专利名称：一种光纤自愈环网摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视频监控用摄像机，尤其是一种采用光纤自愈环网网络技术的
光纤自愈环网摄像机。
背景技术：
现有的视频监控用摄像机主要有以下几类普通清晰度模拟摄像机、普通清晰 度IP摄像机、高清模拟摄像机、高清数字摄像机。 其中，普通模拟摄像机采用视频电缆与外部设备进行连接，当需要远距离传输 时通过视频光端机或视频编码器进行传输，所以其需要在摄像机后面安装额外的传输设 备，从而造成系统设备和管理均较为复杂。 普通清晰度IP摄像机内置了视频压縮模块，通过RJ45输出IP信号进入以太网 进行传输。这种摄像机虽然可以方便地安装和通过IP网络进行远距离传输，但是视频质 量非常有限，难以用到专业领域，如公安视频监控网、高速公路视频监控网、金融视频 监控网等。 高清模拟摄像机具有很高的视频质量，但是输出的是模拟分量信号，如RGB信 号、Y/U/V信号、Y-Pb-Pr信号，这些信号不能进行远距离传输。 高清数字摄像机具有SDI/DVI、 HDMI等数字接口，但是这些接口的速率达几个
G以上，要进行远距离传输的代价非常高昂，几乎不可能在监控中应用。 也有的高清数字摄像机内置了视频压縮模块，并通过RJ45输出IP信号进入以太
网进行传输。但是对于高清数字摄像机，压縮视频的码流只有在20M左右才能真正实现
1080P全高清，每路视频20M的码流直接进入以太网进行传输，路数一多时网络就会马
上瘫痪。所以市场上这类摄像机的码流基本控制在8M左右，其清晰度很难达到全高清
的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适应大规模摄像机远距离、高可靠联网 传输和控制需求，尤其是高清摄像机远距离、高可靠联网传输和控制需求的光纤自愈环 网摄像机，其不但具有摄像的功能，同时还具备了光纤自愈环网组网和传输图像的功 能。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是该摄像机包括 镜头，用于采集光学图像，将光学图像聚焦到图像传感器模块上； 图像传感器模块，用于完成图像信号的光电信号转换和A/D转换，并输出数字
图像信号； 控制电路，用于对图像传感器模块和镜头进行控制； 其特征是还包括视频压縮编码模块、光纤自愈环网模块和模拟/数字视频输出 接口模块，其中
视频压縮编码模块，对由图像传感器模块得到的原始图像进行压縮编码并封装 成IP包信号； 光纤自愈环网模块，接收视频压縮编码模块发出的IP包信号，并完成IP包信号 的自愈环网光纤接入； 模拟/数字视频输出接口模±央，对由图像传感器模块得到的原始图像进行A/D转 换，并输出模拟或数字图像信号； 控制电路的输出端、镜头与图像传感器模块的输入端相连接，视频压縮编码模 块的输入端、模拟/数字视频输出接口模块的输入端与图像传感器模块的输出端相连接， 光纤自愈环网模块的输入端与视频压縮编码模块的输出端相连接。 本发明所述的光纤自愈环网模块由CPU子模块、IP交换子模块和光纤接入子模 块组成，其中CPU子模块，对IP交换子模块进行初始化设置，并对光纤自愈环网摄像机 所在网络的工作状态进行监控；IP交换子模块，对IP包信号进行二层交换；光纤接入子 模块，对光电信号进行转换。 本发明所述的光纤接入子模块上设置有两个光纤接口。 本发明所述模拟/数字视频输出接口模块所输出的模拟图像信号为复合视频信 号、RGB信号、Y/U/V信号或Y-Pb-Pr信号，数字图像信号为SDI/DVI信号或HDMI信
号 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果 1、该光纤自愈环网摄像机创造性地把光纤自愈环网技术应用于摄像机领域，使 该摄像机不仅具有摄像的功能，还具备了光纤自愈环网的组网和传输功能，填补了市场 空自，不但极大地简化了摄像机远距离联网传输的过程，也极大地提高了摄像机远距离 联网的可靠性；2、该光纤自愈环网摄像机通过光纤接口可以直接与监控中心的环网光 纤接入设备连接，形成一个高可靠的自愈环网，在逻辑上一台光纤自愈环网摄像机就是 一个光纤自愈环网中的特殊节点，该节点不但具有光纤自愈环网功能，还具有摄像机功 能，这样就实现了摄像机的直接远距离光纤联网，也可以组成级联传输网络，在多台摄 像机远距离光纤联网时，不需要额外传输设备的支持，节省了大量光纤资源，降低了系 统成本；3、该光纤自愈环网摄像机内集成了两个光纤接口，这两个光纤接口可以组成光 纤自愈环网网络，当某处光纤断裂时，不会影响整个光纤自愈环网摄像机网络的信号传 输，提高了摄像机网络的可靠性；4、该光纤自愈环网摄像机进行联网时，采用宽带的光 纤传输技术，大大增加了传输带宽，光纤接口传输速率最高可以达到2.5G，即使视频压 縮码流高达20M，也不会影响传输性能，充分发挥了高清优势。
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明中光纤自愈环网模块的结构示意图。 图3是本发明应用于实际工程时的结构示意图。
具体实施例方式
参见图l，本实施例由镜头l、图像传感器模块2、控制电路3、视频压縮编码模块4、模拟/数字视频输出接口模块5、光纤自愈环网模块6组成。控制电路3的输出 端、镜头1与图像传感器模块2的输入端相连接，视频压縮编码模块4的输入端、模拟/ 数字视频输出接口模块5的输入端与图像传感器模块2的输出端相连接，光纤自愈环网模 块6的输入端与视频压縮编码模块4的输出端相连接。
其中 镜头1采用现有技术的光学镜头； 图像传感器模块2采用MT9T031 CMOS数字图像传感器，该传感器具有300万 像素，最大分辨率达2048X1536 ; 控制电路3采用普通单片机对MT9T031CMOS数字图像传感器进行编程控制；
视频压縮编码模块4采用TI的达芬奇系列DSP芯片，该芯片可以完成高清视频 的H.264压縮编码及IP包封装； 模拟/数字视频输出接口模块5主要采用LATTICE SC系列FPGA芯片进行设 计，FPGA从MT9T031读取数字图像信号，并通过各种处理最后输出各种传统的模拟/数 字视频信号。 光纤自愈环网模块6由 一 款工业级交换芯片88E6083-LGR和CPU芯片 MC9S12NEVTV来实现。88E6083-LGR实现IP包的二层交换功能，MC9S12NEVTV实 现自愈环网协议功能。88E6083-LGR从视频压縮编码模块4读取H.264压縮视频的IP数 据包，并发送到光纤网络中。 镜头l用于采集光学图像，并将光学图像聚焦到图像传感器模块上。镜头l既 可以采用手动控制镜头，也可以采用自动控制镜头，既可以是普通清晰度镜头，也可以 是高清镜头。 图像传感器模块2用于完成图像信号的光电信号转换和A/D转换，并输出数字图 像信号至模拟/数字视频输出接口模块5和视频压縮编码模块4。图像传感器2既可以采 用CCD图像传感器，也可以采用CMOS图像传感器。 控制电路3用于对图像传感器模块2和镜头1进行控制，包括曝光控制、自动白 平衡控制和镜头光圈控制。 视频压縮编码模块4对由图像传感器模块2得到的原始图像进行压縮编码并封 装成IP包信号，然后输出至光纤自愈环网模块6，压縮编码格式为H.264、 MPEG2、 MPEG4或MJPEG。 模拟/数字视频输出接口模块5用于对由图像传感器模块2得到的原始图像进行 A/D转换，并输出模拟或数字图像信号。输出图像可以是复合视频信号(普通清晰度)、 RGB信号(普通或高清图像)、Y/U/V信号(普通或高清图像)、Y-Pb-Pr信号(普通或高 清图像)等模拟信号，也可以是SDI/DVI信号(高清数字图像)、HDMI信号(高清数字图
像)等数字高清信号。 光纤自愈环网模块6接收视频压縮编码模块4发出的IP包信号，并完成IP包 信号的自愈环网光纤接入，并与监控中心的自愈环网光纤接入设备组成一个光纤环网网 络。 光纤自愈环网模块6由CPU子模块62、 IP交换子模块61和光纤接入子模块63 组成，其中
CPU子模块62对IP交换子模块61进行初始化设置，并对光纤自愈环网摄像机所在网络的工作状态进行监控，当有光纤断裂时，控制整个光纤网络完成自愈功能；
IP交换子模块61对IP包信号进行二层交换； 光纤接入子模块63对光电信号进行转换，且光纤接入子模块63上设置有两个光纤接口，光纤接口输出的数字视频信号既可以是数字压縮的视频信号，也可以是数字非压縮的视频信号。 参见图3，本发明应用于实际工程时，由该光纤自愈环网摄像机I、光纤II和监控中心III组成。各个光纤自愈环网摄像机I通过光纤接口与光纤II连接，并最终与监控中心III的自愈环网光接入设备联接形成一个环网结构，光纤接口的速率可以是100M、1.25G或2.5G。监控中心III的自愈环网光接入设备接收所有由光纤自愈环网摄像机I传来的压縮视频流，这些压縮视频流一方面通过以太网交换机进入IP-SAN进行网络存储，另一方面进入视频解码器还原成模拟视频信号(普通清晰度视频)或高清非压縮数字视频信号(HDMI信号)后在电视墙进行显示。
权利要求
一种光纤自愈环网摄像机，包括镜头，用于采集光学图像，并将光学图像聚焦到图像传感器模块上；图像传感器模块，用于完成图像信号的光电信号转换和A/D转换，并输出数字图像信号；控制电路，用于对图像传感器模块和镜头进行控制；其特征是还包括视频压缩编码模块、光纤自愈环网模块和模拟/数字视频输出接口模块，其中视频压缩编码模块，对由图像传感器模块得到的原始图像进行压缩编码并封装成IP包信号；光纤自愈环网模块，接收视频压缩编码模块发出的IP包信号，并完成IP包信号的自愈环网光纤接入；模拟/数字视频输出接口模块，对由图像传感器模块得到的原始图像进行A/D转换，并输出模拟或数字图像信号；控制电路的输出端、镜头与图像传感器模块的输入端相连接，视频压缩编码模块的输入端、模拟/数字视频输出接口模块的输入端与图像传感器模块的输出端相连接，光纤自愈环网模块的输入端与视频压缩编码模块的输出端相连接。
2. 根据权利要求1所述的光纤自愈环网摄像机，其特征是所述的光纤自愈环网模 块由CPU子模块、IP交换子模块和光纤接入子模块组成，其中CPU子模块，对IP交换子模块进行初始化设置，并对光纤自愈环网摄像机所在网络 的工作状态进行监控；IP交换子模块，对IP包信号进行二层交换； 光纤接入子模块，对光电信号进行转换。
3. 根据权利要求2所述的光纤自愈环网摄像机，其特征是所述的光纤接入子模块 上设置有两个光纤接口。
4. 根据权利要求1所述的光纤自愈环网摄像机，其特征是所述模拟/数字视频输出 接口模块所输出的模拟图像信号为复合视频信号、RGB信号、Y/U/V信号或Y-Pb-Pr信 号，数字图像信号为SDI/DVI信号或HDMI信号。
全文摘要
本发明公开了一种采用光纤自愈环网网络技术的光纤自愈环网摄像机。该摄像机包括镜头、图像传感器模块、控制电路、视频压缩编码模块、光纤自愈环网模块、视频压缩编码模块和模拟/数字视频输出接口模块，其中视频压缩编码模块对由图像传感器模块得到的原始图像进行压缩编码并封装成IP包信号；光纤自愈环网模块接收视频压缩编码模块发出的IP包信号，并完成IP包信号的自愈环网光纤接入；模拟/数字视频输出接口模块对由图像传感器模块得到的原始图像进行A/D转换，并输出模拟或数字图像信号。本发明能够适应大规模是高清摄像机远距离、高可靠联网传输和控制需求，其不但具有摄像的功能，同时还具备了光纤自愈环网组网和传输图像的功能。
文档编号H04N5/225GK101692695SQ20091015246
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者石旭刚 申请人:杭州中威电子技术有限公司