专利名称：视频叠加数据采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集仪，尤其是一种能将监测数据与视频相叠加的 视频叠加数据采集仪。
背景技术：
目前，环境数据的采集和实时监控已经逐步扩展到环保的所有方面，而不仅 是大气和工业污染源，环境信息系统对环境数据的容纳范围是决定系统功能和先 进性的重要指标之一，因此，远程监测与监控系统的建立对实现各种环境数据采 集、远程实时数据监测有着极为重要的意义。
现有的数据采集仪只能完成监测数据的采集工作，没有与视频进行任何关 联，想看视频的话，只能到另一系统上査看相应的视频数据，而且无法与监测数 据相对应，不能成为环保执法的有力证据。同时现有的数据采集仪技术含量低， 功能单一，基本采用工控机业实现，无法适应环保行业现场环境恶劣、腐蚀性强 的需要，其稳定性和可靠性差，亟需更新换代。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用嵌入式技术、可将现场监测 数据与视频监控相结合的视频叠加数据采集仪。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是该数据采集仪包括主板，主
板上连接有A/D转换模块和232/485转换模块，其结构特点是还设置有进行视 频采集并对监测数据进行视频叠加的视频编码器，其与主板相连；实现数据无线 传输的无线传输模块，其与主板相连。
本实用新型所述的主板包括CPU和存储器。 本实用新型所述的视频编码器通过以太网接口与主板相连。 本实用新型所述的无线传输模块通过RS-232串口与主板相连。 本实用新型所述的A/D转换模块通过RS-232串口与主板相连。 本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果该数据采集仪合理利用现 有设备，将主板与视频编码器、无线传输模块将结合，把现场监测数据与视频监 控有效地结合起来，并提供专业的视频叠加，使视频与监测数据呈现在同一个画 面中；并能对历史数据和视频图像进行检索输出，绘制成直观的图形和视频图像；用于环保等大规模监测时，将视频系统与环境质量自动监测系统有机结合起来， 解决了监测数据的获取、传输等问题。
图1为本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
参见图l，本实施例包括、主板2、视频编码器3、无线传输模块4和A/D 转换模块5。主板2为嵌入式工业主板，其包含CPU和存储器，232/485转换模 块1、 A/D转换模块5与主板2相连。232/485转换模块1用于在远距离数字量 传输时增强信号和抑制干扰。A/D转换模块5用于采集监测设备6的模拟量数据， 并将模拟量转换成数字量，其通过RS-232串口连接到主板2。视频编码器3与 主板2通过以太网接口相连，视频编码器3完成视频采集并对监测数据进行视频 叠加。无线传输模块4为CDMA 1X/GPRS模块，其与主板2通过RS-232串口 相连，用于实现数据无线传输，传输数据到控制中心端。监测设备6与232/485 转换模块1或A/D转换模块5相连，监测设备6可为流量计、TOC等。
工作时，由监测设备6采集的数据通过232/485转换模块1或A/D转换模块 5进入主板2，主板2完成初步的数据整理，并形成原始记录，然后通过内置的 采集程序对其进行中间换算及过滤、剔除异常数据，保证数据的正确性。同时数 据可以通过内置的采集软件以曲线、表格以及图表的形式进行展示。如需进行视 频叠加操作，则将原始数据同时发送一份至内置的视频编码器3，视频通道首先 通过相应的标准协议进行编解码，然后将监测数据合成到图像上，再通过无线传 输模块4进行网络传输。
现场的数据采集采用总线通讯与模拟量采集相结合的方式，对于具有 RS232/ RS485输出接口的监测设备6，采用232/485转换模块1，以总线方式采 集监测数据、工作状态以及校准数据，并给釆集仪发出控制指令等；对于环境参 数及部分具备4 20mA输出的监测设备6用A/D转换模块5进行采集。主板2 能根据仪器返回的状态参数和报警信号值自动判断监测数据的有效性，将处理后 的数据送入数据库中保存。
现场的工作人员通过现场监控系统下达控制指令，如启动/停止仪器设备、 改变工作参数等，这些指令被下发到相应的监测仪器仪表，实现控制功能。视频编码器3的作用是同步采集监控摄像头产生的视频信息，并将模拟视频 压縮成MPEG4/H.264等格式的数字视频，同时将监测设备6提供的监测数据高 效地融入到视频流中，将视频流以单播或组播方式通过IP网络发送到视频控制 中心服务平台中，供实时观看或保存在存储设备中。视频叠加内容可包含监测点实时监测项信息、监控子站及监控分站所在地理 位置，以及目前的通信状态、运行状态、报警状态、仪器状态及校准等，实现对 站位监控设备进行直观监控。当发生监测项超标、仪器停运等非正常事件时，现 场适配器自动识别事件类型，实时向环境监理部门发出报警信息，并在视频图像 上重点体现。视频叠加的实现步骤为1、 从监测设备6获取相应监测指标值；2、 通过232/485转换模块1或A/D转换模块5将监测值从电流、电压信号 转换为数据信号；3、 用主板2对数据信号进行平滑处理，得到实际的监测值；4、 对得到的监测值通过各种监测所需转换公式运算形成真正需要的业务监 测值、5、 使用数据协议，将数据传送至视频编码器3，视频编码器3将视频数据 与监测数据合二为一。6、 业务监测值如果报警与超标，则需要将叠加数据的颜色转化成红色。7、 数据采集仪将最终形成的视频与数据发送至中心服务器存储。 为克服无线通讯链路的不稳定，以及带宽小、限制流量等缺点，保证监控的数据完整性，本实用新型使用的是一种该条件下的可靠性数据通信协议。监控节 点与监控中心的数据监控服务器在每次数据传输中采用数据样验和二次交握信 号(Twice-handshaking Mode)技术，通过序列式的数据传输方式，以同步监控 节点和数据监控服务器的数据。系统在应用层建立了一套完整的握手反馈机制。 每次数据传输前，首先与数据传输服务器建立信号握手反馈机制，在保证无线链 路畅通的情况下，进行数据传输。在传输过程中，对需要传输的数据进行分组压 缩和集结。每组数据传输到服务器并经过确认后，方从监控节点的集结池中删除。 一旦发生无线链路断开的情况，监控节点将缓冲集结池中的未经服务器确认的数据，并重新调整网络。直到下一次连接可用时，将从断点分组处进行续传，从而 节约了无线网络传输的宽带。集结池的大小由监控终端的嵌入式系统硬件决定。 对于秒级实时数据，可以达到5 10小时的数据缓存功能。为减少网络传输流量， 节约通讯成本，在数据处理方面采用数据压縮和分时集结传输技术。同时，监控 节点中的数据采集模块1会自动化采用数据保护机制，来实现网络阻塞、断网等 意外条件时的数据缓存功能。通过上述技术手段，将大大提高数据的实时性和完 整性，平均数据时延控制在5S以内。
权利要求1、一种视频叠加数据采集仪，包括主板，主板上连接有A/D转换模块和232/485转换模块，其特征是还设置有，进行视频采集并对监测数据进行视频叠加的视频编码器，其与主板相连；实现数据无线传输的无线传输模块，其与主板相连。
2、 根据权利要求1所述的视频叠加数据采集仪，其特征是所述的主板包 括CPU和存储器。
3、 根据权利要求1所述的视频叠加数据采集仪，其特征是所述的视频编 码器通过以太网接口与主板相连。
4、 根据权利要求1所述的视频叠加数据采集仪，其特征是所述的无线传输模块通过RS-232串口与主板相连。
5、 根据权利要求1所述的视频叠加数据采集仪，其特征是所述的A/D转 换模块通过RS-232串口与主板相连。
专利摘要本实用新型公开了一种数据采集仪，尤其是一种能将监测数据与视频相叠加的视频叠加数据采集仪。该数据采集仪包括主板，主板上连接有A/D转换模块和232/485转换模块，其结构特点是还设置有进行视频采集并对监测数据进行视频叠加的视频编码器，其与主板相连；实现数据无线传输的无线传输模块，其与主板相连。本实用新型具有采用嵌入式技术、可将现场监测数据与视频监控相结合的优点。
文档编号H04N7/18GK201134889SQ20072019264
公开日2008年10月15日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者成黎青, 蒙延库, 谷伟年 申请人:浙江弘申信息技术有限公司