基于td-lte网络的视频监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于TD-LTE网络的视频监控系统。其包括云台、视频通信控制器、网络硬盘录像机和安装在云台上的SDI摄像机，视频通信控制器包括封装成一体化结构的CPU、DDRSDRAM模块、flash模块、A/D转换芯片、FPGA芯片、TD-LTE模块、天线和电源模块，DDRSDRAM模块、flash模块、电源模块分别与CPU连接；SDI摄像机、A/D转换芯片、FPGA芯片、CPU、TD-LTE模块和天线顺次连接，天线通过无线信道连接至网络硬盘录像机；电源模块上设有UPS电源模块。本实用新型节省了配备光纤收发器、铺设光纤所需要的成本和施工时间，简化设备的施工操作，部署方便。
【专利说明】基于TD-LTE网络的视频监控系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及视频监控领域，更具体地，涉及一种基于TD-LTE网络的视频监控 系统。
【背景技术】
[0002] 目前视频监控在安防领域得到越来越多的应用，因此，对视频监控的图像质量、传 输距离和控制方式提出了越来越高的要求。
[0003] SDI (Serial Digital Interface，即数字串行接口）摄像机是安防产品中的一个 种类，由于其无延时，高清晰度，宽动态效果显著等特点，广泛应用在智能交通、安防监控、 机器视觉、医学影像、交通、银行、石化、平安城市等领域。随之与SDI配套的终端设备SDI DVR(DigitalVideoRecorder，即数字视频录像机）出现了，SDI信号传输距离在100米左右， 如果需要远距离传输，需添加SDI光纤收发器设备，如图1所示，工作原理是：SDI摄像机输 出的SDI信号通过同轴电缆传输到光纤收发器的发送端，发送端将SDI信号转换成光信号， 通过光纤传输到SDI接收端，接收端再转换成SDI信号通过同轴电缆传输到SDI DVR中。PC 机通过Internet可以远程访问DVR，观看监控图像。这种方式利用光纤传输，光纤施工成本 高，而且不便于安装。此外，由于光纤铺设的限制，导致摄像机移动性较差，只能固定放置。 实用新型内容
[0004] 本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种可以兼容 各种SDI摄像机，部署方便，成本低廉的基于TD-LTE网络的视频监控系统。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
[0006] 一种基于TD-LTE网络的视频监控系统，包括云台和安装在云台上的摄像机，所述 摄像机为SDI摄像机，所述系统还包括视频通信控制器和网络硬盘录像机，视频通信控制 器包括封装成一体化结构的CPU、DDR SDRAM模块、flash模块、A/D转换芯片、FPGA芯片、 TD-LTE模块、天线和电源模块，其中，DDR SDRAM模块、flash模块分别与CPU连接；A/D转 换芯片的输入端为SDI通用接口，SDI通用接口通过同轴电缆与SDI摄像机连接，其输出端 与FPGA芯片的输入端连接，FPGA芯片的输出端与CPU连接；TD-LTE模块的输入端与CPU连 接，其输出端连接天线，天线通过无线信道连接至网络硬盘录像机；电源模块与CPU连接， 其上设有UPS电源模块。
[0007] 在一种优选的方案中，CPU上设有用于外接以太网的RJ45接口。
[0008] 在一种优选的方案中，所述CPU集成有DSP芯片和AMR芯片。
[0009] 在一种优选的方案中，所述CPU采用CPU GM8126。
[0010] 在一种优选的方案中，所述flash模块为Nand Flash芯片。
[0011] 在一种优选的方案中，所述Nand Flash芯片为128M Nand Flash。
[0012] 在一种优选的方案中，CPU上还设有音频输入输出接口。
[0013] 在一种优选的方案中，CPU上还设有I/O 口，SDI摄像机上设有报警接口，该报警接 口与I/O 口连接。
[0014] 在一种优选的方案中，CPU上设有RS485接口，RS485接口与云台连接。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
[0016] (1)本实用新型的视频监控系统将视频的采集和传输分离，视频的采集通过应用 性最广的SDI摄像机实现，视频的传输摒弃了常规使用的光纤传输，而是采用独立器件-- 视频通信控制器来实现，视频通信控制器采用4G的TD-LTE模块进行无线传输，一方面节省 了配备光纤收发器的成本，也节省了铺设光纤所需要的成本和施工时间，简化了设备的施 工操作，另一方面视频通信控制器为一体化结构，移动性好，方便携带，而且其只需通过同 轴电缆就可以与SDI摄像机实现连接，通过其自带的4G模块就可以连接到网络硬盘录像 机，各部件的安装位置灵活多变，部署非常方便，大大提高了整个系统部署的灵活性，适用 性广，特别是各种移动场景。
[0017] (2)本实用新型的视频通信控制器中设有SDI通用接口，通过同轴电缆就可以连 接各种SDI摄像机，可以兼容各种SDI摄像机，通用性好。
[0018] (3)本实用新型的视频通信控制器中内置了 UPS电源模块，如果常规电源突然断 电，备用UPS电源模块将会迅速启动，无需等待常规电源重启，保证视频通信控制器不间断 工作，进而保证整个系统中视频传输的不间断，系统稳定性好。
[0019] (4) SDI摄像机安装在云台上，利用云台可以进行大范围的扫描监视，从而扩大 SDI摄像机的监视范围。
[0020] (5)本实用新型的视频通信控制器中设有RS485接口连接外接云台，具备了云台 控制功能。
[0021] (6)本实用新型的视频通信控制器中设有RJ45网口作为备份，该RJ45网口可以作 为TD-LTE模块的备份，当没有TD-LTE网络时可以切换至有线网络传输视频至网络硬盘录 像机中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为现有技术中视频监控系统的架构图。
[0023] 图2为本实用新型一种基于TD-LTE网络的视频监控系统具体实施例的架构图。
[0024] 图3为本实用新型中视频通信控制器的具体架构图。
[0025] 1为CPU，2为TD-LTE模块2, 3为天线，4为flash模块，5为DDR SDRAM模块，6为 RS485接口，7为A/D转换芯片，8为RJ45接口，9为音频输入输出接口，10为电源模块，11 为I/O 口，12为FPGA芯片，14为SDI光纤收发器，15为光纤，16为SDI DVR，17为显示器， 18为客户端，20为视频通信控制器，30为SDI摄像机，40为网络硬盘录像机，50为同轴电 缆。
【具体实施方式】
[0026] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0027] 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品 的尺寸；
[0028] 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解 的。
[0029] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，在本实用新型的描述中，需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连， 也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人 员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。
[0030] 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
[0031] 实施例1
[0032] 如图2所示，为本实用新型一种基于TD-LTE网络的视频监控系统。参见图本具 体实施例的一种基于TD-LTE网络的视频监控系统包括视频通信控制器20、SDI摄像机30、 云台和网络硬盘录像机40,视频通信控制器20上的SDI通用接口通过同轴电缆50与SDI 摄像机30连接，视频通信控制器20上的RS485接口与云台连接，视频通信控制器20上的 TD-LTE模块通过无线信道连接至网络硬盘录像机40, SDI摄像机30安装在云台上。
[0033] 其中，视频通信控制器20的一体化架构图如图3所示。参见图3,视频通信控制器， 包括封装成一体化结构的CPU1、DDR SDRAM模块5、flash模块4、A/D转换芯片7、FPGA芯 片12、TD-LTE模块2、天线3和电源模块10,其中，DDR SDRAM模块5、flash模块4分别与 CPU1连接；A/D转换芯片7的输入端SDI通用接口，SDI通用接口通过同轴电缆与SDI摄像 机连接，A/D转换芯片7的输出端与FPGA芯片12的输入端连接，FPGA芯片12的输出端与 CPU1连接；TD-LTE模块2的输入端与CPU1连接，其输出端连接天线3,天线3通过无线信道 连接至网络硬盘录像机；电源模块10与CPU1连接，其上设有UPSQJninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)电源模块；CPU1 上设有 RS485 接口 6，RS485 接口 6连接云台。
[0034] 在本实施例中，前端的SDI摄像机30将采集到的视频数据通过同轴电缆50输出 给独立的视频通信控制器20, SDI信号经过视频通信控制器20中的A/D转换芯片7转换成 数字信号，再通过FPGA芯片12将数字信号转换成BT1120信号，然后输入CPU1内部，CPU1 将BT1120信号通过TD-LTE模块2传到网络硬盘录像机40 (Network Video Recorder， NVR)。
[0035] 在本发明的视频监控系统中，将视频采集和视频传输分离开来，视频采集利用目 前通用的SDI摄像机30实现，视频传输通过集成一体化结构的视频通信控制器20来实现， 其中视频通信控制器20上通过设置SDI通用接口与SDI摄像机实现连接，视频通信控制 器20利用4G网络的无线信道连接到网络硬盘录像机40中，整个系统架构简单，无需SDI 光纤收发器，也无需铺设光纤，施工非常简便，大大节约了铺设光纤所需的成本和时间。其 次，本发明的视频通信控制器20视频通信控制器20集成了视频传输的功能，可以兼容各种 SDI摄像机30,可以独立安装和携带，携带和部署非常方便，进而解除了光纤铺设对各个部 件安装位置的限制，使得各个部件之间的安装位置非常灵活，具有高移动性的特点，适用于 各种移动场景。再者，本发明利用视频通信控制器20将SDI信号转转换成数字信号后还通 过FPGA芯片12转换成BT1120信号，使得本发明的系统能够基于BT1120这一标准的视频 采集协议有利于接口标准化，提高系统的通用性。此外，本系统采用4G网络实现高速的无 线传输方式，能够支持高清视频的传输，从而提高了视频监控质量。
[0036] 在此过程中，本具体实施例的视频通信控制器将各个芯片集成在其内部，对外提 供统一的接口，集成化程度高。其中，视频通信控制器内置的电源模块10 -般采用外部供 电DC12V，而且该电源模块10中内置了 UPS电源模块，如外部供电突然掉电，电源模块10的 UPS电源模块就会迅速启动，无需等待外部供电重启，S卩外部供电的掉电不影响到视频通信 控制器20的正常工作，使得视频的传输能够与SDI摄像机30的视频采集保持一致性，保持 视频采集、视频传输的不间断性，系统的稳定性好。
[0037] 在此过程中，CPU1上的RS485接口 6外接云台，使CPU1具备了云台控制功能。云 台是安装、固定SDI摄像机20的支撑设备，适用于对大范围进行扫描监视，可以扩大摄像机 的监视范围。
[0038] 在具体实施过程中，为了防止TD-LTE网络中断后无法将采集到的视频数据及时 发送出去，本实用新型的CPU1上设有用于外接以太网的RJ45接口 8，该RJ45网口可以作为 TD-LTE无线网络的备份，当没有TD-LTE网络时可以切换至有线网络传输视频。CPU1可以 将BT1120信号通过RJ45接口 8传到网络硬盘录像机中。
[0039] 在具体实施过程中，CPU1上还设有音频输入输出接口 9,该音频输入输出接口 9可 以连通视频通信控制器和PC机进行对讲，在PC机上接上拾音器和音箱将音频软件打开后， 将CPU1上的音频输出接口接音箱，音频输入接口接拾音器后，可以实现设备端和PC端对 讲。
[0040] 在具体实施过程中，CPU1上还设有接收SDI摄像头20报警信号的I/O 口 11。1/ 0 口 11可以作为报警信号的输入输出使用。报警信号由摄像机输出，当摄像机监测到物体 移动、温度改变、声音等事件时就会向该I/O 口 11发出报警信号，报警信号会经过CPU1后 由TD-LTE模块2发送至后台。
[0041] 在具体实施过程中，CPU1可以集成有DSP芯片和AMR芯片。优选地，CPU 1可以采 用CPU GM8126,其封装方式采用TQFP(thin quad flat package,即薄塑封四角扁平封装)， 是具有176个引脚、高速的预算速度、主频可达到800MHZ的多核处理器。CPU GM8126内部 集成了 ARM+DSP，并且又集成了音频放大、网络驱动、实时时钟等，因为此芯片集成度高，省 去了大量的外围器件，从而使芯片工作更稳定可靠。
[0042] 在具体实施过程中，flash模块4可以采用Nand Flash芯片，优选为128M Nand Flash，用于存储系统程序文件和配置信息。
[0043] 在具体实施过程中，DDR SDRAM模块5可以采用三星或现代公司的1G DDR2的闪 存。
[0044] 在具体实施过程中，TD-LTE模块2利用的是4G无线网络，其封装可以采用Mini PCI Express，采用USB 2. 0 High Speed，使TD-LTE模块2和CPU1进行数据传输。优选地， 一个CPU1可以对应采用一个或多个TD-LTE模块2,如图2所示为采用了 2个TD-LTE模块 2〇
[0045] 相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
[0046] 附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[〇〇47] 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以 穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在 本实用新型权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种基于TD-LTE网络的视频监控系统，包括云台和安装在云台上的摄像机，其特 征在于，所述摄像机为SDI摄像机，所述系统还包括视频通信控制器和网络硬盘录像机，视 频通信控制器包括封装成一体化结构的CPU、DDR SDRAM模块、flash模块、A/D转换芯片、 FPGA芯片、TD-LTE模块、天线和电源模块，其中，DDR SDRAM模块、flash模块分别与CPU连 接；A/D转换芯片的输入端为SDI通用接口，SDI通用接口通过同轴电缆与SDI摄像机连接， 其输出端与FPGA芯片的输入端连接，FPGA芯片的输出端与CPU连接；TD-LTE模块的输入 端与CPU连接，其输出端连接天线，天线通过无线信道连接至网络硬盘录像机；电源模块与 CPU连接，其上设有UPS电源模块。
2. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，CPU上设有 用于外接以太网的RJ45接口。
3. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，所述CPU集 成有DSP芯片和AMR芯片。
4. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，所述CPU采 用 CPU GM8126。
5. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，所述flash 模块为Nand Flash芯片。
6. 根据权利要求5所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，所述Nand Flash 芯片为 128M Nand Flash。
7. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，CPU上还设 有音频输入输出接口。
8. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于，CPU上还设 有I/O 口，SDI摄像机上设有报警接口，该报警接口与I/O 口连接。
9. 根据权利要求1至8任一项所述的基于TD-LTE网络的视频监控系统，其特征在于， CPU上设有RS485接口，RS485接口与云台连接。
【文档编号】H04N7/18GK203851241SQ201420222046
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】温成, 林湧双, 朱坤元, 詹鹏飞, 过松, 许钊宇 申请人:中国移动通信集团广东有限公司