专利名称：泥石流视频监测3g网络传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及监测预警技术领域，尤其涉及一种泥石流视频监测3G网络传输装置。
背景技术：
目前，在泥石流地质灾害监测领域，常见的监视手段包括地声与视频监视技术。地声监测技术主要是通过采集的声波幅度与频率来判断是否发生泥石流灾害，视频监视技术主要是通过现场采集的视频图像来判断是否发生泥石流灾害。而视频监视技术包括现场监测与远程监测。现场监测是在现场选择安全地区布设摄像头与存储设备，驻留专业人员进行M小时不间断监测；远程监测则是在现场监测需要的设备基础上，架设专线(ADSL电缆或光纤)，通过电信运营商的有线网络进行远程实时监测。上述监测方式中，现场监测模式需要在当地长期派驻人员，不在现场的人员无法实时查看现场情况，人员费用较高并且具有一定的危险性；远程监测模式由于在很多偏远山区没有现成的有线通讯系统，只能通过架设专线的方式解决，费用高，维护困难，一些地区专线也无法架设。
发明内容
本发明的目的是提供一种泥石流视频监测3G网络传输装置，能够在3G网络覆盖的地区进行无人值守的实时监测工作，通过互联网远程实时查看和存储现场的图像，在泥石流发生时能够进行实时报警。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种泥石流视频监测3G网络传输装置，所述装置包括数字化摄像机和网络传输主机，其中所述数字化摄像机包括视频采集模块、核心处理器和网卡模块，所述视频采集模块利用摄像头采集模拟视频信号并转换为数字信号，所述核心处理器压缩处理所述数字信号，并通过所述网卡模块将处理后的压缩信号输出到所述网络传输主机；所述网络传输主机包括网卡模块、处理器模块和3G传输模块，所述网卡模块接收所述数字化摄像机发送来的压缩视频信号，并通过3G传输模块利用3G网络将压缩视频信号发送到异地进行存储与查看。所述数字化摄像机安置在监测地并对准要监测的地段，所述网络传输主机放置在可有效接收3G信号的区域，所述数字化摄像机和所述网络传输主机之间通过网线连接并互传数据。所述装置采用220V交流供电，或采用12V电源接口并通过太阳能电池板供电。所述可有效接收3G信号的区域是通过在监测现场利用信号监测装置测试3G信号，如果信号强度达到要求则判断该区域为可有效接收3G信号的区域。异地的后台服务器利用网络浏览器通过固定域名实时存储与查看所述网络传输主机发送来的现场视频数据，若发现异常则进行报警处理。由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述装置包括数字化摄像机和网络传输主机，其中所述数字化摄像机包括视频采集模块、核心处理器和网卡模块，所述视频采集模块利用摄像头采集模拟视频信号并转换为数字信号，所述核心处理器压缩处理所述数字信号，并通过所述网卡模块将处理后的压缩信号输出到所述网络传输主机；所述网络传输主机包括网卡模块、处理器模块和3G传输模块，所述网卡模块接收所述数字化摄像机发送来的压缩视频信号，并通过3G传输模块利用3G网络将压缩视频信号发送到异地进行存储与查看。通过上述装置就能够在3G网络覆盖的地区进行无人值守的实时监测工作，通过互联网远程实时查看和存储现场的图像，在泥石流发生时能够进行实时报警。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本发明实施例提供的泥石流视频监测3G网络传输装置的结构示意图；图2为本发明实施例所举具体实例中数字化摄像机前面板的示意图；图3为本发明实施例所举具体实例中数字化摄像机后面板的示意图；图4为本发明实施例所举具体实例中网络传输主机前面板的示意图；图5为本发明实施例所举具体实例中网络传输主机后面板的示意图。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的泥石流视频监测3G网络传输装置的结构示意图，图中包括数字化摄像机和网络传输主机，其中所述数字化摄像机进一步包括视频采集模块、核心处理器和网卡模块，所述视频采集模块利用摄像头采集模拟视频信号并转换为数字信号，所述核心处理器压缩处理所述数字信号，并通过所述网卡模块将处理后的压缩信号输出到所述网络传输主机；所述网络传输主机进一步包括网卡模块、处理器模块和3G传输模块，所述网卡模块接收所述数字化摄像机发送来的压缩视频信号，并通过3G传输模块利用3G网络将压缩视频信号发送到异地进行存储与查看。上述数字化摄像机安置在监测地并对准要监测的地段，所述网络传输主机放置在可有效接收3G信号的区域，所述数字化摄像机和所述网络传输主机之间通过网线连接并互传数据。在具体实现过程中，所述数字化摄像机和所述网络传输主机之间也可以通过无线传输的方式，例如蓝牙的方式来连接并互传数据。
另外，在具体实现上述装置的过程中，所述数字化摄像机所包括的视频采集模块可以采用编号为U105的视频采集模块SAA7114，该视频采集模块SAA7114负责把摄像头采集的彩色模拟信号转换为数字信号。所包括的核心处理器可以采用32位的 ARMArchitecture V5TE内核处理器PXA270，该PXA270负责程序的整体控制和视频数据的压缩。所包括的网卡模块可以采用编号为U106的网卡芯片DM9000AE，该DM9000AE负责把 PXA270压缩的视频数据发送出去和接收控制命令。所述网络传输主机所包括的网卡模块可以采用编号为UEOl的网卡芯片DM9161E， 该DM9161E负责接收所述数字化摄像机传过来的视频数据和接收控制命令。所包括的处理器模块可以采用编号UCPU的嵌入式处理器AT91RM9200，该AT91RM9200负责程序的整体控制。所包括的3G传输模块可以采用编号J900的3G模块SIM5218，该SIM5218负责接入电信公司的3G网络，连接后台的服务器，并把网卡模块接收到的视频数据实时发送到后台服务器。上述异地的后台服务器可以利用网络浏览器通过固定域名实时存储与查看所述网络传输主机发送来的现场视频数据，若发现异常则进行报警处理。通过上述泥石流视频监测3G网络传输装置，就能够在3G网络覆盖的地区进行无人值守的实时监测工作，通过互联网远程实时查看和存储现场的图像，在泥石流发生时能够进行实时报警。另外，上述装置可以采用220V交流供电，或采用12V电源接口并通过太阳能电池板供电。可有效接收3G信号的区域可以通过如下方式来判断通过在监测现场利用信号监测装置测试3G信号，如果信号强度达到要求则判断该区域为可有效接收3G信号的区域。 该信号监测装置可以为3G手机或其他能够接受3G信号的终端。下面以具体的实施例来对本发明所述的装置进行详细说明，如图2所示为所举具体实例中数字化摄像机前面板的示意图；如图3所示为所举具体实例中数字化摄像机后面板的示意图；如图4所示为所举具体实例中网络传输主机前面板的示意图；如图5所示为所举具体实例中网络传输主机后面板的示意图，从上述图中可知图2中数字化摄像机前面板设置有视频输入接口，供连接摄像头使用；电源指示灯，亮表明供电正常；网卡指示灯，闪烁表示网卡正在传输数据。图3中数字化摄像机后面板设置有RJ_45网卡接口，用于连接双绞网线；电源接口，用于12V电源输入。图4中网络传输主机前面板设置有电源指示灯，亮表明供电正常；网卡指示灯， 闪烁表示网卡正在传输数据；通讯指示灯，闪烁表示3G网络处于连接状态。图5中网络传输主机后面板设置有RJ_45网卡接口，用于连接双绞网线；电源接口，用于12V电源输入；3G天线接口，用于外接3G天线。本领域技术人员在具体实现中，上述数字化摄像机以32位的ARM Architecture V5TE内核处理器PXA270、视频采集模块SAA7114、网卡芯片DM9000AE组成核心部分；网络传输主机以32位的ARM9处理器AT91RM9200、3G模块SIM5218、网卡芯片DM9161E组成核心部分。其具体的工作原理为首先在实验室中通过PC机的浏览器把仪器与一个固定的互联网域名绑定在一起，这样就可以通过访问这个域名来下发控制仪器工作的指令与获得监测现场的实时视频数据。在监测现场利用3G手机测试3G信号，如果信号强度达到要求则可以布设；在现场安全处布设仪器，将摄像头对准预监测区域；现场有220V交流电则可以接在电源插座上， 没有交流电则通过12V接口接在电瓶以提供电力，如果现场更换电瓶不方便，则可以在电瓶上连接太阳能板以便充电；则后台的服务器就可以利用网络浏览器通过固定域名可以实时存储与查看现场的视频数据，发现异常可以进行报警。在具体实施过程中，视频压缩算法采用了 MPEG-4标准，它具有的2个最重要的特征是(1)编码是基于对象的，可以控制对象的比特率，即在带宽低时，可以根据对象的重要性进行比特的科学分配，从而使图像的主管质量得到保证。(2)可根据现场带宽和误码率的客观条件在时域和空域进行扩展，时域扩展指在带宽允许时在基本层增加帧率，带宽窄时在基本层减少帧率；空域扩展指对基本层中的图像插值，增加或减少空间分辨率，充分利用带宽，使图像质量更好。MPEG-4适用于远程监测，可以利用很窄的带宽通过帧重建技术压缩和传输数据，以最少的数据获得最佳的图像质量。PXA270具有Wireless MMX技术，在IPP库函数的配合下，有效提高了处理视频数据的能力。0^是化切1基于其系列处理器开发的一套跨平台的集成性能函数库，提供了广泛的多媒体功能，包括音视频编解码(如MPEG4)，针对PXA270嵌入式处理器进行优化，采用通用API，提供图像处理、颜色转换、过滤、变换、图形运算等各种函数，使得视频编解码程序在Intel处理器上的性能大大改善。在MPEG4编码中用到的帧内/帧间关键的IPP库函数包含有DCT变换(将源数组指向的图像块采样点进行前向离散余弦变换，转换到目标数组指向的一组变换系数)、量化(将输入的DCT系数量化后，重新存储到源数组指向的存储空间)、VLC编码(对帧间块进行之字型扫描并VLC编码)、运动估计和运动补偿等。数字化摄像机和网络传输主机采用了嵌入式Linux操作系统作为底层软件平台， 应用程序的体系采用B/S结构，即在硬件上运行一个支持CGI功能的嵌入式TOB服务器，能够生成动态交互页面，控制现场设备，获得现场监测视频流。数字化摄像机上电后，Linux操作系统对相关硬件进行初始化，启动嵌入式WEB服务器程序，服务器程序创建套接字，绑定HTTP端口 6000，对该端口进行侦听，守候客户的连接请求；当客户端浏览器发起请求后，服务器接收请求并分析，如果是静态文本文件，那么服务器读取相应的文件作为HTTP响应消息的实体返回客户端，如果是动态交互请求，服务器将创建CGI应用程序进程进行响应，并将各种参数以CGI要求的格式传递给CGI进程， CGI进程接管对服务器需完成的相关操作的控制。对于数字化摄像机，它内置的嵌入式WEB 服务器用于控制摄像头采集视频数据、PXA270处理器按MPEG-4格式编码视频数据、按照 CGI进程指定的客户端网络地址传输视频流。对于网络传输主机，它内置的嵌入式TOB服务器用于网络参数的配置，主要有动态域名设定(因为3G网络上网，每一次的本机IP都不相同，开通动态域名，可以把本机与选定的一个固定域名绑定，通过访问这个域名客户端浏览器可以在任何地方获得视频数据)、MAC-IP地址绑定(数字化摄像机的通过网线连接到网络传输主机后，每一次上电后它的IP是变化的，但是它的MAC地址是固定的，通过把MAC地址与设定的1个IP地址绑定， 可以保证IP地址也是固定的)、DMZ主机设置(把绑定的IP地址与申请的固定域名对应，这样访问域名就是访问摄像机)等功能，网络传输主机上电初始化硬件完毕后，通过拨号 3G网络就可以建立可靠的网络链路。另外，上述泥石流视频监测3G网络传输装置的各电子元件均应按照工业级标准选择，电路板遵循电磁兼容原则下设计，以保证系统正常工作和工作的可靠性。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种泥石流视频监测3G网络传输装置，其特征在于，所述装置包括数字化摄像机和网络传输主机，其中所述数字化摄像机包括视频采集模块、核心处理器和网卡模块，所述视频采集模块利用摄像头采集模拟视频信号并转换为数字信号，所述核心处理器压缩处理所述数字信号， 并通过所述网卡模块将处理后的压缩信号输出到所述网络传输主机；所述网络传输主机包括网卡模块、处理器模块和3G传输模块，所述网卡模块接收所述数字化摄像机发送来的压缩视频信号，并通过3G传输模块利用3G网络将压缩视频信号发送到异地进行存储与查看。
2.根据权利要求1所述的泥石流视频监测3G网络传输装置，其特征在于，所述数字化摄像机安置在监测地并对准要监测的地段，所述网络传输主机放置在可有效接收3G信号的区域，所述数字化摄像机和所述网络传输主机之间通过网线连接并互传数据。
3.根据权利要求1所述的泥石流视频监测3G网络传输装置，其特征在于，所述装置采用220V交流供电，或采用12V电源接口并通过太阳能电池板供电。
4.根据权利要求1所述的泥石流视频监测3G网络传输装置，其特征在于，所述可有效接收3G信号的区域是通过在监测现场利用信号监测装置测试3G信号，如果信号强度达到要求则判断该区域为可有效接收3G信号的区域。
5.根据权利要求1所述的泥石流视频监测3G网络传输装置，其特征在于，异地的后台服务器利用网络浏览器通过固定域名实时存储与查看所述网络传输主机发送来的现场视频数据，若发现异常则进行报警处理。
全文摘要
本发明实施例公开了一种泥石流视频监测3G网络传输装置。所述装置包括数字化摄像机和网络传输主机，其中所述数字化摄像机包括视频采集模块、核心处理器和网卡模块，所述视频采集模块利用摄像头采集模拟视频信号并转换为数字信号，所述核心处理器压缩处理所述数字信号，并通过所述网卡模块将处理后的压缩信号输出到所述网络传输主机；所述网络传输主机包括网卡模块、处理器模块和3G传输模块，所述网卡模块接收所述数字化摄像机发送来的压缩视频信号，并通过3G传输模块利用3G网络将压缩视频信号发送到异地进行存储与查看。通过上述装置就能够在3G网络覆盖的地区进行无人值守的实时监测工作，通过互联网远程实时查看和存储现场的图像，在泥石流发生时能够进行实时报警。
文档编号H04N7/18GK102271245SQ201110214568
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者任晨虹, 吴悦, 曹修定, 杨卓静, 殷跃平 申请人:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心