远程视频传输系统的制作方法
【专利摘要】一种远程视频传输系统，包括：无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有摄像头、所述摄像头采集到的视频数据通过有线和/或无线网络传输到远程终端；其特征在于：所述摄像头依次包括：焦距为f1的双凸透镜，焦距为f2的弯月形透镜，用于承接图像的图像传感芯片，其中f1/f2比值在-0.2到-0.8之间，设由所述双凸透镜和弯月形透镜组合的成像系统的焦距为f，则f1/f的比值在1.25-2.5范围内取值。
【专利说明】远程视频传输系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息【技术领域】，具体涉及一种远程视频传输系统。
【背景技术】
[0002]远程视频传输系统在信息【技术领域】应用极为普遍，专利文献W099/23833A1公开了一种新型的视频传输系统，用于在数字视频网以及数字视频和数据传输系统中保持时序同步，使得能够通过通信信道向终端用户传输诸如互联网数据、普通老式电话业务(P O TS)的数字视频内容、双向数据服务。信道通常是在电话公司中心站与用户房屋之间延伸的铜线对，但是可以是支持压缩数字视频、双向数据，诸如互联网数据和P O T S通信的任何任何通信媒质，事实上可以是无线连接。数字视频和数据传输系统利用总线或广播底板，由包含在中心站内的电路形成。广播底板使得每个终端用户可以获得多个视频节目数据，并允许多个终端用户获得多个视频节目内容，而不需要把整个节目内容传输给每个用户。数字视频和数据传输系统利用新型结构使得数字视频信号时序同步，以便确保所接收的数字视频节目质量高，并符合M P E G — 2标准。
[0003]专利文献W02004/077832A1公开了一种视频接收装置、一种视频发送装置、及一种视频传输系统，其即使在由于网络中的接收终端移动而造成的频带大幅度变化的情况下也能够实现无缝视频传输，其中所述网络包括其传输频带是可变的无线电网络。在该系统中，当该视频接收装置移动时，该视频发送装置最大限度地降低分层编码数据(h i e r archical encoding data)的基层频带。当该基层的频带以这种方式被降低时，最低扩展层的频带被增加以抑制由于降低基层对另一终端的接收图像质量所带来的影响，或者最低扩展层被分割为多个小部分以增加频带变化期间频带的可调性。
[0004]但是在现有技术的传输系统中大多不集成有远程摄像头，而且现有的用于远程视频传输系统中的摄像头多数体积过大，成像不够清晰等诸多的不足与缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:解决现有技术中的不足与缺陷，提供一种新型的远程视频传输系统，该系统结构合理，可靠性高，能够提供清晰的全方位的监控视频信息。具体技术方案如下:
[0006]一种远程视频传输系统，包括:无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有摄像头、所述摄像头采集到的视频数据通过有线和/或无线网络传输到远程终端；其特征在于:所述摄像头依次包括:焦距为fl的双凸透镜，焦距为f2的弯月形透镜，用于承接图像的图像传感芯片，其中fl/f2比值在-0.2到-0.8之间，设由所述双凸透镜和弯月形透镜组合的成像系统的焦距为f，则fl/f的比值在1.25-2.5范围内取值。
[0007]所述双凸透镜和所述弯月形透镜的至少一个表面为非球面。
[0008]还包括网络监控模块，其包含依次连接的若干网关、信息采集终端、服务器与远程终端。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的远程视频传输系统结构图；
[0010]图2本发明的摄像头的结构示意图。
[0011]图3是本发明视频监控系统的节点分族示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0013]如图1所示，本发明所述远程视频传输系统，设置有若干无线自组网100来对应监控不同的环境区域；每个无线自组网100通过网关200定期发送数据至信息采集终端300，由信息采集终端300汇总并上传本区域的监测数据至服务器400存储；用户可通过远程终端500访问服务器400，查询所有区域的实时或历史环境数据。
[0014]配合参见图1，每个无线自组网100包含的若干节点110，是整个远程视频传输系统最基础的环节。以下介绍所述无线自组网100的节点110硬件:
[0015]每个节点110设置有用于环境参数采集的摄像头，以及无线通信模块，其通过数字式、模数转换式、开关量式等各种接口与所述摄像头连接。
[0016]所述无线通信模块是通用化设计，仅需要更换传感器不同的所述摄像头。
[0017]所述无线通信模块30设置有射频传输模块及功率放大模块，既能将本节点110中摄像头采集的环境数据直接发送给网关200，还能作为路由器，中继其他节点110的传输数据，以此构成含该若干节点110的所述无线自组网100结构。
[0018]优选TI公司的CC2430型片上系统射频传输芯片及CC2591型功率放大芯片来实现，使无线通信模块30工作在2.4GHz的通信频率下，保证通讯的质量和安全。在空旷区域，点对点的有效传输距离可以达到800米。
[0019]为了更适用于野外布置，还配备含3f5w太阳能电池和2000mAh锂电池的电源模块，与所述摄像头和无线通信模块分别连接并供电。
[0020]以下介绍所述无线自组网100的节点110软件:
[0021]与上述节点110的硬件相匹配，开发了基于TinyOS操作系统的节点110底层软件中，适应环境监控需求的应用程序及路由协议，对节点110的数据采集、通讯路由和能源分配进行管理，控制采集的数据在节点110之间、节点110与网关200之间的传输。
[0022]基于TinyOS系统的组件化架构，本发明将每个节点110的传感器等硬件资源，分别映射成一个或多个易于操作的硬件抽象组件；其作为系统最底层的组件，直接对硬件资源进行操作，但向上层组件屏蔽了具体硬件，仅提供相应的接口方便上层组件调用，因而，使整个系统具有良好的可移植性。
[0023]多个功能相对应的下层组件可连接形成上一层更大的组件。上层组件与下层组件之间设置双向的接口，上层组件以命令(co_and)形式调用下层组件，而下层组件通过事件(event)形式向上层组件进行反馈。
[0024]最上层的组件是用户编写的高层软件组件，其通过配置文件连接并调用组件库中多个下层组件，实现整个节点110中如路由建立、数据传输等各种应用程序的功能。[0025]所述高层软件组件与所述硬件抽象组件之间还连接有合成硬件组件，其作为接口转换或用于不同数据格式的转换，实现高于硬件抽象组件的功能，例如，在所述无线通信模块中设置有用于“位”与“字节”转换的合成硬件组件，其将数据以字节为单位与上层组件交互，以位为单位与下层组件进行交互。
[0026]由于环境监控的节点110众多、覆盖范围广，而每个节点110的能量有限，其能量消耗又与频率和传送距离都是正相关的。因此，如何合理地使用无线自组网100中各个节点110的有限能量，使得整个网络保持连通性的时间更长，成为衡量该网络中路由性能的一个重要指标。而若某些节点110因为能量耗尽而停止工作时，所述无线自组网100的拓扑结构会发生改变，节点110的路由设置需要能够适应这种动态变化。
[0027]针对上述环境监控的特点与通信需求，所述无线自组网100的网络层，需要能根据每个节点110获得的局部信息，来决策并优化全局行为，而进行路由生成与路由选择。另夕卜，由于节点110间存在冗余信息，路由协议的设计通常需要兼顾数据融合功能，在传输路径的中间节点110上，对转发的数据进行数据融合，减少传送的信息量，从而节约能耗。
[0028]如图3所示，以下介绍本发明中，基于层次化设计的两种路由机制。
[0029]其中，基于分簇的层次性路由，设置有周期性的簇建立阶段和稳定的数据传输阶段，稳定的数据传输阶段要远大于分簇建立阶段以减小分簇带来的能量开销。
[0030]在分簇建立阶段，相邻的若干节点110之间动态地自动形成簇120，其中每个节点110等概率地随机称为簇首121。在数据传输阶段，簇120内其他节点110把数据发送给簇首121，由簇首121进行数据融合并把结果发送给汇聚点，所述汇聚点可以是网关200或其他簇120中用于中继的节点110。
[0031]由于簇首121需要完成数据融合、与汇聚点通信等工作，簇首121的能量消耗非常高，各节点110需要等概率地担任簇首121，使网络中所有节点110能够比较均衡地消耗能量，有利于延长整个网络的生存期。可见，分层利于网络的扩展性，数据融合能够减少通信量。
[0032]为了及时应对突发事件，在簇首121选取后，簇首121把绝对阈值和相对阈值两个参数广播给簇120内其他节点110。每个节点110持续地采集环境数据，当采集的数据第一次大于绝对阈值时，节点Iio将其记录下来，同时发送给簇首121 ;在以后的时间内，该节点110只有在其采集的数据大于绝对阈值，而且与前一次记录结果之差大于相对阈值时，才对数据进行记录并发送给簇首121。因此，对于突发事件能够及时响应；对于持续发生的突发事件，相邻两次数据之差不大于阈值时，无需不断地发送数据，减少了通信流量。
[0033]以下进一步介绍本发明所述远程视频传输系统中的其他部分:
[0034]如图1所示，每个所述无线自组网100将其下所属各节点110采集的环境数据通过网关200，以串口、USB 口等传统通讯方式，与所述信息采集终端300连接。
[0035]所述信息采集终端300，包含基于.NET、Windows的计算机301 (PC)，或基于PXA270、WINCE的移动设备302，通过对应设置采集程序，对所述环境数据进行临时存储和查询，并在用户指定操作或规定时长下，以有线或无线方式上传至服务器400。
[0036]采用因特网B/S架构的所述服务器400,通过设置基于Web Services技术的输入模块401，将所述信息采集终端300发送的数据存入数据库402 (SQLServer)中，并对外提供WEB服务器功能。[0037]远程终端500包含与因特网连通的计算机终端501(PC)，或通过GPRS等方式上网的手机、PDA等移动终端502 ;用户通过该远程终端500上设置的WEB浏览器，对服务器400上的数据进行访问。所述服务器400中对应设置有处理计算机终端501 (PC)及移动终端502请求的服务程序403。
[0038]所述计算机终端501 (PO上采用AJAX、FLASH技术实现富客户端，如对应不同监测区域查询其中特定节点110实时采集的环境监测数据，或是对历史监测数据进行统计管理等。在所述移动终端502上应用J2ME，从而可在大部分移动终端502设备上操作，获取与计算机终端501类似的信息。
[0039]综上所述，本发明所述远程视频传输系统中，每个节点110的摄像头分别监测不同的环境数据；由节点110的底层软件进行通讯、路由和能源分配的管理，控制通用设计的无线通信模块30，将本节点110采集的环境数据发送至中继的节点110或网关200，构成所述无线自组网100的结构。
[0040]每个无线自组网100通过网关200定期发送数据至信息采集终端300，由信息采集终端300汇总并上传本区域的监测数据至服务器400存储。用户可通过远程联网的计算机终端501或移动终端502等访问服务器400，查询所有监测区域的实时及历史环境数据，方便进行统计分析等后续数据处理工作。
[0041]因此，本发明将无线自组网技术与互联网技术相结合，实现了对环境分区域的采集、汇总、存储、筛选和分析直至终端显示和处理的完整监控，以此可获得精确的区域环境参数，为环境保护和环境治理提供科学的依据。
[0042]所述摄像头，具有如下结构特征:图2表示本发明的一个实施方式的摄像头组件。图示的摄像头组件X主要包括第一透镜A ;第二透镜B ;保持该两个透镜A，B的框体状的保持件I ;基板2 ;装载于该基板2上的图像传感器芯片3 ;支架4，该支架4设置于保持件I和基板2之间。第一透镜A包括形成于其中间部分的透镜部Al和围绕该透镜部Al的外周的平坦边缘部A2。同样，第二透镜B包括形成于其中间部分的透镜部BI和围绕该透镜部BI的外周的平坦边缘部B2。通过这些透镜部Al、B1，使从被摄景物行进的光汇聚，上述被摄景物的像在图像传感器芯片3上成像。上述两个透镜A、B的平坦边缘部A2、B2相互连接，并且与保持件I的内部紧密贴合。另外，在两个透镜A、B中的透镜部A1、B1之间，形成有空间部。象这样，通过采用2个透镜A，B，与单一的透镜的场合相比较，可增加数值口径，抑制拍摄图像的变形的发生，并且可使拍摄图像鲜明。
[0043]上述两个透镜中透镜A为双凸透镜，透镜B为弯月形透镜，设透镜A的焦距为Π，透镜B的焦距为f2，整个系统的焦距为f，则fl/f2在-0.2到-0.8之间，fl/f在1.25-2.5之间。研究表明，在上述数值范围内时，光线通过上述两个透镜后的成像质量较高，具体而言，其成像畸变较小，整个光学系统的体积较小。
[0044]上述保持件I比如，由热可塑性树脂形成。在该保持件I的顶壁8上，形成有曝光用开口 5。在该保持件I上，设置有多个接合突起6和多个熔接突起7，该多个接合突起6用于将透镜A、B保持在保持件I的内部，该多个熔接突起7用于将保持件I固定于支架4上。各接合突起6和熔接突起7均象图2所示的那样，通过使与保持件I成整体形成的前部尖状突起6’、7’变形而形成。
[0045]支架4通过比如热可塑性树脂，以框架体形成。在其上部，形成有外部台阶面9和内部台阶面10。保持件I以熔接方式通过熔接突起7，固定于外部台阶面9。在内部台阶面10上，安装有光学滤光器12。该光学滤光器12比如为红外线隔断滤光器，其作用在于通过使截断红外线后的光，由图像传感器芯片3进行感光，获得鲜明的拍摄图像。在支架4的底部，形成有开口 11，基板2按照将该开口 11封闭的方式安装。
[0046]基板2可以为正方形或长方形的平板状，在其上面形成有具有多个导体衬垫的布线图案(衬垫以外的部分在图中未示出)。在图示的实施方式中，在基板2的背面，设置有与各导体衬垫导通的多个端子。通过采用该多个端子，可实现图像传感器组件X的平面安装。
[0047]装载于基板2上的图像传感器芯片3为比如CXD型或MOS型的固体摄像器件。在图像传感器芯片3中，设置有感光部14，该感光部14感受从两个透镜A、B透过的光；多个电极15，该多个电极15通过导线17，与各导体衬垫13连接；光电转换部(图中未示出)。图像传感器芯片3将通过感光部4接收的光在上述光电转换部中，转换为与该感光量相对应的电荷，从电极15输出该电荷。
[0048]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
【权利要求】
1.一种远程视频传输系统，包括:无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有摄像头、所述摄像头采集到的视频数据通过有线和/或无线网络传输到远程终端；其特征在于:所述摄像头依次包括:焦距为fl的双凸透镜，焦距为f2的弯月形透镜，用于承接图像的图像传感芯片，其中fl/f2比值在-0.2到-0.8之间，设由所述双凸透镜和弯月形透镜组合的成像系统的焦距为f，则fl/f的比值在1.25-2.5范围内取值。
2.如权利要求1所述的视频传输系统，所述双凸透镜和所述弯月形透镜的至少一个表面为非球面。
3.如权利要求1所述的视频传输系统，还包括网络监控模块，其包含依次连接的若干网关、信息采集终端、服务器与远程终端。
【文档编号】H04N5/225GK103813132SQ201210453724
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】耿振民 申请人:无锡华御信息技术有限公司