一种用于列车视频监控系统的视频存储装置的制作方法

本发明涉及视频监控领域，尤其是涉及一种用于列车视频监控系统的视频存储装置。

背景技术：

随着车载视频数据的增多，列车音频视频存储装置起着尤为重要的作用。列车视频监控系统在列车运行中起着重要作用，传统的车载视频存储装置采用x86的处理器，使用windows文件系统，其通讯接口采用100m以太网输入视频数据。这种装置并不适用于高速行驶的列车领域，无法满足针对多视频通道进行伴随列车运行过程中的实时的数据存储。具体地，不仅存在功耗大，还存在掉电后视频数据容易丢失的风险，而且开发和维护的成本很高，进一步使得目前机车视频存储装置对于存储数据的可靠性和安全性较低，具有产品成本高、视频数据在掉电后经常丢失、通讯速度较低等的缺陷。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于列车视频监控系统的视频存储装置，包括：第一通讯模块，其与所述列车视频监控系统内的以太网交换板连接，用于获取列车在运行过程中的实时传输进来的视频信息，并将所述视频信息通过第一网络接口传输至主控模块，其中，所述第一网络接口采用千兆网络接口；所述主控模块，其用于通过所述第一网络接口接收所述视频信息，对所述视频信息进行解析和编码处理，进一步将处理后的所述视频信息通过数据高速传输接口发送至视频存储模块；所述视频存储模块，其用于通过所述数据高速传输接口获取所述视频信息，并将其进行存储。

优选地，所述视频存储装置包括：电子锁，其中，所述电子锁，其与所述主控模块连接，用于在所述电子锁处于打开状态时，输出硬盘保护信号，进一步，所述主控模块，其还用于在接收到所述硬盘保护信号后，进入硬盘保护模式，以驱动所述视频存储模块锁定已存储完成的所述视频信息。

优选地，所述主控模块，其进一步用于在进入硬盘保护模式时，若检测到所述视频存储模块与所述主控模块再次处于连通状态，则检测所述视频存储模块并将其进行初始化。

优选地，所述视频存储装置还包括：存储器件复位模块，其中，所述存储器件复位模块，其与所述主控模块连接，用于检测所述主控模块是否发生重启操作，若发生，则驱动所述视频存储模块的电源复位。

优选地，所述视频存储模块内置于保护盒内，所述保护盒采用抽拉式结构。

优选地，所述视频存储装置还包括：掉电保护模块，其中，所述掉电保护模块，其与所述视频存储装置的电源输入端连接，用于在输入电源跌落或掉电时，为所述视频存储装置提供备用电源。

优选地，所述主控模块采用ls1012处理器。

优选地，所述第一网络接口采用sgmii接口。

优选地，所述视频存储装置还包括：第二通讯模块，其通过第二网络接口与所述主控模块连接，用于传输实时在线下载的所述视频信息，其中，所述第二网络接口采用rgmii接口；和/或usb通讯模块，其通过usb接口与所述主控模块连接，用于传输在线下载的所述视频信息，其中，所述usb接口采用usb3.0接口。

优选地，所述视频存储装置还包括：日志记录模块，其中，所述日志记录模块用于存储针对所述视频存储模块的事件信息和故障日志。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种用于列车视频监控系统的视频存储装置。该装置采用低功耗的微处理器作为核心控制器件，具有两路千兆以太网和一路usb3.0接口，方便视频数据的传输和下载，通讯速度大幅提升，并且通过可扩容固态硬盘使得存储容量高达2tb。与此同时，设计了电子锁、硬盘复位电路和掉电保护电路，能够确保视频信息的可靠性、安全性和完整性。本发明不仅提升了该存储装置的易用性和可维护性，具有低成本、高可靠性高、存储量大的特点，还采用emmc作为事件记录和故障记录的存储介质，为装置运行过程的后续分析提供大量的数据。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置的安装位置示意图。

图2是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置的整体结构示意图。

图3是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置中主控板100的一个具体示例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

现有的用于列车视频监控系统中的视频存储装置多采用x86的处理器，使用windows文件系统，其通讯接口采用100m以太网输入视频数据。这种装置百兆以太网络的视频数据传输装置，并不适用于高速行驶的列车领域，无法满足针对多视频通道进行伴随列车运行过程中的实时的数据存储。具体地，不仅存在传输速度无法满足实时性需求、功耗大，还存在掉电后视频数据容易丢失的风险，而且开发和维护的成本很高，进一步使得目前机车视频存储装置对于存储数据的可靠性和安全性较低，具有产品成本高、视频数据在掉电后经常丢失、通讯速度较低等的缺陷。

因此，本发明针对现有技术中的问题，提出了一种用于列车视频监控系统的视频存储装置。该装置利用千兆以太网通讯方式，能够同时传输多路摄像头输出的视频数据，通讯速度大幅提升，设计了硬盘在线检测和掉电延时功能，保证处理器系统有充足的时间进行数据保护，提升了数据的可靠性和安全性。本发明提升了该存储装置的易用性和可维护性，具有低成本、高可靠性高、存储量大的特点。

图1是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置的安装位置示意图。如图1所示，本发明涉及的列车视频存储装置适用于高速运行列车的列车视频监控系统中，位于列车视频监控系统内的前面板和背板之间。其中，该列车视频存储装置通过前面板连接器与前面板连接。前面板，其一用于调试、控制(下发控制指令)列车视频监控系统，其二用于在列车高速运行过程中实时在线下载通过背板、及视频存储装置获得的视频信息，其三，用于实时显示视频存储装置各模块的当前工作状态。背板用于从列车视频监控系统内的多路视频监控线程中获取所有线路通道实时采集到的视频信息。

图2是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置的整体结构示意图。如图2所示，视频存储装置包括主控板100、电源板200和硬盘保护盒300。其中，主控板100主要包括：主控模块110、第一通讯模块120、第二通讯模块130、usb通讯模块140和日志记录模块150。电源板200主要包括：存储装置主电源模块210和掉电保护模块220。硬盘保护盒300主要包括：视频存储模块310、电子锁320和存储器件复位模块330。

具体地，第一通讯模块120与列车视频监控系统内的背板中的以太网交换板连接，并与当前以太网交换板进行实时在线通讯。第一通讯模块120用于获取列车在运行过程中的实时传输进来的针对多路视频监控线程的视频信息，并将该视频信息通过第一网络接口传输至主控模块110。其中，第一网络接口采用千兆网络接口。优选地，第一网络接口采用sgmii接口。在本发明实施例中，第一通讯模块120包括：内置于主控模块110的以太网控制器、物理层phy芯片和网络变压器。该模块120利用这种结构完成1000mbps全/半双工sgmii以太网功能。其中，物理层phy芯片优选为rtl8211。

而后，主控模块110通过第一网络接口与第一通讯模块120连接。主控模块110用于通过第一网络接口接收从上述第一通讯模块120实时传输的视频信息，对该视频信息进行解析、压缩和编码处理，进一步将处理后的视频信息通过数据高速传输接口发送至下述视频存储模块310，用以利用大容量存储器进行视频信息的存储。其中，主控模块110按照预先存储好的与视频存储模块310匹配的数据格式和对应的读写程序，将处理后的视频信息通过数据高速传输接口写入视频存储模块310中。优选地，数据高速传输接口采用sata3.0接口。

进一步，视频存储模块310通过上述数据高速传输接口与主控模块110连接。视频存储模块310用于通过数据高速传输接口实时获取视频信息，并将其进行存储。在本发明实施例中，视频存储模块310采用ssd硬盘进行视频数据的存储，ssd硬盘的存储容量具有可扩展性，最大达到2tb。需要说明的是，本发明对视频存储模块310的类型不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行选型。

这样，通过上述方式完成了视频数据实时存储的功能。进一步，为了对已存储在视频存储模块(硬盘)310中视频数据能够便于工作人员进行随时的插拔操作，方便数据转储。本发明实施例中的视频存储模块310内置于硬盘保护盒300中。其中，硬盘保护盒300采用抽拉式结构内置于列车视频监控系统的机箱内，并与机箱以抽拉方式连接。

图3是本申请实施例的用于列车视频监控系统的视频存储装置中主控板100的一个具体示例的结构示意图。如图2和图3所示，为了保证硬盘中视频信息的可靠性，列车视频存储装置配备有电子锁320。与此同时，为了保证对硬盘故障进行准确诊断和定位，列车视频存储装置配备有存储器件复位模块330。存储器件复位模块330通过gpio接口分别与上述主控模块110和视频存储模块310连接，用于检测视频存储模块310(硬盘)的在位状态，根据检测结果，判断是否需要对视频存储模块310(硬盘)进行复位操作。具体地，存储器件复位模块330，用于检测视频存储模块310(硬盘)的在位状态，当检测到硬盘不在位时，需要对硬盘进行复位操作。进一步的，存储器件复位模块330，用于在检测到硬盘不在位时，通过gpio接口向视频存储模块310(硬盘)的电源发送盘硬盘电源复位信号，以驱动硬盘实现对自身的复位操作。其中，电子锁320和存储器件复位模块330均设置在硬盘保护盒300侧壁内。其中，电子锁320优选为电子硬盘锁320。

需要说明的是，本发明对存储器件复位模块330所采用的电路类型不作具体限定，但本发明实施例中的存储器件复位模块330的电路类型需要与上述视频存储模块310(硬盘)的类型相匹配。由于本发明实施例中的视频存储模块310采用ssd硬盘，因此，优选地，本发明实施例中的存储器件复位模块330相应的为ssd硬盘复位模块。

进一步，电子锁320与上述主控模块110和视频存储模块310连接，用于在电子锁320处于打开状态时，向主控模块110输出硬盘保护信号。而后，主控模块110还用于在接收到上述从电子锁320发送的硬盘保护信号后，进入硬盘保护模式，驱动硬盘锁定当前已存储的视频信息，从而保证当前已存储的视频信息的完整性，并且不可对硬盘内的视频数据进行下载或传输。进一步，直到利用主控模块310通过相应的解锁软件进行信息的锁定解锁处理，才可利用外部设备或重新与主控模块110连接时，对视频存储模块310内的视频信息进行传输或下载操作。

需要说明是，由于本发明的应用环境是基于实时高速行驶的列车，因此，视频信息的存储过程也是实时进行的，那么在列车行驶的情况下，通常不可对视频存储模块310的硬盘进行插拔操作，也就是为了保障数据的安全性，不可打开硬盘保护盒300和/或电子锁320。故通过上述电子锁320装置的加入，便可以保障在列车行驶过程中的视频信息的可靠性。

更进一步地说，主控模块110用于在确定出进入硬盘保护模式的情况下，若检测到视频存储模块310与主控模块110再次处于连通状态，则检测视频存储模块310并将其进行初始化。具体地，当主控模块110在当前硬盘保护模式下，若检测出硬盘先与主控模块110处于断开状态(硬盘不在位状态)并且而后再次与主控模块110处于连通状态(硬盘在位状态)，则主控模块110自动对视频存储模块110的硬盘进行在位信息和容量信息的检测，并对其进行保留已存储的视频数据的初始化操作。其中，上述自动检测包括：检测视频存储模块110的硬盘当前的剩余空间及其位置、视频存储模块110的硬盘的故障检测信息等。这个过程确保了在热插拔后硬盘识别的稳定性和可靠性。

进一步的，存储器件复位模块330与上述主控模块110和视频存储模块110的电源部分连接。存储器件复位模块330用于检测主控模块110是否发生重启操作，若发生，则驱动视频存储模块110的电源进行复位。具体地，存储器件复位模块330对主控模块110的重启情况进行检测，在检测出主控模块110重启后，生成存储器件复位信号，并发送至视频存储模块310的电源部分中的复位信号管脚，以驱动视频存储模块310进行复位操作。这样，避免了当主控模块110重启复位后，仅通过主控模块110的硬盘在位检测功能找不到硬盘的情况。

下面结合图2和图3对上述电源板200进行说明。具体地，电源板200中的存储装置主电源模块210由列车视频监控系统内的电源管理模块提供用于视频存储装置的电源信号作为存储装置主电源模块210的输入端。存储装置主电源模块210用于为主控板100内的各个模块及硬盘保护盒300内的各类装置提供相应的工作电源。进一步包括：防反向导通电路(未图示)及开关电源芯片(未图示)，其中，在视频存储装置供电状况正常的情况下，存储装置主电源模块210的输入端经过防反向导通电路输出给开关电源芯片，通过开关电源芯片的电源转换处理，得到相应的不同电平的电源信号，以输出至视频存储装置内的各类模块或设备中，为其提供相应的工作电源。

另外，掉电保护模块220与视频存储装置的电源输入端连接。掉电保护模块220用于在输入电源跌落或掉电时，为视频存储装置提供备用电源。在列车实际运行过程中，有时会发生列车视频监控系统的意外掉电或电源电压幅值跌落的情况，相应地，使得视频存储装置也会发生意外掉电或电源电压幅值跌落情况，此时，利用掉电保护模块220内部的储能电容的放电能量，为视频存储装置提供使之延时掉电的电源能量，使得主控模块110有充足的时间进行掉电数据保护。其中，主控模块110还用于对视频存储装置的电源输入端进行检测，在检测出发生意外掉电或电源电压幅值跌落的情况下，生成电源故障指令，利用当前掉电保护模块220再次提供的上述备用电源能量，通过电源故障指令驱动主控模块110对当前正在进行实时传输的视频信息及各类配置文件等进行锁定保护，当检测到电源输入端的信号由高变低后，主控模块110的软件执行停止读写当前文件的操作，并且关闭文件系统，从而保证文件系统和数据的完整性，以完成针对主控模块110的掉电数据保护处理操作。需要说明的是，此处的备用电源用于提供支持主控模块110对视频存储模块310的硬盘进行掉电数据保护的工作电源，起到了延时掉电的作用，从而保障了已存储的视频信息的完整性。

再次参考图2和图3对主控板100内的第二通讯模块130、usb通讯模块140和日志记录模块150进行说明。

具体地，第二通讯模块130与列车视频监控系统内的前面板连接，并通过第二通讯模块130实现视频存储装置内的主控模块110与前面板的在线通讯。具体地，一方面，第二通讯模块130能够用于将从前面板发送的调试信息，传输至主控模块110，用以进行调试及分析。其中，调试信息包括在线下载指令。另外，第二通讯模块130还能够用于将从主控模块110发送的视频信息，传输至前面板内的外接接口连接的外接设备中，用以对视频信息进行在线下载。在本发明实施例中，主控模块110能够用于在获取到上述在线下载指令时，对该指令进行解析，从视频存储模块310中调取满足解析结果范围的视频信息发送至第二通讯模块，以被与前面板连接的外接设备接收。其中，上述外接设备包括具备网络接口的pc机、便携式移动设备等。

进一步，第二通讯模块130通过第二网络接口与上述主控模块110连接。第二通讯模块130用于传输在线下载视频信息，并将该视频信息通过第二网络接口传输至主控模块110。其中，第二网络接口采用千兆网络接口。优选地，第二网络接口采用rgmii接口。在本发明实施例中，第二通讯模块130包括：内置于主控模块110的以太网控制器、物理层phy芯片、网络变压器和tvs管。该模块130利用这种结构完成1000mbps全/半双工rgmii以太网功能。进一步，物理层phy芯片优选为rtl8211。

进一步的，在实际应用过程中，外接设备不具备网络接口时，也可通过usb通讯模块140获取需要进行在线下载的视频信息。usb通讯模块140通过usb接口与主控模块110连接。usb通讯模块140用于传输需要进行在线下载的视频信息。其中，usb接口采用usb3.0接口typea型连接器。在本发明实施例中，该模块140具体包括：电流限制开关(未图示)、以及tvs管。优选地，电流限制开关采用max1558h芯片，具有自动复位功能；tvs管采用专用的二极管vusb054b和pusb3fr4。

进一步的，上述视频存储装置还包括日志记录模块150。日志记录模块150与上述主控模块110连接，用于存储针对视频存储模块的事件信息和故障日志。其中，事件信息包括视频信息在线下载时间、意外掉电或落电事件等。故障日志包括：针对视频存储模块150数据纠错和/或坏块管理等故障检测结果信息(故障检测信息)。

在一个实施例中，日志记录模块150用于存储针对视频存储模块310的故障检测信息。其中，故障检测信息是表征针对视频存储模块150的包括数据纠错和/或坏块管理的故障检测处理的结果。视频存储模块310还用于实时对内部存储器件进行包括数据纠错和/或坏块管理的故障检测处理，在检测到故障时，生成相应的故障检测信息，并将该信息发送至主控模块110中。在这种情况下，主控模块110进一步用于实时接收故障检测信息，并将该信息进行时间标记处理，利用其与日志记录模块150的连接关系，将标记后的故障检测信息转发至日志记录模块150。优选地，日志记录模块150采用64gbyte的emmc，其内部实现了记录事件信息和故障日志，读写性能优于nand。

进一步的，上述主控模块110主要用于对视频数据和各类指令及信号进行综合管理、调控、编解码、传输及控制，该模块110是本发明的视频存储装置的核心控制部件，采用微处理器器件。优选地，在本发明实施例中，主控模块110采用低功耗的ls1012处理器。这种处理器比x86的处理器系统功耗低。

实施例二

参考图2和图3在上述实施例一的基础上，上述视频存储装置还具备：调试通讯模块161、功能复位模块162、实时时钟模块163、定时器模块164、工作状态显示模块165、代码存储模块166和备用存储模块167。

具体地，调试通讯模块161与上述主控模块110连接，用于将调试指令传输至主控模块110，以及获取主控模块110发送的调试结果信息，并进行显示。该模块161用于在程序调试时，通过代码调试针器件，下发程序调试指令，而后显示调试时的结果信息等，实现控制台功能。在本发明实施例中，调试通讯模块161采用rs232串口通讯通道。该模块161具体包括：内置于主控模块110的uart控制器、rs232总线收发器和esd保护芯片。

功能复位模块162与列车视频监控系统内的工作状态监控装置和电源管理装置连接。具体地，功能复位模块162的输入端与上述工作状态监控装置(参考图1)的电压监控复位信号和电源管理装置(参考图1)的pmic复位信号连接，通过功能复位模块162的线与逻辑电路，将上述两种信号进行线与处理后，输出至主控模块110的上电复位、norflash芯片以及以太网交换芯片。这样，功能复位模块162能够在上述列车视频监控系统进行复位后，驱动视频存储装置也进行复位操作。

实时时钟模块163与主控模块110连接，用于为主控模块110提供时间数据，用以进行工作状态监控、时间标记等。具体地，在本发明实施例中，实时时钟模块163支持一路实时时钟电路，为系统提供年、月、日、时、分、秒等日历功能。实时时钟电路具体包括：实时时钟芯片和超级电容。其中，实时时钟芯片采用rx-8571，超级电容的容量为1f。在电源板200断电时，采用1f的超级电容供电，以继续向主控模块110提供时间数据。

定时器模块164与主控模块110连接，用于实时监测主控模块110的工作状态。其中，定时器模块164采用看门狗电路，实时与主控模块110进行通讯。

工作状态显示模块165与主控模块110连接，集成于上述前面板中。工作状态显示模块165用于显示利用主控模块110检测到的针对视频存储装置内各模块的工作状态。其中，各模块的工作状态包括：存储装置主电源模块210的输入端的是否正常、主控模块110的运行状态是否正常、第一通讯模块120的通讯是否正常、视频存储模块310是否检测出故障、第二通讯模块130是否处于通讯状态、第二通讯模块130是否处于在线下载通讯状态、usb通讯模块140是否处于通讯状态、以及视频存储模块310的硬盘是否在位(也就是说硬盘是否处于插入状态)等。优选地，工作状态显示模块165采用指示灯进行显示，其中，各指示灯的定义如表1所示。

表1工作状态显示模块165的指示灯定义表

进一步，代码存储模块166与主控模块110连接。代码存储模块166用于存储主控模块110的程序代码。在本发明实施例中，代码存储模块166采用spi总线连接容量为32mbyte的qspinorflash存储芯片。另外，上述视频存储装置还包括备用存储模块167。同样地，备用存储模块167与主控模块110连接。在本发明实施例中，备用存储模块采用ddriii总线实现1gb的存储容量。

本发明涉及了一种列车视频存储装置。该装置采用低功耗的微处理器作为核心控制器件，具有两路千兆以太网和一路usb3.0接口，方便视频数据的传输和下载，不仅通讯速度大幅提升，并且通过可扩容固态硬盘使得存储容量高达2tb。与此同时，设计了电子锁、硬盘复位电路和掉电保护电路等，能够确保视频信息的可靠性、安全性和完整性。另外，本发明还采用emmc作为事件记录和故障记录的存储介质，为装置运行过程的后续分析提供大量的数据。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。