一种移动式显微镜视频无线共享交互装置的制作方法

本实用新型涉及一种移动式显微镜视频无线共享交互装置

背景技术：

显微镜是生命科学教学研究中不可或缺的工具。在形态学实验实践教学中，很多实验是需要在显微镜下进行。

公开号为CN201569782U的中国专利文献公开了一种可拆卸的数码显微镜，包括显微镜支架台、显微镜活动镜头、显微镜固定盖子、显微镜调节旋钮、扣盖，显微镜支架台、显微镜活动镜头、显微镜固定盖子可分别拆卸开。显微镜支架台、显微镜活动镜头、显微镜固定盖子，三个部件之间用扣盖，盖住扣接固定。本实用新型可拆卸的数码显微镜，由于结构是可拆卸的。无论使用还是维修都很方便。减轻了使用或维修的麻烦。

公开号为CN203084281U的中国专利文献公开公开了一种全自动显微镜成像装置，其包括一固定架，其中，所述固定架上设置有能完成X轴、Y轴、Z轴三个方向移动的运动机构，所述运动机构上设置有高倍显微镜、中倍显微镜与低倍显微镜，所述运动机构能控制所述高倍显微镜、所述中倍显微镜与所述低倍显微镜在X轴、Y轴、Z轴三个方向移动；所述高倍显微镜、所述中倍显微镜与所述低倍显微镜分别设置有用于拍摄图像的CCD相机，CCD相机均通讯连接；所述高倍显微镜与所述中倍显微镜之间设置有滴油机构。在运动机构上设置对应倍数的显微镜，在高倍显微镜与中倍显微镜之间设置滴油机构，以直线导轨为导向进行高精度直线运动，完全实现了全自动化拍摄。

现有显微镜目前存在以下问题，限制了教学效率和教学效果的提高：1、不能多人同时观看。普通显微镜只能一人进行显微观察，教员示教时，学员无法观察到显微镜下的操作和现象；学员操作时，教员也无法发现和纠正学员镜下的错误操作；2、不能实时讨论。教员和学员、学员与学员之间不能对同一个现象或者操作方法进行直观、直接和有效地讨论；3、不能积累教学资源。对于显微镜结构教学中出现的一些典型案例，缺乏便捷高效的记录手段，不利于原生教学资源的积累；4、虽然可通过建设数码互动实验室解决以上不足，但需购置专用设备和较大场地，且目前可购置的设备均为大型设备，不具有可移动特性，难以应用在多个不同显微镜上。因此有必要实用新型一款新型的移动式显微镜视频无线共享交互装置，实现显微镜下图像多人同时观察，师生、生生同屏讨论。

通过在立式显微镜观察筒和镜身上加装无线相机系统是目前无线显微镜应用的主要模式。2015年5月，徕卡显微系统发布最新无线教学显微相机，配备有无线信号发射装置的全新Leica ICC50 W宽场显微摄像头及EZ4 W体视显微镜使用一体化高清摄像头系统共享、摄取和保存图像，已在生命科学研究中得到应用。这两款显微镜系统配合专用APP后都能直接将高清图像传输至学生的移动设备，其自带的WiFi功能可供5台移动设备同时接入，共享实时图像。Anyty WM401WIFI便携式显微镜和WM601WIFI便携式显微镜则是移动检测类设备中的代表设备，其图像传感器为CMOS1/4"，传输图像分辨率为130万像素传输网络兼容IEEE802.11b/g/n标准，无线传输距离5米左右。以上这些设备多为高端显微镜的附属设备，体积庞大，价格昂贵，不能移动扩展应用在多种显微镜上，只能提供镜下视野的一路视频供有限几个客户端通过专用APP访问，也不提供交互讨论的功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可移动的适用于多种显微镜的无线 视频共享装置，可以同屏展示显微镜下动态图像和显微镜操作者操作视频，可以拍摄、存储动态视频和静态画面，同时提供有趣和直观的在线交互手段。

为实现上述目的，本实用新型提供一种移动式显微镜视频无线共享交互装置，所述移动式显微镜视频无线共享交互装置包括控制主机，所述控制主机包括视频采集单元、处理器和无线通信单元，所述视频采集单元包括用于摄录显微镜操作视频的内置摄像头和摄录显微镜图像的USB外接摄像头；所述处理器用于将视频采集单元摄录的视频和图像通过无线通信单元进行发布。

可选的，所述移动式显微镜视频无线共享交互装置还包括可充电移动电源。

可选的，所述控制主机为Element 14的树莓派3代微型电脑，所述处理器为1.2GHz 64位四核ARMv8CPU，所述无线通信单元为802.11bgn无线网卡，所述内置摄像头为800万像素摄像头，所述USB外接摄像头为江南500万像素显微镜电子目镜。

可选的，所述控制主机中还包括32G TF卡用于储存所述视频采集单元摄录的视频和图像。

可选的，所述控制主机包括四个USB2.0接口和一个以太网接口。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型所述的装置与现有技术相比结构小巧灵活，移动性好，成本低，可以同屏展示显微镜下动态图像和显微镜操作者操作的两路视频，可以拍摄、存储动态视频和静态画面，同时提供有趣和直观的在线交互手段，实现了显微镜下图像多人同时观察，师生、生生同屏讨论。

附图说明

图1为本实用新型装置一种具体实施方式的结构示意图。

图2为本实用新型装置及所采用的软件的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种移动式显微镜视频无线共享交互装置，所述移动式显微镜视频无线共享交互装置包括控制主机1，所述控制主机1包括视频采集单元11、处理器12和无线通信单元13，所述视频采集单元11包括用于摄录显微镜操作视频的内置摄像头111和摄录显微镜图像的USB外接摄像头112；所述处理器12用于将视频采集单元11摄录的视频和图像通过无线通信单元13进行发布，所述USB外接摄像头112和无线通信单元13通过USB接口14与处理器12相连。本实用新型可以以一台迷你尺寸的控制主机(集成可充电电池)连接两路摄像头，一路插入显微镜目镜摄录显微视野的视频，另一路摄录显微镜操作者的操作视频，同时提供无线服务，多台智能终端(笔记本电脑、手机或PAD设备，其一作为管理端，其余作为显示和互动终端)可同时无线接入控制主机，在多个终端以HTML5的形式同时显示显微镜动态图像(视频)和操作者操作视频，并进行即时文字和共享白板互动。

本实用新型可以多种方式进行摄像和发布摄录的视频以及图像，例如，可以将图像和视频以微信、微博的形式在电脑上发布，也可以采用直播软件，例如熊猫直播软件进行直播。另外，本实用新型的装置也可以采用图2为所采用的软件。

如图2所示，控制主机1包括了视频采集单元11、视频分发单元15、无线通信单元13、互动控制单元16和处理器12，所述视频采集单元11负责从连接显微镜目镜的摄像头111和拍摄显微镜操作者视频的摄像头112采集动态图像并压缩转码，所述视频分发单元15负责将所采集的两路视频图像分发到所有接入控制主机1的处理器12的终端，以Node.JS架设迷你视频服务器接收视频推流，以Web Socket方式分发给客户端，所述无线通信单元13负责控制主机1以802.11标准方式实现无线AP热 点功能供终端接入，所述互动控制单元16负责接受指令拍摄、存储动态视频和静态画面，以NGINX架设Web服务器，以Node.JS作为后台应用服务，以HTML5作为前端展示给客户端浏览器，可实现录像、拍照、弹幕和共享白板交互，可移动充电电源2(例如充电宝)进行充电。无线通信单元采用系统自带无线网卡传输无线数据，以hostapd模块实现802.11bgn接入和WPA-PSK认证，以dnsmasq模块实现客户端地址自动分配。

一种具体实施方式，所述控制主机主板部分使用树莓派(Raspberry Pi)实现，所述摄录显微视野的摄像头采用显微镜电子目镜实现，所述摄录显微镜操作者的摄像头采用树莓派专用摄像头模块实现，所述视频采集单元使用ffmpeg模块进行采集压缩转码，所述视频分发单元使用Web Socket协议传输视频流数据，所述无线通信单元使用hostapd模块进行802.11接入和WPA-PSK认证，所述互动控制单元使用NGINX+HTML5+Node.JS进行即时通信控制和展示。

一种具体实施方式，迷你尺寸控制主机的主板部分使用Element 14的树莓派3代实现，内置一个1.2GHz 64位四核ARMv8CPU和802.11bgn无线网卡，以32G TF卡作为存储，有4个USB2.0接口以及1个以太网接口，只有一张信用卡大小面积，体积是一个烟盒大小。控制主机中集成一个5V/2A的可充电移动电源为主机供电，同时集成树莓派专用800万像素摄像头模块，用于摄录显微镜操作者的高清操作视频。

一种具体实施方式，控制主机使用USB接口连接专用的江南500万像素显微镜电子目镜作为另一路摄像头，采用多种尺寸的套管可以插入多种显微镜目镜摄录高清显微视野的视频，同时控制主机提供无线802.11bgn的AP服务，多台智能终端(笔记本电脑、手机或PAD设备，其一作为管理端，其余作为显示和互动终端)可同时无线接入控制主机，在多个终端打开浏览器访问控制主机以HTML5的形式同时显示显微镜动态图像(视频)和操作者操作视频，并进行即时互动。

一种具体实施方式，控制主机采用Raspbian操作系统，包括了视频 采集单元、视频分发单元、无线通信单元和互动控制单元，所述视频采集单元采用ffmpeg负责从连接显微镜目镜的摄像头和拍摄显微镜操作者视频的摄像头采集动态图像并压缩转码，所述视频分发单元采用Web Socket协议负责将所采集的两路视频图像分发到所有接入控制主机的终端，所述无线通信单元负责控制主机采用hostapd模块以802.11标准方式实现无线AP热点功能供终端接入，所述互动控制单元采用轻量级的Web服务器NGINX，以HTML5的形式负责接受指令拍摄、存储动态视频和静态画面，存储在控制主机的TF卡内，同时服务多个终端使用弹幕和共享白板方式进行交流沟通，控制主机中的后台应用服务采用Node.JS实现。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。