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基于SDI数字技术实现PIS系统数据传输
| 论文题名： | 基于SDI数字技术实现PIS系统数据传输 |
| 关键词： | 地铁通信系统;乘客信息系统;硬件设计;软件开发 |
| 摘要： | 乘客信息系统（Passenger Information System，PIS）作为地铁通信系统的重要组成部分，对实现公共媒体讯息的视频化展示起到重要作用。然而视频数据经过控制中心子系统、车-地网络、车载子系统后质量严重下降，导致车载视频显示不清晰、播放不平稳等问题，因此研究PIS系统的硬件架构和相关软件的优化方法，具有重要的实际意义和应用价值。 为使车载视频达到更好的显示效果，本文将串行数字接口(Serial Digital Interface，SDI)技术应用在PIS系统的数据传输中，对传输硬件架构及其软件分别进行了优化设计和开发。主要工作如下。 (1)提出了基于SDI数字技术的PIS系统传输硬件架构及软件开发设计方案 从需求分析和硬件架构设计入手，将SDI数字技术应用在PIS系统的视频传输中，减少时延和压缩带来的损耗。从现状分析、性能需求、功能需求和功能设计四个方面入手，提出了TS（Transport Stream，TS）码流转发模块和SDI信号采集模块的设计方案。 (2)设计并实现了TS码流转发模块 设计并自定义有限可靠性机制，从功能的角度并结合数据逻辑流程顺序将其划分为列车在线确认、乱序重组、乱序丢弃、请求重发、重发、重发流量控制、切换本地视频、选举、同步9种机制，研究分析了各种机制的实现方法，在此基础之上实现了具有连续性和平稳性的TS码流转发模块。并建立了模块的界面，分析及研究了模块的通信方式。 (3)设计并实现了SDI信号采集模块 设计了解码采用FFmpeg库和数据写入SDI播出卡采用板卡SDK的方法，研究了采集数据、解码、视频与底图的叠加、板卡逻辑流程、板卡初始化和数据写卡的方法，在此基础上实现了TS码流写入板卡，从而实现视频的播放。 (4)测试验证与实际应用 搭建了实际硬件架构，对软件整体进行测试。实现了TS码流转发模块子机制的正常工作，避免了视频播放的马赛克现象，实现了平稳的播放效果。进一步在SDI信号采集模块中，利用FFmpeg库实现100％解码。软件运行时，句柄数平稳，内存占用不大，满足了设计要求。硬件架构具体接线图被设计，现已应用于实际的地铁项目中。 综上所述，实现了将SDI数字技术应用在PIS系统的数据传输中，所设计硬件架构和对应软件在优化PIS系统视频数据的传输方面具有借鉴意义。 |
| 作者： | 朱威 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 闻映红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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