專利名稱：泥石流視頻監(jiān)測3g網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)測預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置。
背景技術(shù)：
目前，在泥石流地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域，常見的監(jiān)視手段包括地聲與視頻監(jiān)視技術(shù)。地聲監(jiān)測技術(shù)主要是通過采集的聲波幅度與頻率來判斷是否發(fā)生泥石流災(zāi)害，視頻監(jiān)視技術(shù)主要是通過現(xiàn)場采集的視頻圖像來判斷是否發(fā)生泥石流災(zāi)害。而視頻監(jiān)視技術(shù)包括現(xiàn)場監(jiān)測與遠程監(jiān)測?，F(xiàn)場監(jiān)測是在現(xiàn)場選擇安全地區(qū)布設(shè)攝像頭與存儲設(shè)備，駐留專業(yè)人員進行M小時不間斷監(jiān)測；遠程監(jiān)測則是在現(xiàn)場監(jiān)測需要的設(shè)備基礎(chǔ)上，架設(shè)專線(ADSL電纜或光纖)，通過電信運營商的有線網(wǎng)絡(luò)進行遠程實時監(jiān)測。上述監(jiān)測方式中，現(xiàn)場監(jiān)測模式需要在當?shù)亻L期派駐人員，不在現(xiàn)場的人員無法實時查看現(xiàn)場情況，人員費用較高并且具有一定的危險性；遠程監(jiān)測模式由于在很多偏遠山區(qū)沒有現(xiàn)成的有線通訊系統(tǒng)，只能通過架設(shè)專線的方式解決，費用高，維護困難，一些地區(qū)專線也無法架設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，能夠在3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)進行無人值守的實時監(jiān)測工作，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程實時查看和存儲現(xiàn)場的圖像，在泥石流發(fā)生時能夠進行實時報警。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，所述裝置包括數(shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，其中所述數(shù)字化攝像機包括視頻采集模塊、核心處理器和網(wǎng)卡模塊，所述視頻采集模塊利用攝像頭采集模擬視頻信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述核心處理器壓縮處理所述數(shù)字信號，并通過所述網(wǎng)卡模塊將處理后的壓縮信號輸出到所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機包括網(wǎng)卡模塊、處理器模塊和3G傳輸模塊，所述網(wǎng)卡模塊接收所述數(shù)字化攝像機發(fā)送來的壓縮視頻信號，并通過3G傳輸模塊利用3G網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻信號發(fā)送到異地進行存儲與查看。所述數(shù)字化攝像機安置在監(jiān)測地并對準要監(jiān)測的地段，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機放置在可有效接收3G信號的區(qū)域，所述數(shù)字化攝像機和所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機之間通過網(wǎng)線連接并互傳數(shù)據(jù)。所述裝置采用220V交流供電，或采用12V電源接口并通過太陽能電池板供電。所述可有效接收3G信號的區(qū)域是通過在監(jiān)測現(xiàn)場利用信號監(jiān)測裝置測試3G信號，如果信號強度達到要求則判斷該區(qū)域為可有效接收3G信號的區(qū)域。異地的后臺服務(wù)器利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過固定域名實時存儲與查看所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機發(fā)送來的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)異常則進行報警處理。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，所述裝置包括數(shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，其中所述數(shù)字化攝像機包括視頻采集模塊、核心處理器和網(wǎng)卡模塊，所述視頻采集模塊利用攝像頭采集模擬視頻信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述核心處理器壓縮處理所述數(shù)字信號，并通過所述網(wǎng)卡模塊將處理后的壓縮信號輸出到所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機包括網(wǎng)卡模塊、處理器模塊和3G傳輸模塊，所述網(wǎng)卡模塊接收所述數(shù)字化攝像機發(fā)送來的壓縮視頻信號，并通過3G傳輸模塊利用3G網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻信號發(fā)送到異地進行存儲與查看。通過上述裝置就能夠在3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)進行無人值守的實時監(jiān)測工作，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程實時查看和存儲現(xiàn)場的圖像，在泥石流發(fā)生時能夠進行實時報警。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例所舉具體實例中數(shù)字化攝像機前面板的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例所舉具體實例中數(shù)字化攝像機后面板的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例所舉具體實例中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機前面板的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例所舉具體實例中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機后面板的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發(fā)明實施例提供的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括數(shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，其中所述數(shù)字化攝像機進一步包括視頻采集模塊、核心處理器和網(wǎng)卡模塊，所述視頻采集模塊利用攝像頭采集模擬視頻信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述核心處理器壓縮處理所述數(shù)字信號，并通過所述網(wǎng)卡模塊將處理后的壓縮信號輸出到所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機進一步包括網(wǎng)卡模塊、處理器模塊和3G傳輸模塊，所述網(wǎng)卡模塊接收所述數(shù)字化攝像機發(fā)送來的壓縮視頻信號，并通過3G傳輸模塊利用3G網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻信號發(fā)送到異地進行存儲與查看。上述數(shù)字化攝像機安置在監(jiān)測地并對準要監(jiān)測的地段，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機放置在可有效接收3G信號的區(qū)域，所述數(shù)字化攝像機和所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機之間通過網(wǎng)線連接并互傳數(shù)據(jù)。在具體實現(xiàn)過程中，所述數(shù)字化攝像機和所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機之間也可以通過無線傳輸?shù)姆绞?，例如藍牙的方式來連接并互傳數(shù)據(jù)。
另外，在具體實現(xiàn)上述裝置的過程中，所述數(shù)字化攝像機所包括的視頻采集模塊可以采用編號為U105的視頻采集模塊SAA7114，該視頻采集模塊SAA7114負責把攝像頭采集的彩色模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所包括的核心處理器可以采用32位的 ARMArchitecture V5TE內(nèi)核處理器PXA270，該PXA270負責程序的整體控制和視頻數(shù)據(jù)的壓縮。所包括的網(wǎng)卡模塊可以采用編號為U106的網(wǎng)卡芯片DM9000AE，該DM9000AE負責把 PXA270壓縮的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送出去和接收控制命令。所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機所包括的網(wǎng)卡模塊可以采用編號為UEOl的網(wǎng)卡芯片DM9161E， 該DM9161E負責接收所述數(shù)字化攝像機傳過來的視頻數(shù)據(jù)和接收控制命令。所包括的處理器模塊可以采用編號UCPU的嵌入式處理器AT91RM9200，該AT91RM9200負責程序的整體控制。所包括的3G傳輸模塊可以采用編號J900的3G模塊SIM5218，該SIM5218負責接入電信公司的3G網(wǎng)絡(luò)，連接后臺的服務(wù)器，并把網(wǎng)卡模塊接收到的視頻數(shù)據(jù)實時發(fā)送到后臺服務(wù)器。上述異地的后臺服務(wù)器可以利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過固定域名實時存儲與查看所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機發(fā)送來的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)異常則進行報警處理。通過上述泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，就能夠在3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)進行無人值守的實時監(jiān)測工作，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程實時查看和存儲現(xiàn)場的圖像，在泥石流發(fā)生時能夠進行實時報警。另外，上述裝置可以采用220V交流供電，或采用12V電源接口并通過太陽能電池板供電?？捎行Ы邮?G信號的區(qū)域可以通過如下方式來判斷通過在監(jiān)測現(xiàn)場利用信號監(jiān)測裝置測試3G信號，如果信號強度達到要求則判斷該區(qū)域為可有效接收3G信號的區(qū)域。 該信號監(jiān)測裝置可以為3G手機或其他能夠接受3G信號的終端。下面以具體的實施例來對本發(fā)明所述的裝置進行詳細說明，如圖2所示為所舉具體實例中數(shù)字化攝像機前面板的示意圖；如圖3所示為所舉具體實例中數(shù)字化攝像機后面板的示意圖；如圖4所示為所舉具體實例中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機前面板的示意圖；如圖5所示為所舉具體實例中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機后面板的示意圖，從上述圖中可知圖2中數(shù)字化攝像機前面板設(shè)置有視頻輸入接口，供連接攝像頭使用；電源指示燈，亮表明供電正常；網(wǎng)卡指示燈，閃爍表示網(wǎng)卡正在傳輸數(shù)據(jù)。圖3中數(shù)字化攝像機后面板設(shè)置有RJ_45網(wǎng)卡接口，用于連接雙絞網(wǎng)線；電源接口，用于12V電源輸入。圖4中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機前面板設(shè)置有電源指示燈，亮表明供電正常；網(wǎng)卡指示燈， 閃爍表示網(wǎng)卡正在傳輸數(shù)據(jù)；通訊指示燈，閃爍表示3G網(wǎng)絡(luò)處于連接狀態(tài)。圖5中網(wǎng)絡(luò)傳輸主機后面板設(shè)置有RJ_45網(wǎng)卡接口，用于連接雙絞網(wǎng)線；電源接口，用于12V電源輸入；3G天線接口，用于外接3G天線。本領(lǐng)域技術(shù)人員在具體實現(xiàn)中，上述數(shù)字化攝像機以32位的ARM Architecture V5TE內(nèi)核處理器PXA270、視頻采集模塊SAA7114、網(wǎng)卡芯片DM9000AE組成核心部分；網(wǎng)絡(luò)傳輸主機以32位的ARM9處理器AT91RM9200、3G模塊SIM5218、網(wǎng)卡芯片DM9161E組成核心部分。其具體的工作原理為首先在實驗室中通過PC機的瀏覽器把儀器與一個固定的互聯(lián)網(wǎng)域名綁定在一起，這樣就可以通過訪問這個域名來下發(fā)控制儀器工作的指令與獲得監(jiān)測現(xiàn)場的實時視頻數(shù)據(jù)。在監(jiān)測現(xiàn)場利用3G手機測試3G信號，如果信號強度達到要求則可以布設(shè)；在現(xiàn)場安全處布設(shè)儀器，將攝像頭對準預(yù)監(jiān)測區(qū)域；現(xiàn)場有220V交流電則可以接在電源插座上， 沒有交流電則通過12V接口接在電瓶以提供電力，如果現(xiàn)場更換電瓶不方便，則可以在電瓶上連接太陽能板以便充電；則后臺的服務(wù)器就可以利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過固定域名可以實時存儲與查看現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常可以進行報警。在具體實施過程中，視頻壓縮算法采用了 MPEG-4標準，它具有的2個最重要的特征是(1)編碼是基于對象的，可以控制對象的比特率，即在帶寬低時，可以根據(jù)對象的重要性進行比特的科學分配，從而使圖像的主管質(zhì)量得到保證。(2)可根據(jù)現(xiàn)場帶寬和誤碼率的客觀條件在時域和空域進行擴展，時域擴展指在帶寬允許時在基本層增加幀率，帶寬窄時在基本層減少幀率；空域擴展指對基本層中的圖像插值，增加或減少空間分辨率，充分利用帶寬，使圖像質(zhì)量更好。MPEG-4適用于遠程監(jiān)測，可以利用很窄的帶寬通過幀重建技術(shù)壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。PXA270具有Wireless MMX技術(shù)，在IPP庫函數(shù)的配合下，有效提高了處理視頻數(shù)據(jù)的能力。0^是化切1基于其系列處理器開發(fā)的一套跨平臺的集成性能函數(shù)庫，提供了廣泛的多媒體功能，包括音視頻編解碼(如MPEG4)，針對PXA270嵌入式處理器進行優(yōu)化，采用通用API，提供圖像處理、顏色轉(zhuǎn)換、過濾、變換、圖形運算等各種函數(shù)，使得視頻編解碼程序在Intel處理器上的性能大大改善。在MPEG4編碼中用到的幀內(nèi)/幀間關(guān)鍵的IPP庫函數(shù)包含有DCT變換(將源數(shù)組指向的圖像塊采樣點進行前向離散余弦變換，轉(zhuǎn)換到目標數(shù)組指向的一組變換系數(shù))、量化(將輸入的DCT系數(shù)量化后，重新存儲到源數(shù)組指向的存儲空間)、VLC編碼(對幀間塊進行之字型掃描并VLC編碼)、運動估計和運動補償?shù)?。?shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機采用了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為底層軟件平臺， 應(yīng)用程序的體系采用B/S結(jié)構(gòu)，即在硬件上運行一個支持CGI功能的嵌入式TOB服務(wù)器，能夠生成動態(tài)交互頁面，控制現(xiàn)場設(shè)備，獲得現(xiàn)場監(jiān)測視頻流。數(shù)字化攝像機上電后，Linux操作系統(tǒng)對相關(guān)硬件進行初始化，啟動嵌入式WEB服務(wù)器程序，服務(wù)器程序創(chuàng)建套接字，綁定HTTP端口 6000，對該端口進行偵聽，守候客戶的連接請求；當客戶端瀏覽器發(fā)起請求后，服務(wù)器接收請求并分析，如果是靜態(tài)文本文件，那么服務(wù)器讀取相應(yīng)的文件作為HTTP響應(yīng)消息的實體返回客戶端，如果是動態(tài)交互請求，服務(wù)器將創(chuàng)建CGI應(yīng)用程序進程進行響應(yīng)，并將各種參數(shù)以CGI要求的格式傳遞給CGI進程， CGI進程接管對服務(wù)器需完成的相關(guān)操作的控制。對于數(shù)字化攝像機，它內(nèi)置的嵌入式WEB 服務(wù)器用于控制攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)、PXA270處理器按MPEG-4格式編碼視頻數(shù)據(jù)、按照 CGI進程指定的客戶端網(wǎng)絡(luò)地址傳輸視頻流。對于網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，它內(nèi)置的嵌入式TOB服務(wù)器用于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，主要有動態(tài)域名設(shè)定(因為3G網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)，每一次的本機IP都不相同，開通動態(tài)域名，可以把本機與選定的一個固定域名綁定，通過訪問這個域名客戶端瀏覽器可以在任何地方獲得視頻數(shù)據(jù))、MAC-IP地址綁定(數(shù)字化攝像機的通過網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)傳輸主機后，每一次上電后它的IP是變化的，但是它的MAC地址是固定的，通過把MAC地址與設(shè)定的1個IP地址綁定， 可以保證IP地址也是固定的)、DMZ主機設(shè)置(把綁定的IP地址與申請的固定域名對應(yīng)，這樣訪問域名就是訪問攝像機)等功能，網(wǎng)絡(luò)傳輸主機上電初始化硬件完畢后，通過撥號 3G網(wǎng)絡(luò)就可以建立可靠的網(wǎng)絡(luò)鏈路。另外，上述泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置的各電子元件均應(yīng)按照工業(yè)級標準選擇，電路板遵循電磁兼容原則下設(shè)計，以保證系統(tǒng)正常工作和工作的可靠性。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，其特征在于，所述裝置包括數(shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，其中所述數(shù)字化攝像機包括視頻采集模塊、核心處理器和網(wǎng)卡模塊，所述視頻采集模塊利用攝像頭采集模擬視頻信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述核心處理器壓縮處理所述數(shù)字信號， 并通過所述網(wǎng)卡模塊將處理后的壓縮信號輸出到所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機包括網(wǎng)卡模塊、處理器模塊和3G傳輸模塊，所述網(wǎng)卡模塊接收所述數(shù)字化攝像機發(fā)送來的壓縮視頻信號，并通過3G傳輸模塊利用3G網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻信號發(fā)送到異地進行存儲與查看。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，其特征在于，所述數(shù)字化攝像機安置在監(jiān)測地并對準要監(jiān)測的地段，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機放置在可有效接收3G信號的區(qū)域，所述數(shù)字化攝像機和所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機之間通過網(wǎng)線連接并互傳數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，其特征在于，所述裝置采用220V交流供電，或采用12V電源接口并通過太陽能電池板供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，其特征在于，所述可有效接收3G信號的區(qū)域是通過在監(jiān)測現(xiàn)場利用信號監(jiān)測裝置測試3G信號，如果信號強度達到要求則判斷該區(qū)域為可有效接收3G信號的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，其特征在于，異地的后臺服務(wù)器利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過固定域名實時存儲與查看所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機發(fā)送來的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)異常則進行報警處理。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種泥石流視頻監(jiān)測3G網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置。所述裝置包括數(shù)字化攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸主機，其中所述數(shù)字化攝像機包括視頻采集模塊、核心處理器和網(wǎng)卡模塊，所述視頻采集模塊利用攝像頭采集模擬視頻信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述核心處理器壓縮處理所述數(shù)字信號，并通過所述網(wǎng)卡模塊將處理后的壓縮信號輸出到所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸主機包括網(wǎng)卡模塊、處理器模塊和3G傳輸模塊，所述網(wǎng)卡模塊接收所述數(shù)字化攝像機發(fā)送來的壓縮視頻信號，并通過3G傳輸模塊利用3G網(wǎng)絡(luò)將壓縮視頻信號發(fā)送到異地進行存儲與查看。通過上述裝置就能夠在3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)進行無人值守的實時監(jiān)測工作，通過互聯(lián)網(wǎng)遠程實時查看和存儲現(xiàn)場的圖像，在泥石流發(fā)生時能夠進行實時報警。
文檔編號H04N7/18GK102271245SQ201110214568
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者任晨虹, 吳悅, 曹修定, 楊卓靜, 殷躍平 申請人:中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心