一种网关装置的制作方法

本实用新型涉及机械电控领域，特别涉及一种具备视频监控和无线传感网络监控功能的网关装置。

背景技术：

在工业监控领域中，在需要进行视频监控的区域，往往需要同时布置无线传感器网监控系统。而视频监控设备安装的位置，如摄像头等，也是无线传感器网络的无线网关安装的较佳位置。

因此，视频监控设备与无线传感器网络的无线网关的安装位置经常发生重叠，造成了布置空间紧张的问题。另外，即使能够满足在同一位置同时安装视频监控设备与无线传感器网络的无线网关这两套系统，也会使得整个系统复杂，安装麻烦，设备成本高昂，维护与运营成本增加等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种具备视频监控和无线传感网络监控功能的网关装置，以将视频监控、云台控制及无线传感器网系统融合在一起，以简化整个系统的复杂度，降低系统成本，安装实施方便。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种网关装置，包括外壳以及安装于所述外壳中的无线传感网射频模块、镜头控制模块、云台控制模块、视频处理模块、数据处理模块、数据传输模块、镜头、云台、 POE接口模块和电源模块；其中，

所述无线传感网射频模块电连接于所述数据处理模块，并采用无线射频方式与无线传感器网络进行通信；

所述镜头控制模块电连接于所述数据处理模块和所述镜头，并根据所述数据处理模块的镜头控制指令控制所述镜头的拍摄；

所述云台控制模块电连接于所述数据处理模块和所述云台，并根据所述数据处理模块的云台控制指令控制所述云台的运动；

所述视频处理模块电连接于所述数据处理模块和所述镜头，并对所述镜头拍摄的视频进行处理，生成视频信号并发送给所述数据处理模块；

所述数据传输模块，电连接于所述数据处理模块，并进行所述数据处理模块和网络侧之间的数据传输；

所述POE接口模块，电连接于所述数据处理模块，并进行所述数据处理模块和所述网络侧之间的数据传输；

所述数据处理模块，用于对所述无线传感器网络上传的数据和从所述视频处理模块接收的视频信号进行处理并通过所述数据传输模块或者通过所述POE接口模块上传至所述网络侧，并通过所述数据传输模块或者通过所述POE接口模块从所述网络侧获取关于所述无线传感器网络的控制信息、镜头控制信息和云台控制信息，并将关于所述无线传感器网络的控制信息通过所述无线传感网射频模块发送至所述无线传感器网络，根据所述镜头控制信息向所述镜头控制模块发送所述镜头控制指令，根据所述云台控制信息向所述云台控制模块发送所述云台控制指令；

其中，所述镜头安装于所述云台，以在所述云台的驱动下变换拍摄角度；

其中，所述无线传感网射频模块、所述镜头控制模块、所述云台控制模块、所述视频处理模块、所述数据处理模块、所述镜头和所述云台还电连接于所述电源模块和所述POE接口模块，以由所述电源模块或者所述POE接口模块供电，所述数据传输模块由所述电源模块供电。

进一步，所述数据传输模块包括：

光电转换单元，所述光电转换单元电连接于所述数据处理模块并通过光纤连接于所述网络侧，以建立所述数据处理模块和所述网络侧的信号连接，并对所述数据处理模块和所述网络侧之间传输的信号进行光电转换；

以太网接口单元，所述以太网接口单元电连接于所述数据处理模块并通过以太网连接于所述网络侧，以通过所述以太网建立所述数据处理模块和所述网络侧的信号连接；

无线通讯单元，所述无线通讯单元电连接于所述数据处理模块，并通过无线方式建立所述数据处理模块和所述网络侧的信号连接。

进一步，所述无线通讯单元包括Wi-Fi模块和蜂窝网模块。

进一步，所述外壳安装于所述云台。

进一步，所述外壳与所述云台分体设置。

进一步，所述电源模块具有外部电源接口和UPS模块；

在所述电源模块供电时：

所述电源模块通过所述外部电源接口接入外部供电系统；

当所述外部电源接口没有电流输入时，由所述UPS模块向所述无线传感网射频模块、所述镜头控制模块、所述云台控制模块、所述视频处理模块、所述数据处理模块、所述镜头、所述云台和所述数据传输模块供电。

进一步，所述网关装置还包括外部摄像头及外部云台接口模块；

所述外部摄像头及外部云台接口模块电连接于所述数据处理模块，用于同外部摄像头和外部云台进行数据交互；

所述数据处理模块，还用于对从所述外部摄像头及外部云台接口模块接收的所述外部摄像头的视频信号进行处理并通过所述数据传输模块或者所述POE接口模块上传至所述网络侧，并通过所述数据传输模块或者所述POE接口模块从所述网络侧获取外部摄像头控制信息和外部云台控制信息，并根据所述外部摄像头控制信息通过所述外部摄像头及外部云台接口模块向所述外部摄像头发送外部摄像头控制指令，根据所述外部云台控制信息通过所述外部摄像头及外部云台接口模块向所述外部云台发送外部云台控制指令。

进一步，所述外部摄像头及外部云台接口模块包括RS232接口、RS485接口、RS422 接口、CAN接口、TCP/IP接口。

从上述方案可以看出，本实用新型的网关装置，将视频监控、云台及无线传感器网系统的功能融合在了一起，既具备视频监控功能，也兼备无线传感器网络数据传输功能，简化了整个系统的复杂度，降低了系统成本，安装实施方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的网关装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例的网关装置，包括外壳(图中未示出)以及安装于外壳中的无线传感网射频模块1、镜头控制模块2、云台控制模块3、视频处理模块4、数据处理模块5、数据传输模块6、镜头7、云台8、POE接口模块9 和电源模块(图中未示出)。

其中，无线传感网射频模块1电连接于数据处理模块5，无线传感网射频模块1采用无线射频方式与无线传感器网络进行通信。

镜头控制模块2电连接于数据处理模块5和镜头7，镜头控制模块2根据数据处理模块5的镜头控制指令控制镜头7的拍摄。其中，镜头控制模块2根据数据处理模块5的镜头控制指令控制镜头7的拍摄的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

云台控制模块3电连接于数据处理模块5和云台8，云台控制模块3根据数据处理模块5的云台控制指令控制云台8的运动。其中，云台控制模块3根据数据处理模块5的云台控制指令控制云台8的运动的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

视频处理模块4电连接于数据处理模块5和镜头7，并对镜头7拍摄的视频进行处理生成视频信号并发送给数据处理模块5。其中，视频处理模块4对镜头7拍摄的视频进行处理生成视频信号并发送给数据处理模块5的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

数据传输模块6电连接于数据处理模块5，并进行数据处理模块5和网络侧的数据传输。其中，数据传输模块6进行数据处理模块5和网络侧的数据传输的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

POE接口模块9电连接于数据处理模块5，并进行数据处理模块5和网络侧的数据传输。POE接口模块9进行数据处理模块5和网络侧的数据传输的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

数据处理模块5，用于对无线传感器网络上传的数据和从视频处理模块4接收的视频信号进行处理并通过数据传输模块6或者通过POE接口模块9上传至网络侧，并通过数据传输模块6或者通过POE接口模块9从网络侧获取关于无线传感器网络的控制信息、镜头控制信息和云台控制信息，并将关于无线传感器网络的控制信息通过无线传感网射频模块1发送至无线传感器网络，根据镜头控制信息向镜头控制模块2发送镜头控制指令，根据云台控制信息向云台控制模块3发送云台控制指令。其中，数据处理模块5实施上述过程的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

镜头7安装于云台8，以在云台8的驱动下变换拍摄角度。

无线传感网射频模块1、镜头控制模块2、云台控制模块3、视频处理模块4、数据处理模块5、镜头7和云台8还电连接于电源模块和POE接口模块9，以由电源模块或者POE接口模块9供电，数据传输模块6由电源模块供电。在一个具体实施例中，若网关设备不经过电源模块连接于外部供电系统(例如国家电网)，而是经过POE接口模块9连接外部网络，则网关设备中的各个模块直接由POE接口模块9供电，同时，因为POE接口模块9作为外部通信接口，数据传输模块6 便可不再需要进行工作，因此，数据传输模块6也可以不由POE接口模块9供电。

进一步地，如图1所示，数据传输模块6包括光电转换单元601、以太网接口单元602和无线通讯单元603。

其中，光电转换单元601电连接于数据处理模块5并通过光纤连接于网络侧，以建立数据处理模块5和网络侧的信号连接，并对数据处理模块5和网络侧之间传输的信号进行光电转换，例如，光电转换单元601将数据处理模块5通过其传输至网络侧的信号由电信号转换成光信号，并发送给网络侧，光电转换单元601 将网络侧通过其传输至数据处理模块5的信号由光信号转换成电信号，并发送给数据处理模块5。光电转换单元601对数据处理模块5和网络侧之间传输的信号进行光电转换的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

以太网接口单元602电连接于数据处理模块5并通过以太网连接于网络侧，以通过以太网建立数据处理模块5和网络侧的信号连接。以太网接口单元602通过以太网建立数据处理模块5和网络侧的信号连接的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

无线通讯单元603电连接于数据处理模块5，并通过无线方式建立数据处理模块5和网络侧的信号连接。无线通讯单元603通过无线方式建立数据处理模块5 和网络侧的信号连接具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

在一个具体实施例中，无线通讯单元603包括Wi-Fi模块和蜂窝网模块。其中， Wi-Fi模块利用无线局域网建立数据处理模块5和网络侧的信号连接，蜂窝网模块利用蜂窝网络建立数据处理模块5和网络侧的信号连接。

在一个具体实施例中，外壳安装于云台8，进而使得本实用新型的网关装置作为一个整体安装，可节省安装的空间，使得安装实施方便。

在一个具体实施例中，外壳与云台8分体设置，进而可根据实际安装环境进行灵活调整。

在一个具体实施例中，电源模块具有外部电源接口和UPS模块。其中，在网关设备由电源模块供电时：电源模块通过外部电源接口接入外部供电系统(如国家电网)；当外部电源接口没有电流输入时，例如停电时，由UPS模块向无线传感网射频模块1、镜头控制模块2、云台控制模块3、视频处理模块4、数据处理模块5、镜头7、云台8和数据传输模块6供电，以保证意外断电时网关装置仍然能够正常运行。

在一个具体实施例中，网关装置还包括外部摄像头及外部云台接口模块10，外部摄像头及外部云台接口模块10电连接于数据处理模块5，用于同外部摄像头和外部云台进行数据交互。其中，外部摄像头和外部云台并非如上所述的镜头7 和云台8，而是例如第三方提供的其他摄像头和云台。对应于连接于外部摄像头及外部云台接口模块10的外部摄像头和外部云台，数据处理模块5还用于对从外部摄像头及外部云台接口模块10接收的外部摄像头的视频信号进行处理并通过数据传输模块6或者POE接口模块9上传至网络侧，并通过数据传输模块6或者POE 接口模块9从网络侧获取外部摄像头控制信息和外部云台控制信息，并根据外部摄像头控制信息通过外部摄像头及外部云台接口模块10向外部摄像头发送外部摄像头控制指令，根据外部云台控制信息通过外部摄像头及外部云台接口模块10向外部云台发送外部云台控制指令。其中，数据处理模块5实施上述过程的具体方法可根据本领域已有技术实现，不再赘述。

在一个具体实施例中，外部摄像头及外部云台接口模块10包括RS232接口、 RS485接口、RS422接口、CAN接口、TCP/IP接口等。

本实用新型实施例中，外部摄像头及外部云台接口模块10只作为预留之用。

在本实用新型实施例中，数据处理模块5，可使用德州仪器(TI)的达芬奇系列芯片，带有ARM核和DSP核。统一对镜头7、云台8及传感器网络传输的数据进行处理并通过数据传输模块6将数据转发至网络侧，同时，接受网络侧发送来的控制命令，并依据控制命令控制镜头7、云台8及无线传感器网络系统。进一步，当出现突然断电时，网关装置通过内置UPS持续给网关供电，使其继续工作，同时，数据处理模块5通过对电源模块切换电路信息的判断，即可将外部断电报警信息通过数据传输模块6发送至远程监控主机(位于网络侧)。

在一个具体实施例中，云台控制模块3和镜头控制模块2均使用串口芯片 16550A。作为云台控制模块3的串口芯片16550A控制云台8的开关机、向右旋转、向左旋转、向上旋转、向下旋转、巡航时间等，作为的串口芯片16550A控制镜头7进行变倍近、变倍远、光圈变大、光圈变小、调焦近、调焦远等动作。

在一个具体实施例中，视频处理模块4采用AD728芯片。AD728芯片将摄像机等设备的数据进行采集、处理并传输至数据处理模块5，数据处理模块5对视频信号进行编码后通过有线或无线接口传输至网络侧。

在一个具体实施例中，无线传感网射频模块1，采用北京必创科技股份有限公司的Nbee无线传感器网络模块，Nbee无线传感器网络模块支持无线传感器网络协议BeeLPW-T。Nbee无线传感器网络模块将无线传感器网络内的数据进行汇聚并转发至数据处理模块5，同时，给无线传感器网络发送控制命令，如电量查询、节点参数设置等。

在一个具体实施例中，外部摄像头及外部云台接口模块10包括有RS232芯片、 RS422芯片、RS485芯片、CAN芯片、以太网接口芯片，在一个具体实施例中，每种接口设有3个。外部摄像头及外部云台接口模块10作为预留，以连接独立的外部摄像头和外部云台。

在一个具体实施例中，电源模块，包括稳压电路、分压电路、UPS模块以及电源接口，用于给网关装置中的各个模块供电。在一个具体实施例中，电源模块采用外部220V供电，对外部提供的电源进行分压和稳压管理，之后提供给网关装置中的各个模块，同时，电源模块内置UPS模块，在外部电源突然中断时，由UPS 模块给网关装置提供一定时间的电量。

在一个具体实施例中，POE接口模块9采用W5200芯片。在网关装置所处的工作场景中，其POE接口模块9的工作电压及传输方式满足网关装置要求时，直接采用POE接口模块9给网关装置供电，并提供信息交互，而不需要通过电源模块供电，

在一个具体实施例中，光电转换单元601，采用QCA8334-AL3C光纤收发器芯片。

在一个具体实施例中，以太网接口单元602，采用CH395芯片。在网关装置所处的工作场景中，在POE接口模块9无法满足供电或通讯要求时，使用以太网接口单元602进行信息交互，使用电源模块给网关装置供电。

在一个具体实施例中，无线通讯单元603，采用Wi-Fi模块和蜂窝网模块，蜂窝网模块包括3G、4G、5G等通信模块。

在一个具体实施例中，外壳采用高强度铝合金材料，采用抗强风结构，具有掉电自锁功能，内部结构采用抗震设计，防护等级在IP67以上。

本实用新型的网关装置，将视频监控、云台及无线传感器网系统的功能融合在了一起，既具备视频监控功能，也兼备无线传感器网络数据传输功能，简化了整个系统的复杂度，降低了系统成本，安装实施方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。