专利名称：矿用本安型网络视频服务器的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及矿用本安型网络视频服务器，即一种矿用图像视频监控设备，尤其适用于局域网和广域网上进行远程网络视频监控系统。
二背景技术：
目前煤矿井下对视频信号的传输监控大都采用以下两种方式1、本地模拟信号的图像监视本地图像监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机组成，由视频线、控制线缆等连接。本地图像监控系统一般采用模拟方式传输，采用视频电缆(少数采用光纤)，传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，如大楼监控等。监控图像只能在控制中心查看。
2、基于PC多媒体卡的视频监视基于PC机的远程图像监控系统由PC机插视频卡构成，在监控现场，有若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备，通过各自的传输线路，汇接到监控终端机上，该终端可以是一台PC机，也可以是专用的工业机箱。除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外，系统利用视频压缩卡和通信接口卡，通过网络将信息传到一个或多个监控中心。基于PC的视频监控系统终端功能较强，便于现场操作。但稳定性不好，视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂，可靠性不高；PC机需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点。
三、技术内容(1)发明目的本实用新型的目的是提供一种矿用本安型网络视频服务器，它能够安全地用在井下高瓦斯浓度、高腐蚀和高粉尘的恶劣环境，并且为煤矿的安全生产提供了一个数字化视频传输平台，视频图像可以在局域网和广域网上传输，在网络上的拥有权限的客户都可收看到视频服务器的图像。
(2)技术方案本实用新型矿用本安型网络视频服务器，以微处理器(RISC)为系统核心，模拟视频输入信号经过接口与视频A/D转换电路连接，视频A/D转换电路的输出连接到视频编码芯片输入端口，视频编码芯片的输出与微处理器连接，微处理器通过接口与以太网控制器相连，以太网控制器通过接口与标准以太网相连，整套电路装置于一个符合煤矿井下安全规范的密闭壳体中，微处理器连接有外部随机存取存储器(RAM)、看门狗电路和标准RS232串行接口。由远端的模拟摄像仪(1-4台)获取模拟视频图像信号，由增强型视频信号处理器以PAL或NTSC格式对模拟视频信号进行视频A/D转换之后输出数字视频信号，再通过视频编解码器进行高效快速的H.263高效快速压缩编码，然后数字视频信号通过PCI总线传送给32位的微处理器，微处理器再通过以太网控制器将信号连入以太网。采用W90221F型32位的微处理器对数字视频信号进行综合调度，微处理器内部运行了实时操作系统并内嵌了嵌入式WebServer，这样，在以太网上的任一台主机都可以通过TCP、UDP等协议访问运行于微处理器之上的Web Server，从而看到原先输入的视频信号，并且主机可以通过CGI(公共网关接口)对微处理器任务实施控制。
(3)技术效果本实用新型矿用本安型网络视频服务器具有如下优点1.以太网络带宽可复用，可同时传输其它信号。
2.传输图像品质好，稳定性高。
3.本安型网络视频服务器为本质安全型，可以用在煤矿井下，为煤矿井下和地面的监控调度提供了有效的视频信息传递平台。
4.数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。
5.实现无人值守、远程控制、报警联动等功能，更好的用于煤矿的安全防范、信息获取和指挥调度。
6.当前的各种数字视频监控系统主要基于MPEG-1、MPEG-4和H.263压缩算法，结构主要基于PC机和嵌入式。但是，还没有一种做到用于煤矿生产的本安型网络视频服务器。
7.能够实时完成对视频的采集，经过H.263压缩编码后，在网络上传输。每秒钟的视频发送帧速可调，并能在视频采集和压缩的参数可调。与传统的网络监控系统相比，不仅能实现了数字化的方式完成视频图像的网络传输，而且采用本安型设计，可以应用于煤矿等环境恶劣的工业监控场所。
四
附图是本实用新型矿用本安型网络视频服务器框图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明本实用新型矿用本安型网络视频服务器，以微处理器(RISC)为系统核心，模拟视频输入信号经过接口与视频A/D转换电路连接，视频A/D转换电路的输出连接到视频编码芯片输入端口，视频编码芯片的输出与微处理器连接，微处理器通过接口与以太网控制器相连，以太网控制器通过接口与标准以太网相连，整套电路装置于一个符合煤矿井下安全规范的密闭壳体中，微处理器连接有外部随机存取存储器(RAM)、看门狗电路和标准RS232串行接口，外部随机存取存储器型号为W981616AH，1M×16位×4bank的高速的同步动态RAM，主要是作为嵌入式实时操作系统的运行空间。采用远端的模拟摄像仪(1-4台)获取模拟视频图像，由增强型视频信号处理器SAA7111A以PAL或NTSC格式完成对四路模拟视频的A/D转换输出数字视频信号，该单元先对模拟视频信号进行箝位、放大和滤波，来去除信号的噪声干扰。净化后的信号经过A/D转化为数字视频信号，数字视频经过Y/C分离控制电路进行Y、UV分离。分离后的Y、UV信号分别进入亮度和色度控制电路，亮度和色度的信号根据用户预设值得到增强和削弱。经过亮度和色度处理的YUV信号在视频解码电路中被转化成可被压缩编码单元处理的CCIR-601标准视频数据流。标准视频数据流通过视频编解码器W9961CF进行高效快速的H.263高效快速压缩编码，W9961CF是一种高性能的集成视频编码器，以ITU-TH.263标准完成对PAL和NTSC格式视频的压缩编码和解压缩，为了实现高效快速编码，芯片以硬件方式可实现运动估计、运动补偿、DCT、IDCT、量化和反量化以及变长编码。电路装置有同步动态RAM控制器，通过W90221F型32位的地址总线完成微处理器与同步动态RAM帧存储器的交互，并提供有通用I/O数据接口和PCI接口，完成与下位机和控制设备的通信。经过压缩的数字视频信号通过PCI总线传送给32位的微处理器W90221，W90221是一种高效的32位处理器，内置4K字节的指令缓冲区和4K字节的数据缓冲区。其具有PCI总线接口连接低速设备，RS232接口完成与外部设备的异步通信。微处理器再通过以太网控制器W89C940将数字视频信号连入以太网，W89C940完成网络适配器的功能。W89C940芯片完全和PCI 2.0标准兼容，利用PCI总线的特点，W89C940支持自动配置功能来减少网络接入时，系统数据间的资源冲突。根据PCI总线高吞吐量的特点，W89C940提供了一个32位的数据路径来提高运行效率，和兼容ISA总线的网络适配器相比，能够减少网络接入的冲突，性能优越。由W90221F型32位的微处理器对数字视频信号进行综合调度，微处理器内部运行了实时操作系统并内嵌了嵌入式Web Server，这样，在以太网上的任一台主机都可以通过TCP、UDP等协议访问运行于微处理器之上的Web Server，从而看到原先输入的视频信号，并且主机可以通过CGI(公共网关接口)对微处理器任务实施控制，如控制云台的转动等。BIOS为随机读写存储器，作为BIOS存储空间。看门狗电路用作为程序跑飞时将程序拉回用。
权利要求1.一种矿用本安型网络视频服务器，其特征在于以微处理器(RISC)为系统核心，模拟视频输入信号经过接口与视频A/D转换电路连接，视频A/D转换电路的输出连接到视频编码芯片输入端口，视频编码芯片的输出与微处理器连接，微处理器通过接口与以太网控制器相连，以太网控制器通过接口与标准以太网相连，整套电路装置于一个符合煤矿井下安全规范的密闭壳体中。
2.根据权利要求1所述的矿用本安型网络视频服务器，其特征在于所述微处理器采用W90221F型32位嵌入式微处理器，A/D转换芯片采用SAA7111A，视频编码芯片采用W9961CF。
3.根据权利要求1和2所述的矿用本安型网络视频服务器，其特征在于所述微处理器连接有外部随机存取存储器(RAM)、看门狗电路和标准RS232串行接口。
专利摘要一种矿用本安型网络视频服务器，以嵌入式32位微处理器W90221F为核心，模拟视频信号经由接口接至视频A/D转换电路后输出数字视频信号，再经过视频编码芯片将视频信号压缩后由输出口送入微处理器，微处理器通过内嵌WEB服务器的方式将视频信号通过以太网控制器传送到标准以太网上，整个电路装置于一密封壳体内部。与标准以太网上连接的计算机可以使用IE浏览器浏览到实时视频信号。其结构简单，效果良好，具有广泛的实用性。
文档编号H04N7/18GK2673007SQ200320123470
公开日2005年1月19日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年12月17日
发明者钱建生, 曹国清, 顾军, 程德强, 马姗姗 申请人:中国矿业大学