CN202818500U

CN202818500U - 适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机

Info

Publication number: CN202818500U
Application number: CN 201220480472
Authority: CN
Inventors: 张福明; 代红林
Original assignee: Tianjin Yaan Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Yaan Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-18

Abstract

本实用新型公开了一种适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，包括：数据处理及报警控制单元，用于接收并处理数据信息，发送控制及报警指令；通讯模块，用于与后端存储管理平台之间发送以及接受数据信息；视频源获取及抓拍处理单元，用于根据数据处理及报警控制单元发送的指令进行抓拍；LED补光单元，用于根据数据处理及报警控制单元的指令对拍摄环境进行补光；机械传动控制单元，用于根据数据处理及报警控制单元的指令控制摄像机旋转到设定位置。采用本实用新型结构的适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，与现有技术相比具有以下有益效果：1、环境信息源丰富；2、信息处理快，减少了信息传输干扰；3、报警和抓拍的智能化。

Description

适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机

技术领域

本实用新型涉及一种视频监控设备，尤其是一种适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机。

背景技术

闭路监控***包括：摄像机、传输部分、控制部分以及显示和记录部分。云台摄像机是摄像机和云台的组合，云台即回转台，是安装、固定与移动（水平/垂直）摄像机的支撑设备。随着能源消耗和环境问题的日益严重，环境保护和工业健康发展已成为城市建设的重要课题，然而现存的云台摄像机对环境监测和工业过程监控等领域的研究还很少，其作用范围还很局限。目前已有环境污染监控***相关专利的申请，如公开号为CN201166907，其涉及一种通过无线通信网络的城市环境远程监控***，该***包括信息采集单元、数据无线传输单元和接收及监控平台，所述的信息采集单元将所采集的环境信息进行处理，然后通过通信电缆传送到数据无线传输单元，数据无线传输单元将环境信息通过无线通信网络传送到接收及监控平台，接收及监控平台对环境信息进行接收、分类、分析处理、分析统计和显示发布，虽然整个***对环境信息做到了采集、无线传输和接收处理等多方面的管理，但环境信息以数据为主，信息源较单一，数据传输通过无线网络后再分析处理，若传输过程中产生干扰，会直接影响分析的结果。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种集数据监测传输管理、实时图像抓拍和智能报警等功能，适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机。

为解决上述问题，本实用新型的一种适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，包括：

数据处理及报警控制单元，分别与通讯模块、视频源获取及抓拍处理单元、机械传动控制单元、LED补光单元相连，用于接收并处理数据信息，发送控制及报警指令；

通讯模块，与视频源获取及抓拍处理单元以及机械传动控制单元相连，用于与后端存储管理平台之间发送以及接受数据信息；

视频源获取及抓拍处理单元，用于根据数据处理及报警控制单元发送的指令进行抓拍，以及通过通讯模块向后端存储管理平台传输实时视频或抓拍图片，且可经过通讯模块响应后端存储管理平台操作类指令；

LED补光单元，用于根据数据处理及报警控制单元的指令对拍摄环境进行补光；

机械传动控制单元，用于根据数据处理及报警控制单元的指令或者经过通讯模块响应后端存储管理平台操作指令控制摄像机旋转到设定位置。

所述视频源获取及抓拍处理单元包括高清图像获取单元、触发管理模块、数据接收及字符叠加模块。

所述机械传动控制单元为高精度云台装置。

所述LED补光单元包括LED光源、二次光学器件、环境光传感器及其电路。

所述通讯模块包括网络传输模块。

所述视频源获取和抓拍单元设置有SD存储卡接口。

采用本实用新型结构的适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，与现有技术相比具有以下有益效果：

1、环境信息源丰富：该监控***提供实时环境图像的抓拍功能，丰富了环境信息采集的种类，使监控人员更多了解监测点的实时图像环境；

2、信息处理快，减少了信息传输干扰：由监测环境内的云台摄像机直接接收传感器的环境信号并对其进行处理，缩短了环境信息的传输路程，提高了响应速度；

3、报警和抓拍的智能化：通过本实用新型云台摄像机的报警控制单元和抓拍处理单元，将报警促发和图像抓拍过程设置为间歇式和智能化控制，合理利用了资源。

附图说明

图1为本实用新型架构原理框图；

图2为本实用新型在环境监测***的中的应用实施例拓扑图；

图3为本实用新型在排污口总铜监测实施例流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，包括数据处理及报警控制单元、通讯模块、视频源获取及抓拍处理单元、机械传动控制单元以及LED补光单元。

所述数据处理及报警控制单元中的数据采集单元包括获取监测对象模拟量并将模拟量转换成数字量的A/D转换单元以及获取监测对象数字量、开关量和脉冲量的采集单元等；现场监控的外部监测数据输入源连接至数据处理及报警控制单元的相应接口，数据处理及报警控制单元将采集的信息转变成数字信号，并按照预设阈值对转化后的数字进行判断，趋近或超过预设阈值则自动进行预警或报警标记；数据处理及报警控制单元又与通讯模块相连，处理后的数据经通讯模块传输给后端存储管理平台进行二次处理、存储、发布共享等。

可以选用总铜在线监测仪作为监测数据输入源，其有故障报警输出功能，监测数据使用4-20mA电流环输出，将其分别接至本云台摄像机的报警输入接口和监测数据对应电流环输入的接口。

数据处理及报警控制单元具有调用云台预置位、控制LED补光单元、输出开关控制量等功能，当触发警报时根据报警通道调用对应预置位或选择对应接口输出开关量等；数据处理及报警控制单元还可控制LED补光单元的开启和关闭。

视频源获取及抓拍处理单元和数据处理及报警控制单元相连，LED补光单元分别和以上二者相连；所述视频源获取及抓拍处理单元包括高清图像获取单元及处理芯片，其中处理芯片包括触发管理模块、数据接收及字符叠加模块，视频格式有多种选择，可多码流输出（H.264、JPEG等格式）。

该视频源获取及抓拍处理单元具有图像抓拍功能，并对抓拍图像进行水印加密，防止被篡改；高清图像获取单元可以使用广角镜头，并能够通过算法对其畸变进行矫正处理；也可选用视场及景深适宜的定焦高清镜头。

所述视频源获取和抓拍单元支持本地热插拔SD卡存储，通讯异常下对报警信息和抓拍图片进行短时存储，当存储器存储空间不足时，自动进行存储的循环覆盖。

视频源获取及抓拍处理单元又与通讯模块相连，通过后者向后端传输实时视频或抓拍图片，且可经过通讯模块响应后端存储管理平台操作类指令等。

LED补光单元包括LED光源、二次光学器件、环境光传感器及其电路，LED补光单元光学部分采用4颗大功率LED白光源加二次光学透镜组成，使用恒流源驱动，使光源发散角和摄像机视场角匹配，且满足现场照明效果需求，亮度可随外界环境光进行调节。

因LED补光单元具有环境光线传感器，故此可作为数据处理及报警控制单元触发闪光灯补光的条件之一，当监测数据触发报警时则数据处理及报警控制单元发送指令触发视频源获取及抓拍处理单元抓拍，当环境照度较低时则触发LED补光单元补光。

LED补光单元可以根据环境光照自动调节补光强度，且可由外部同步触发进行频闪补光；LED补光单元在低照度下可通过后端存储管理平台来触发补光单元开启。环境照度低于LED补光单元阈值且数据处理及报警控制单元接收到机械传动控制单元的移动信息时，会自动开启LED补光，持续一段时间没再次接收到机械传动控制单元的移动信息则LED补光单元关闭。

机械传动控制单元分别和数据处理及报警控制单元、通讯模块相连，后端存储管理平台可通过通讯模块控制机械传动部分转动，数据处理及报警控制单元在触发警报时亦可控制机械传动控制单元旋转摄像机到预设位置。

所述机械传动控制单元为高精度云台装置，可进行竖直水平多方位旋转，设置和调用预置位、线扫等功能，方便后端多方位多角度了解现场状况，亦有利于监测对象触发警报时能迅速将摄像机视场切换到预设的热点区域；可进行水平360°旋转，竖直90°俯仰，支持预置位的设置和调用，若已设置预置位，则监测数据趋近或已超标时，数据处理及报警控制单元会自动调用云台至预置点以便进行后续拍摄等。当后端存储管理平台对云台进行控制时，数据处理及报警控制单元会收到云台的移动信息，如未设置成LED补光单元常亮模式则可以根据光照强度决定是否开启LED补光灯，以使后端监控人员夜间查看现场时能获得清晰视场图像。

通讯模块可以采用基于TCP/IP通讯协议的ADSL进行数据传输，利用公用通信网络在互联网上建立虚拟专用网VPN，规划各个站点的固定IP地址，在保证数据安全性的前提下提供数据的快速交换通道。

本实用新型以在环境监测中的应用为实施例进行说明。

如图2、3所示，本实用新型所述的云台摄像机在环境监测***中主要用于数据采集、视频及图片采集、联动报警、信息传输等。可用于烟气、污水等的排放和治理，湖泊水质的实时监测，以及空气中特定气体，如硫化物、光化学雾、瓦斯气体的监测与告警等，为政府提高管理能力和制定决策提供依据。

现结合对排污口总铜的在线监测，来讲述云台摄像机的具体实施方式如下：

本云台摄像机会对报警输入和监测数据分别进行分时和实时处理，当有故障或异常值、超标值时，会自动生成故障或异常信息、报警信息，对异常或超标数据自动标记（以供后端监控人员审核或后端平台分析整理），同时会在监控画面有图元闪烁提示监控人员。

经前端处理后的数据或信息传送给后端磁盘阵列存储并送至视频源获取及抓拍单元，后者将监测数据按照设定格式叠加字符，当监测项目趋近设定阈值或超标时，机械传动控制单元转动摄像机至预设热点监控区域，监控画面有图元闪烁，同时触发后端存储管理平台开始录像（后端接到警报触发信息后给前端发送“收条”，前端接收后自动提高回传图像质量或帧率），排放总铜达标后或满足判断条件则解除录像。若本次本监测项目持续录像超过N₀min则自动停止录像，在N₁小时内前端本监测项持续未达标则不会重复发出超标警报以再次触发录像（若在N₁小时内达标后又超标则会再次触发录像），超过N₁小时后依然未达标则会再次触发录像，同时循环次数计为1。

和上述方式相同，在新的N₁小时内持续未达标则不会再次触发录像，如此循环n次则本监测项依然持续未达标则数据处理与报警控制单元清空循环次数并在N₂小时内锁定该监测项的超标警报功能（该锁定标志在锁定期间监测到数据达标后能够自动清除），N₂小时后自动解除锁定开启警报功能，在新的一轮本监测项的数据监测警报使能。且到达标后循次数亦自动清空。同时每个录像周期内摄像机抓拍N₃次，且产生同步信号使LED频闪为其补光。

视频源获取及抓拍处理单元将报警信息和按照预设格式保存的照片打包传送给后端数据库存储。当移动摄像机时，机械传动控制单元会向数据处理及报警控制单元发送移动信息，当满足低照度要求时，数据处理及报警控制单元会控制LED补光灯开启为方便夜间查看现场排污和治污设备的运行状况等，当持续N₄Min未再次接收到数据处理及报警控制单元的移动信息时，则自动关闭补光光源，亦可设置成低于某一照度值时补光光源常开或手动设置成常开。

实施例中只是就其中一种应用做简单描述，并非对本实用新型的限制，根据本实用新型对实施例进行等效替换或删减等仍属于本实用新型的保护范畴。

Claims

1.一种适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：所述视频源获取及抓拍处理单元包括高清图像获取单元、触发管理模块、数据接收及字符叠加模块。

3.如权利要求2所述适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：所述机械传动控制单元为高精度云台装置。

4.如权利要求3所述适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：所述LED补光单元包括LED光源、二次光学器件、环境光传感器及其电路。

5.如权利要求4所述适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：所述通讯模块包括网络传输模块。

6.如权利要求5所述适用于环境监测和工业过程监控的云台摄像机，其特征在于：所述视频源获取和抓拍单元设置有SD存储卡接口。