支持的帮助很大。为提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理的效率和效能做出更多的贡献。

参考文献

[1]张建云，唐镇松，姚永熙等.水文自动化测报系统应用技术[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[2]熊启龙.基于遥测终端机的图像监测系统设计[J].水利信息化，2014（06）：69-72.