一种水下led集鱼灯电力载波摄像系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，它包括水下视频采集模块、水下集鱼诱鱼模块、水下传感器模块、电力线载波传输模块、船载信号接收模块、电源模块。本发明利用已有的供电线路作为传输载体，不用建设通信网络，大大降低了网络投资；以供电线路作为数据传输载体具有成本低、速度快、连接方便等优点；船上观察者可以通过电力线载波系统随时调节水下LED集鱼灯的亮度和控制水下摄像机的旋转角度，配合水下摄像机可以真实直观的了解水下鱿鱼灯的集鱼状况，方便灵活实现集鱼与诱鱼；水下环境传感器传回的数据对科学研究提供依据。
【专利说明】一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统
【技术领域】
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[0001]本发明涉及的是光诱渔业【技术领域】，具体的是一种涉及水下LED集鱼灯电力载波摄像系统。
【背景技术】
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[0002]随着计算机技术发展和宽带的普及以及图像处理技术的提高，视频技术越来越广泛地渗透到各种领域。视频传播分为模拟信号传播和数字信号传播。模拟视频信号在同轴电缆上传输距离是有限的，布线工程成本较高，且模拟视频数据的存储介质容量小，信息不易查询取证。而数字视频系统从20世纪90年代中期开始出现，数字视频就是先用视频捕捉设备将外界影像的颜色和亮度信息采集下来，转变为电信号，经过模拟/数字(A/D)转换器，转变为数字的“O”或“I”后储存在介质中。播放时，则需要从数字到模拟的转换器，将二进制信息解码成模拟的视频帧信号，并以每秒30帧的人类眼睛认为是连续不间断地运动着的影像速度投影到显示器上。
[0003]为了降低布线成本以及满足某些不能另外布置信号线的场合，人们发明了电力载波技术。电力载波是把载有信息的高频信号加载于电流信号之上，并利用已有配电网络作为传输媒介，进行数据传输和信息交换的载波技术。为此，人们建立了电力线通信协议。
[0004]电力线通信协议中分为窄带电力线通信协议和宽带电力线通信控制协议，视频需要在宽带上传输。电力线上信道环境是非常恶劣，正交频分复用技术OFDM(OrthogonalFrequency Divis1nMultiplexing)调制方式，能够克服低压电力线上数据传输的信道的各种干扰，适用于电力线特殊通信环境。正交频分复用技术0FDM，此技术是HPA联盟(HomePlug PowerlineAlliance)工业规范，将载波中不同频率的大量信号合并成单一的信号，采用不连续多频调制技术传送信号。能在容易受外界干扰和抵抗外界干扰能力较差的介质中传输视频信号，美国军方在1970年采用大规模子载波和频率复用技术的OFDM 系统。1971 年 S.B.Weinstein 和 P.M.Ebert 使用 DFT (DiscreteFourierTransform)实现OFDM基带的调制解调技术。80年代，随着数字信号处理(DSP)技术的发展，在DSP通用芯片上实现快速傅立叶变换(FFT)的运算，自此OFDM逐步迈入数字移动通信的应用领域。20世纪90年OFDM已成为IEEE制定的无线局域网标准802.11的核心技术。
[0005]目前国内大部分的网络摄像机采集的数字视频信号，是通过有线局域网或无线局域网传输的。而模拟视频摄像机信号是在同轴电缆上传输的，基于电力线通信的视频系统的并不多。基于电力线通信水下LED集鱼灯视频摄像系统还是一个未开发的领域。
【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统。
[0007]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明采用以下技术方案:
[0008]一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，它包括水下视频采集模块、水下集鱼诱鱼模块、水下传感器模块、电力线载波传输模块、船载信号接收模块、电源模块；
[0009]水下视频采集模块:采集水下集鱼灯周围的视频信号；
[0010]水下集鱼诱鱼模块:通过灯光实现对鱿鱼的诱集；
[0011]水下传感器模块:用于测量水下的压力、温度等，为科学研究提供依据；
[0012]电力线载波传输模块:将信号调制后耦合到电力线上，通过电力线传播，并在上端接
[0013]收信号后解调；
[0014]船载信号接收模块:接收解调的信号，并在上位机上显示。
[0015]电源模块:为整个系统供电；
[0016]水下集鱼诱鱼模块将鱼诱集到LED集鱼灯的周围，在它工作的同时，水下视频采集模块和水下传感器模块将采集到的视频和环境信号通过电力线载波传输模块传输到船上，并在船载视频接收模块的上位机界面上进行显示。
[0017]进一步的，所述水下视频采集模块装有摄像头，该摄像头额定工作电压为DC12V。
[0018]进一步的，所述水下集鱼诱鱼模块采用1000W绿色LED水下集鱼灯。
[0019]进一步的，所述水下传感器模块添加光耦隔离模块对传感器的处理器进行隔离供电。
[0020]进一步的，所述电力线载波传输模块额定工作电压为DC12V。
[0021 ] 进一步的，所述船载信号接收模块设有耦合电路。
[0022]进一步的，所述电源模块为直流电源，供电电压为DCO?60V供电电流为O?16A。
[0023]本发明对比现有技术有如下的有益效果:利用已有的供电线路作为传输载体，不用建设通信网络，大大降低了网络投资；以供电线路作为数据传输载体具有成本低、速度快、连接方便等优点；船上观察者可以通过电力线载波系统随时调节水下LED集鱼灯的亮度和控制水下摄像机的旋转角度，配合水下摄像机可以真实直观的了解水下鱿鱼灯的集鱼状况，方便灵活实现集鱼与诱鱼；水下环境传感器传回的数据可以了解水下环境的数据值，如水下位置、水下温度、水的深度、水下压力等等，对科学研究提供依据。
【专利附图】
【附图说明】
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[0024]图1为本发明系统结构示意图。
[0025]图2为本发明系统工作原理图。
[0026]图3为上位机显示界面图。
【具体实施方式】
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[0027]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0028]图1为本发明的系统结构示意图。它包括水下视频采集模块、水下集鱼诱鱼模块、水下传感器模块、电力线载波传输模块、船载信号接收模块。水下集鱼诱鱼模块是为了将鱿鱼诱集到LED集鱼灯的周围，在它工作的同时，水下视频采集模块和水下传感器模块将采集到的视频和环境信号通过电力线载波传输模块传输到船上，并在船载视频接收模块的上位机界面上进行显示。
[0029]其中水下视频采集模块的摄像头的额定工作电压为DC12V，电压过低会导致图像模糊；水下集鱼诱鱼模块:本发明的此模块选取100W绿色LED水下集鱼灯；水下传感器模块:传感器模块测试的数据在处理器里为电压信号，故需要添加光耦隔离模块对传感器的处理器进行隔离供电，以去除外围电路的影响；电力线载波传输模块:此模块的额定工作电压为DC12V，其内部的降压模块可将O?220V交、直流电压转换为直流12V稳定供电；船载信号接收模块:此模块须通过耦合电路提取信号，以免大电流对上位机形成冲击，损坏上位机等；电源模块:根据本发明采用的集鱼灯，电源模块为特制的直流电源，供电电压为DCO?60V供电电流为O?16A。
[0030]图2为本发明的系统工作原理图。水下视频采集模块的摄像头收到视频数据请求后，开始对水下LED集鱼灯照亮的水域进行数字视频数据的采集。处理器负责按格式进行视频压缩，完成视频数据编码，实现视频数据的封装，视频压缩采用MPEG-4视频压缩标准。压缩的视频信号经以太网接口 RJ45传输给以太网控制器，以太网控制器处理成标准的工业MII接口信号，并将数据流输出给PLC处理器。PLC处理器将信号调制成OFDM信号，即PLC帧。OFDM信号再由模拟前端(AFE)发送到耦合变压器(PowerLineCoupling)上，经由耦合变压器耦合到电力线上进行数据传输。
[0031]船载视频接收系统从电力线接收而来的OFDM信号经由耦合变压器和模拟前端传输给PLC处理器，PLC处理器将PLC帧进行相关的解调处理。解调后的OFDM信号转换为以太网通信信号并传输给以太网控制器，以太网控制器最终将其转换为视频信号，通过RJ45接口送至视频解压处理器解压缩MPEG-4视频，将解压缩的视频格式解码成原始的视频流文件提供给计算机监测端，计算机监测端直接播放或外存储器存储视频信息。
[0032]图3为本发明的船载信号接收模块的上位机显示界面。本装置的上位机操作界面操作简单，有七个按键及两个显示窗口。工作时按下“开始”键便可以在两个显示窗口中分别显示水下实时视频图像和水下环境值。左边的“向上” “向下” “向左” “向右”四个按键可以控制水下摄像头向四个方向的转动，以观测到更大的视角。工作完成后按下“停止”键即可使系统停止工作。在工作过程中如果系统突然不能正常工作的情况，按“刷新”键可以解决该问题。
[0033]船上观测者通过本系统可以直接观测集鱼灯周围有没有鱿鱼被诱集，方便及时调控，改变作业海域，提高捕捞效率。另外，通过水下传感器模块和水下视频采集模块可以知道鱿鱼诱集时的水下环境状况和鱿鱼的分布状况及运动形态，方便进行科学研究。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，它包括水下视频采集模块、水下集鱼诱鱼模块、水下传感器模块、电力线载波传输模块、船载信号接收模块、电源模块； 水下视频采集模块:采集水下集鱼灯周围的视频信号； 水下集鱼诱鱼模块:通过灯光实现对鱿鱼的诱集； 水下传感器模块:用于测量水下的压力、温度等，为科学研究提供依据； 电力线载波传输模块:将信号调制后耦合到电力线上，通过电力线传播，并在上端接收信号后解调； 船载信号接收模块:接收解调的信号，并在上位机上显示； 电源模块:为整个系统供电； 水下集鱼诱鱼模块将鱼诱集到LED集鱼灯的周围，在它工作的同时，水下视频采集模块和水下传感器模块将采集到的视频和环境信号通过电力线载波传输模块传输到船上，并在船载视频接收模块的上位机界面上进行显示。
2.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述水下视频采集模块装有摄像头，该摄像头额定工作电压为DC12V。
3.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述水下集鱼诱鱼模块采用100W绿色LED水下集鱼灯。
4.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述水下传感器模块添加光耦隔离模块对传感器的处理器进行隔离供电。
5.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述电力线载波传输模块额定工作电压为DC12V。
6.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述船载信号接收模块设有耦合电路。
7.如权利要求1所述的一种水下LED集鱼灯电力载波摄像系统，其特征在于，所述电源模块为直流电源，供电电压为DCO?60V供电电流为O?16A。
【文档编号】H04N7/18GK104052969SQ201410261011
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】钱卫国, 孔祥洪, 卢克祥, 韩承荣, 陈新军, 许家龙 申请人:上海海洋大学