基于4g网络的农业生产环境异步无线视频监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，涉及视频监控【技术领域】。包括：控制指令编辑发送设备、开源硬件平台、视频采集系统、视频服务器、视频接收设备和电源；所述控制指令编辑发送设备、所述视频采集系统均与所述开源硬件平台相连，所述开源硬件平台通过4G网络与所述视频服务器相连，所述视频服务器与所述视频接收设备通过互联网相连；所述电源为所述开源硬件平台和所述视频采集系统供电。采用该装置实现了对视频采集系统的远程控制，以及视频数据的异步无线传输，进而实现了对农业生产环境的视频监控。
【专利说明】基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及视频监控【技术领域】，尤其涉及一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置。
【背景技术】
[0002]农业生产环境的监控是保证农业生产安全和高效管理的有效手段。目前，农业生产环境的安全管理大多利用周界安全防范装置辅助进行安防管理，周界安全防范装置包括围墙或铁栅栏等。
[0003]采用上述监控装置辅助农业生产环境的安防管理，有可能不能及时发现和处理非法入侵，从而有可能造成严重的经济损失，更有甚者，造成人员伤亡和农产品或作物损毁，对人身安全和农业生产形成威胁。
[0004]由于现有技术中的农业生产环境监控装置，不能保证及时发现非法入侵，所以，对农业生产环境来说，需要有一套先进、科学、实用、经济且性能稳定可靠的安全防范监控装置，以更好地保护农业生产环境的财产及人员的安全，最大程度的防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反应速度，给农民提供一个良好的工作环境。
[0005]随着计算机、网络、信息与通信、音视频编解码、流媒体等技术的日趋成熟与完善，在安防市场巨大的需求推动下，视频监控技术正在向着数字化、网络化、智能化的方向发展，视频监控由目视解释转变为自动解释是视频监控技术的飞跃，也是安防技术发展的必然。
[0006]目前视频监控主要用于以下领域:
[0007]1、人数统计:统计穿越入口或指定区域的人或物的数量。例如可为商场统计每天的客流量。
[0008]2、车牌识别:识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此技术可应用于车辆黑名单追踪。
[0009]3、事件检测:对视频进行周界监测与异常行为分析。异常行为包括双向越界、单向越界、进入禁区、离开禁区、徘徊、无人值守、骤变、人员聚集、烟雾检测、快速运动、逆行、打架等事件。
[0010]4、视频诊断:对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像头故障做出准确判断并发出报警信息。该技术可应用于平安城市的建设中，自动检测摄像机的状态，从而减轻维护人员的工作强度。
[0011]而视频监控技术在农业生产环境监控中却几乎没有应用，主要原因为:目前使用的大多数视频监控系统需要通过互联网，借助PC客户端实现远程云台控制，而农业生产环境的地理位置偏远，缺乏互联网支持，因此无法实现随时随地的云台控制，也无法实现监控数据的传输，从而无法实现对农业生产环境的监控。
实用新型内容
[0012]本实用新型的目的在于提供一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0013]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0014]一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，包括:控制指令编辑发送设备、开源硬件平台、视频采集系统、视频服务器、视频接收设备和电源；所述控制指令编辑发送设备、所述视频采集系统均与所述开源硬件平台相连，所述开源硬件平台通过4G网络与所述视频服务器相连，所述视频服务器与所述视频接收设备通过互联网相连；所述电源为所述开源硬件平台和所述视频采集系统供电。
[0015]具体地，所述开源硬件平台包括4G网卡、处理器和存储器，所述4G网卡、存储器均与所述处理器通信连接；所述控制指令编辑发送设备与所述4G网卡通信连接。
[0016]具体地，所述处理器采用ARM1176JZF-S内核。
[0017]具体地，所述视频采集系统包括步进电机、云台和摄像机，所述摄像机安装在所述云台上，所述步进电机与所述云台相连；所述步进电机和所述摄像机均与所述处理器通信连接；所述摄像机与所述存储器通信连接。
[0018]具体地，所述处理器上设置有GP10端口，所述步进电机和所述摄像机均通过所述GP10端口与所述处理器通信连接。
[0019]具体地，所述控制指令编辑发送设备与所述4G网卡通过短信服务系统连接。
[0020]具体地，所述控制指令编辑发送设备包括具有短信编辑发送功能的手机、平板电脑和/或PC机。
[0021]具体地，所述视频接收设备包括手持移动终端和/或PC机。
[0022]具体地，所述手持移动终端包括智能手机和/或平板电脑。
[0023]具体地，所述视频服务器采用流媒体视频服务器。
[0024]本实用新型的有益效果是:通过采用本实用新型实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，可以实现对视频采集系统的远程控制，同时通过4G网络实现视频数据的传输，从而实现了对农业生产环境的视频监控，进而能够保证及时发现非法入侵，更好地保护农业生产环境的财产及人员的安全，最大程度的防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反应速度，给农民提供一个良好的工作环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置的结构示意图；
[0026]图2是本实用新型实施例提供的开源硬件平台和视频采集系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]为了使用视频监控技术对农业生产环境进行监控，且能够解决由于农业生产环境中缺乏互联网支持，无法实现云台的远程控制和监控数据的传输的问题，本实用新型实施例提供了一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置。
[0029]如图1所示，本实用新型实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，包括:控制指令编辑发送设备、开源硬件平台、视频采集系统、视频服务器、视频接收设备和电源；所述控制指令编辑发送设备、所述视频采集系统均与所述开源硬件平台相连，所述开源硬件平台通过4G网络与所述视频服务器相连，所述视频服务器与所述视频接收设备通过互联网相连；所述电源为所述开源硬件平台和所述视频采集系统供电。
[0030]4G指的是第四代移动通信技术。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL(4兆)快20倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。本实用新型实施例中，使用4G网络连接现场的开源硬件平台和视频服务器，实现视频从开源硬件平台向视频服务器的传输，从而解决了农业生产环境缺乏互联网，无法实现现有技术中使用PC机控制云台摄像机对农业生产环境进行监控的技术问题。
[0031]本实用新型实施例中，开源硬件平台和视频采集系统需要设置在农业生产环境的现场，完成对农业生产环境的视频采集的控制、执行和存储。控制指令编辑发送设备、视频服务器和视频接收设备可以设置在任何地方。
[0032]其中，内嵌软件的编制方法，可以采用本领域的常规技术手段实现。
[0033]采用本实用新型实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，实现了对农业生产环境的视频监控，进而能够保证及时发现非法入侵，更好地保护农业生产环境的财产及人员的安全，最大程度的防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反应速度，给农民提供一个良好的工作环境。
[0034]本实用新型实施例提供的，基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其工作过程为:
[0035]控制指令编辑发送设备编辑控制指令，并将控制指令发送至开源硬件平台，开源硬件平台接收到控制指令后，对其进行解析，并将该解析后的控制指令发送到视频采集系统，视频采集系统接收到控制指令后，按照控制指令执行视频采集操作，并将采集的视频存储在开源硬件平台上，开源硬件平台会定期的将视频发送到视频服务器，视频接收设备通过访问视频服务器查看服务器，根据看到的视频，再通过控制指令编辑发送设备编辑控制指令，使现场的设备按照控制指令工作，最后得到想要的视频。用户可以根据看到的视频了解农业生产环境的情况，比如及时发现非法入侵，可以更好的保护农业生产环境的财产及人员的安全，另外，还可以通过视频获取农作物、果蔬等的生长及作业信息，从而方便的做出相应的生产管理决策。
[0036]其中，如图2所示，本实用新型实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，开源硬件平台包括4G网卡、处理器和存储器，4G网卡、存储器均与处理器通信连接；控制指令编辑发送设备与4G网卡通信连接。
[0037]其中，处理器可以采用ARM1176JZF-S内核。
[0038]存储器包括内存储器和外存储器，其中，在本实用新型实施例中，内存储器可以采用512M SDRAM内存芯片，外存储器可以采用兼容SD卡。
[0039]本实用新型实施例中，控制指令是指云台旋转的控制指令，该控制指令包括云台旋转的目标时间和目标位置，其中，目标位置包括云台旋转的角度和云台旋转的方向。
[0040]采用上述结构的开源硬件平台，实现过程为:4G网卡接收控制指令编辑发送设备发送的控制指令，处理器的内嵌程序对4G网卡监听，读取该控制指令，并对其进行解析，得到云台旋转的目标时间和目标位置，再将解析后的数据发送到视频采集系统，控制视频采集系统按照控制指令进行视频采集，采集得到的视频会存储在开源硬件平台的存储器中，处理器可以从存储器中读取采集的视频数据。
[0041]该实现过程中使用的程序，可以采用视频监控【技术领域】中的常用技术手段。
[0042]如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，所述视频采集系统包括步进电机、云台和摄像机，所述摄像机安装在所述云台上，所述步进电机与所述云台相连；所述步进电机和所述摄像机均与所述处理器通信连接；所述摄像机与所述存储器通信连接。
[0043]其中，所述处理器上设置有GP10端口，所述步进电机和所述摄像机均通过所述GP10端口与所述处理器通信连接。
[0044]采用上述结构的视频采集系统，可以在步进电机的动力作用下，使云台发生旋转，从而带动摄像机旋转，进而对周围环境进行全方位的视频采集。
[0045]其中，由于所述步进电机和所述摄像机均与所述处理器通信连接；所述摄像机与所述存储器通信连接，所以开源硬件平台可以通过处理器的内嵌程序对步进电机和摄像机进行控制，使步进电机可以按照控制指令进行旋转，使摄像机执行视频采集的命令，从而实现视频采集的自动控制。
[0046]采用上述结构的视频采集系统，具体实现过程为:开源硬件平台的处理器将云台旋转的控制指令发送到步进电机，并调用步进电机的启动程序后，步进电机开始执行指令，为云台提供动力，带动云台按照控制指令进行旋转，旋转到指定位置后，步进电机会发送结束状态信息返回给处理器，告知处理器云台旋转动作已成功完成，处理器接收到报告后，会调用启动摄像机的控制程序，启动摄像机，则摄像机开始在指定的目标位直开始米集视频，采集到的视频会传输到开源硬件平台的存储器中进行存储，当处理器需要调用视频时，会从存储器中读取视频。
[0047]该实现过程中使用的程序，可以采用视频监控【技术领域】中的常用技术手段。
[0048]本实用新型实施例中，所述控制指令编辑发送设备与所述4G网卡通过短信服务系统连接，控制指令编辑发送设备包括具有短信编辑发送功能的手机、平板电脑和/或PC机。
[0049]控制指令通过短信的形式进行编辑并发送到4G网卡上，在实际使用时，是将短信形式的控制指令发送到4G网卡的SM卡号码上。
[0050]在手机、平板电脑和/或PC机上编辑控制指令时，可以采用这种形式，如2014-08-2014:00:00，C，45 或 2014-08-2014:00:00，CC，45，其中，C 可以表示顺时针旋转45°角，CC可以表示逆时针旋转45°角。如本领域技术人员可以理解的，还可以采用其他的编辑形式。只要发送到4G网卡的SM卡号码上之后，开源硬件平台能够识别和解析就可以。
[0051]本实用新型实施例中，通过短信的形式编辑和发送控制指令，不仅实现的技术容易，而且用户操作方便，尤其是对控制指令编辑发送设备的要求低，只要具有短信编辑发送功能就可以。而且，当使用手机或平板电脑等可移动的手持设备来编辑发送控制指令时，可以实现随时随地的控制，更加灵活、便利、控制更加及时。
[0052]本实用新型实施例中，视频接收设备包括手持移动终端和/或PC机。在实际使用时，手持移动终端和/或PC机，通过互联网连接视频服务器的网站，获得农业生产环境的视频，及时了解农业生产环境。
[0053]当使用手机或平板电脑等可移动的手持设备来获取视频时，可以实现随时随地的了解农业生产环境，更加灵活便利。
[0054]本实用新型实施例中，视频服务器采用流媒体视频服务器。采用流媒体技术，流媒体是指采用流式传输的方式在互联网上播放的媒体格式。流媒体是商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。采用流媒体视频服务器可以使用户更好的看到现场拍摄的视频。
[0055]本实用新型实施例中，涉及到的所有的实现过程使用的程序，均可以采用视频监控【技术领域】中的常用技术手段。本实用新型实施例的核心思想和实现主要是通过使用开源硬件平台和4G网络对缺乏互联网的农业生产环境实现云台远程控制和视频的无线传输。
[0056]本实用新型的一个优选实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其工作过程为:
[0057]1、用户使用手机编辑短信息指令发送给开源硬件平台所安装的4G网卡，并发送给开源硬件平台上安装的4G网卡SM卡号码。
[0058]2、开源硬件平台监听4G网卡，收到短信息指令后，通过嵌入的程序读取短信息指令并解析，将短信息指令解析为两部分:目标旋转时间和目标旋转位置。
[0059]3、开源硬件平台的嵌入程序将解析完成的数据发送到云台的步进电机连接的GP10端口，并调用步进电机控制程序驱动步进电机执行相应动作。
[0060]4、步进电机收到指令后，按照指令执行旋转动作，带动摄像机旋转。
[0061]5、旋转动作完成后，步进电机发送结束状态信息返回给开源硬件平台嵌入程序，告知程序动作已成功完成。
[0062]6、开源硬件平台嵌入程序通过GP10端口将开始捕捉图像的指令发送到摄像机，驱动摄像机开始捕捉图像。
[0063]7、摄像机接收到指令后开始图像捕捉，并把捕捉到的图像存储在开源硬件平台的存储器上。
[0064]8、开源硬件平台的嵌入程序定期使用FTP将捕捉到的图像通过4G网络传输到视频服务器上。
[0065]9、用户通过互联网使用PC机、智能手机或平板电脑等设备连接视频服务器网站，观看视频。
[0066]通过采用本实施例提供的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，实现了通过4G网卡的短信息远程控制摄像机云台、通过4G网络视频或帧图像数据异步上传等功能。解决了农业生产环境中互联网缺乏而无法使用现有技术实现视频监控的技术问题。
[0067]其中，本实用新型实施例中，涉及到的程序和软件等，均可以采用本领域的常规技术进行编制。
[0068]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，包括:控制指令编辑发送设备、开源硬件平台、视频采集系统、视频服务器、视频接收设备和电源；所述控制指令编辑发送设备、所述视频采集系统均与所述开源硬件平台相连，所述开源硬件平台通过4G网络与所述视频服务器相连，所述视频服务器与所述视频接收设备通过互联网相连；所述电源为所述开源硬件平台和所述视频采集系统供电。
2.根据权利要求1所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述开源硬件平台包括4G网卡、处理器和存储器，所述4G网卡、存储器均与所述处理器通信连接；所述控制指令编辑发送设备与所述4G网卡通信连接。
3.根据权利要求2所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述处理器采用ARM1176JZF-S内核。
4.根据权利要求2所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述视频采集系统包括步进电机、云台和摄像机，所述摄像机安装在所述云台上，所述步进电机与所述云台相连；所述步进电机和所述摄像机均与所述处理器通信连接；所述摄像机与所述存储器通信连接。
5.根据权利要求4所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述处理器上设置有GP1端口，所述步进电机和所述摄像机均通过所述GP1端口与所述处理器通信连接。
6.根据权利要求2所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述控制指令编辑发送设备与所述4G网卡通过短信服务系统连接。
7.根据权利要求6所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述控制指令编辑发送设备包括具有短信编辑发送功能的手机、平板电脑和/或PC机。
8.根据权利要求1-7任一项所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述视频接收设备包括手持移动终端和/或PC机。
9.根据权利要求8所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述手持移动终端包括智能手机和/或平板电脑。
10.根据权利要求1-7任一项所述的基于4G网络的农业生产环境异步无线视频监控装置，其特征在于，所述视频服务器采用流媒体视频服务器。
【文档编号】H04N7/18GK204069205SQ201420535075
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】王健, 崔运鹏, 周国民, 丘耘, 赵华 申请人:中国农业科学院农业信息研究所