一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置的制作方法

本发明适用于电梯视频监控领域，涉及一种视频叠加装置，尤其涉及一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置。

背景技术：

电梯内部安装的监控摄像机拍摄的视频监控画面，往往只能显示电梯内的人员数量、动作和出入等情况，后方监控室的监控人员无法从电梯监控画面上直观的了解到电梯位置、上下行、故障等实时运行状态信息。监控摄像机与硬盘录像机普遍带有RS485接口，用以控制云台、传输数据协议，利用其物理结构，对其内部程序进行针对性编译，即可实现在视频图像上显现人眼可以辨识的字符数据。本发明所提供的一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置，实现了在电梯视频监控画面上的电梯运行信息叠加显现，方便监控人员在观察电梯内部监控画面的同时就可以直观的了解电梯运行状态等相关信息，并通过图像上的动态提示，及时对故障等异常状况做出处理。

另外，绝大多数电梯往往不具备语音详细播报当前所到达楼层、上下行、开关门等运行信息的功能，在电梯内人员较多时，或者乘客视力有问题时，会存在不便查看当前到达楼层等问题。社会新闻中也多次报道了用户由于低头看手机或忙于做其它事情，无暇顾及到电梯门的开关而发生的多起事故。应用本发明所提供的一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置，不仅方便了监控人员在电梯视频监控图像上实时查看电梯运行状态信息，而且能够对电梯内的乘客进行语音提示，提升了电梯使用体验和避免一些乘坐风险。本装置具备安装布线简单便捷，不与电梯本身电路进行物理连接，不需对电梯硬件进行改造，建设和使用成本低等优点。

技术实现要素：

在电梯上下运行的井道内壁上，每一楼层的位置均对应设有一个平层块。电梯轿厢内部安装有带RS485接口的监控摄像机拍摄电梯内部画面。监控室配置接收和存储电梯视频监控图像的硬盘录像机，以及显示电梯监控画面的监视器。

一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置，其特征在于，包括电源模块（1），传感器模块（2），处理器模块（3），语音模块（4）和RS485模块（5）。

所述电源模块（1）分别与传感器模块（2）、处理器模块（3）、语音模块（4）、RS485模块（5）连接，向传感器模块（2）、处理器模块（3）、语音模块（4）、RS485模块（5）提供电力。

所述传感器模块（2）与处理器模块（3）连接。传感器模块（2）获取传感器探测到的传感信息并发送给处理器模块（3），处理器模块（3）接收传感器模块（2）发送的传感信息进行逻辑分析和运算处理，得到电梯运行信息。

所述处理器模块（3）与语音模块（4）连接，将分析得到的电梯运行信息发送给语音模块（4）进行语音播报。

电梯运行信息在电梯视频图像上叠加显现的技术实现方式有两种：

第一种是处理器模块（3）通过RS485模块（5）与带有RS485接口的监控摄像机连接，将电梯运行信息发送给监控摄像机，由监控摄像机将电梯运行信息以动态字符的形式叠加显现在其拍摄的电梯视频监控画面上，之后将叠加有电梯运行信息的视频监控画面输出存储和同步显示。

第二种是处理器模块（3）通过RS485模块（5）与带有RS485接口的硬盘录像机连接，将电梯运行信息通过RS485模块（5）发送给硬盘录像机，由硬盘录像机将电梯运行信息以动态字符的形式叠加显现在其同步接收的电梯视频监控画面上，之后将叠加有电梯运行信息的视频监控图像进行存储和同步显示。

优选的，本发明所述传感器模块（2）具有一凹型的本体，且于所述本体的凹型口内侧的两相对侧壁上对应嵌设有一对红外发射器和一对红外接收器。

优选的，本发明所述语音模块（4）包括YX6100语音芯片。

优选的，本发明所述处理器模块（3）包括STM32单片机。

附图说明

图1为本发明一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置的模块结构示意图

图2为本发明一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置的传感器模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明技术方案的具体实施方式：

在电梯上下运行的井道内壁上，每一楼层的位置均对应设有一个平层块。电梯轿厢内部安装有监控摄像机拍摄电梯内部画面。监控室配置接收和存储电梯视频监控图像的硬盘录像机，以及显示电梯监控画面的监视器。

一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置，包括电源模块（1），传感器模块（2），处理器模块（3），语音模块（4）和RS485模块（5）。

处理器模块（3）采用STM32系列单片机。STM32系列单片机专为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用而设计，具有ARM Cortex-M3内核，是同类产品中的最佳选择。

语音模块（4）采用YX6100语音芯片。YX6100是一个提供串口的语音芯片，它完美的集成了MP3、WAV等音频格式的硬解码。用户可以灵活的选用SPIFLASH、U 盘等设备作为语音的存储介质。通过简单的串口指令即可播放指定的语音，使用相当方便，同时稳定可靠。

电源模块（1）分别与传感器模块（2）、处理器模块（3）、语音模块（4）、RS485模块（5）连接，向传感器模块（2）、处理器模块（3）、语音模块（4）、RS485模块（5）提供电力。

传感器模块（2）具有一凹型的本体，且于所述本体凹型口内侧的两相对侧壁上对应嵌设有一对红外发射器和一对红外接收器。如附图2所示，一对红外发射器和一对红外接收器分别为红外发射器（51）、红外发射器（52）和红外接收器（53）、红外接收器（54）。红外接收器（53）接收红外发射器（51）所发射的红外光，红外接收器（54）接收红外发射器（52）所发射的红外光。红外发射器（51）与红外接收器（53）组成一组红外发射接收模组，布置在凹型本体的上部；红外发射器（52）与红外接收器（54）组成另外一组红外发射接收模组，布置在凹型本体的下部。

传感器模块（2）与处理器模块（3）连接，传感器模块（2）将本体上传感器获取的传感信息，也就是两组红外发射接收模组的导通情况发送与处理器模块（3）。处理器模块（3）接收到此传感信息后进行逻辑分析和运算处理，从而得到电梯运行的状态信息。

传感器模块（2）安装于电梯轿厢外部，电梯运行到某一楼层停止时，电梯井道内壁上的平层块正好处于传感器模块（2）的凹型口内部，红外发射器（51）和红外发射器（52）发射的红外光均被平层块遮挡，红外接收器（53）和红外接收器（54）均无法接收到红外信号。处理器模块（3）利用两组红外发射接收模组均被遮挡、同时间内均未被导通的逻辑状态，判断电梯抵达、停留在某个平层、楼层。

电梯从停止状态转变为上行状态时，电梯轿厢向上运动，平层块将相对于电梯轿厢位置下移。红外发射器（51）因位于传感器模块（2）的上部，其发射的红外光将首先脱离平层块的遮挡而先被红外接收器（53）接收。红外发射器（52）位于传感器模块（2）的下部，其发射的红外光在之后脱离平层块的遮挡而被红外接收器（54）接收。处理器模块（3）利用上面一组红外发射接收模组先导通，下面一组红外发射接收模组后导通的顺序逻辑，判断电梯为上行状态。

电梯从停止状态转变为下行状态时，电梯轿厢向下运动，平层块将相对于电梯轿厢位置上移。红外发射器（52）因位于传感器模块（2）的下部，其发射的红外光将首先脱离平层块的遮挡而先被红外接收器（54）接收。红外发射器（51）位于传感器模块（2）的上部，其发射的红外光在之后脱离平层块的遮挡而被红外接收器（53）接收。处理器模块（3）利用下面一组红外发射接收模组先导通，上面一组红外发射接收模组后导通的顺序逻辑，判断电梯为下行状态。

电梯从某一楼层行驶至下一楼层的过程中，在一定时间长度内，两组红外发射接收模块因无障碍物遮挡而同时处于导通状态。处理器模块（3）利用两组红外发射接收模组在单位时间长度内同时导通的逻辑关系，判断电梯为行使状态。

电梯行驶过程中从任一楼层经过时，两组红外发射接收模块会因平层块短时间遮挡而先后断开，后又因快速通过平层块、脱离遮挡而先后再次处于导通状态。处理器模块（3）利用两组红外发射接收模组在短时间内先后断开又先后导通的逻辑关系，判断电梯经过了一个楼层。

一种带语音功能的电梯运行信息视频叠加装置，在该装置安装时，通过管理软件设定了电梯工作的总楼层数和当前所在楼层。电梯上行时，每通过一次平层块，在当前楼层数上加1，最终得到电梯停止时的当前楼层；电梯下行时，每通过一次平层块，在当前楼层数上减1，最终得到电梯停止时的当前楼层。处理器模块（3）利用上行做加法，下行做减法的逻辑关系，持续更新电梯的运行信息。

电梯上行或下行运动后，传感器模块（2）上的两组红外发射接收模组先后被导通，正常工作时间内应该行驶至下一楼层而被遮挡时，但始终未被再次遮挡，而是长时间处于导通状态，也就是电梯离开了一个楼层后始终无法正常的抵达下一楼层。处理器模块（3）利用单位时间长度内两组红外发射接收模组既未经过平层块，又未被遮挡的逻辑关系，判断电梯出现了“卡层”等异常状况。出现异常状况时，装置可以在图像上进行字符闪烁的提示、语音播报告警信息等方式对相关人员进行警示。

处理器模块（3）还与语音模块（4）连接，处理器模块（3）将解析得到的电梯运行信息同步发送给语音模块（4）进行实时播报，播报内容和音量均可改变和调整。

处理器模块（3）通过RS485模块（5）与监控摄像机或硬盘录像机连接。

处理器模块（3）通过RS485模块（5）连接监控摄像机时：

处理器模块（3）将解析得到的电梯运行信息通过RS485模块（5）实时发送给电梯轿厢内的带有RS485接口的监控摄像机。监控摄像机在拍摄、处理电梯监控图像的同时，将收到的电梯运行信息以动态字符的形式叠加显现在电梯实时监控图像上。之后监控摄像机可以将叠加有电梯运行信息的视频监控画面输出存储和同步显示。

监控摄像机采用的叠加显现方法可以是：监控摄像机通过图像传感器获取到逐帧的视频数据，将此帧数据放入数据缓冲区，生成固定大小的图像层。处理器模块（3）将电梯运行信息通过RS485模块（5）实时发送给监控摄像机。监控摄像机将收到的电梯运行信息转换为实际需要显示的具体字符，生成与图像层相同大小的文字层，也放入数据缓冲区。在数据缓冲区中将两层进行合并，使文字层覆盖图像层。覆盖时，使文字层构成显现字符的像素点数值替换掉被覆盖的图像层对应像素点的数值，无文字遮挡、覆盖的图像像素维持原有的数值不变，之后整合、排列数据合并生成为一个新的图像画面，该视频画面中即带有了显现字符。从数据缓冲区中抽取、输出该帧画面，之后对下帧画面进行相同方法的操作，使动态输出的视频流画面中持续出现数据字符。改变文字层的显现字符即得到不同叠加内容的视频图像。

处理器模块（3）通过RS485模块（5）连接硬盘录像机时：

处理器模块（3）将解析后的电梯运行信息通过RS485模块（5）实时发送给带有RS485接口的硬盘录像机。硬盘录像机在接收、处理电梯监控图像的同时，将收到的电梯运行信息以动态字符的形式叠加显示在该电梯实时监控图像上。

硬盘录像机采用的叠加显现方法可以是：硬盘录像机接收监控摄像机发送的电梯监控图像数据，在其中逐帧捕捉图像画面，将此帧数据放入数据缓冲区，生成固定大小的图像层。处理器模块（3）将电梯运行信息通过RS485模块（5）实时发送给硬盘录像机。硬盘录像机将收到的电梯运行信息转换为实际需要显示的具体字符，生成与图像层相同大小的文字层，也放入数据缓冲区。在数据缓冲区中将两层进行合并，使文字层覆盖图像层。覆盖时，使文字层构成显现字符的像素点数值替换掉被覆盖的图像层对应像素点的数值，无文字遮挡、覆盖的图像像素维持原有的数值不变，之后整合、排列数据合并生成为一个新的图像画面，该画面中即带有了显现字符。从数据缓冲区中抽取、输出该帧画面至硬盘进行保存，之后对下帧画面进行相同方法的操作，使动态输出的视频流画面中持续出现数据字符。改变文字层的显现字符即得到不同叠加内容的视频图像。

硬盘录像机经合并处理得到带有电梯运行信息的电梯监控图像后，将其输出至硬盘进行存储或输出到监视器进行同步显示。