专利名称：便携式电力实时工况巡检终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能无线视频监控终端，具体来讲，是一种便携式电力实时工况巡检终端，适合电力巡检中的输电线路、变电站设备的状态检测及抢修工作。
背景技术：
电力设施属于国家基础能源建设，具有举足轻重的作用，电力建设和维护过程中， 输电线路及电力设备的状态监测尤为重要，巡检是一种重要的状态监测方式，当前的电力巡检主要通过巡检车辆到达现场通过打电话报告、拍照片等形式进行输电线路状态监测， 使用极为不便。现在市场上的监测设备往往使用的是GSM、GPRS等二代或2. 5代无线通信网络，带宽受限，因此视频质量无法得到保证。随着社会经济的高速发展，3G无线通信网络的建设已经如火如荼的展开，3G网络带宽最高可达2Mbps，可以较稳定的传输多路清晰视频监控图像，WLAN等无线局域网络则可以提供带宽更为可观的无线通信网络，只是覆盖范围有限，将二者结合，以3G网络为核心，节点网络选择WLAN则是当前较为流行的一种组网方式。当前的电力巡检经常要到山区等交通不便的地方监测输电线路状态，当需要进入山区等车辆无法到达的场合进行监控时，通常的监控设备往往无能为力，另外由于车辆可以提供较稳定的电源，因此功耗较大。本实用新型主要提供一种一体化、便携式、多功能无线实时工况巡检终端，结构简单、功能齐全、功耗小，非常适合山区、屋顶等地形复杂场合使用。
发明内容为了提高监控终端传输图像的质量和稳定性，增强无线监控终端的便携性、功能多样性和集成度。本实用新型提供一种便携式电力实时工况巡检终端，以3G CDMA无线通信网络为通信载体，将3G无线视频编码器及GPS定位、监控摄像机、电池、监视器以及活动支架集成在一个便携箱体内，大大提高了系统集成度、图像质量以及应用的灵活程度，同时支持双向语音通话、本地监控显示以及远程控制等功能，为电力巡检终端市场提供了一款高性能、极具竞争能力的便携式产品。本实用新型的技术方案是这样实现的该终端集成在便携式移动箱体内，包括可调焦监控摄像机、3G无线视音频编码及 GPS定位单元、锂电池及充放电管理单元、液晶显示单元、可升降活动支架，可调焦监控摄像机通过螺纹安装在可升降活动支架上，它通过视音频线及RS232数据线与3G无线视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元连接，锂电池及充放电管理单元与可调焦监控摄像机、 3G无线网络视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元通过电源线连接，提供电源供应。所述可调焦监控摄像机选用带变焦镜头的枪型摄像机并且可拆卸，非工作状态放置在箱体内，3G无线视音频编码及GPS定位单元通过RS485接口连接到可调焦监控摄像机控制摄像机镜头变焦。所述3G无线视音频编码及GPS定位单元包括信号处理单元、3G无线通信单元、GPS 卫星定位单元及存储单元，信号处理单元与可调焦监控摄像机连接，对输入的模拟视音频进行模数转换、压缩编码和信道编码，产生复合码流输出到无线通信单元，同时接收GPS卫星单元的定位信息，输出到3G无线通信单元，3G无线通信单元由3G CDMA无线模块和高增益天线构成，通过USB接口和信号处理单元连接，将信号处理单元产生的视音频压缩码流、 GPS位置信息和其他数据信息通过3G网络发送到远程监控服务器中，GPS卫星定位单元通过RS232串口与信号处理单元连接，解析全球定位信息，存储单元与信号处理单元以总线方式连接，由SDRAM、TF卡、Flash构成。所述锂电池及充放电管理单元包括锂电池、恒流充电器及放电管理单元，恒流充电器以直流方式对锂电池进行充电。所述可升降活动支架通过螺丝固定在箱体外侧，由支架和万向座构成，支架可伸缩，万向座与支架刚性连接。本实用新型的有益效果是(1)采用集成一体化设计，将摄像头、视音频编码器、GPS定位、监控显示器以及电源等单元集成在一个箱体之内，重量轻，使得终端设备具备较强的可移动性，使用者可以携带设备到达任何监控点，本实用新型结构简单，架设操作方便，具备较强的环境适应能力。(2)使用3G CDMA移动通信网络作为无线通信载体，有效提高了图像传输质量，利用3G网络的广覆盖性大大增强了设备的使用范围。(3)设备具有GPS定位功能，巡检集控中心可以方便获取设备的位置信息，迅速定位实施工况巡检对应的输电线路线及变电设备信息。(4)监控摄像头可拆卸且镜头可变焦，支架可伸缩并可任意方向旋转，提高了终端设备的监控范围和可操作性。(5)监视器选用4. 3时液晶显示器，其他器件均选用低功耗产品，电池则选择可充电、寿命长、稳定性好的大容量锂电池，大大延长了终端设备的可工作时间。
图1是本实用新型的外型及内部结构图。图2是本实用新型的元器件连接图。图3是图2中3G无线视音频编码及GPS定位单元结构原理图。
具体实施方式
图1是本实用新型的外型及内部结构图。设备被集中安装在一个带手柄的箱体内，箱体长、宽、高分别为48Cm、32Cm、16Cm。本实用新型总共可分5个部分，包括可调焦监控摄像机1、3G无线视音频编码及GPS定位单元2、锂电池及充放电管理单元3、液晶显示单元4、可升降活动支架5。工作时，箱体打开并由支撑架固定，可调焦监控摄像机1安装在活动支架5的万向座之上，通过箱体和万向座的旋转进行方向调整，监控摄像机电源线及视频线沿可升降活动支架5固定，一端连接在可调焦监控摄像机1上，一端通过箱体内壁连接在3G无线视频音频编码及GPS定位单元2上，终端设备工作完成后可调焦监控摄像机 1拆卸放置在箱体内专用空间中，可升降活动支架5通过螺丝固定在箱体外侧，可以手动调节支架高度，调整监控角度。锂电池及充放电管理单元3包括锂电池、恒流充电器及放电管理单元，恒流充电器以直流方式对锂电池进行充电，放电管理单元确保锂电池不会出现过放电现象，从而延长电池寿命。锂电池为12V电源输出、12V直流输入、容量20AH，充电器为 220V交流输入、12V直流输出的恒流充电器。液晶显示单元4选用4. 3英寸16 9液晶显示器，分辨率440*272，12V直流供电，视音频输入选用标准视音频接口，显示单元通过螺丝固定在箱盖内层。可升降活动支架( 通过螺丝固定在箱体外侧，由铝合金支架和铝合金万向座构成，铝合金支架可伸缩，最长可达300mm，最短150mm，万向座与支架刚性连接，长度180mm，旋转角度最大240度。箱体前外侧安装红色电源指示灯和绿色工作状态灯，由发光二极管构成，电源指示灯显示终端设备电源是否正常，工作指示灯指示终端设备的工作状态，包括正常、视频源异常、无线网络异常、存储设备异常等状态。参照图2所示，可调焦监控摄像机1支持PAL/NTSC制式，420线解析度，输出CVBS 全电视模拟信号及模拟音频信号，使用信号分路器将模拟视音频信号一路传输到4. 3时液晶监控显示器显示监控画面，另一路传输到3G无线视音频编码及GPS定位单元2进行视音频压缩编码并接收GPS信息，3G无线视音频编码及GPS定位单元2首先将输入的模拟视音频信号转换成数字信号，视频转换为CIF格式，然后采用H. 264压缩标准进行数字视频压缩，输出压缩码流码率3841cbpS-2MbpS可调，音频采用G. 721压缩标准进行数字音频压缩， 并完成视音频压缩码流的复合，同时接收卫星GPS定位信息，通过3G通信网络发送到远端的集控中心并在本地TF卡存储，另外，3G无线视频音频编码及GPS定位单元2通过RS485 总线控制监控摄像机的变焦动作，调整监控画面质量和角度。锂电池及充放电管理单元3 为监控摄像机1、监控显示器4和3G无线视音频编码及GPS定位单元2提供12V电源输入， 监控显示器在需要的时候才工作，以降低终端设备功耗。参照图3所示，主要包括信号处理单元、3G无线传输单元、GPS卫星定位单元和存储单元。其中信号处理单元由A/D芯片、中央处理器DM6446、电源模块、接口电路构成， A/D分别选用视频模数转换芯片TVP5150M及音频模数转换芯片TLV320AIC23BPW，分别将采集的模拟视频信号及音频信号转换成数字信号，中央处理器选用专用多媒体处理芯片 DM6446，完成数字视音频信号的去噪、放大、压缩、码流复合、GPS信息转发功能，DM6446是 TI公司针对多媒体处理领域推出的一款高性能处理芯片，采用ARM+DSP的双核架构，ARM 部分完成滤波、视音频压缩、GPS信息转发、码流复合，而运算复杂的视频压缩部分则由处理速度较快的DSP部分完成。电源模块包括TPS54386PWP及MP2359DT将12V直流转换成 3. 3V、1. 8V、1. 2V等电压为DM6446、A/D芯片及无线传输模块合适的提供电源供应，接口电路包括RS485接口 MAX3221、USB接口 EP560以及看门狗MM74HCT00M，分别负责监控摄像机控制、无线传输模块的信息互通以及系统的安全监控。3G无线传输单元包括3G无线射频模块和高增益天线，3G无线射频模块选用华为3G CDMA EVDO标准的EM700，该芯片支持 900MHz/1800MHz两种通信频率，通过USB接口与信号处理单元连接，所选3G天线采用基于分集技术的双天线设计。GPS单元选用内置天线的GPS模块，GPS模块选用SkyNav公司的 G25模块，低功耗，通过RS232接口与信号处理器连接。存储单元包括DDR II SDRAM、TF卡以及FLASH，其中DDR II SDRAM为动态内存，容量512MB用于视音频压缩算法涉及到的中间数据，TF卡用于存储本地压缩格式的监控文件，容量支持16G，Flash存储系统配置文件，系统启动时调用。该终端集成在便携式移动箱体内，包括可调焦监控摄像机、3G无线视音频编码及 GPS定位单元、锂电池及充放电管理单元、液晶显示单元、可升降活动支架，可调焦监控摄像机通过螺纹安装在可升降活动支架上，它通过视音频线及RS232数据线与3G无线视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元连接，锂电池及充放电管理单元与可调焦监控摄像机、 3G无线网络视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元通过电源线连接，提供电源供应。可调焦监控摄像机选用带变焦镜头的枪型摄像机并且可拆卸，非工作状态放置在箱体内的专用空间内，3G无线视音频编码及GPS定位单元通过RS485接口连接到可调焦监控摄像机控制摄像机镜头变焦。3G无线视音频编码及GPS定位单元包括信号处理单元、3G无线通信单元、GPS卫星定位单元及存储单元，信号处理单元与可调焦监控摄像机连接，对输入的模拟视音频进行模数转换、压缩编码和信道编码，产生复合码流输出到无线通信单元，同时接收GPS卫星单元的定位信息，输出到3G无线通信单元，3G无线通信单元由3G CDMA无线模块和高增益天线构成，通过USB接口和信号处理单元连接，将信号处理单元产生的视音频压缩码流、GPS 位置信息和其他数据信息通过3G网络发送到远程监控服务器中，GPS卫星定位单元通过 RS232串口与信号处理单元连接，解析全球定位信息，存储单元与信号处理单元以总线方式连接，由SDRAM、TF卡、Flash等构成，存储信号处理算法涉及的中间数据及本地监控录像文件。所采用的高增益3G天线采用基于分集技术的双天线设计，使得无线通信信号强度更高更稳定。锂电池及充放电管理单元包括锂电池、恒流充电器及放电管理单元，恒流充电器以直流方式对锂电池进行充电，放电管理单元确保锂电池不会出现过放电现象，从而确保电池更长的寿命。可升降活动支架通过螺丝固定在箱体外侧，由支架和万向座构成，支架可伸缩，万向座与支架刚性连接。本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型应不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种便携式电力实时工况巡检终端，其特征在于该终端集成在便携式移动箱体内，包括可调焦监控摄像机(1)、3G无线视音频编码及GPS定位单元O)、锂电池及充放电管理单元(3)、液晶显示单元G)、可升降活动支架(5)，可调焦监控摄像机(1)通过螺纹安装在可升降活动支架(5)上，它通过视音频线及RS232数据线与3G无线视音频编码及GPS定位单元( 及液晶显示单元(4)连接，锂电池及充放电管理单元C3)与可调焦监控摄像机 (1)、3G无线网络视音频编码及GPS定位单元⑵及液晶显示单元⑷通过电源线连接，提供电源供应。
2.根据权利要求1所述的便携式电力实时工况巡检终端，其特征在于所述可调焦监控摄像机(1)选用带变焦镜头的枪型摄像机并且可拆卸，非工作状态放置在箱体内，3G无线视音频编码及GPS定位单元( 通过RS485接口连接到可调焦监控摄像机(1)控制摄像机镜头变焦。
3.根据权利要求1所述的便携式电力实时工况巡检终端，其特征在于所述3G无线视音频编码及GPS定位单元( 包括信号处理单元、3G无线通信单元、GPS卫星定位单元及存储单元，信号处理单元与可调焦监控摄像机(1)连接，对输入的模拟视音频进行模数转换、 压缩编码和信道编码，产生复合码流输出到无线通信单元，同时接收GPS卫星单元的定位信息，输出到3G无线通信单元，3G无线通信单元由3G CDMA无线模块和高增益天线构成， 通过USB接口和信号处理单元连接，将信号处理单元产生的视音频压缩码流、GPS位置信息和其他数据信息通过3G网络发送到远程监控服务器中，GPS卫星定位单元通过RS232串口与信号处理单元连接，解析全球定位信息，存储单元与信号处理单元以总线方式连接，由 SDRAM、TF 卡、Flash 构成。
4.根据权利要求1所述的便携式电力实时工况巡检终端，其特征在于所述锂电池及充放电管理单元(3)包括锂电池、恒流充电器及放电管理单元，恒流充电器以直流方式对锂电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的便携式电力实时工况巡检终端，其特征在于所述可升降活动支架( 通过螺丝固定在箱体外侧，由支架和万向座构成，支架可伸缩，万向座与支架刚性连接。
专利摘要本实用新型公开一种便携式电力实时工况巡检终端，该终端集成在便携式移动箱体内，可升降活动支架通过螺丝固定在箱体外侧，长度可以伸缩升降，可调焦监控摄像机通过螺纹安装在活动支架上，非工作状态拆卸后放在箱体专用空间内，可调焦监控摄像机通过视音频线及RS232数据线与3G无线视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元连接，锂电池及充放电管理单元与可调焦监控摄像机、3G无线网络视音频编码及GPS定位单元及液晶显示单元通过电源线连接，提供电源供应。本实用新型集成了GPS定位、视音频编解码、3G无线通信等多种功能，具有一体化、便携式、低功耗等特点，适合电力日常维管中对输电线路、变电站等设备的巡检、抢修工作。
文档编号H04N7/18GK202035098SQ201120100418
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者孔志战, 季斌伟, 张方, 张鹏, 窦晓军, 罗建勇 申请人:陕西电力科学研究院