一種數字視頻網關的製作方法

2023-07-29 06:40:41

專利名稱：一種數字視頻網關的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於控制、調節領域，控制或調節系統及其功能單元，用於系統或單元的監視或測試裝置，特別是一種數字視頻網關。
本實用新型數字視頻網關，口頭常稱DVC數字視頻網關，它採用的技術方案是以精簡指令集計算機(RISC)32位微控制器為核心，單晶片視頻壓縮晶片、乙太網絡控制晶片，板帶8M動態隨機存儲器(DRAM)構成硬體核心。採用嵌入式技術，是出於成本和穩定性因素的考慮。本實用新型採用RISC32位微控制器為核心，現場採集NTSC/PAL制式視頻輸入，視頻輸入接口順序接至視頻採集電路，視頻壓縮電路，通過周邊元件擴展接口總線(PCI BUS)再與微控制器雙向連接。視頻壓縮電路還與同步動態隨機存儲器(SDRAM)電路雙向連接。與微控制器雙向連接的乙太網控制器通過乙太網RJ45接口供直接接入區域網。通過與微控制器雙向連接的可編程邏輯電路(PLD)電路提供開關傳感輸入接口和繼電控制輸出接口。PLD電路還分別與實時時鐘和看門狗電路雙向連接。與微控制器雙向連接的還有DRAM存儲電路、只讀存儲器(ROM)電路、RS232電平轉換電路和RS485電平轉換電路(RS232、RS485由電子工業聯合會定義的串行電子與電纜連結特性的標準)。RS232電平轉換電路提供RS232數字外控接口。
晶片和電子線路部分安裝在儀器箱中，儀器箱面板上安裝有如下接口視頻輸入接口、開關傳感輸入接口、繼電控制輸出接口、RS232數字外控接口、RS485數字外控接口、乙太網網口即RJ45接口。
本實用新型軟體以Visual Basic前臺開發工具與Access後臺資料庫管理系統的組合作為開發平臺，進行於Windows98/Windows2000作業系統。
本實用新型有如下有益效果1、本實用新型數字視頻網關可連接於監控設備與計算機之間，它不僅實現了高質量動態數字視頻壓縮功能，而且同時也進行開關量傳感輸入和繼電控制輸出，是數字監控領域的一次創新。
2、本實用新型採用嵌入式技術，去除了插架結構，更有專門針對穩定性而設計的看門狗等硬體，不但降低了成本，而且增加了穩定性。
3、本實用新型使用了H.263壓縮協議中的視頻移動偵測技術，大大壓縮了存貯容量，減少了網絡傳輸帶寬。
4、本實用新型採用多播協議，使多人同時察看圖像時只佔用網絡帶寬一次。
5、本實用新型的嵌入式設計使之體積小，可以置放在現場附近，直接與攝像頭、雲臺、傳感器、報警器等設備相連，使布線集中成為可能。
6、本實用新型設備簡單、智能化程度高。本實用新型具有視頻輸入、開關量輸入、繼電控制輸出、RS232、RS485等多種接口，不需添加任何設備即可直接連接配合視頻監控的各種傳感器和現場機電控制設備。並且內置有乙太網絡晶片，通過RJ45接口可直接接入區域網，這樣監控室只要一臺微機作為伺服器即可。現場的一切信息都可匯總在一起，由軟體經過智能化判斷後自動對現場情況作出實時反應，而不需要其他人員或設備的參與，實現複雜的控制功能。
圖2為本實用新型應用網絡架構示意圖。
圖3為本實用新型在智能小區應用的拓撲示意圖。
圖4為本實用新型數字視頻網關在家庭中的應用示意圖。
本實施例採用RISC 32位微控制器101(W90220)為核心，單晶片H.263視頻壓縮器108(W9961)，集成乙太網控制器106(W89C840)，板帶8M DRAM117構成了所有硬體核心。採用微控制器101為核心，嵌入式設計，現場採集NTSC/PAL制式視頻輸入，視頻輸入接口110，再順序接至視頻採集電路109(SA7111)、視頻壓縮電路108(H.263，W9961)，通過PCI BUS 33MHz再與微控制器101雙向連接。視頻壓縮電路108還與SDRAM 4M電路111雙向連接。通過PCI BUS與微控制器101雙向連接的乙太網控制器106(W89C840 10/10M)通過乙太網RJ45接口107供接入區域網。通過與微控制器101雙向連接的PLD電路115提供開關傳感輸入接口113和繼電控制輸出接口114。PLD電路115還分別與實時時鐘116(RTC)和看門狗電路112(Watch Dog)雙向連接。與微控制電路101雙向連接的還有板帶8M DRAM117、ROM電路118(Flash)、RS232電平轉換電路102(MAX211)、RS485電平轉換電路103(ADM485)。RS232電平轉換電路102提供RS232數字外控接口104，
RS485電平轉換電路103提供RS485數字外控接口105。晶片和電子線路部分安裝在儀器箱中，其尺寸為330mm×240mm×50mm。最大功耗35W，儀器面板上安裝如下諸接口1、視頻輸入接口110四路NTSC/PAL制式視頻信號輸入，BNC接口。
2、開關傳感輸入接口113四路開關量信號輸入，電壓觸發，反應時間40毫秒。四路發光二極體(LED)指示燈顯示。
3、繼電控制輸出接口114四路繼電器開關量信號通斷輸出，反應時間5毫秒，負載能力24V DC 1A；110V AC 0.5A；105次。
四路指示燈LED顯示。
4、RS232數字外控接口104，全雙工異步通信，指示燈LED顯示。
5、RS485數字外控接口105，全雙工/半雙工(跳線可選)異步通信，LED顯示。
6、RJ45接口107，即10/100M乙太網網口。
軟體操作平臺Windows98/Windows2000。瀏覽方式IE4.0單畫面瀏覽或專用軟體多畫面輪跳顯示。升級方式遠程下載。
本實施例影像性能H.263協議，60倍壓縮率，硬體實時編碼，PC軟體實時解碼。具有存儲報警前1分鐘圖象的記憶體。
本實施例網絡性能TCP/IP協議，點對點方式，廣播方式傳輸。可在乙太網上遠程訪問瀏覽圖像和控制攝像頭動作。
DVC數字視頻網關，集計算機技術、自動控制技術、網絡通訊技術、傳感技術和機電等技術於一體，是應用於特殊場所和智能小區管理的性能價格比最優的全面解決方案，它能與任何第三方的系統和設備相兼容，實現全方位智能綜合管理的目的。
請參閱圖2，即本實用新型應用網絡架構示意圖。DVC32數字視頻網關，通過TCP/IP物理連接，所有人共享乙太網物理線路。所有客戶的控制都經過監控主機判別轉發給DVC32，實時影象從DVC32採用點對點或組播方式給客戶和影象錄像伺服器，可多人訪問同一臺DVC32數字視頻網關1，也可一人訪問多臺DVC，歷史影象可到網絡影象伺服器上去取，CCD荷耦合器2來的模擬視頻進入DVC後就數位化了。
針對居住小區智能化發展原則與功能目標，本實用新型十分適合於這種場所應用，它可以以智能化的手段進行小區安全防範管理、家庭安全防範管理、家庭智能化監測和實行物業管理，即可實現水、電、氣三表遠程計量、抄收、檢測、報警，並可對供電設備、公共照明、電梯、供水等主要設備監控管理。圖3和圖4分別示出了本實用新型在智能化小區應用的拓樸和在家庭中應用的示意圖。
權利要求1.一種數字視頻網關，包括微控制器、電平轉換器、視頻壓縮器、網絡控制器和板帶，其特徵在於1-1、採用RISC 32位微控制器(101)為核心，嵌入式設計，現場採集NTSC/PAL制式視頻輸入視頻輸入接口(110)，順序接至視頻採集電路(109)、視頻壓縮電路(108)、通過PCIBUS再與微控制器(101)雙向連接；視頻壓縮電路(108)還與SDRAM電路(111)雙向連接；通過PCI BUS與微控制器(101)雙向連接的乙太網絡控制器(106)通過乙太網RJ45接口(107)供接入區域網；通過微控制器(101)雙向連接的PLD電路(115)提供開關傳感輸入接口(113)和繼電控制輸出接口(114)；PLD電路(115)還分別與實時時鐘(116)和看門狗電路(112)雙向連接；與微控制電路(101)雙向連接的還有板帶8M DRAM(117)、ROM電路(118)、RS232電平轉換電路(102)、RS485電平轉換電路(103)；RS232電平轉換電路(102)提供RS232數字外控接口(104)；RS485電平轉換電路(103)提供RS485數字外控接口(105)；1-2、晶片和電子線路部分安裝在儀器箱中，儀器面板上安裝以下接口視頻輸入接口(110)、開關傳感輸入接口(113)、繼電控制輸出接口(114)、RS232數字外控接口(104)、RS485數字外控接口(105)、乙太網網口即RJ45接口(107)；1-3、軟體以Visual Basic前臺開發工具與Access後臺資料庫管理系統的組合作為開發平臺，進行於Windows98/Windows2000作業系統。
專利摘要本實用新型提供了一種DVC數字視頻網關，該數字視頻網關是連接於其他監控設備與計算機之間的設備，實現高質量動態數字視頻壓縮，同時進行開關量傳感輸入和繼電控制輸出。它採用RISC 32位微控制器、H.263視頻壓縮器、W89C40集成乙太網絡控制器、板帶8M DRAM構成硬體核心。NTSC/PAL制式視頻信號輸入，硬體實時壓縮動態視頻數據。以太區域網為現場總線，支持TCP/IP協議無差錯點對點、點對多點方式傳輸。提供開關量輸入、輸出，RS232、RS485接口和乙太網網口。十分適合於特殊場所安全防範、公共安全防範、家庭智能化監控及物業管理等工作。
文檔編號H04L12/66GK2563852SQ0226669
公開日2003年7月30日 申請日期2002年8月29日 優先權日2002年8月29日
發明者吳斌, 李晶 申請人:上海信業計算機網絡工程有限公司