具有視頻信息處理的監控器的製作方法

2023-10-23 17:26:47

專利名稱：具有視頻信息處理的監控器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於工業現場的監控設備，尤其涉及一種可通過視頻監控現場情
況的監控器。
背景技術：
隨著我國工業自動化設備的普及，基本遍布所有工業領域。在傳統的工業設備自動化應用過程中，經常需要根據現場狀況隨時調整設備的運行參數，從而達到優化生產過程的目的，人員需經常親臨複雜的工業現場對設備進行視察與運行參數的調整，不可避免的降低設備人員的人身安全及工作效率，因此如何能全面、準確地了解實時的現場狀況，並根據設備的狀態自動調整運行參數，最大限度的提高設備的運行安全及效率。目前解決上述問題的方法如下 1) :PLC控制器與PLC顯示器(觸摸顯示屏)加視頻攝像頭和專用顯示屏。組成監控系統，運行工控軟體，顯示PLC的運行參數、狀況及現場實時視頻。 其缺點是花費非常高，設備複雜且便攜性比較差，不具備現場實時視頻圖像識別功能。需人工不間斷的認真觀察視頻顯示屏。可靠性差。
2):嵌入式監控系統。使用專門的嵌入式控制器，對目標設備開發專用的控制軟
件，加視頻攝像頭，專用顯示屏，組成監控系統。可以較好地控制硬體成本。 其缺點是雖然能對設備進行自動化控制，但是開發成本比較高昂，缺乏通用性和
靈活性，而且，可靠性方面比PLC控制器明顯降低，不具備現場實時視頻圖像識別功能。也
需人工不間斷的認真觀察視頻顯示屏。 上述設備自動化應用有一個共同的極大的缺陷，不支持工業現場實時視頻圖像識別功能，只是被動的顯示設備運行參數，靠人工目測顯示器上現場視頻狀態，可靠性差。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有視頻信息處理的監控器，其可以自主判斷現場設備的工作狀況，在出項異常時主動向操作人員報警。 為解決上述技術問題，本發明包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸控螢幕，液晶顯示器和觸控螢幕連接CPU，CPU連接內存儲器、程序存儲器，PLC通訊接口通過外設通訊模塊連接CPU，視頻攝像頭通過圖片處理模塊連接CPU，所述的程序存儲器中固化如下步驟的組態處理軟體 (1)液晶顯示器顯示組態應用程式界面； (2)視頻攝像頭開始採集現場畫面，視頻攝像頭採集的4-5秒內所有現場模擬畫面中最後一幀現場模擬畫面經圖片處理模塊去除行場消隱信號，取奇數場信號，模數轉換後以JPG格式將畫面送入圖片處理模塊的圖片處理IC，並經過圖片處理IC處理後以十六進位的數據流文件保存到內存儲器的指定空間； (3)在CPU的控制下，將內存儲器中制定空間的現場畫面的數據流文件與內存儲器中預存的標準數據流文件進行比較，即用現場畫面的數據流文件中每一像素點數據與標準數據流文件中的對應像素點進行邏輯與操作，如果兩像素點相同，將兩像素點比較的值轉換為正數0，如果兩像素點不相同，將兩像素點比較的值轉換為正數1，並將所有像素比較後轉換的正數累進相加，獲得兩文件的比較差值； (4)當(3)中連文件的比較差值大於預先設定的容錯值，則調用報警模塊；
(5)當(3)中連文件的比較差值小於等於預先設定的容錯值，則返回(2)。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟 (1)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(2)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟
(1)將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中； (2)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(3)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟
(1)將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中；
(2)通過PLC通訊接口 ，將暫停PLC運行的指令傳給PLC ; (3)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(4)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。 本發明通過視頻攝像頭和處理程序配合，在豐富的圖文顯示功能基礎上增加工業現場實時視頻圖像識別功能，發現設備運行參數或視覺圖像異常時，自動報警。危機時強行切斷設備電源，徹底擺脫人工長時間視覺觀察觀現疲勞、精力不集中，造成誤判現象，進一步提高工業設備安全性。


圖1為本發明的第一種實施方式的硬體系統框圖。
圖2為本發明的第一種實施方式軟體系統結構圖。
圖3為本發明的第一種實施方式組態處理軟體程序流程圖,
具體實施例方式
本發明的第一種實施方式如圖1所示本發明採用液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸控螢幕，液晶顯示器、觸控螢幕和視頻攝像頭連接CPU, CPU連接SDRAM內存儲器、FLASHROM程序存儲器和PLC通訊接口 ， CPU採用ARM9系列核心模塊；液晶顯示屏採用彩色高解析度TFT ;觸控螢幕配備4線電阻式觸控螢幕；PLC通訊接口採用RS232接口與PLC實時通訊。ARM9CPU連接SDRAM內存儲器和FLASHROM程序存儲器，以及連接RS232接口的路，外設通訊模塊的電路為現有技術。液晶顯示器通過接口連接顯卡模塊電路，觸控螢幕通過接口連接觸控螢幕輸入模塊電路。顯卡模塊電路和觸控螢幕輸入模塊電路為現有技術。視頻攝像頭採用現有技術中的工業級CCD攝像頭，通過USB接口與CPU連接。圖片處理模塊包括現有技術中的USB接口電路，USB接口電路連接同步分離晶片，同步分離晶片連接圖片處理IC，上述電路和晶片均為現有技術。
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如圖2本發明的第一種實施方式採用WinCE工業嵌入式作業系統平臺，在作業系統平臺上運行存儲器中固化了如下步驟的程序。並且用戶可根據自身的需要，可以安裝運行第三方工業控制軟體，解決用戶在特殊領域中的應用。
如圖3程序存儲器中固化了如下步驟的程序
(1)液晶顯示器顯示組態應用程式界面； (2)視頻攝像頭開始採集現場畫面，視頻攝像頭採集的4秒內所有現場模擬畫面中最後一幀現場模擬畫面經圖片處理模塊去除行場消隱信號，取奇數場信號，模數轉換後以JPG格式將畫面送入圖片處理模塊的圖片處理IC，並經過圖片處理IC處理後以十六進位的數據流文件保存到內存儲器的指定空間； (3)在CPU的控制下，將內存儲器中制定空間的現場畫面的數據流文件與內存儲器中預存的標準數據流文件進行比較，即用現場畫面的數據流文件中每一像素點數據與標準數據流文件中的對應像素點進行邏輯與操作，如果兩像素點相同，將兩像素點比較的值轉換為正數0，如果兩像素點不相同，將兩像素點比較的值轉換為正數1，並將所有像素點比較後轉換的正數累進相加，獲得兩文件的比較差值； (4)當(3)中連文件的比較差值大於預先設定的容錯值，則調用報警模塊；
(5)當(3)中連文件的比較差值小於等於預先設定的容錯值，則返回(2)。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟 (1)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(2)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音； 本發明的第二種實施方式第二種實施方式的硬體裝置與第一種實施方式相同，但其程序存儲器中固化了如下步驟的程序
(1)液晶顯示器顯示組態應用程式界面； (2)視頻攝像頭開始採集現場畫面，視頻攝像頭採集的5秒內所有現場模擬畫面中最後一幀現場模擬畫面經圖片處理模塊去除行場消隱信號，取奇數場信號，模數轉換後以JPG格式將畫面送入圖片處理模塊的圖片處理IC，並經過圖片處理IC處理後以十六進位的數據流文件保存到內存儲器的指定空間； (3)在CPU的控制下，將內存儲器中制定空間的現場畫面的數據流文件與內存儲器中預存的標準數據流文件進行比較，即用現場畫面的數據流文件中每一像素點數據與標準數據流文件中的對應像素點進行邏輯與操作，如果兩像素點相同，將兩像素點比較的值轉換為正數0，如果兩像素點不相同，將兩像素點比較的值轉換為正數1，並將所有像素點比較後轉換的正數累進相加，獲得兩文件的比較差值； (4)當(3)中連文件的比較差值大於預先設定的容錯值，則調用報警模塊；
(5)當(3)中連文件的比較差值小於等於預先設定的容錯值，則返回(2)。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟
(1)將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中； (2)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(3)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。 本發明的第三種實施方式第三種實施方式的硬體裝置與第一種實施方式相同，但其程序存儲器中固化了如下步驟的程序
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(1)液晶顯示器顯示組態應用程式界面； (2)視頻攝像頭開始採集現場畫面，視頻攝像頭採集的4. 5秒內所有現場模擬畫面中最後一幀現場模擬畫面經圖片處理模塊去除行場消隱信號，取奇數場信號，模數轉換後以JPG格式將畫面送入圖片處理模塊的圖片處理IC，並經過圖片處理IC處理後以十六進位的數據流文件保存到內存儲器的指定空間； (3)在CPU的控制下，將內存儲器中制定空間的現場畫面的數據流文件與內存儲器中預存的標準數據流文件進行比較，即用現場畫面的數據流文件中每一像素點數據與標準數據流文件中的對應像素點進行邏輯與操作，如果兩像素點相同，將兩像素點比較的值轉換為正數0，如果兩像素點不相同，將兩像素點比較的值轉換為正數1，並將所有像素點比較後轉換的正數累進相加，獲得兩文件的比較差值； (4)當(3)中連文件的比較差值大於預先設定的容錯值，則調用報警模塊；
(5)當(3)中連文件的比較差值小於等於預先設定的容錯值，則返回(2)。
上述所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟
(1)將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中；
(2)通過PLC通訊接口 ，將暫停PLC運行的指令傳給PLC ; (3)通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；
(4)調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。 本發明在使用前，首先要預先拍攝現場設備正常工作的標準流文件，並要通過組態應用程式界面設置容錯值的大小，然後開啟現場設備，當現場設備出現工作異常時，視頻攝像頭將異常的現場圖片與標準流文件比較，產生報警信息，從而由操作人員現場幹預來排除異常情況，或者由本發明暫停現場設備，在由操作人員根據記錄的現場設備控制信息，現場幹預來排除異常情況。
權利要求
一種具有視頻信息處理的監控器，包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸控螢幕，液晶顯示器和觸控螢幕連接CPU，CPU連接內存儲器、程序存儲器，PLC通訊接口通過外設通訊模塊連接CPU，視頻攝像頭通過圖片處理模塊連接CPU，其特徵在於所述的程序存儲器中固化如下步驟的組態處理軟體(1)液晶顯示器顯示組態應用程式界面；(2)視頻攝像頭開始採集現場畫面，視頻攝像頭採集的4-5秒內所有現場模擬畫面中最後一幀現場模擬畫面經圖片處理模塊去除行場消隱信號，取奇數場信號，模數轉換後以JPG格式將畫面送入圖片處理模塊的圖片處理IC，並經過圖片處理IC處理後以十六進位的數據流文件保存到內存儲器的指定空間；(3)在CPU的控制下，將內存儲器中制定空間的現場畫面的數據流文件與內存儲器中預存的標準數據流文件進行比較，即用現場畫面的數據流文件中每一像素點數據與標準數據流文件中的對應像素點進行邏輯與操作，如果兩像素點相同，將兩像素點比較的值轉換為正數0，如果兩像素點不相同，將兩像素點比較的值轉換為正數1，並將所有像素點比較後轉換的正數累進相加，獲得兩文件的比較差值；(4)當(3)中連文件的比較差值大於預先設定的容錯值，則調用報警模塊；(5)當(3)中連文件的比較差值小於等於預先設定的容錯值，則返回(2)。
2. 根據權利要求l所述的具有視頻信息處理的監控器，其特徵在於所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟(1) 通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；(2) 調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。
3. 根據權利要求l所述的具有視頻信息處理的監控器，其特徵在於所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟(1) 將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中；(2) 通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；(3) 調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。
4. 根據權利要求l所述的具有視頻信息處理的監控器，其特徵在於所述的(4)中的報警模塊包括如下步驟(1) 將內存儲器中的設備鍊表，轉入程序存儲器中；(2) 通過PLC通訊接口 ，將暫停PLC運行的指令傳給PLC ;(3) 通過調用顯示驅動程序在液晶顯示器上組態應用程式界面中顯示警報圖標；(4) 調用音效卡驅動程序通過揚聲器發出報警音。
全文摘要
本發明涉及一種用於工業現場的監控設備，尤其涉及一種可通過視頻監控現場情況的監控器。它包括液晶顯示器，液晶顯示器前設置觸控螢幕，液晶顯示器和觸控螢幕連接CPU，CPU連接內存儲器、程序存儲器，PLC通訊接口通過外設通訊模塊連接CPU，視頻攝像頭通過圖片處理模塊連接CPU，程序存儲器中固化組態處理軟體。其可以自主判斷現場設備的工作狀況，在出現異常時主動向操作人員報警。
文檔編號H04N7/18GK101790079SQ20091006416
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者吳曉北, 譚海成 申請人:鄭州紫辰科技開發有限公司