利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統的製作方法
2023-10-17 16:38:49
專利名稱：利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種視頻/音頻監控系統，特別是指一種利用低 壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統。
背景技術：
視頻監控系統是保障人們人身安全和財產安全的重要手段之 一。在現有的監控系統中，從每一個監控點到中央控制室之間往 往需要多種專用線纜連接，其中包括視頻信號線、音頻信號線、 控制信號線和電源線等等。在視頻監控的施工安裝過程中，線纜 鋪設和連接的工作量往往很大很繁瑣。與此同時，由於連線較 多、接頭較多則容易產生施工質量問題或造成故障隱患。而對於 一些老建築來說，當初並沒有預設視頻監控線路。當需要加裝視 頻監控系統時則需要重新鋪設專用線纜。這種情況下不僅施工工 作量更大，還會破壞建築的原有裝飾裝修。對於某些採用無線設 備傳輸信號的視頻監控系統來說，又存在著成本高、保密性差、 易受幹擾和信號被屏蔽等無法解決的弱點。
目前，現有的視頻監控系統技術較多，例如一下對比文件所
述
對比文件l,專利申請號為200420020768的中國專利文獻中公開了 一種數字遠程視頻監控系統裝置，特別適用於銀行、保險、安防、防 汛、反恐以及應對各種應急突發情況下處理的遠程視頻監控應用技 術。由以實現Internet尋址的一種釆用以0 ~ 9阿拉伯數字的全數字作域名和I P地址的--DDNS數字域名解析系統，以實 現監控點圖像採集、壓縮、存儲、傳輸以多種接入方式、多路輸入的 數字遠程視頻監控伺服器和監控點的攝像機與公眾網聯接組成。通過 自主自控的數字域名系統網絡可實現網絡安全和信息安全；經公眾網 的多種接入方式、多路輸入的數字遠程視頻監控伺服器可實現隨時隨 地、快速、實時、清晰地傳輸圖像和數據。其自主可靠、靈活機動、 安全保密、操作簡便以及投入少，運行費用低等特點，在遠程視頻監 控應用領域具有廣泛的適應性和實用性。
上述對比文件的監控系統需要通過布局乂>眾網絡才能實現遠程的 監控，本實用新型的發明人就是基於上述現有技術的缺陷，經過不斷 的實驗研究，設計出本實用新型利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種利用現有的低壓市電電網來傳 輸各類信號的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統。
為實現上述發明目的，本實用新型釆用的^t術方案如下
一種利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，包括設置 在一個或一個以上的監控點的監控設備1和設置在監控中央控制 室的主控計算機2，所述的監控設備1通過接收/採集端信號處理 設備3與低壓電網5串聯，所述的主控計算機2通過終端信號處 理設備4與低壓電網5相連。
所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，所述的監 控設備1包括拾音器10、攝像機/攝像頭11、雲臺13;所述的接收/釆集端信號處理設備3包括拾音器A/D轉換編 碼電路30、攝像機A/D轉換編碼電路31、中央控制器32、 DRAM 作為數據緩存器33、網絡收發器34以及電力網數據機35;
所述的拾音器A/D轉換編碼電路30的輸入端接收拾音器10 採集的信息，拾音器A/D轉換編碼電路30的輸出端將經處理的信 號輸出給中央控制器32進行處理；
所述的攝像機A/D轉換編碼電路31的輸入端接收攝像機/攝 像頭11採集的信息；攝像機A/D轉換編碼電路31的輸出端將經 處理的信號輸出給中央控制器32進行處理；
所述的中央控制器32將壓縮後的數位訊號以TCP/IP格式進 入一個高速的乙太網絡收發器34，然後再進入電力網數據機 35，電力網數據機35將處理的信號發送到低壓電網5;
所述的終端信號處理設備4包括路由器41、第二電力網調 制解調器42,所述的第二電力網數據機42與路由器41的網 絡埠相連，路由器41接受信號後處理完畢發送給主控計算機 2a
所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，其特徵在 於在所述的電力網數據機35與低壓電網5之間設置一處理 前端信號的前端處理晶片36、 一用於隔離高壓的隔離變壓器37， 所述的電力網數據機35將調製解調後的信號發送給前端處理 晶片36進行處理，處理完的信號再通過隔離變壓器37發送到低 壓電網5上。
所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，所述的拾 音器A/D轉換編碼電路30採用核心晶片型號WM8731、攝像機 A/D轉換編碼電路31採用核心晶片型號SAA7113;中央控制器32核心晶片採用具有較高壓縮比多核高集成度的SoC構架的晶片 Hi3510;網絡收發器34核心晶片採用的型號為DM9161;電力網 數據機35核心晶片採用型號PLT05 0;所述的路由器41採用 TP-LINK路由器，所述的第二電力網數據機42核心晶片採用 型號為PLT050。
所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，所述的前 端處理晶片36釆用型號為AD9865的模擬/數字接口晶片，所述 的隔離變壓器37包括用於將電網中的低頻高壓和直流部分隔離掉的 兩個容量電容器和一個進一步隔離的高頻變壓器，所述的容量電容器 與高頻變壓器並M線路中。
所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻監控系統，所述的高 頻變壓器初級次級比為1: 1。
使用本實用新型的有益效果在於在視頻監控系統中，各個監 控點與中央控制室之間不再採用專用線纜連接，而是採用低壓電 網進行傳輸。這些信號包括數字視頻信號、數字音頻信號、雲 臺控制信號、鏡頭控制信號及報警信號等等。這樣不但節約了大 量線纜，而且還簡化了施工，提高了系統質量，降低了故障率和 使用過程中系統維護、檢修的成本。
圖1為本實用新型各個監控點到中央控制室之間的線路連接
圖2為各個監控點的電原理方框圖3為電力網數據機的原理方框圖4為各個監控點控制信號傳遞的原理方框7圖5為中央控制室內的終端信號處理設備線路連接圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例加以附圖對本實用新型進行詳細描述。 如圖1至圖5所示， 一種利用低壓電網傳輸的數位化視頻監 控系統，包括設置在一個或一個以上的監控點的監控設備1和 設置在監控中央控制室的主控計算機2,所述的監控設備1通過 接收/採集端信號處理設備3與低壓電網5串聯，所述的主控計算 機2通過終端信號處理設備4與低壓電網5相連。其中，所述的 監控設備1包括拾音器10、攝像機/攝像頭11、雲臺12、報警傳 感器13等；所述的接收/採集端信號處理設備3包括拾音器 A/D轉換編碼電路30、攝像機A/D轉換編碼電路31、中央控制器 32、 DRAM作為數據緩存器33、網絡收發器34以及電力網調製解 調器35;所述的拾音器A/D轉換編碼電路30的輸入端接收拾音 器10採集的信息，拾音器A/D轉換編碼電路30的輸出端將經處 理的信號輸出給中央控制器32進行處理；所述的攝像機A/D轉換 編碼電路31的輸入端接收攝像機/攝像頭11採集的信息；攝像機 A/D轉換編碼電路31的輸出端將經處理的信號輸出給中央控制器 32進行處理；所述的中央控制器32將壓縮後的數位訊號以 TCP/IP格式進入一個高速的乙太網絡收發器34,然後再進入電 力網數據機35，電力網數據機35將處理的信號發送到 低壓電網5;所述的終端信號處理設備4包括路由器41、第二 電力網數據機42，所迷的第二電力網數據機42與路由 器41的網絡埠相連，路由器41接受信號後處理完畢發送給主 控計算機2。進一步的，在所述的電力網數據機35與低壓電網5之間i殳置一處理前端信號的前端處理晶片36、 一用於隔離高 壓的隔離變壓器37，所述的電力網數據機35將調製解調後 的信號發送給前端處理晶片36進行處理，處理完的信號再通過隔 離變壓器37發送到低壓電網5上。所述的拾音器A/D轉換編碼電 路30釆用核心晶片型號WM8731、攝像機A/D轉換編碼電路31採 用核心晶片型號SAA7113;中央控制器32核心晶片採用具有較高 壓縮比多核高集成度的SoC構架的晶片Hi3510;網絡收發器34 核心晶片釆用的型號為DM9161;電力網數據機35核心晶片 釆用型號PLT050;所述的路由器41釆用TP-LINK路由器，所述 的第二電力網數據機42核心晶片採用型號為PLT050。所述 的前端處理晶片36釆用型號為AD9865的模擬/數字接口晶片。
下面，結合上述附圖，對本實用新型的工作原理進行簡單說 明視頻監控系統中各個監控點與中央控制室之間的連接如圖1 所示所有監控點均並接在低壓市電電網上。與此同時，其他原 有用電設備(如電燈、家電、辦公設備等等)也依舊並接在這兩 條電源線上。每個監控點的電路原理如圖2所示經過攝像頭獲 得的模擬視頻信號和經過拾音器獲得的模擬音頻信號分別進入兩 個A/D轉換及編碼晶片。視頻解碼採用SAA7113晶片；音頻採用 WM8731晶片。之後，這兩路信號進入一個專用晶片進行數據壓 縮，壓縮格式為高壓縮比的H. 264格式，H. 264是ITU-T和ISO/ IEC聯合制定的最新編碼標準，它最先由ITU-T於1997年提出，目標 是提出一種更高性能(相對於當時的H. 263)的視頻編碼標準。相對於 其它標準，H. 264具有以下特點碼率低、圖像質量高、應用範圍 廣、魯棒性、對各種網絡的友好性。專用晶片為SoC構架的 Hi3510,並以DRAM作為數據緩存器，Hi3510是海思公司推出的一氣基於H. 264 BP算法的視頻壓縮晶片，Hi3510採用的是ARM+DSP+ 硬體加速引擎的多核高集成度SoC構架，較高的壓縮比使得每一 路信號所佔用的帶寬很窄，以便傳輸多個監控點輸出的信號。壓 縮後的數位訊號以TCP/IP格式進入一個高速的乙太網收發晶片 DM9161，然後再進入電力網數據機。所述的隔離變壓器37包 括用於將電網中的低頻高壓和直流部分隔離掉的兩個容量電容器和一 個進一步隔離的高頻變壓器，所述的容量電容器與高頻變壓器並聯在 線路中(圖示結構省略)，所述的高頻變壓器初級次級比為1: 1,該 數據機原理如圖3所示低壓電網與數據機之間首先經過 用兩個小容量電容器將電網中的低頻高壓和直流部分隔離掉，然後再 經過一個1: 1的高頻變壓器進一步隔離，處理後信號進入一個前端 處理晶片AD9865，再進入專用的調製解調晶片PLT050。
下面簡單對調製解調晶片PLT050進行說明，數字電力線收發 器晶片PLTO50是由SiConnect推出一款晶片，該晶片提供16級可管 理服務質量(QoS)、全方位室內覆蓋並且符合全球各種電磁兼容(EMC) 規定，它目的在於提高各類使用現有的電線在室內進行信號傳輸的電 子產品的性能，如音頻、視頻、聲音和數據。PLT050支持ADSL速 率，可獲得14Mbps淨荷碼率，它等同於目前同類產品中最好的 8SMbps寬帶解決方案所具有的性能。此款SiConnect晶片可應用於三 重播放(triple play)應用的標準清晰度電視(SDTV)、家庭影院、非壓 縮音頻傳送，以及VoIP和計算機網絡。PLT050基於微控制器並採用 了 SiConnect的專利技術POEM,能夠提供數字數據機、機帶信號 和控制過程功能。當用於系統固件和配置上傳時，該晶片與一個雙向 作用的模擬/數字接口晶片(AD9865)、 一個簡單的耦合電路、 一個行業 標準化的物理層(乙太網、USB或串行)以及一個EEPROM共同使用，可
10以最少的外部元器件構成一個完整的電力線收發器解決方案，採用
POEM技術的PLT050晶片與其它電力線收發器解決方案的不同之處在 於，它是運用 一個同步多址接入/衝突解決(SMA/CR)協議和一個具有 16種服務等級的QoS管理方法，來確保音頻、視頻、VoIP和IP數據 流之間得到平衡和優先的傳送。
Hi3510除了網絡接口之外還有兩個串行方式的接口 。 一個是 1乂總線接口； 一個是RS485接口。其中，12(:總線接口用於與其 他晶片通訊，而RS485接口通過解碼電路14與雲臺12和報警傳 感器13相連，用於輸出對雲臺和鏡頭的控制信號和接受報警傳感 器發出的報警信號，其連接方式如圖4所示。
中央控制室內部的連接如圖5所示從各個監控點傳過來的 被調製的信號通過電力網首先送入一個與各個監控點相同的電力 網數據機，數據機的網絡埠與一個TP-LINK路由器相 連接，路由器再與主控計算機相連接。該路由器的主要功能是解 析各個監控點不同IP位址，以便主控計算機識別各個監控點發出 的信號。
此外，中央控制室內的主控計算機裝有一套應用軟體來支持 其完成遠程監控，其主要功能包括
1. 為各個監控點設置IP位址；
2. 顯示各個監控點的視頻圖像；
3. 監聽各個監控點的聲音；
4. 控制各個監控點雲臺的上、下、左、右旋轉；
5. 控制各個監控點鏡頭的光圏和景深；
6. 根據需要控制各個監控點圖像的質量；
7. 抓拍或錄製各個監控點的圖像；8.接收和顯示各個監控點的各類報警信號。
以上對本實用新型的一個實施例進行詳細說明但所述內容僅為本 實用新型的較佳實施例，不能被認為用於限定本實用新型的實施範 圍。凡依本實用新型申請範圍所作的均等變化與改進等，均應歸屬於 本實用新型的專利涵蓋範圍之內。
權利要求1.一種利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統，包括設置在一個或一個以上的監控點的監控設備(1)和設置在監控中央控制室的主控計算機(2)，其特徵在於所述的監控設備(1)通過接收/採集端信號處理設備(3)與低壓電網(5)串聯，所述的主控計算機(2)通過終端信號處理設備(4)與低壓電網(5)相連。
2. 根據權利要求1所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統，其特徵在於所述的監控設備(1 )包括拾音器(10 )、攝像機/攝像頭 (11)、雲臺(13);所述的接收/採集端信號處理設備(3)包括拾音器A/D轉 換編碼電路(30)、攝像機A/D轉換編碼電路(31 )、中央控制 器(32 ) 、 DRAM作為數據緩存器(33 )、網絡收發器(34 )以及 電力網數據機(35);所述的拾音器A/D轉換編碼電路(30)的輸入端接收拾音器 (10)採集的信息，拾音器A/D轉換編碼電路(30)的輸出端將 經處理的信號輸出給中央控制器(32)進行處理；所述的攝像機A/D轉換編碼電路(31)的輸入端接收攝像機 /攝像頭(11)採集的信息；攝像機A/D轉換編碼電路(31)的 輸出端將經處理的信號輸出給中央控制器(32)進行處理；所述的中央控制器(32)將壓縮後的數位訊號以TCP/IP格 式進入一個高速的乙太網絡收發器(34 )，然後再進入電力網調 制解調器(35 ),電力網數據機(35 )將處理的信號發送到 低壓電網(5 );所述的終端信號處理設備(4)包括路由器(41)、第二電 力網數據機(42),所述的第二電力網數據機(42)與 路由器(41)的網絡埠相連，路由器(41)接受信號後處理完 畢發送給主控計算機(2 )。
3. 根據權利要求2所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統，其特徵在於在所述的電力網數據機(35)與 低壓電網(5 )之間設置一處理前端信號的前端處理晶片(36)、 一用於隔離高壓的隔離變壓器(37)，所述的電力網數據機(35 )將調製解調後的信號發送給前端處理晶片(36 )進行處 理，處理完的信號再通過隔離變壓器(37)發送到低壓電網(5) 上。
4. 根據權利要求2所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統，其特徵在於所述的拾音器A/D轉換編碼電路(30)採用核心晶片型號WM8731 、攝像機A/D轉換編碼電路 (31 )釆用核心晶片型號SAA7113;中央控制器(32 )核心晶片 採用具有較高壓縮比多核高集成度的SoC構架的晶片Hi3510;網 絡收發器(34)核心晶片採用的型號為DM9161;電力網調製解調 器(35 )核心晶片釆用型號PLT050;所述的路由器(41 )釆用 TP-LINK路由器，所述的第二電力網數據機(42)核心晶片 採用型號為PLT050。
5. 根據權利要求3所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統，其特徵在於所述的前端處理晶片(36)採用型號 為AD9865的模擬/數字接口晶片，所述的隔離變壓器(37)包括 用於將電網中的低頻高壓和直流部分隔離掉的兩個容量電容器和一個 進一步隔離的高頻變壓器，所述的容量電容器與高頻變壓器並聯在線 路中。
6. 根據權利要求5所述的利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音 頻監控系統，其特徵在於所述的高頻變壓器初級次級比為1: 1。
專利摘要一種利用低壓電網傳輸的數位化視頻/音頻監控系統，包括設置在一個或一個以上的監控點的監控設備和設置在監控中央控制室的主控計算機，所述的監控設備通過接收/採集端信號處理設備與低壓電網串聯，所述的主控計算機通過終端信號處理設備與低壓電網相連。在視頻監控系統中，各個監控點與中央控制室之間不再採用專用線纜連接，而是採用低壓電網進行信號傳遞。這些信號包括數字視頻信號、數字音頻信號、雲臺控制信號、鏡頭控制信號及報警信號等等。這樣不但節約了大量線纜，而且還簡化了施工，提高了系統質量，降低了故障率和使用過程中系統維護、檢修的成本。
文檔編號H04N7/18GK201378858SQ200920144920
公開日2010年1月6日 申請日期2009年3月5日 優先權日2009年3月5日
發明者汪漢柏 申請人:汪漢柏