專利名稱：視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集儀，尤其是一種能將監(jiān)測數(shù)據(jù)與視頻相疊加的 視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀。
背景技術(shù)：
目前，環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控已經(jīng)逐步擴(kuò)展到環(huán)保的所有方面，而不僅 是大氣和工業(yè)污染源，環(huán)境信息系統(tǒng)對環(huán)境數(shù)據(jù)的容納范圍是決定系統(tǒng)功能和先 進(jìn)性的重要指標(biāo)之一，因此，遠(yuǎn)程監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)的建立對實(shí)現(xiàn)各種環(huán)境數(shù)據(jù)采 集、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測有著極為重要的意義。
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集儀只能完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工作，沒有與視頻進(jìn)行任何關(guān) 聯(lián)，想看視頻的話，只能到另一系統(tǒng)上査看相應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)，而且無法與監(jiān)測數(shù) 據(jù)相對應(yīng)，不能成為環(huán)保執(zhí)法的有力證據(jù)。同時(shí)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集儀技術(shù)含量低， 功能單一，基本采用工控機(jī)業(yè)實(shí)現(xiàn)，無法適應(yīng)環(huán)保行業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣、腐蝕性強(qiáng) 的需要，其穩(wěn)定性和可靠性差，亟需更新?lián)Q代。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用嵌入式技術(shù)、可將現(xiàn)場監(jiān)測 數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控相結(jié)合的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀。
本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是該數(shù)據(jù)采集儀包括主板，主
板上連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊和232/485轉(zhuǎn)換模塊，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是還設(shè)置有進(jìn)行視 頻采集并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線 傳輸?shù)臒o線傳輸模塊，其與主板相連。
本實(shí)用新型所述的主板包括CPU和存儲(chǔ)器。 本實(shí)用新型所述的視頻編碼器通過以太網(wǎng)接口與主板相連。 本實(shí)用新型所述的無線傳輸模塊通過RS-232串口與主板相連。 本實(shí)用新型所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊通過RS-232串口與主板相連。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果該數(shù)據(jù)采集儀合理利用現(xiàn) 有設(shè)備，將主板與視頻編碼器、無線傳輸模塊將結(jié)合，把現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與視頻監(jiān) 控有效地結(jié)合起來，并提供專業(yè)的視頻疊加，使視頻與監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在同一個(gè)畫 面中；并能對歷史數(shù)據(jù)和視頻圖像進(jìn)行檢索輸出，繪制成直觀的圖形和視頻圖像；用于環(huán)保等大規(guī)模監(jiān)測時(shí)，將視頻系統(tǒng)與環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來， 解決了監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、傳輸?shù)葐栴}。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式

參見圖l，本實(shí)施例包括、主板2、視頻編碼器3、無線傳輸模塊4和A/D 轉(zhuǎn)換模塊5。主板2為嵌入式工業(yè)主板，其包含CPU和存儲(chǔ)器，232/485轉(zhuǎn)換模 塊1、 A/D轉(zhuǎn)換模塊5與主板2相連。232/485轉(zhuǎn)換模塊1用于在遠(yuǎn)距離數(shù)字量 傳輸時(shí)增強(qiáng)信號和抑制干擾。A/D轉(zhuǎn)換模塊5用于采集監(jiān)測設(shè)備6的模擬量數(shù)據(jù)， 并將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，其通過RS-232串口連接到主板2。視頻編碼器3與 主板2通過以太網(wǎng)接口相連，視頻編碼器3完成視頻采集并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻 疊加。無線傳輸模塊4為CDMA 1X/GPRS模塊，其與主板2通過RS-232串口 相連，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸，傳輸數(shù)據(jù)到控制中心端。監(jiān)測設(shè)備6與232/485 轉(zhuǎn)換模塊1或A/D轉(zhuǎn)換模塊5相連，監(jiān)測設(shè)備6可為流量計(jì)、TOC等。
工作時(shí)，由監(jiān)測設(shè)備6采集的數(shù)據(jù)通過232/485轉(zhuǎn)換模塊1或A/D轉(zhuǎn)換模塊 5進(jìn)入主板2，主板2完成初步的數(shù)據(jù)整理，并形成原始記錄，然后通過內(nèi)置的 采集程序?qū)ζ溥M(jìn)行中間換算及過濾、剔除異常數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的正確性。同時(shí)數(shù) 據(jù)可以通過內(nèi)置的采集軟件以曲線、表格以及圖表的形式進(jìn)行展示。如需進(jìn)行視 頻疊加操作，則將原始數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送一份至內(nèi)置的視頻編碼器3，視頻通道首先 通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行編解碼，然后將監(jiān)測數(shù)據(jù)合成到圖像上，再通過無線傳 輸模塊4進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。
現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集采用總線通訊與模擬量采集相結(jié)合的方式，對于具有 RS232/ RS485輸出接口的監(jiān)測設(shè)備6，采用232/485轉(zhuǎn)換模塊1，以總線方式采 集監(jiān)測數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并給釆集儀發(fā)出控制指令等；對于環(huán)境參 數(shù)及部分具備4 20mA輸出的監(jiān)測設(shè)備6用A/D轉(zhuǎn)換模塊5進(jìn)行采集。主板2 能根據(jù)儀器返回的狀態(tài)參數(shù)和報(bào)警信號值自動(dòng)判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性，將處理后 的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)庫中保存。
現(xiàn)場的工作人員通過現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)下達(dá)控制指令，如啟動(dòng)/停止儀器設(shè)備、 改變工作參數(shù)等，這些指令被下發(fā)到相應(yīng)的監(jiān)測儀器儀表，實(shí)現(xiàn)控制功能。視頻編碼器3的作用是同步采集監(jiān)控?cái)z像頭產(chǎn)生的視頻信息，并將模擬視頻 壓縮成MPEG4/H.264等格式的數(shù)字視頻，同時(shí)將監(jiān)測設(shè)備6提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)高 效地融入到視頻流中，將視頻流以單播或組播方式通過IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到視頻控制 中心服務(wù)平臺(tái)中，供實(shí)時(shí)觀看或保存在存儲(chǔ)設(shè)備中。視頻疊加內(nèi)容可包含監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測項(xiàng)信息、監(jiān)控子站及監(jiān)控分站所在地理 位置，以及目前的通信狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)、儀器狀態(tài)及校準(zhǔn)等，實(shí)現(xiàn)對 站位監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行直觀監(jiān)控。當(dāng)發(fā)生監(jiān)測項(xiàng)超標(biāo)、儀器停運(yùn)等非正常事件時(shí)，現(xiàn) 場適配器自動(dòng)識別事件類型，實(shí)時(shí)向環(huán)境監(jiān)理部門發(fā)出報(bào)警信息，并在視頻圖像 上重點(diǎn)體現(xiàn)。視頻疊加的實(shí)現(xiàn)步驟為1、 從監(jiān)測設(shè)備6獲取相應(yīng)監(jiān)測指標(biāo)值；2、 通過232/485轉(zhuǎn)換模塊1或A/D轉(zhuǎn)換模塊5將監(jiān)測值從電流、電壓信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號；3、 用主板2對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行平滑處理，得到實(shí)際的監(jiān)測值；4、 對得到的監(jiān)測值通過各種監(jiān)測所需轉(zhuǎn)換公式運(yùn)算形成真正需要的業(yè)務(wù)監(jiān) 測值、5、 使用數(shù)據(jù)協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳送至視頻編碼器3，視頻編碼器3將視頻數(shù)據(jù) 與監(jiān)測數(shù)據(jù)合二為一。6、 業(yè)務(wù)監(jiān)測值如果報(bào)警與超標(biāo)，則需要將疊加數(shù)據(jù)的顏色轉(zhuǎn)化成紅色。7、 數(shù)據(jù)采集儀將最終形成的視頻與數(shù)據(jù)發(fā)送至中心服務(wù)器存儲(chǔ)。 為克服無線通訊鏈路的不穩(wěn)定，以及帶寬小、限制流量等缺點(diǎn)，保證監(jiān)控的數(shù)據(jù)完整性，本實(shí)用新型使用的是一種該條件下的可靠性數(shù)據(jù)通信協(xié)議。監(jiān)控節(jié) 點(diǎn)與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器在每次數(shù)據(jù)傳輸中采用數(shù)據(jù)樣驗(yàn)和二次交握信 號(Twice-handshaking Mode)技術(shù)，通過序列式的數(shù)據(jù)傳輸方式，以同步監(jiān)控 節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)在應(yīng)用層建立了一套完整的握手反饋機(jī)制。 每次數(shù)據(jù)傳輸前，首先與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)器建立信號握手反饋機(jī)制，在保證無線鏈 路暢通的情況下，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在傳輸過程中，對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分組壓 縮和集結(jié)。每組數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器并經(jīng)過確認(rèn)后，方從監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的集結(jié)池中刪除。 一旦發(fā)生無線鏈路斷開的情況，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)將緩沖集結(jié)池中的未經(jīng)服務(wù)器確認(rèn)的數(shù)據(jù)，并重新調(diào)整網(wǎng)絡(luò)。直到下一次連接可用時(shí)，將從斷點(diǎn)分組處進(jìn)行續(xù)傳，從而 節(jié)約了無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶拵?。集結(jié)池的大小由監(jiān)控終端的嵌入式系統(tǒng)硬件決定。 對于秒級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以達(dá)到5 10小時(shí)的數(shù)據(jù)緩存功能。為減少網(wǎng)絡(luò)傳輸流量， 節(jié)約通訊成本，在數(shù)據(jù)處理方面采用數(shù)據(jù)壓縮和分時(shí)集結(jié)傳輸技術(shù)。同時(shí)，監(jiān)控 節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)采集模塊1會(huì)自動(dòng)化采用數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞、斷網(wǎng)等 意外條件時(shí)的數(shù)據(jù)緩存功能。通過上述技術(shù)手段，將大大提高數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完 整性，平均數(shù)據(jù)時(shí)延控制在5S以內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀，包括主板，主板上連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊和232/485轉(zhuǎn)換模塊，其特征是還設(shè)置有，進(jìn)行視頻采集并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線傳輸模塊，其與主板相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述的主板包 括CPU和存儲(chǔ)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述的視頻編 碼器通過以太網(wǎng)接口與主板相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述的無線傳輸模塊通過RS-232串口與主板相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述的A/D轉(zhuǎn) 換模塊通過RS-232串口與主板相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)據(jù)采集儀，尤其是一種能將監(jiān)測數(shù)據(jù)與視頻相疊加的視頻疊加數(shù)據(jù)采集儀。該數(shù)據(jù)采集儀包括主板，主板上連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊和232/485轉(zhuǎn)換模塊，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是還設(shè)置有進(jìn)行視頻采集并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線傳輸模塊，其與主板相連。本實(shí)用新型具有采用嵌入式技術(shù)、可將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04N7/18GK201134889SQ20072019264
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者成黎青, 蒙延庫, 谷偉年 申請人:浙江弘申信息技術(shù)有限公司