專利名稱:固定目標的無線圖像報警裝置的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種圖像采集與傳輸裝置,尤其是針對固定目標的圖像報警和無線傳輸裝置。
背景技術:
現有圖像監控系統包括兩類模擬電視監控和數字監控系統。模擬監控系統由攝像頭、紅外探頭傳感器、錄像機、電視機組成,攝像頭和紅外探頭傳感器安裝在各個監控點,錄像機和電視機安裝在監控機房內。攝像頭的視頻信號經過視頻線傳輸到監控機房,然后在電視機上監視,由錄像機進行錄像。紅外探頭傳感器用于判斷是否有人闖入,其信號也由電纜傳輸到監控機房。模擬電視監控系統由于不能進行遠距離傳輸,并且只能利用錄像機暫停鍵查看歷史畫面等固有缺點,已逐漸被淘汰。
數字監控系統由攝像頭、紅外探頭傳感器、圖像卡和計算機組成,攝像頭和紅外探頭傳感器安裝在各個監控點,圖像卡和計算機安裝在監控機房內。它與模擬電視監控系統的區別在于,使用圖像卡進行圖像信號的采集,數字化之后存儲在計算機硬盤上,通過軟件實現對歷史畫面的查看。它仍然使用紅外探頭傳感器來判斷是否有人闖入。并且可以通過有線網絡,諸如PSTN(公用電話交換網)、ISDN(綜合業務數字網)、DDN(數字數據網)或PSPDN(公用分組交換網)將圖像傳送到遠端。
數字監控系統主要有以下三個缺點一、由于采用圖像卡和計算機方式,體積龐大,只能安裝在監控機房。
二、由于攝像頭、紅外探頭傳感器均需通過電纜連接到監控機房,施工復雜。特別是,在原有監控系統基礎上新增或更改原有監控點,均需重新布線,不僅施工負責,而且影響美觀。
三、使用紅外報警,容易產生誤報和漏報。如果紅外探頭的靈敏度調的較高,容易發生誤報;調的較低,又可能發生漏報。
發明內容
本實用新型的目的是針對上述存在的不足,提供一種固定目標的無線圖像報警裝置,該裝置體積小,安裝方便;采用無線傳輸圖像,無需自動布線;并且能依據圖像變化進行自動報警。
為實現上述目的,本實用新型采取以下技術方案本實用新型提供一種無線圖像報警裝置,包括七個部分輸入設備、中央處理模塊、圖像采集模塊、輸出設備、無線模塊、外接端口、電源模塊。
輸入設備,包括攝像頭、時鐘電路和各類按鈕。攝像頭實現對景物圖像的攝取,與圖像采集模塊相連。時鐘電路提供微處理器時鐘和圖像采集時鐘,同時與中央處理模塊和圖像采集模塊相連。各類按鈕包括報警啟動按鈕、靈敏度調節按鈕、報警圖像自動傳輸按鈕、報警電話設置按鈕、聲光報警啟動按鈕、圖像格式選擇按鈕、報警語音選擇按鈕,與中央處理模塊相連。
中央處理模塊,是報警裝置的控制中樞,同時與其它六個部分相連。它包括微處理器、存儲器、控制模塊、復位電路。微處理器通過控制模塊與圖像采集模塊相連,實現對圖像的采集、壓縮、存儲以及傳輸。存儲器用于存儲微處理器的程序代碼、程序數據和圖像數據,同時與微處理器和圖像采集模塊相連。控制模塊同時與輸入設備、圖像采集模塊、輸出設備相連,執行微處理器相關指令。復位電路實現當系統軟件崩潰后自動對微處理器復位。
圖像采集模塊,實現對圖像信號的放大、模數變換(A/D)、采集、存儲,包括視頻放大電路、模數變換電路、同步分離電路。它與中央處理模塊相連,在中央處理模塊的微處理器指令控制下開始采集圖像,中央處理模塊的控制模塊提供圖像采集所需的時序信號,所采集的圖像數據存儲到中央處理模塊的存儲器中。
輸出設備,包括喇叭、警示燈、狀態指示燈,與中央處理模塊相連。喇叭和警示燈實現聲光報警。狀態指示燈用于顯示裝置當前的運行狀態,包括正常狀態、故障狀態。
無線模塊,與中央處理模塊的微處理器串口相連,在微處理器的控制下,可以發送/接收短消息,也可以撥號建立數據呼叫。實現報警信息以短消息方式發送,以及將圖像傳輸到遠端。
外接端口,實現與外接設備的接口,包括串口和以太網口,與中央處理模塊相連。通過串口和以太網口都可以實現與計算機的連接,計算機可通過串口或以太網口實現對裝置的在線診斷測試、微處理器軟件的在線升級。
電源模塊,給裝置提供各類電源,同時與其它六個部分相連。
本實用新型的無線圖像報警裝置在安裝時,可使用輸入設備的報警電話設置按鈕設置報警電話號碼,使用輸入設備的靈敏度調節按鈕設置報警靈敏度,使用輸入設備的報警圖像自動傳輸按鈕設置是否自動傳輸報警圖像,使用輸入設備的聲光報警啟動按鈕設置是否允許聲光報警,使用輸入設備的圖像格式選擇按鈕設置圖像格式,使用輸入設備的報警啟動按鈕使裝置進入監控狀態。
運行過程是1.裝置上電。
2.圖像采集模塊采集一幀圖像,并存儲到中央處理模塊的存儲器中。
3.圖像采集模塊再采集一幀圖像,也存儲到中央處理模塊的存儲器中。
4.中央處理模塊的微處理器進行圖像識別,判斷兩幀圖像是否相同,如果異常點沒有超過閥值(即靈敏度,由靈敏度調節按鈕設置),則繼續進行第三步。
5.如果超過閥值,則表示有異常情況。本裝置將同時進行以下三步操作(1)如果設置為允許聲光報警,則輸出設備的喇叭發出告警音,警示燈將閃爍,進行聲光報警(2)無線模塊向預先設置的報警電話發送告警短消息(3)如果設置為自動傳輸報警圖像,則無線模塊撥打預先設置的報警電話,建立數據呼叫,將報警圖像傳送到監控中心。
6.再進行第五步操作的同時,圖像采集模塊仍采集圖像并進行圖像識別。
7.如果異常點沒有超過閥值,則停止以下操作(1)輸出設備的喇叭停止發出告警音,警示燈停止閃爍(2)無線模塊向預先設置的報警電話發送告警恢復短消息但是,報警圖像只有全部傳輸到監控中心之后,無線模塊才自動掛斷電話,停止傳輸。
8.如果沒有設置為自動傳輸報警圖像,則監控中心在接收到報警短消息之后,則可主動撥打本裝置的無線模塊,建立數據呼叫,接收報警圖像。
9.在平時,監控中心可隨時撥打本裝置的無線模塊,建立數據呼叫,查看現場圖像。
10.監控中心可以通過與本裝置建立數據呼叫,或者通過短消息,設置相關參數,諸如報警電話號碼、報警靈敏度、是否自動傳輸報警圖像、是否允許聲光報警、是否啟動報警、圖像格式。
本實用新型的無線圖像報警裝置,其圖像采集模塊采集的圖像格式有多種,可以是640×400、320×200、CIF(352×288,公共中間格式)、QCIF(176×144,四分之一公共中間格式),圖像采集速率達到25幀/秒(攝像頭信號為PAL制)或30幀/秒(攝像頭信號為NTSC制)。
本實用新型的無線圖像報警裝置,具有一項特殊功能圖像自動報警。圖像自動報警分為兩種圖像全局報警和圖像區域報警。
所謂圖像全局報警,就是攝像頭所攝像到整個區域為報警區域,該裝置自動判斷圖像是否發生變化,如果變化幅度超過預先設定的閥值(靈敏度),則表示在報警區域內發生異常情況,系統自動報警。
所謂區域報警是指在攝像頭所攝像到區域中設定一個方形、圓形、多邊形區域作為報警區域。該裝置自動判斷報警區域內的圖像是否發生變化,如果變化幅度超過預先設定的閥值(靈敏度),則表示在報警區域內發生異常情況,系統自動報警。例如,可以將保險柜的鑰匙孔作為一個區域,一旦有人接觸鑰匙孔,則自動報警。
用戶可通過輸入設備的靈敏度調節按鈕進行報警靈敏度設置。在最靈敏情況下,可達到1/25=0.04秒(PAL制)或1/30=0.033秒(NTSC制)報警。如果攝像頭無視頻信號,則無線模塊立即向預先設置的報警電話發送告警短消息。
本實用新型的無線圖像報警裝置,其無線模塊可以是GSM模塊,也可以是GPRS、CDMA IS95(窄帶CDMA)、CDMA 1X(寬帶CDMA)、WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、PHS(小靈通)、海事衛星、iDEN、Tetra(集群調度系統)模塊。
本實用新型的無線圖像報警裝置,其中央處理模塊的微處理器可選用不同性能的模塊,可以是8031、8051、MPC860、MPC850、DSP。微處理器實現對圖像的軟件壓縮,壓縮算法可以是Motion-JPEG、JPEG-2000、MPEG-4、H.261、H.263。
本實用新型的無線圖像報警裝置,通過外接端口的串口和以太網口都可以實現與計算機的連接,計算機可對本裝置進行操作維護,包括在線診斷測試和相關參數設置,包括報警電話號碼、報警靈敏度、是否自動傳輸報警、是否允許聲光報警、是否啟動報警、報警語音、圖像格式、圖像壓縮算法、區域報警范圍。
本實用新型的無線圖像報警裝置,在正常運行過程中,可以通過與監控中心建立數據呼叫,或者通過短消息指令進行操作維護,包括在線診斷測試和相關參數設置。
本實用新型的無線圖像報警裝置,既可以通過外接端口連接計算機實現對微處理器軟件的在線升級,也可以通過無線模塊撥號與廠家客戶服務中心或監控中心建立數據連接,實現在線升級。
本實用新型的無線圖像報警裝置,輸出設備的喇叭播放的報警語音可以進行更改,各種報警語音均存儲在中央處理模塊的存儲器中,用戶可根據喜好選擇報警語音。通過連接計算機,還可以增加新的報警語音。
本實用新型固定目標的無線圖像報警裝置,與現有技術相比,由于采用了高性能微處理器使得裝置小型化,安裝方便,無需布線,應用范圍廣。使用了圖像識別技術使得一旦有異常情況則自動報警,并且對現場圖像實施全程記錄。使用了移動通訊技術使得無線報警成為現實,不僅可以提供短消息報警,還可以自動將異常情況的圖像實時傳送到指定的監控中心,另外監控中心也可以撥號到本裝置,主動地查看現場情況。相對于現有的有線網絡數字監控系統,犯罪分子經常實施先絞斷電話線的犯罪,本實用新型可靠性和防破壞性更強。由于報警圖像立即傳送到監控中心,因此即使犯罪分子事后破壞現場,但由于案發現場圖像已傳送到監控中心,為公安機關破案提供了有力的線索。
圖1是本實用新型的系統框圖圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是本實用新型的應用組網圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細說明圖1是整個系統的框圖,包括輸入設備1、中央處理模塊2、圖像采集模塊3、輸出設備4、無線模塊5、外接端口6、電源模塊7。
其中輸入設備1,包括攝像頭11、時鐘電路12和各類按鈕13。中央處理模塊2,包括微處理器21、存儲器、總線收發器25、控制模塊26、復位電路27。存儲器又包括引導存儲器22、程序存儲器23、數據存儲器24。圖像采集模塊3,包括視頻放大電路31、模數變換電路32、同步分離電路33。輸出設備4,包括喇叭41、警示燈42、狀態指示燈43,以及配套電路,包括語音編解碼器44、功放45、告警音電路46。無線模塊5,包括無線模塊51和天線52。外接端口6,包括串口61、以太網口62,以及配套電路,包括串行接口63、以太網收發器64、變壓器65。
圖2是系統的電路原理圖。攝像頭11可以是黑白攝像頭,也可以是彩色攝像頭,制式可以是PAL制,也可以是NTSC制。本實施例中選用PAL制的JVCTK-C1381EG。
視頻放大電路31實現對攝像頭11輸入的視頻信號的放大,電壓從1V放大到5V,滿足圖像模數變換電路32要求,型號為MAXIM MAX404。
模數變換電路32的基準電壓為5V,型號為CA3306或CA3318,分別提供6位或8位灰度級別圖像,本實施例采用CA3318。模數變換電路32在控制模塊26的控制下進行圖像采樣,采樣頻率由時鐘電路12經控制模塊26分頻提供。時鐘電路12采用50MHz晶振,型號為SG-8002CA-50.0000M,與控制模塊26相連。例如,對于圖像格式為640×400,采樣頻率為12.5MHz,則由控制模塊26對50MHz頻率進行四分頻后輸入到模數變換電路32的CLK管腳。
同步分離電路33實現從攝像頭11輸入的視頻信號分離出奇偶場信號OD/EN、行場復合同步信號CSN、場同步信號VSN、色同步信號B/BP,型號為LM1881。同步分離電路33的各信號輸入到控制模塊26中。
控制模塊26使用可編程邏輯器件,型號為ALTERA公司的EPM7256ATC144。該器件內部有5000個門、256個邏輯單元,有110個I/O腳和4個專門輸入腳。控制模塊26控制模數變換電路32是否進行模數變換,以及使用同步分離電路33輸出的信號控制圖像數據向數據存儲器24的寫入時序。
微處理器21采用Motorola公司的嵌入式微處理器MPC860,它提供四個串行通信控制器(SCC)和兩個串行管理控制器(SMC)。串行通信控制器1(SCC1)與以太網外接端口相連,串行通信控制器2(SCC2)與喇叭相連,串行管理控制器1(SMC1)與串口外接端口相連,串行管理控制器2(SMC2)與無線模塊相連。微處理器21運行的操作系統是嵌入式操作系統VxWorks,實現圖像采集控制、圖像自動報警算法、圖像壓縮、數據傳輸等功能。
微處理器21具有32位地址總線和數據總線,通過總線收發器25與引導存儲器22、程序存儲器23和數據存儲器24相連。
引導存儲器22是只讀存儲器(ROM),容量為128Kbyte,型號為SST公司的SST39VF010;容量也可以是512Kbyte,型號為SST39VF040。
程序存儲器23是快閃存儲器(Flash Memory),是一種非易失性存儲器,容量為16M/8M/4Mbyte可選,不同容量的存儲器管腳兼容,本實施例中選用Intel公司的J3系列Flash,型號為E28F128J3A。
數據存儲器24是同步動態隨機存儲器(SDRAM),容量為16Mbyte,型號為HY57V641620HGT,兩片擴展成32位總線。
總線收發器25型號為PI74LPT16245。
微處理器21的串行通信控制器2(SCC2)通過語音編解碼器44,并經過功放45放大,驅動喇叭41發出語音報警。語音編解碼器44型號為TP3067WM,功放45型號為LM4871MM,喇叭41的阻抗為8Ω(歐姆),功率為3W(瓦),型號為AU2T321BU。
微處理器21的串行通信控制器1(SCC1)通過10Base-T以太網收發器64,并經過變壓器65適配為RJ45以太網端口62,提供10Mbps全雙工/半雙工數據傳輸速率。10Base-T以太網收發器型號為LXT905,變壓器型號為PE-68023微處理器21的串行管理控制器1(SMC1)通過串行接口63提供串行端口61,符合RS-232規范,波特率大于9600bps。串行接口63是一個RS232收發器,型號為MAX232ECWE。
微處理器21的串行管理控制器2(SMC2)與無線模塊51相連。無線模塊51采用西門子GSM手機模塊MC35,通過天線52實現信號的收發。天線52為車載GSM雙頻天線,型號為CNU179B。
微處理器21的復位電路,型號為MAX706TCSA,其RESET管腳通過100歐電阻與微處理器21的PORESET管腳相連。
微處理器21運行頻率為50MHz,由時鐘電路12提供。時鐘電路12采用50MHz晶振,型號為SG-8002CA-50.0000M,與微處理器21的EXTCLK管腳相連。
報警語音除了微處理器21通過語音編解碼器44產生之外,還可以通過告警音電路46產生。告警音電路46由2片555電路ICM7555IBA組成。不同之處在于,通過微處理器21可以發出預存的各種語音,用戶可選擇播放有特色的音響。
控制模塊26不僅與模數變換32、同步分離33相連,還與各種按鈕13相連,將按鈕的輸入轉換成信號提供給微處理器21,然后微處理器21根據輸入信號作相應處理。按鈕13包括報警啟動按鈕、靈敏度調節按鈕、報警圖像自動傳輸按鈕、報警電話設置按鈕、聲光報警啟動按鈕、圖像格式選擇按鈕、報警語音選擇按鈕。按鈕型號為通用的開關按鈕、旋轉按鈕。
控制模塊26還與警示燈42、狀態指示燈43相連。當發生異常情況時,微處理器21通過控制模塊26控制警示燈42的顯示,發出光報警。根據系統運行情況,微處理器21通過控制模塊26控制狀態指示燈43的顯示。警示燈42的型號為B-2233X,狀態指示燈43型號為通用的發光二極管。
電源模塊7提供各類電源,包括5V、3.3V、4V電壓。
圖3是系統的應用組網圖,圖中101-裝有本無線圖像報警裝置的銀行,102-裝有本無線圖像報警裝置的機場,103-裝有本無線圖像報警裝置的體育館,104-裝有本無線圖像報警裝置的通訊機房,105-裝有本無線圖像報警裝置的高速公路,106-裝有本無線圖像報警裝置的煤礦,107-裝有本無線圖像報警裝置的森林,108-裝有本無線圖像報警裝置的其它固定目標,201-移動通信網絡,301-監控中心,302-110報警中心,303-廠家客戶服務中心。
本實用新型的無線圖像報警裝置可以安裝在銀行101、機場102、體育館103、通訊機房104、高速公路105等固定目標上,用于圖像監視和監控;也可以安裝在煤礦106,用于監控是否有人偷盜煤;也可以安裝在森林107,具體在進出路口和重要位置設置,用于監控是否有人偷盜樹木或偷獵國家寶貴動物,以及用于監控是否有火災。不論是有人闖入,還是火災等異常情況導致圖像變化,只要超過預先設置的閥值(靈敏度),本裝置都會產生報警,并且通過移動通訊網絡201將報警圖像發送到監控中心301。監控中心301可以隨時與本裝置建立數據呼叫,查看現場圖像。另外監控中心301可以與110報警中心302連接。借助于移動通信網絡201,織成一張無縫的監控天網。本裝置與廠家客戶服務中心303,即售后服務中心建立數據呼叫后,可以實現對本裝置軟件的在線升級。
上述實施例僅為說明本實用新型而例舉,并非用于限制本實用新型,任何基于上述實施例的等同變換,均應在本實用新型的專利保護范圍之內。
權利要求1.一種固定目標的無線圖像報警裝置,包括輸入設備、中央處理模塊、圖像采集模塊、輸出設備、無線模塊、外接端口、電源模塊;其特征在于輸入設備包括攝像頭、時鐘電路和按鈕;攝像頭與圖像采集模塊相連;時鐘電路同時與中央處理模塊和圖像采集模塊相連;中央處理模塊包括微處理器、存儲器、控制模塊、復位電路,同時與其它六個部分相連;微處理器通過控制模塊與圖像采集模塊相連;存儲器同時與微處理器和圖像采集模塊相連;控制模塊同時與輸入設備、圖像采集模塊、輸出設備相連;復位電路與微處理器相連;圖像采集模塊包括視頻放大電路、模數變換電路、同步分離電路,與中央處理模塊相連;輸出設備包括喇叭、警示燈、狀態指示燈;無線模塊與中央處理模塊的微處理器串口相連;外接端口包括串口和以太網口,與中央處理模塊相連;電源模塊,同時與其它六個部分相連。
2.根據權利要求1所述的無線圖像報警裝置,其特征在于輸入設備的按鈕包括報警啟動按鈕、靈敏度調節按鈕、報警圖像自動傳輸按鈕、報警電話設置按鈕、聲光報警啟動按鈕、圖像格式選擇按鈕、報警語音選擇按鈕,與中央處理模塊相連。
3.根據權利要求1所述的無線圖像報警裝置,其特征在于所述無線模塊可以是GSM模塊,也可以是GPRS、CDMAIS95、CDMA 1X、WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、PHS、海事衛星、iDEN、Tetra模塊。
專利摘要一種固定目標的無線圖像報警裝置,包括輸入設備、中央處理模塊、圖像采集模塊、輸出設備、無線模塊、外接端口、電源模塊。本裝置體積小,安裝方便,無需布線;通過圖像識別,一旦有異常情況則自動報警,并且對現場圖像實施全程記錄;不僅可以提供短消息報警,還可以自動將異常情況的圖像實時傳送到指定的監控中心,另外監控中心也可以撥號到本裝置,主動地查看現場情況。本實用新型應用范圍廣、可靠性和防破壞性高。即使犯罪分子事后破壞現場,但由于案發現場圖像已傳送到監控中心,為公安機關破案提供了有力的線索。
文檔編號G08B25/01GK2594895SQ0226316
公開日2003年12月24日 申請日期2002年7月18日 優先權日2002年7月18日
發明者陳濤 申請人:陳濤