专利名称：一种3g摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种摄像机，尤其是涉及一种3G摄像机。
背景技术：
安防监控的前端摄像机市场目前日趋成熟，产品方面呈现多元化格局，产品应用 行业也越来越广泛，价格走势也比较平稳。但是，我国各安防企业还没有掌握安防监控的核 心技术，国内厂家要想在监控摄像机取得发展，除了降低成本、改善管理、提高质量和服务 之外，自主研发新型技术也是国内企业面临的主要问题。现如今，摄像机技术的发展趋势为数字化、网络化、智能化和移动化，随着数字化 产品价格的降低，数字化发展的趋势也非常明显。一旦实现了向数字摄像机的转化，模拟闭 路监控设备将会随着市场需求量的降低被逐渐淘汰，网络技术将会变成系统建设中的核心 技术。数字图像分辨率高，通过世界上任何地方的计算机网络都可以查看和存储，相比而 言，模拟图像分辨率低，查看不方便，时间一长存储也很不稳定，两者之间优劣明显，根本不 存在选择的问题。DVR业界专家一致认为未来的数字录像机将会向智能化方向发展，DVRs 支持网络管理，保证设备正常运行，提取视频和实况监控。将网络摄像机和DVRs进行智能 化结合也是业界的一个发展趋势。业内专家坚信将来一定会出现进行数字处理和数字输出并且带有IP地址的摄像 机，带有IP地址的摄像机更加方便组网，因为它不需要进行额外的模/数转换，也不须要在 摄像机端安装发送设备。摄像机的尺寸将会越来越小。在接下来的五到十年，整个CCTV系 统都将会是一个数字的概念。随着3G、4G网络和泛在网络的发展，移动摄像机成为可能，将来的移动摄像机体 积更小、功耗更低且网络接入无处不在。在这种大环境下，国内外移动数字摄像机的技术研 究才刚刚开始，很多国外研究机构和运营商正在运用移动手机、移动数字电视等数字终端 来构建移动摄像机网络，在对移动监控摄像机的研究和运用还很少。国内很多监控摄像机都是模拟机，价格低廉、技术难度小、图像质量差，而且很多 网络摄像机的构建方式都是模拟摄像机+视频服务器这种方式，这种方式的摄像机图像 差、稳定性差、使用不方便等特点使一些地方的研发机构开始研发数字CCD网络化一体机， 很多数字CCD的应用场合都是研究机构和工业测量环境，而且接口大多是USB接口，不能形 成网络化摄像机。3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。3G网络的到来使很多 国内企业纷纷使用3G路由器+视频服务器+模拟摄像机的形式构建3G网络摄像机，这种形 式的网络摄像机成本高、移动性差、功耗大、结构复杂等特点限制了 3G网络摄像机的发展。 随着3G的推出，克服了 2G时代无线传输带宽低、高流量数据业务代价大的缺点，可以提供 高速、优质的宽带网络服务。有关数据显示，3G的无线宽带上网速度目前已达3. 1Mbps。3G 网络的数据通道给视频这种大流量的数字信号以很好的载体。3G的到来将突破视频监控无 线带宽的瓶颈，高至2MHz的带宽将为无线视频监控提供更加强有力的支持，加上视频压缩编码技术的日益成熟，为基于3G网络多媒体监控创造了条件。综上，基于3G技术的多媒体 监控系统功能较强，能解决移动、大范围和低成本的监控问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种3G 摄像机，其所用设备结构简单、组网灵活、移动轻便且成本低、性能可靠、使用面广，能有效 解决现有监控系统用摄像机存在的多种实际问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种3G摄像机，其特征在 于包括为各用电单元供电的供电单元、视频信号采集单元、音频信号处理单元、分别与视 频信号采集单元和音频信号处理单元相接的主处理单元以及与主处理单元相接的3G通信 模块，所述供电单元分别与视频信号采集单元、音频信号处理单元、主处理单元和3G通信 模块相接；所述视频信号采集单元为用于采集获取视频信息的CMOS传感器。所述主处理单元包括与CMOS传感器相接的视频编码器和与视频编码器相接的主 处理器，主处理器与3G通信模块相接。所述3G通信模块包括与主处理器相接且对3G数据进行调制解调处理的3G调制 解调器和与3G调制解调器相接的收发天线。所述视频编码器为H. 264视频编码器。所述主处理器为ARM9处理器。所述供电单元包括DC/DC电源模块以及分别与DC/DC电源模块相接的P0E供电模 块设备和辅佐电源。所述主处理器和3G调制解调器间通过PCI-E接口进行连接。还包括图像存储单元以及由NAND和SDRAM存储器封装而成的存储单元，所述图像 存储单元和存储单元均与主处理器相接。还包括分别与主处理器相接的串行接口和RJ45网口。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、先进性利用现有的运营商网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备 少，连线简洁，后端仅需一套软件系统即可。2、可靠性高本实用新型采用嵌入式实时操作系统，所需设备简单，而图像的传输 是通过运营商网络实现的，系统可靠性相当高，具体采用ARM+H. 264ENC0DER双核处理器， 改变以往视频服务处理的处理模式，降低了功耗、简化了硬件设计、增加了系统的可靠性。3、成本低，高性能价格比所需设备极其简单，监视系统的控制由后端的软件系统 实现，省去了传统模拟监控系统中的大量设备，如昂贵的矩阵、画面分割器、切换器、视频转 网络的主机等。由于图像的传输通过运营商网络，省去了大量的视频同轴电缆，降低了费 用。4、安全性强基于本实用新型的监视系统设置了不同等级的使用者权限，仅有最 高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改，没有权限的用户是接收不到图像的。另 外，图像数据的存储是专有的格式。5、使用及维护方便基于本实用新型的监视系统安装极其简单，软件的安装及使 用也非常易懂，在维护性方面，监视系统的接线十分简洁，而主要设备的可靠性很高，维护性能好，而且可实现远程维护。6、扩展及延伸性强需要增加监控点和监控主机时，只需要通过现有网络增加一 台3G摄像一体机即可，不需要对现有网络做什么改动。7、应用范围广阔区域性监控，利用网络传送实时图像，如办公室、大楼等；跨区 远端监控，连锁事业、大型工厂机房、远端老人、儿童看护、公共建筑、无人环境监控、金融机 构分行监控、交通监管、错误警报辩识等。同时，本实用新型采用有线网络和3G无线网络两 种接入网络方式，增加了设备的灵活性、扩大了设备的使用范围。8、实用性强采用3G无线宽带网络技术实时传输高清视频信号，充分利用了网 络资源，移动性强、带宽宽，增强了监控范围的灵活性，特别适合于野外、边远地区、临时、应 急、军事、移动等视频监视应用场景；并且，采用数字CMOS摄像前端，改变以往模拟CCD功耗 大、电路复杂、图像质量差等缺点；同时本实用新型增加了本地存储功能使网络化摄像机具 有本地记录功能，使监控信息不因为网络的好坏而漏掉信息。9、功能完善，相对于传统的闭录电视监控系统，基于本实用新型的监控系统无须 同轴电缆、无须庞大的视频分配器；软件实现NxN多对多(即多个观察员可同时看多个镜头 画面)；安装所需设备少，工程成本大幅降低(整个安装过程就是架设摄像机和在PC机上 安装系统管理软件)，大幅减少线材；充分利用网络资源，用无线宽带网络图像传输，移动 性强、带宽宽，增强了监控范围的灵活性，可直接实现远端监控，利用网络更新软件。这些都 是传统的闭录电视系统无法比拟的。相对于当前的有线网络监控系统，基于本实用新型组 建的监控系统对PC机的要求范围减少，一般普通配置即可；无须软件维护；无须机房，可以 安装在过道和环境差的地点；可以避免了死机现象和重新启动时造成无法监控的缺陷。这 些是基于IP的有线网络数字监控系统无法比拟的。综上所述，本实用新型综合应用3G技术、数字CMOS技术、图像处理压缩技、嵌入式 计算机技术和网络技术，具有所用设备结构简单、组网灵活、移动轻便且成本低、性能可靠、 使用面广等优点，能有效解决现有监控系统用摄像机所存在多种实际问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路框图。图2为本实用新型视频信号采集单元、主处理单元和3G通信模块的电路原理框 图。附图标记说明1-视频信号采集单元；2-1-视频编码器；2-5-存储单元；3-3G通信模块；3-3-PCI-E 接口；5-1-麦克风；
1-1-CM0S图像传感 器；
2-2-主处理器；
2-6-串行接口；
3-1-3G调制解调器； 4_供电单元；
5-2-音频编码处理 单元。
2-主处理单元；
2-4-图像存储单元；
2-7-RJ45网 口 ；
3-2-收发天线；
5-音频信号处理单元；
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括为各用电单元供电的供电单元4、视频信号采集 单元1、音频信号处理单元5、分别与视频信号采集单元1和音频信号处理单元5相接的主 处理单元2以及与主处理单元2相接的3G通信模块3，所述供电单元4分别与视频信号采 集单元1、音频信号处理单元5、主处理单元2和3G通信模块3相接；所述视频信号采集单 元1为用于采集获取视频信息的CMOS传感器1-1。所述音频信号处理单元5包括麦克风 5-1和与麦克风5-1相接的音频编码处理单元5-2，所述音频编码处理单元5-2与主处理器 2-2相接。本实施例中，所述主处理单元2包括与CMOS传感器1-1相接的视频编码器2-1和 与视频编码器2-1相接的主处理器2-2，主处理器2-2与3G通信模块3相接。所述3G通 信模块3包括与主处理器2-2相接且对3G数据进行调制解调处理的3G调制解调器3_1和 与3G调制解调器3-1相接的收发天线3-2。所述视频编码器2-1为H. 264视频编码器。所 述主处理器2-2为ARM9处理器。所述主处理器2-2和3G调制解调器3_1间通过PCI-E接 口 3-3进行连接。所述供电单元4包括DC/DC电源模块以及分别与DC/DC电源模块相接的 P0E供电模块设备和辅佐电源。本实用新型还包括图像存储单元2-4以及由NAND和SDRAM存储器封装而成的存 储单元2-5，所述图像存储单元2-4和存储单元2-5均与主处理器2-2相接。同时，本实用 新型还包括分别与主处理器2-2相接的串行接口 2-6和RJ45网口 2_7。本实施例中，所述 图像存储单元2-4为TF存储卡。所述主处理器2-2通过串行接口 2-6与上位监控机相接。本实用新型的工作过程是所述CMOS传感器1-1采集到物镜得到的光学图像后， 将采集到的光信号转换为电信号并上传至ARM9处理器，同时音频信号处理单元5将处理后 的音频信号也上传至ARM9处理器；经ARM9处理器处理后的数字信号经H. 264视频编码器 进行压缩编码处理后，再通过ARM9处理器将信号转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，之 后利用3G通信模块3 (具体是3G数据接入电路)将上述数据包传输到3G网络上，使摄像 机所摄的画面通过网络实现远程传输后即可实现远端监视画面。所述ARM9处理器内部集 成有一个A/D Converter (模数转换器)将采集到的模拟信号转换成数字信号后再进行运 算，主要是进行颜色、亮度、白平衡等运算。实际使用过程中，ARM9处理器还要完成网络视 频服务、视频本地存储、远程指令的加密解码等工作，本实用新型的信号输出有3种方式 串行接口 2-6用来传输控制信息，RJ45网口 2-7用于有线以太网视频图像传输，3G通信模 块3用于接入3G广域网。本实施例中，所述3G广域网使用电信的EVD0网络，其全称为 CDMA2000 lxEV-DO，是CDMA2000 lx演进(3G)的一条路径的一个阶段，其可提供6Mbps甚 至更高的数据传输速率。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种3G摄像机，其特征在于包括为各用电单元供电的供电单元(4)、视频信号采集单元(1)、音频信号处理单元(5)、分别与视频信号采集单元(1)和音频信号处理单元(5)相接的主处理单元(2)以及与主处理单元(2)相接的3G通信模块(3)，所述供电单元(4)分别与视频信号采集单元(1)、音频信号处理单元(5)、主处理单元(2)和3G通信模块(3)相接；所述视频信号采集单元(1)为用于采集获取视频信息的CMOS传感器(1-1)。
2.按照权利要求1所述的一种3G摄像机，其特征在于所述主处理单元(2)包括与 CMOS传感器(1-1)相接的视频编码器(2-1)和与视频编码器(2-1)相接的主处理器(2-2)， 主处理器(2-2)与3G通信模块(3)相接。
3.按照权利要求2所述的一种3G摄像机，其特征在于所述3G通信模块(3)包括与 主处理器(2-2)相接且对3G数据进行调制解调处理的3G调制解调器(3-1)和与3G调制 解调器(3-1)相接的收发天线(3-2)。
4.按照权利要求2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于所述视频编码器(2-1)为 H. 264视频编码器。
5.按照权利要求2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于所述主处理器(2-2)为 ARM9处理器。
6.按照权利要求1、2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于所述供电单元(4)包括 DC/DC电源模块以及分别与DC/DC电源模块相接的P0E供电模块设备和辅佐电源。
7.按照权利要求2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于所述主处理器(2-2)和3G 调制解调器(3-1)间通过PCI-E接口(3-3)进行连接。
8.按照权利要求2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于还包括图像存储单元(2-4) 以及由NAND和SDRAM存储器封装而成的存储单元(2_5)，所述图像存储单元(2_4)和存储 单元(2-5)均与主处理器(2-2)相接。
9.按照权利要求2或3所述的一种3G摄像机，其特征在于还包括分别与主处理器 (2-2)相接的串行接口 (2-6)和RJ45网口 (2-7) 0
专利摘要本实用新型公开了一种3G摄像机，包括为各用电单元供电的供电单元、视频信号采集单元、音频信号处理单元、分别与视频信号采集单元和音频信号处理单元相接的主处理单元以及与主处理单元相接的3G通信模块，所述供电单元分别与视频信号采集单元、音频信号处理单元、主处理单元和3G通信模块相接；所述视频信号采集单元为用于采集获取视频信息的CMOS传感器。本实用新型所用设备结构简单、组网灵活、移动轻便且成本低、性能可靠、使用面广，能有效解决现有监控系统用摄像机所存在多种实际问题。
文档编号H04N7/26GK201585043SQ200920245528
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者徐克强, 李文峰, 李晓婷, 王山伟 申请人:西安终南信息技术有限公司