CN200966117Y - 便携式一体化无线监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式一体化无线监控设备。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于CDMA信道的功能完善的便携式一体化无线监控设备，该设备应该易于携带，便于移动，使用时无需外部元器件或其他设备；通过提供本地实时高清晰录像弥补无线传输不稳定的缺陷；功能完善，清晰度高，可实现无线视频监控，实时视频或录像回放。解决该问题的技术方案是：该设备集成在一个便携式移动监控箱中，包括一套用于视频源的球形摄像机、一个基于CDMA无线网络的编码传输单元、一个支持微硬盘的本地音视频录像存储单元、一个LCD显示屏、一个控制云台镜头和本地录像功能的红外遥控接收装置。本实用新型可完全满足目前行业级的无线监控需求。

Description

便携式一体化无线监控设备

技术领域

本实用新型涉及无线视频监控设备，具体的说是一种便携式一体化无线监控设备。可完全满足目前行业级的无线监控需求。

背景技术

当前视频监控设备按照其监控终端和监控中心视频传输的途径分为无线传输和有线传输两类。有线传输依赖预先架设的有线传输网，因此只能用于固定位置的监控，无法满足便携式的移动监控需求。无线监控主要分为基于专用网络和基于公用网络两类，前者例如微波传输，需要用户自己架设无线传输网络，优点是带宽大，图像传输可以达到25fps，延时小于1秒，高清晰传输，缺点是成本昂贵阻碍了大规模应用；另一类是基于公用网络，比如CDMA网络，优点是无需监控者架设网络环境，成本低廉，缺点是带宽有限以及网络极不稳定，CDMA 1x网络上行带宽最高是84.6Kbps，平均只有50kbps左右，这限制了视频传输的高帧率、清晰度、流畅性并且延时也比较大，这些缺陷使原有的基于CDMA技术的无线监控产品距离行业用户的需求存在一定距离。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于CDMA信道的功能完善的便携式一体化无线监控设备，该设备应该易于携带，便于移动，使用时无需外部元器件或其他设备；通过提供本地实时高清晰录像弥补无线传输不稳定的缺陷；功能完善，清晰度高，可实现无线视频监控，实时视频或录像回放。

本实用新型所采用的技术方案是：便携式一体化无线监控设备，其特征在于该设备集成在一个便携式移动监控箱中，包括一套用于视频源的球形摄像机、一个基于CDMA无线网络的编码传输单元、一个支持微硬盘的本地音视频录像存储单元、一个LCD显示屏、一个控制云台镜头和本地录像功能的红外遥控接收装置。

所述CDMA编码传输单元有一嵌入式处理器CPU，以太网控制芯片挂在CPU的PCI总线上，用作普通串口和硬件流控串口的南桥芯片挂在CPU的PCI总线上，无线MODEM板与南桥芯片中的硬件流控串口相连；SDRAM、FLASH、DOC、CPLD分别连接在CPU上，视频A/D与CPU相连；电源提供板子上所有芯片需要的电压，时钟源部分提供相关的时钟信号。

所述本地音视频录像存储单元有一DSP芯片；一IDFM芯片，其地址和数据线与DSP芯片的地址和数据线相连，控制线同CPLD相连；一以太网控制芯片，其地址和数据线与DSP芯片的地址和数据线相连，控制线与CPLD相连；一红外接收芯片，与DSP之间通过IIC和SPI接口连接；一音频处理芯片，与DSP相连；一视频输入芯片，与DSP之间由PPI总线连接；一视频RCA输出芯片和一视频VGA输出芯片，二者均通过PPI总线与DSP连接，一存贮器SDRAM，与DSP地址总线相连；一用于单板的逻辑控制的CPLD芯片；一FLASH，与DSP地址总线相连。

所述球形摄像机可选择通过RS485接口连接到红外遥控接收装置或者连接到所述CDMA编码传输单元。

所述球形摄像机底部设有高强度磁力吸盘。

本实用新型的有益效果是：1)便携性：本实用新型所有的元件体积小巧，结构紧凑，集成在一个便携式移动监控箱中，便于移动和携带；2)一体化：本实用新型自带摄像机、LCD、红外遥控器等，支持无线传输和本地音视频录像，无需额外的外部元器件和其他设备；3)增强了无线监控功能：本实用新型完整的实现了无线视频监控、本地高清晰音视频录像、实时视频或录像的回放等功能。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构图。

图2是本实用新型箱体内部的构造图。

图3是本实用新型各单元模块的结构框图。

图4是本实用新型的工作流程图。

图5是本实用新型中CDMA编码传输单元的电路框图。

图6是本实用新型中本地视频录像存储单元的电路框图。

图7是CDMA编码传输单元中CPU的原理图(包括：图7-1、7-2、7-3)。

图8是CDMA编码传输单元中时钟分频芯片的原理图。

图9是CDMA编码传输单元中视频处理芯片的原理图。

图10是CDMA编码传输单元中SDRAM的原理图(包括：图10-1、10-2、10-3、10-4)。

图11是CDMA编码传输单元中FLASH的原理图。

图12是CDMA编码传输单元中DOC的原理图。

图13是CDMA编码传输单元中CPLD的原理图。

图14是CDMA编码传输单元中以太网控制芯片的原理图。

图15是CDMA编码传输单元中南桥芯片的原理图。

图16是本地音视频录像存储单元中DSP的原理图(包括图16-1、16-2)。

图17是本地音视频录像存储单元中IDEM的原理图。

图18是本地音视频录像存储单元中太以网控制芯片的原理图。

图19是本地音视频录像存储单元中红外接收芯片的原理图。

图20是本地音视频录像存储单元中音频处理芯片的原理图。

图21是本地音视频录像存储单元中视频输入芯片的原理图。

图22是本地音视频录像存储单元中视频RCA输出的原理图。

图23是本地音视频录像存储单元中视频VGA输出的原理图。

图24是本地音视频录像存储单元中SDRAM的原理图。

图25是本地音视频录像存储单元中CPLD的原理图。

图26是本地音视频录像存储单元中FLASH的原理图。

图27是本地音视频录像存储单元中串口芯片的原理图。

具体实施方式

本实施例主要分为两个单元，一个是CDMA编码传输单元，一个是本地音视频录像存储单元，前者采用低码率视频压缩算法进行视频压缩，通过CDMA信道向监控中心提供实时视频监控图像，后者采用高码率视频压缩算法进行视频压缩，不间断进行实时高清晰音视频录像，可弥补CDMA带宽低、信号不稳定的缺陷并可以用于公安取证。此外设备还集成了球形摄像机和5.6吋的TFT-LCD显示屏，在一个便携手提监控箱中完整地实现了视频监控、本地录像、录像回放、实时视频回放、红外遥控球形摄像机等功能，最大化的体现了无线监控的优势。下面将结合各附图对本实用新型进行具体描述。

图1、图2是本实用新型的外形及内部的结构图。整套设备被集中在一个手提监控箱1内，共包含5个部分，分别是球形摄像机2、CDMA编码传输单元6、本地音视频录像存储单元7、5.6吋的TFT-LCD显示屏5、球形摄像机红外遥控接收装置3、红外遥控器4。

图3是本实用新型各单元模块的结构框图。球形摄像机2通过视频连接线向CDMA编码传输单元6和本地音视频录像存储单元7提供模拟视频信号输入。

CDMA编码传输单元6和球形摄像机红外遥控接收装置3通过RS485总线同球形摄像机2相连，用于控制球形摄像机的云台转动和镜头伸缩。本地音视频录像存储单元7通过视频连接线向LCD显示屏5提供视频信号。

图4是本实用新型的工作流程图。球形摄像机2拍摄的视频分别传输给CDMA编码传输单元6和本地音视频录像存储单元7，CDMA编码传输单元6采用SPS或H.264编码进行视频压缩，并根据CDMA实时的可利用带宽调节帧率和编码质量在保证视频的清晰度和流畅性的前提下最大限度利用带宽，然后以NWIP协议通过CDMA信道发送到远程的监控中心。本地音视频录像存储单元7采用H.264或MPEG-4编码进行高码率视频压缩以及同步采用G.722标准录音，然后储存在微硬盘上，使用者可以通过10M以太网口基于TCP协议下载指定时间段的录像文件。使用者可以在远程使用软件通过CDMA网络经CDMA编码传输单元6发送云台镜头控制指令或使用红外遥控器4调节球形摄像机2的云台转动和镜头伸缩。红外遥控器4可以通过控制OSD屏显菜单来控制本地音视频录像存储单元7，包括设置录像的工作参数、检索回放某录像文件、或切换LCD回放的视频类型——实时监控视频或录像视频。

所述SPS为新一代窄带视频编码与噪声信道通信协议，在低码率条件下其性能优于MPEG-4、H.264约30％，可用50～128kbps的带宽传输CIF(352*288)格式每秒25帧的高质量实时图像。

所述NWIP为结合SPS码流结构特点，针对无线网络带宽低、误码率高、网络时变起伏强等特性自主优化、改进后的网络协议栈。

图5给出了CDMA编码传输单元6的电路框图。图7(图7-1、7-2、7-3)、图8、图9、图10(图10-1、10-2、10-3、10-4)、图11、图12、图13、图14、图15为CDMA编码传输单元各芯片的原理图。CDMA编码传输单元主要由一片Equator BSP-15高性能CPU、视频A/D转换芯片和CDMA Modem板构成，主要功能就是完成视频采样、视频压缩，再通过带硬件流控的RS232和CDMAModem版进行数据通讯，将编码后的视频数据通过CDMA信道发送到远程的接收端。

CDMA编码传输单元主要芯片之间具体连接方式为：

Ethernet(以太网)控制芯片(标号C1，型号：RTL8139CL，图14)挂在CPU(标号A1，包括图7-1、7-2、7-3)的PCI总线上，网络功能即作为调试接口，又可以作为预留资源扩展应用。

南桥芯片(标号C2，型号：VT82C686B，图15)挂在CPU的PCI总线上，即用于实现一个普通串口和一个带硬件流控的标准串口，同时也预留USB、IrDA等预留资源以备将来的扩展应用。

普通串口经过CPLD(可编程逻辑控制器)(标号：B4，型号：EPM3032ATC44，图13)复用为两种应用，一种是标准RS232应用，作为调试和参数配置接口；另一种作为RS485球形摄像机控制端口。硬件流控串口用于和无线MODEM板C6的通信。

SDRAM(标号B1，型号：K4S281632D-TC75，容量为64M，图10-1、10-2、10-3、10-4)、FLASH(标号B2，型号：39VF040，图11)、DOC(Disk On Chip)(标号B3，图12)分别连接在CPU上，经过CPLD的地址复选，FLASH用于BOOT程序的存储，DOC用于应用程序的存储。

视频A/D(标号A3，型号：SAA7113，图9)将外接模拟视频源数字化，并以8位的数据格式通过标准ITU656视频输入接口送给CPU用于压缩编码。

电源(标号C7)提供板子上所有芯片需要的电压，输入为DC+5V，通过两个DC-DC模块产生+3.3V和CPU的内核电源，时钟分频芯片(标号A2，型号：PI49FCT3807，图8)提供相关的时钟信号，需要时钟的模块包括南桥、以太网控制器、视频A/D和CPU。CDMA MODEM板和主控板之间通过9芯串口连接，主控板以AT指令对MODEM板进行控制。

图6给出了本地音视频录像存储单元7原理框图。图16(图16-1、16-2)、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27为本地音视频录像存储单元各芯片的原理图。该单元主要由1片DSP芯片、视频A/D转换芯片、红外接收芯片、1.8英寸微硬盘构成，主要功能就是对输入视频完成视频采样、视频编码压缩，将编码后的视频数据通过存储在微硬盘上，并能通过普通RCA端子和VGA输出视频回放以及通过100M Ethernet进行下下载视频录像。

本地音视频录像存储单元7主要芯片之间具体连接方式为：

标号D1、E1为ADSP-BF561芯片(图16-1、16-2)，为一信号处理器。

IDEM芯片(总线控制芯片)(标号D2，图17)为用于提供IDE接口外接1.8inch微硬盘，地址和数据线同DSP芯片的地址和数据线相连，控制线同CPLD(E3，图25)相连。

标号D3(图18)是DM9000以太网控制芯片，其地址和数据线同DSP芯片的地址和数据线相连，控制线同CPLD相连。

标号D4(图19)是ATMEGA8红外接收芯片，红外接收芯片与DSP之间采用IIC和SPI接口连接，主要通过遥控器完成对设备的控制，其中包括录像控制和回放控制。

标号D5(图20)是AD73311音频处理芯片，负责音频的A/D，D/A转换，音频处理芯片与DSP相连。

标号D6(图21)是ADV7181视频输入芯片，负责视频的A/D转换用作视频输入，与DSP使用PPI总线连接。

标号D7(图22)是ADV7171视频输出芯片，负责视频的D/A转换，输出RCA视频信号；标号D8(图23)是AL250视频输出芯片，负责视频的D/A转换，输出VGA视频信号，所述两视频芯片与DSP通过PPI总线连接。输出方式为二选一的输出，也就是说，在RCA端子有信号时，VGA输出端口没有信号的，在VGA输出状态时，RCA没有输出信号的。在本***中，是通过RCA端子对LCD显示屏输出信号。

标号E2(图24)是两个32M的型号为MT48LC的SDRAM并联成的64MSDRAM，同DSP的地址总线相连。

标号E3(图25)是EPM3032——CPLD芯片，用于单板的逻辑控制，例如对IDE接口读写的控制等。

标号E4(图26)是8M的flash，型号为sst39vf6401，同DSP的地址总线相连。

标号E5(图27)是串口芯片，型号是MAX3232，用于调试和下载程序等用途。

实时时钟(标号E6)用于***存储时间，记录录像时间等。

SPI FLASH(标号E7)用于存储u-BOOT，完成启动和下载程序的功能。

时钟电路(标号E8)主要为***各个部分提供时钟源。

在***中还有一个1.8英寸的硬盘，对外的提供标准的ATA接口。

电源(标号E9)为***提供所需的电源。

Claims (5)

1、一种便携式一体化无线监控设备，其特征在于：该设备集成在一个便携式移动监控箱(1)中，包括一套用于视频源的球形摄像机(2)、一个基于CDMA无线网络的编码传输单元(6)、一个支持微硬盘的本地音视频录像存储单元(7)、一个LCD显示屏(5)、一个控制云台镜头和本地录像功能的红外遥控接收装置(3)。

2、根据权利要求1所述的便携式一体化无线监控设备，其特征在于：所述CDMA编码传输单元(6)有一嵌入式处理器CPU(A1)，以太网控制芯片(C1)挂在CPU的PCI总线上，用作普通串口和硬件流控串口的南桥芯片(C2)挂在CPU的PCI总线上，无线MODEM板(C6)与南桥芯片中的硬件流控串口相连；SDRAM(B1)、FLASH(B2)、DOC(B3)、CPLD(B4)分别连接在CPU上，视频A/D(A3)与CPU相连；电源(C7)提供板子上所有芯片需要的电压，时钟源(A2)部分提供相关的时钟信号。

3、根据权利要求1所述的便携式一体化无线监控设备，其特征在于：所述本地音视频录像存储单元(7)有一DSP芯片(D1、E1)；一IDEM芯片(D2)，其地址和数据线与DSP芯片的地址和数据线相连，控制线同CPLD相连；一以太网控制芯片(D3)，其地址和数据线与DSP芯片的地址和数据线相连，控制线与CPLD相连；一红外接收芯片(D4)，与DSP之间通过IIC和SPI接口连接；一音频处理芯片(D5)，与DSP相连；一视频输入芯片(D6)，与DSP之间由PPI总线连接；一视频RCA输出芯片(D7)和一视频VGA输出芯片(D8)，二者均通过PPI总线与DSP连接，一存贮器SDRAM(E2)，与DSP地址总线相连；一用于单板的逻辑控制的CPLD芯片(E3)；一FLASH(E4)，与DSP地址总线相连。

4、根据权利要求1所述的便携式一体化无线监控设备，其特征在于：所述球形摄像机(2)可选择通过RS485接口连接到红外遥控接收装置(3)或者连接到所述CDMA编码传输单元(6)。

5、根据权利要求1或4所述的便携式一体化无线监控设备，其特征在于：所述球形摄像机(2)底部设有高强度磁力吸盘。

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