专利名称：基于物联网的成品油运输视频智能监控系统及方法
技术领域：
本发明涉及交通运输技术领域，具体涉及一种基于物联网的成品油运输视频智能监控系统及方法。
背景技术：
国内的石油运输行业有很大一部分企业或研究团队以改善成品油运输信息化水平为目标，一直在尝试着利用RFID技术、传感技术、视频监控技术等等一些新兴技术来实现成品油料运输的防盗智能监控问题，取得了很多的成果，但同时也或多或少存在一些弊端。利用RFID射频铅封技术构建的二次物流油罐车运行监控系统的方法，虽然通过RFID电子锁能够实现运输防盗，但违背了 RFID使“物品开口说话”的本质，使得这样射频数据包容易被轻易的截取、伪造，这样在不需要破译其加密方法的情况下，使得其功能失效。传统的基于视频监控防盗管理监控系统，利用GPRS公用数据网络作为传输途径，使得其运行资费巨大，并且实时视频监控的特性本身也需要专门的人员进行看守，判定情况、发现问题，其智能化水平不高。利用传感器实时监控油液面的状态的方法，在精度方面很难达到要求，因为实时油液面的监测对液位传感器的测量精度要求很高，再加上油品运送过程中，油液面受到液面波动、物理属性的变化、当地重力加速度的影响，导致传感器实时监控油液面的方式也很难达到较好的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:解决上述现有技术存在的问题，而提供一种基于物联网的成品油运输视频智能监控系统及方法，通过一系列技术手段，面向“盗油防控”、“快速反应”和“有效举证”三个层面，逐层对成品油的运输过程实施智能监控，能够在不影响运输业务的大前提下，最大限度的对油料的盗窃进行有效的防护和监控。本发明采用的技术方案是:这种基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，包括视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端、无线发送模块、调度监控中心，视频监控设备输出视频监控信息连接至运输工具智能终端，运输工具智能终端对视频监控信息进行关联、采编、存储、调度处理后连接至无线发送模块，无线发送模块与调度监控中心无线通信连接。上述技术方案中，所述的视频监控设备包括依次连接的视频采集模块、视频编码模块、视频压缩处理模块和视频信息缓存模块。上述技术方案中，所述的运输工具智能终端还连接有本地时钟模块。上述技术方案中，所述的无线发送模块包括有视频板和天线。上述技术方案中，所述的调度监控中心包括有计算中心和监控中心。上述技术方案中，所述的视频监控设备为全程多角度视频监控设备，视频监控设备、运输工具智能终端、无线发送模块、本地时钟模块都安装在需要监控的成品油运输工具特定位置上。本发明的基于物联网的成品油运输视频智能监控方法为:视频监控设备全程多角度安装在成品油运输工具需要监控的位置上，视频监控设备依次进行视频采集、视频编码、视频压缩处理、视频信息缓存，然后输出视频监控信息至运输工具智能终端，运输工具智能终端依次进行视频信息与属性信息关联处理、视频信息采编组织处理、智能终端本地存储和异常信息发送调度处理，然后运输工具智能终端输出有网络信号时发送相关视频信号，网络信号恢复或收到监控中心查询请求时发送相应视频信息至无线发送模块，运输工具智能终端并从无线发送模块接收视频信号回传指令，无线发送模块发送视频信息至调度监控中心，调度监控中心根据需要实时调取视频信息，对盗油异常事件快速反应，并可依照一定的查询条件对历史的图像及调用运输工具历史视频资料进行查询获取，以及向无线发送模块发送视频信息回传指令和查询请求。系统的工作过程如下:
(1)全程多角度视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端、以及监控信息传输设备安装部署在需要监控的成品油运输工具特定位置；
(2)视频监控全程对运输工具进行视频监控并本地存储在工业级智能终端的存储模块中；
(3)控制中心可根据需要实时调取视频信息，亦可依照一定的查询条件对历史的图像及调用运输工具历史视频资料进行查询获取；
(4)智能终端对异常射频卡身份信息及开锁地理信息进行记录，一旦满足异常的触发条件，发送警报并将异常开启身份信息及地理信息和开锁次数回传至中心服务器，控制中心调取异常运输工具实时监控画面，并可对历史视频监控资料进行调用查询。本发明通过全程多角度视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端以及监控信息同步传输和异步传输等一系列技术手段，面向“盗油防控”、“快速反应”和“有效举证”三个层面，逐层对成品油的运输过程实施智能监控，能够在不影响运输业务的前提下，最大限度的对油料的盗窃进行有效的防护和监控。
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图1为本发明系统结构原理示意 图2为视频监控模块方法原理图。
具体实施方式
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参见图1、图2，本发明的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统及方法，包括视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端、无线发送模块、调度监控中心，视频监控设备输出视频监控信息连接至运输工具智能终端，运输工具智能终端对视频监控信息进行关联、采编、存储、调度处理后连接至无线发送模块，无线发送模块与调度监控中心无线通信连接。所述的视频监控设备包括依次连接的视频采集模块、视频编码模块、视频压缩处理模块和视频信息缓存模块。所述的运输工具智能终端还连接有本地时钟模块。所述的无线发送模块包括有视频板和天线，所述的调度监控中心包括有计算中心和监控中心，所述的视频监控设备为全程多角度视频监控设备，视频监控设备、运输工具智能终端、无线发送模块、本地时钟模块都安装在需要监控的成品油运输工具。下面对本发明的具体实施作进一步详细说明:(一)系统总体方案
1、工业级智能终端
完成严苛环境下的运输任务而设计的高工业等级智能终端，密封性达到防尘防水标准，在-15飞(TC下能持久稳定工作，9 30V宽压电源输入模式及高强度抗震设计。规格要求:
(1)无风扇全招压铸外壳散热设计
(2)大容量存储(存储容量>1TB) (3)符合防尘防水标准
(4)支持9-30V宽电压直流输入
(5)适应-15飞(TC宽温环境
(6)无线扩展性能WiFi, GPS, WCDMA/EDGE/GPRS
(7)VESA标准固定安装
(8)通过工业部相关新规认证
(9)通过3C认证,防爆认证
2、视频监控设备
视频监控设备主要包括多角度半球视频监控设备和支持红外视频监控的枪机式视频监控设备，分别针对光照较好情况下的多角度视频监控和夜间的红外视频监控。I多角度半球视频监控设备:
规格要求:
(1)像素要求:PAL:500 (H) X 582 (V) NSTC:510 (H) x 492 (V)
(2)感光面积:4.9mm x 3.7mm
(3)水平清晰度:420TVLine
(4)镜头规格:3.6mm
(5)电子快门:1/50(1/60)_1/100，000(秒)
(6)白平衡:自动白平衡(ATW)
(7)信噪比:大于48dB
(8)最低照度:0.8Lux/Fl.2
(9)视频输出:1.0νρ-ρ75Ω
(10)所需电源:DC12V
(11)功率消耗:150mA
(12)插口:VIDE0 ORT (BNC)
(13)尺寸:85mm x 55mm I枪机式视频监控设备:
规格要求:
(1)成像器件:1/3〃SONY Super HAD CCD
(2)像素要求:PAL:500 (H) X 582 (V) NSTC:510 (H) x 492 (V)
(3)红外距离:40m
(4)水平清晰度:420TVLine
(5)内置镜头:16mm/Fl.2 (6)外壳:银色铝合金
(7)红外线波长:850um
(8)电子快门:1/50(1/60)_1/100，000(秒)
(9)白平衡:自动跟踪白平衡
(10)信噪比:大于52dB
(11)最低照度:0Lux/红外灯开启
(12)视频输出:1.0νρ-ρ75Ω
(13)所需电源:DC12V
(14)功率消耗:150mA，红外灯开启2A
(15)插口:VIDEO OUT (BNC)
(16)尺寸:85mm x 175mm
(17)环境条件:-10°C +50°C
3、计算中心
计算中心是带有大容量存储功能的服务器或计算机，主要用于传感数据、视频监控数据、异常报警数据的存储、管理和对数据的处理以及对异常事件的判断和相应的调度策略。计算中心采用高性能服务器机，如IBM power 570系列服务器，第一个构建模块包含两颗或四颗3.5、4.2或4.7 GHz的P0WER6处理器内核；其他所有模块均包含四颗内核，2 GB 到 48 GB 的 667 MHz DDR2 内存；或 16 GB 到 96 GB 的 533 MHz DDR2 内存；或32 GB到192 GB的400 MHz DDR2内存，六个SAS硬盘位；操作系统使用Window2003 Server04、监控中心
监控中心由一个或多个显示器、投影仪组成，其功能主要用于输出计算中心的处理后得到的运输工具视频监控设备捕获的图像和视频信号。(二)系统部署方案
卸油点:将若干张射频开锁卡分配给各个卸油点的卸油人员，每个人拥有一张具有独立ID的射频卡，只有这些卡能够打开射频智能门禁，并且智能门禁能够根据不同的卡开锁情况进行记录。运油运输工具:每一个运油运输工具的进出油处，都安装了一个智能门禁，只有发放的射频卡才能打开。运油运输工具安装有GPS定位模块和时钟模块，能够实时的获取视频信息或开锁信息对应的时间和运输工具位置信息。同时，运输工具综合带宽、摄像头距离、摄像头数量等一系列因素，在驾驶室安装一组监控设备，在油罐的不同角度安装三组监控设备，保证在没有监控死角的情况下使设备数量和通信带宽最小。(三)多视角视频取证监控技术
通过在驾驶室部署一组监控设备加上在油罐周围部署三组监控设备，能够实现多视角的视频取证。此技术主要用于监看运输工具在运输与卸油过程中的安全情况，避免油料丢失以及在油料丢失后能够通过录像文件做出快速准确的判断，为今后的调查取证提供可靠的依据。1、视频数据的存储和获取
视频的存储:系统首先将运输工具的视频进行电子式存储，主要存储在智能终端的工业级SSD固态硬盘或SD卡，运输工具颠簸对设备没有任何影响。当运输工具回到指定地点时，将录像资料通过网络下载到公司总部调度中心的指定视频存储服务器中，进行总控机房的备份。视频数据备份之后，对于历史的视频数据可以通过总控机房本地获取，节省了通信的开销；而对于实时的视频数据，也可以通过无线传输的方法，远程获取运输工具当前地点启动视频监控画面，对运输工具进行实时视频查询。远程视频获取:远程视频能够实现无人监管，管理者只需在总控室计算机上进行所需操作、管理和监看即可。常用的三类远程视频获取方式包括:周期性/人为触发的视频获取、异常事件触发的视频获取和基于查询的视频获取。对于周期性/人为触发的视频获取，主要针对总控中心希望随时查看任意运输工具实时监控画面的需求，当智能终端收到总控的视频获取请求时，实时的传送当前各个视频监控设备的监控画面，直到收到总控发出的结束信号为止。异常事件触发的视频获取，主要针对发生了异常报警的情况下，进行的视频获取，包括管理者在收到异常报警之后主动“拉取”异常视频信息和异常视频的主动“推送”两种方式。由于这种方式对实时性要求较高，对网络信号的依赖较强，故设计了本地缓存的模式。当网络信号正常情况下，视频能同步传输；在没有网络信号情况下，视频多维信息(时间、位置)可缓存在智能终端的存储中，待网络信号恢复良好后，异步传输至总控中心。基于查询的视频获取是管理者依照某一个或某几个查询条件，主动发起的一种视频信息收取方式，主要针对历史的视频信息的获取。基于查询的视频获取在远程视频获取和本地视频获取中都具有重要作用，而要能够高效的查询到所需的视频信息，就需要对视频数据进行有效管理。2、视频数据管理
部署的各个视频采集设备将对油品的整个运输过程进行全程多角度录像，并将采集的视频通过基于时间、基于空间和基于关键巾贞提取的方式进行有效的索引，以支撑闻效实时的视频的多维查询。 基于时间的帧标记:即采用轮询的方式，每隔一个时间塵就为视频的该帧标记一个真实时间的时间戳，这种方式主要针对基于时间的查询和获取，如工作人员想快速的查询I号运输工具2011年11月11日上午10:20分的视频。基于位置信息的帧标记:结合GPS设备，利用任务传递的思想，如果当前的位置
距离上一个标记位置的绝对地理位置小于一个设定的阈值，即氧<11+ (R-yj
(其中为设定的标记间距，H =+(ElJ为当前的地理位置和上一次标记地理
位置的距离)时，对此时的视频进行标记。这种方式主要针对基于位置的查询和视频获取，如工作人员想快速的查询I号运输工具在XXX地点附近的视频。基于关键帧提取的标记:通过定义帧之间的相似度，来提取关键帧:定义帧之间的相似度计算公式β,=歷 倾帧之间的互信息量值,1 为两帧之间的HSV颜色直方图的差值，并根据这个相似度，计算关键帧的价值函数，然后与设定的阈值比较，确定是否标记关键帧。这种方式主要针对基于特定情况的查询和视频获取，如工作人员想快速的查询I号运输工具视频发生突变(很可能发生异常情况)的情况的视频。
权利要求
1.一种基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:包括视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端、无线发送模块、调度监控中心，视频监控设备输出视频监控信息连接至运输工具智能终端，运输工具智能终端对视频监控信息进行关联、采编、存储、调度处理后连接至无线发送模块，无线发送模块与调度监控中心无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:所述的视频监控设备包括依次连接的视频采集模块、视频编码模块、视频压缩处理模块和视频信息缓存模块。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:所述的运输工具智能终端还连接有本地时钟模块。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:所述的无线发送模块包括有视频板和天线。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:所述的调度监控中心包括有计算中心和监控中心。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的成品油运输视频智能监控系统，其特征在于:所述的视频监控设备为全程多角度视频监控设备，视频监控设备、运输工具智能终端、无线发送模块、本地时钟模块都安装在需要监控的成品油运输工具特定位置上。
7.一种基于物联网的成品油运输视频智能监控方法，其特征在于:视频监控设备全程多角度安装在成品油运输工具需要监控的位置上，视频监控设备依次进行视频采集、视频编码、视频压缩处理、视频信息缓存，然后输出视频监控信息至运输工具智能终端，运输工具智能终端依次进行视频信息与属性信息关联处理、视频信息采编组织处理、智能终端本地存储和异常信息发送调度处理，然后运输工具智能终端输出有网络信号时发送相关视频信号，网络信号恢复或收到监控中心查询请求时发送相应视频信息至无线发送模块，运输工具智能终端并从无线发送模块接收视频信号回传指令，无线发送模块发送视频信息至调度监控中心，调度监控中心根据需要实时调取视频信息，对盗油异常事件快速反应，并可依照一定的查询条件对历史的图像及调用运输工具历史视频资料进行查询获取，以及向无线发送模块发送视频信息回传指令和查询请求。
全文摘要
一种基于物联网的成品油运输视频智能监控系统及方法，包括视频监控设备、具有工业级处理和存储能力的运输工具智能终端、无线发送模块、调度监控中心，视频监控设备输出视频监控信息连接至运输工具智能终端，运输工具智能终端对视频监控信息进行关联、采编、存储、调度处理后连接至无线发送模块，无线发送模块与调度监控中心无线通信连接。本发明通过一系列技术手段，面向“盗油防控”、“快速反应”和“有效举证”三个层面，逐层对成品油的运输过程实施智能监控，能够在不影响运输业务的大前提下，最大限度的对油料的盗窃进行有效的防护和监控。
文档编号H04N7/18GK103167274SQ20111042027
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者江历 申请人:长沙市启仁信息技术有限公司