一种gps网络红外摄像仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种GPS网络红外摄像仪，包括红外光学摄像机、可见光摄像机、集成了视频编解码电路的处理器，还包括GPS模块、GPS天线接口、GPS天线、RJ45接口，所述GPS天线连接GPS天线接口，所述GPS天线接口连接GPS模块，所述GPS模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述处理器的数字信号输入端连接红外光学摄像机的数字输出端，所述处理器的视频信号输入端连接可见光摄像机的视频输出端，所述处理器的通信信号端与RJ45接口相连。它实现全天候、全地域、7X24小时、高质量、多应用地为森林防火监控提供数据采集。
【专利说明】—种GPS网络红外摄像仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及安防监控领域，特别涉及一种红外摄像装置，更具体说是一种GPS网络红外摄像仪。
【背景技术】
[0002]森林具有空气净化、固土保水、维持生态平衡、提供生产资料的作用。近年来，我国沙尘暴频发，荒漠化不断加剧，这与森林遭到破坏有着密切联系。每年，全球都会发生一定数量的森林火灾。森林火灾，具有突发性、不确定性、短时间造成巨大毁坏的特点，大面积森林火灾,往往由不明显的隐火弓I发。
[0003]最初，人类采用建瞭望塔，人工值守来预警森林火灾，这种方式，只能发现已经较大的林火；后来，通过空中巡航来监测森林火险等级高的林区，不过巡航飞机远离地表，同样很难发现隐火或小火，空中巡航成本高，巡航次数有限，无法实现全天候监控；目前，我国一些大林区已采用卫星监测，但卫星更加远离地球表面，其对温度的分辨率在1000平米左右，更难发现隐火或小火。
[0004]近年来，我国许多林区安装了基于可见光的视频监测系统。这种系统，根据林区的地理特点，将林区分割成多个较小的监控区域，在每个监控区域设置监控点，在监控点设置基于可见光的摄像机。摄像机将采集到视频图像数据，通过网络传给远程的监控中心，监控中心通过计算机对比分析图像形态特征，发现森林中的隐火和小火，它在一定程度上克服了人工嘹望、空中巡航、卫星监测等监测手段在发现隐火和小火上的技术缺陷。这种基于可见光的摄像机存在以下缺陷:
[0005]1.这种基于可见光的摄像机不具备自动定位能力，这种摄像机没有GPS定位系统，无法向监控中心提供自己地理位置的经纬度、高度、时间等信息，无法实现视频和地图联动，不利于出现火警时，选择最佳的救火路线。
[0006]2.这种基于可见光的摄像机不具备夜视功能，这种可见光摄像机只能工作在光照强度较好的白天，即使是光照度较差的黄昏和清晨都无法工作，夜晚条件下更无法实现监控。
[0007]3.这种基于可见光的摄像机不具备测温功能，在光照度好、没有云雾的白天这种基于可见光的视频监测系统具有很好的监控性能，不过林区经常出现随机漂移的云雾，云雾和林火的特征极为相似，在没有温度作为参照值的情况下，这种基于可见光的视频监测系统很难通过图像特征对比将云雾图像和林火区分开。
[0008]4.这种基于可见光的摄像机的视距短，这种可见光的摄像机，接收的可见光波长相对短，所以视距也就短，在大面积区域的林区需要布置大量摄像机，部署成本高。
实用新型内容
[0009]为了克服现有技术采用的可见光摄像机不具备测温、夜视功能，只能工作在光照强度比较好的白天，对林区云雾和林火不能进行有效的区分，同时无法向监控中心提供所在地理位置的经纬度、高度、时间等信息，这种可见光摄像机视距和视场均有很大的限制，在林区需要大量部署等技术缺陷，本实用新型提供一种GPS网络红外摄像仪。
[0010]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0011]一种GPS网络红外摄像仪，包括红外光学摄像机、可见光摄像机、集成了视频编解码电路的处理器、GPS模块、GPS天线接口、GPS天线、RJ45接口，所述GPS天线连接GPS天线接口，所述GPS天线接口连接GPS模块，所述GPS模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述处理器的数字信号输入端连接红外光学摄像机的数字输出端，所述处理器的视频信号输入端连接可见光摄像机的视频输出端，所述处理器的通信信号端与RJ45接口相连，所述RJ45接口通过网线连接路由器。
[0012]本实用新型投入使用时，第一步，调整设备:设定监控点的GPS网络红外摄像仪的网络IP地址，调整GPS天线的安装位置和接收角度，调整红外光学摄像机和可见光摄像机的镜头角度，使摄像机的视角、视场、视距符合监控要求；第二步，加电测试设备:启动电源，确认设备的工作状态是否正常，设备正常后才将设备投入使用；第三步，执行监控任务:GPS模块启动工作，GPS模块通过内置的星历，确定每颗卫星在该时刻的位置，当捕获到待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当GPS模块捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，GPS模块的核心处理器就可按定位解算方法进行定位计算，计算出GPS网络红外摄像仪所在位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。GPS模块将这些信息通过串口电路传给处理器，处理器通过RJ45接口转发给远端的监控中心。在光照度高于临界值时，可见光摄像机进入工作模式，红外光学摄像机处于停机模式，可见光摄像机采集林区的实况图像，将采集到的视频图像信号通过视频输出端口传送给处理器，处理器将视频图像信号进行编码，并将编码后的数据通过RJ45接口转发给远端的监控中心。在光照度低于临界值时，红外摄像机处于工作模式，可见光摄像机进入停机模式，红外光学摄像机将采集到的红外光信号，经过一系列电路处理后，变成数字信号，传输给处理器，处理器将这些数字信号转发给远端的监控中心。在光照度高于临界值的云雾环境下，可以同时启动红外光学摄像机和可见光摄像机，两个摄像机将采集到的林区图像信号传给处理器，经过处理后，处理器将其通过RJ45接口转发给远端的监控中心。
[0013]采用GPS模块来定位监控点，得出监控点具体的经纬度和高度数据，有利于更好了解监控点的地理环境和更好地理解摄像机拍摄到的视频图像的信息。采用双摄像机模式，有利于在光照强度好的时候，采用可见光摄像机，获得较好的图像信息和更多的周围环境信息，采用可以测温的红外光学摄像机，可以更好在云雾天气条件下实现监控，同时红外光学摄像机，具有夜视功能，可以在夜晚环境实现林区监控，从而实现对林区的全天候、7X24小时监控。采用网络接口可以将采集到的数据实时的传输到远端的监控中心。
[0014]为了提高GPS模块的通信能力、数据处理能力、工作能力，作为优选，GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。
[0015]以上是对GPS网络红外摄像仪的GPS整体定位能力的进一步改进。采用以上方案，GPS模块的功能齐全、配套，GPS天线获得的GPS信号能得到快速、高质量的处理；存储器存储有星历数据，能实现GPS模块对卫星的快速定位；GPS模块内置可充电电池，通常为锂电池，这样在更换外接电源时，GPS模块能连续工作，外接电源供电时对可充电电池进行充电，关机后可充电电池为存储器供电以防止星历数据丢失。
[0016]为了提高GPS模块接收到的数据质量，便于GPS模块处理GPS信号数据，作为优先，GPS网络红外摄像仪还包括一个前置放大器，GPS天线接口连接前置放大器，所述前置放大器连接GPS模块。
[0017]以上是对GPS网络红外摄像仪的GPS模块获取高质量信号能力的进一步改进。从GPS天线传入的GPS信号，比较弱小，需要先被放大到一定标准电平，便于后续GPS模块处理。前置放大器先将信号通过电解电容滤掉高频的噪音信号，然后进入负反馈的运算放大信号，它还可以对信号的频率调节和控制。
[0018]为了提高GPS天线的接收性能，降低天线成本，作为优选，GPS天线为陶瓷平板天线。
[0019]以上是对GPS网络红外摄像仪的GPS通信能力的进一步改进。GPS天线具有介电常数大、共振频率高、电性能稳定、接收效果好的特点，可以很好将天线频点保持在1575.42MHz。GPS天线经过圆形极化和线性极化处理后,会提高天线的接收能力。
[0020]为了确保红外光采集、处理系统的成套性，作为优选，所述红外光学摄像机包括红外光学镜头、非制冷探测器、前端处理电路，所述红外光学镜头同轴设置在非制冷探测器的正前方，所述非制冷探测器信号端连接前端处理电路的信号端，所述前端处理电路的数字输出端连接处理器的数字输入端。
[0021]以上是对GPS网络红外摄像仪的红外数据采集处理能力的进一步改进。采用红外光学镜头同轴设置在非制冷探测器的正前方，这样可以保证非制冷探测器能采集到更多的高成像质量的红外光；采用前端处理电路来预先处理探测到的红外光信号，可以减少处理器的工作负荷。
[0022]为了提高处理器的数据处理能力，具有很强的外围电路管理能力和运用扩展能力，作为优先，所述的处理器为德州仪器的0MAP3530。
[0023]以上是对GPS网络红外摄像仪的系统整合能力的进一步改进。采用TI的双核低功耗移动应用处理器0MAP3530，其主频为600MHz，在每个单一的芯片上集成了 ARM?Cortex ? -A8内核、TMS320C64x+ ? DSP内核、图形引擎、视频加速器以及丰富的多媒体外设，具有很强的数据处理能力，特别是图形数据的处理能力，丰富的多媒体外设使采用这种处理器的GPS网络红外摄像仪具有很强的应用扩展能力。特别要说的Cortex-AS内核拥有超过当今300MHz ARM9器件4倍的处理性能，430MHz的C64x+ DSP内核能处理嵌入式应用的720p MPEG-4解码高清视频，更能处理H.264的解码高清视频。
[0024]为了便于管理GPS网络红外摄像仪的应用类型，作为优选，GPS网络红外摄像仪还包括外围接口单元，所述外围接口单元连接处理器。
[0025]以上是对GPS网络红外摄像仪的应用扩展管理能力的进一步改进。采用外围接口单元可以根据监控作业的需要增加必要的接口，同时管理方便。
[0026]为了便于双向语音对讲、云台控制、串口通信、视频信号的输出输入、报警信号的输出输入，作为优选，所述外围接口单元包括视频输入端口、视频输出端口、报警输入端口、报警输出端口、语音输入口、语音输出口、RS485端口、RS232端口中至少一种。[0027]以上是对GPS网络红外摄像仪的应用扩展能力的进一步改进。报警输入端口用于报警信号输入，报警输出端口用于报警信号输出；RS485端口用于与云台通信，向云台发送控制指令，接收云台返回的角度等信息。也可用于控制镜头调焦、光圈等等；语音输入口用于麦克风信号输入，语音输出口可将监控中心的语音指令输出到扬声器，便于现场指挥；RS232端口用于与其他设备进行数据通信；视频输入端口用于将本系统的可见光摄像机的图像输入到处理器中，视频输出端口用于将处理器处理过后的红外图像输出到监视器，便于现场观测。
[0028]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0029]1、本实用新型一种GPS网络红外摄像仪，采用成套的GPS模块、GPS天线接口、GPS天线和能处理GPS信号数据的处理器，在GPS模块中设置可充电电池、用存储器来存储星历，有利于及时、准确获得GPS网络红外摄像仪所在位置的经纬度、高度、时间等信息，确保它更适合在监控点工作；采用红外光学摄像机和可见光摄像机相结合的双摄像机模式，力口上网络接口，从而实现对林区行全天候、7X24小时监控，同时通过其网络接口将采集到的数据实时的传输到远端的监控中心。
[0030]2、本实用新型一种GPS网络红外摄像仪，采用非制冷探测器，红外光学镜头、前端处理电路的红外光学摄像机。这种设计保证了 GPS网络红外摄像仪具有很强的图像数据采集能力，同时具有匹配的数据处理能力。
[0031]3、本实用新型一种GPS网络红外摄像仪，采用外围接口单元设置各种扩展应用端口，有利于更好地开发和使用GPS网络红外摄像仪的扩展应用来满足森林火灾监控。
[0032]本实用新型最终实现全天候、全地域、7X24小时、高质量、多应用地为森林防火监控提供数据采集。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本实用新型作进一步阐述，本实用新型的实施例不限于此。
[0035]实施例一:
[0036]如图1所示，本实用新型包括红外光学摄像机、可见光摄像机、集成了视频编解码电路的处理器、GPS模块、GPS天线接口、GPS天线、RJ45接口，所述GPS天线连接GPS天线接口，所述GPS天线接口连接GPS模块，所述GPS模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述处理器的数字信号输入端连接红外光学摄像机的数字输出端，所述处理器的视频信号输入端连接可见光摄像机的视频输出端，所述处理器的通信信号端与RJ45接口相连，所述RJ45接口通过网线连接路由器。
[0037]实施例二:
[0038]为了提高GPS网络红外摄像仪的GPS整体定位能力，本实施例在实施例一的基础上进一步地改进，本实施例的GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。[0039]本实用新型组件为:GPS模块采用美国罗克韦尔公司的TU-30模块。
[0040]本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。
[0041]实施例三:
[0042]为了提高GPS网络红外摄像仪的GPS模块获取高质量信号能力，本实施例在实施例一?二的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的GPS网络红外摄像仪还包括一个前置放大器，GPS天线接口连接前置放大器，所述前置放大器连接GPS模块。
[0043]本实用新型组件为:前置放大器为LNA 6018 1-18 GHz低噪放大器。
[0044]本领域技术人员可根据实际施工环境和工件的要求自由选择组件的参数。
[0045]实施例四:
[0046]为了提高GPS网络红外摄像仪的GPS通信能力，本实施例在实施例一?三的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的GPS天线为陶瓷平板天线。
[0047]实施例五:
[0048]为了提高GPS网络红外摄像仪的红外数据采集处理能力，本实施例在实施例一?四的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的红外光学摄像机包括红外光学镜头、非制冷探测器、前端处理电路，所述红外光学镜头安装在非制冷探测器的正前方，所述非制冷探测器信号端连接前端处理电路的信号端，所述前端处理电路的数字输出端连接处理器的数字输入端。
[0049]实施例六:
[0050]为了提高GPS网络红外摄像仪的系统整合能力，本实施例在实施例一?五的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的处理器为德州仪器的0MAP3530。
[0051]实施例七:
[0052]为了提高GPS网络红外摄像仪的应用扩展管理能力，本实施例在实施例一?六的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的GPS网络红外摄像仪还包括外围接口单元，所述外围接口单元连接处理器。
[0053]实施例八:
[0054]为了提高GPS网络红外摄像仪的应用扩展能力，本实施例在实施例一?七的任意一个实施例的基础上进一步地改进，本实施例的外围接口单元包括视频输入端口、视频输出端口、报警输入端口、报警输出端口、音频输入端口、音频输出端口、RS485端口、RS232端口中至少一种。
[0055]如上所述便可实现该实用新型。
【权利要求】
1.一种GPS网络红外摄像仪，包括红外光学摄像机、可见光摄像机、集成了视频编解码电路的处理器，其特征在于:还包括GPS模块、GPS天线接口、GPS天线、RJ45接口，所述GPS天线连接GPS天线接口，所述GPS天线接口连接GPS模块，所述GPS模块的定位信号端连接处理器的定位信号端，所述处理器的数字信号输入端连接红外光学摄像机的数字输出端，所述处理器的视频信号输入端连接可见光摄像机的视频输出端，所述处理器的通信信号端与RJ45接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:所述GPS模块包括射频芯片、基带芯片、存储器、核心处理器、可充电电池，所述核心处理器连接基带芯片和存储器，所述基带芯片连接射频芯片，所述可充电电池电连接存储器、射频芯片、基带芯片、核心处理器。
3.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:还包括一个前置放大器，GPS天线接口连接前置放大器，所述前置放大器连接GPS模块。
4.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:所述的GPS天线为陶瓷平板天线。
5.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:所述的红外光学摄像机包括红外光学镜头、非制冷探测器、前端处理电路，所述红外光学镜头安装在非制冷探测器的正前方，所述非制冷探测器信号端连接前端处理电路的信号端，所述前端处理电路的数字输出端连接处理器的数字输入端。
6.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:所述的处理器为德州仪器的0MAP3530。
7.根据权利要求1所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:还包括外围接口单元，所述外围接口单元连接处理器。
8.根据权利要求7所述的一种GPS网络红外摄像仪，其特征在于:所述的外围接口单兀包括视频输入纟而口、视频输出纟而口、报警输入纟而口、报警输出纟而口、首频输入纟而口、首频输出端口、RS485端口、RS232端口中至少一种。
【文档编号】G01J5/00GK203563132SQ201320707733
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】殷刚 申请人:成都市晶林电子技术有限公司