專利名稱：機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據采集裝置，尤其是涉及一種機場導航站室內環境集中監
控前端采集裝置。
背景技術：
機場導航站是機場相當重要的飛機導航裝置的安置點，一旦出現故障，不僅會影響飛機起降，甚至會造成嚴重的后果。根據相關資料統計，導致導航設備出現故障的原因很多，一部分是由電力系統故障或室內環境變化引起的。因此，建立機場集中監控系統，使維護人員能及時了解到設備運行狀態以及環境情況，則能有效地提高機場導航的安全性以及設備維護管理的水平和效率。但是，目前某些機場的導航站室內監控設備仍然明顯存在以下缺陷和不足 1)導航站室內視頻監控和環境采集相互獨立，各自的通信鏈路不同，視頻監控部分和室內環境數據采集部分均各自鋪設電纜到導航監控中心，造成重復鋪設和資源浪費。[0004] 2)導航站室內監控設備是同一類型不同廠商的設備組合，設備兼容能力差，當更換了新設備后，監測系統將無法正常工作。 3)導航站室內監測的設備類型較少，有些只能監測溫濕度和供電情況；很少有漏
水監測、煙霧、紅外等檢測功能，因而造成對導航站的遠程監測數據無法正確評估。 4)對于有些小機場，其導航站室內用的是壁掛空調而不是精密空調，由于壁掛空
調沒有RS485數據接口，從而導致無法控制空調的情況，只能人工手動調節。 5)功能擴展能力差，如果要增加新的環境監測設備， 一般無法順利接入遠程監測
系統中；雖然有些組態軟件可以順利接入，但是價格高昂對于中小機場來說，施工成本過高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其設計合理、成本低、安裝布設方便、使用操作簡便且實時監測效果好，能有效解決現有導航站室內監控設備使用過程中所存在的多種缺陷和不足。 為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于包括主控制器、音視頻數據采集及壓縮處理單元、室內環境監控采集單元以及分別與主控制器相接的FLASH存儲器和液晶顯示模塊；所述音視頻數據采集及壓縮處理單元包括對視頻信號進行實時采集的攝像頭、與攝像頭相接的視頻采樣及輸入編碼電路、對音頻信號進行實時采集的音頻信號采集電路、與音頻信號采集電路相接的音頻信號采樣處理電路以及分別與視頻采樣及輸入編碼電路和音頻信號采樣處理電路相接的音視頻壓縮編碼單元，所述音視頻壓縮編碼單元與主控制器相接且二者間通過數據接口進行雙向通信；所述室內環境監控采集單元包括多個對室內相關環境參數進行實時檢測的環境參數檢測裝置，且多個環境參數檢測裝置通過有線和/或無線通信方式與
主控制器相接；所述主控制器以無線通信方式與上位監控系統進行雙向通信。 所述主控制器與上位監控系統之間通過以太網進行雙向通信，所述主控制器上對
應接有網絡通信電路，所述網絡通信電路包括與主控制器相接的光電隔離電路、與光電隔
離電路相接的網絡芯片和與網絡芯片相接的RJ45接頭，所述網絡芯片為8139網絡芯片。 所述主控制器為芯片S3C2410。 所述音視頻壓縮編碼單元為芯片G07007SB。 所述視頻采樣及輸入編碼電路為視頻數據捕獲芯片SAA7113，音頻信號采樣處理電路為立體聲音頻采集處理芯片PCM1800，所述攝像頭為CCD攝像頭；所述視頻數據捕獲芯片SAA7113與攝像頭間通過BNC視頻接頭相接，所述立體聲音頻采集芯片PCM1800與音頻信號采集電路間通過BNC音頻接頭相接。 所述室內環境監控采集單元與主控制器間通過串口擴展接口電路相接，所述多個
環境參數檢測裝置包括電纜漏水監控電路、精密空調監控電路、電力監控儀、門禁系統、UPS
電源監控電路、壁掛空調自學習紅外遙控模塊、開關量監測單元以及由溫度傳感器和濕度
傳感器組成的溫濕度檢測單元；所述開關量監測單元通過開關量輸入輸出接口與主控制器
相接，所述電纜漏水監控電路、精密空調監控電路、電力監控儀、門禁系統、UPS電源監控電
路均通過串口擴展接口電路與主控制器相接。 還包括與主控制器相接的狀態指示單元。 所述主控制器通過串口轉換電路一與監控用云臺相接。 還包括與音視頻壓縮編碼單元相接的動態隨機存儲器SDRAM。 所述開關量監測單元包括煙霧濃度探測器、火焰探測器和多個紅外探測器。 本實用新型與現有技術相比具有以下優點 1、設計合理、接線方便、使用操作簡便且功能完善。 2、與現有的機場導航站室內視頻監控系統在接口及數據通信協議上相兼容，保護用戶原有的投資，并將視頻數據與室內環境數據統一打包傳輸，節省通信鏈路資源；并輔以配套的數據通信、自動報警接收、視頻實時播放、報警數據維護等軟件，能實現報、接警的迅速性、準確性、定位精確性、及查詢統計分析等功能，為機場導航安全提供了科學的決策依據。 3、具有現場環境參數遠程自動采集、可掛接更多底層監測設備、識別面大、準確率高等優點，并且應用領域多。 4、能實現音視頻數據和環境采集數據地有效分離，對于要求多視頻的情況，可以安裝多個本裝置，而不需要插裝環境采集卡；同時，對于每個裝置而言，環境采集卡都是透明數據傳輸，因此只要符合RS485數據接口即可接入，由上層集中監控系統統一處理數據，并且使得硬件功能的可擴展性大大增強。 5、本實用新型能實現對機場導航站室內設備運行情況進行實時監測的目的，從而大幅度提高了導航站內設備監測報警設施的可靠性，以增強機場人員的快速反應能力和指揮能力。 6、具有低成本、高效且性能安全可靠的優點，本實用新型將攝像頭的視頻信號壓縮為MPEG4網絡視頻格式，與環境采集數據統一打包，由微波定向傳輸到導航監控中心即上位監控系統，使其最早發現并實時監測事故的發生。使用該設備進行信息采集的方法。[0026] 6、操作方式靈活，應用領域廣泛，主要應用于機場導航站室內監控，機房室內安防報警等的自動監控。 綜上所述。本實用新型設計合理、成本低、安裝布設方便、使用操作簡便且實時監測效果好，能有效解決現有導航站室內監控設備使用過程中所存在的多種缺陷和不足。[0028] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型的電路原理框圖。
圖2為本實用新型主控制器和室內環境監控采集單元的電路原理框圖附圖標記說明
1- 主控制器； 2-音視頻數據采集及壓 2-1-攝像頭；
縮處理單元；
2- 2-視頻采樣及輸入2-3-音頻信號采樣處理編碼電路； 電路；2-5-動態隨機存儲器2-6-BNC視頻接頭； [0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049]
SD廳；
2- 8-BNC音頻接頭；
3- 2-電纜漏水監控電路；
3-5-門禁系統；3-8-濕度傳感器；
3-11-壁掛空調自學習紅外遙控模塊；
5-液晶顯示模塊；
7- 1-串口轉換電路一 ；
8- 3-RJ45接頭。
3-室內環境監控采集單元；
3-3-精密空調監控電路；
3-6-UPS電源監控電路；3-9-開關量輸入輸出接□;
3-12-串口轉換電路二 ；
6_狀態指示單元；8-1-光電隔離電路；
2- 4-音視頻壓縮編碼單元；
2- 7-音頻信號采集電路；
3- 1-串口擴展接口電路；
3-4-電力監控儀；
3- 7-溫度傳感器；
3- 10-開關量監測單元；
4- FLASH存儲器；
7- 云臺；
8- 2-網絡芯片；
具體實施方式如圖1所示，本實用新型包括主控制器1 、音視頻數據采集及壓縮處理單元2 、室內環境監控采集單元3以及分別與主控制器1相接的FLASH存儲器4和液晶顯示模塊5。所述音視頻數據采集及壓縮處理單元2包括對視頻信號進行實時采集的攝像頭2-l、與攝像頭2-1相接的視頻采樣及輸入編碼電路2-2、對音頻信號進行實時采集的音頻信號采集電路2-7、與音頻信號采集電路2-7相接的音頻信號采樣處理電路2-3以及分別與視頻采樣及輸入編碼電路2-2和音頻信號采樣處理電路2-3相接的音視頻壓縮編碼單元2-4，所述音視頻壓縮編碼單元2-4與主控制器1相接且二者間通過數據接口進行雙向通信，同時還包括與音視頻壓縮編碼單元2-4相接的動態隨機存儲器SDRAM2-5。所述室內環境監控采集單元3包括多個對室內相關環境參數進行實時檢測的環境參數檢測裝置，且多個環境參數檢測裝置通過有線和/或無線通信方式與主控制器1相接。所述主控制器1以無線通信方式與上位監控系統進行雙向通信。同時，本實用新型還包括與主控制器1相接的狀態指示單元6。所述主控制器1通過串口轉換電路一 7-1與監控用云臺7相接，且該串口轉換電路一7-1為SN75LBC184芯片。所述數據接口為HPI主機接口 。 本實施例中，所述主控制器1與上位監控系統之間通過以太網進行雙向通信，所述主控制器1上對應接有網絡通信電路，所述網絡通信電路包括與主控制器1相接的光電隔離電路8-l、與光電隔離電路8-1相接的網絡芯片8-2和與網絡芯片8-2相接的RJ45接頭8-3，所述網絡芯片8-2為8139網絡芯片。 所述主控制器1為芯片S3C2410。所述音視頻壓縮編碼單2_4為芯片G07007SB。所述視頻采樣及輸入編碼電路2-2為視頻數據捕獲芯片SAA7113，音頻信號采樣處理電路
2- 3為立體聲音頻采集處理芯片PCM1800，所述攝像頭2-1為CCD攝像頭。所述視頻數據捕獲芯片SAA7113與攝像頭2-1間通過BNC視頻接頭2_6相接，所述立體聲音頻采集芯片PCM1800與音頻信號采集電路2-7間通過BNC音頻接頭2-8相接。 實際使用過程中，所述視頻數據捕獲芯片SAA7113主要作用是將模擬視頻信號進行數字采樣并轉化為ITU656標準輸出格式的數字視頻信號，前段輸入的視頻信號可以是NTSC制式、PAL制式或者SECAM制式的。同時，視頻數據捕獲芯片SAA7113可在所述G07007SB的12C總線時序控制下，將捕獲到的ITU656 YUV 4:2:2格式的數字視頻數據通過10位RGB Bayer視頻解碼器接口輸入到所述芯片G07007SB。所述立體聲音頻采集處理芯片PCM1800的主要作用是將模擬立體聲音頻信號轉換成符合I2S總線標準格式的數字音頻信號，數字音頻信號再從I2S外部音頻接口輸入到芯片G07007SB。所述芯片G07007SB支持ADPCM編碼，允許1:4音頻壓縮，為A/V同步產生音頻采樣計數和音頻標簽。[0054] 結合圖2，所述室內環境監控采集單元3與主控制器1間通過串口擴展接口電路
3- 1相接，所述多個環境參數檢測裝置包括電纜漏水監控電路3-2、精密空調監控電路3-3、電力監控儀3-4、門禁系統3-5、UPS電源監控電路3-6、壁掛空調自學習紅外遙控模塊3-11、開關量監測單3-10以及由溫度傳感器3-7和濕度傳感器3-8組成的溫濕度檢測單元。所述開關量監測單元3-10通過開關量輸入輸出接口 3-9與主控制器1相接，所述電纜漏水監控電路3-2、精密空調監控電路3-3、電力監控儀3-4、門禁系統3-5、 UPS電源監控電路3_6均通過串口擴展接口電路3-1與主控制器1相接。 本實施例中，所述串口擴展接口電路3-1為芯片GM8125，電纜漏水監控電路3_2、精密空調監控電路3-3、電力監控儀3-4、門禁系統3-5、 UPS電源監控電路3_6間均接有RS232信號轉換為RS485信號的串口轉換電路二 3_12，所述串口轉換電路二 3_12為SN75LBC184芯片。所述SN75LBC184芯片與芯片S3C2410相接，且其與電纜漏水監控電路3-2、精密空調監控電路3-3、電力監控儀3-4、門禁系統3-5、 UPS電源監控電路3_6間均通過DB9接頭進行連接。 本實施例中，所述溫度傳感器3-7為智能溫度傳感器DS18B20，所述濕度傳感器3-8為濕度傳感器HSM-20G。所述開關量輸入輸出接口 3_9主要由16個光耦器件和8個繼電器構成，其中光耦元件的作用是為了隔離瞬間高電壓電流的沖擊，從而保護采集板；8個繼電器是為了以大電流驅動開關量輸出信號。所述壁掛空調自學習紅外遙控模塊3-11主
7要由一對紅外收發芯片、一個單片機和Flash存儲芯片組成，可以將需要設定的制冷或制熱的遙控器指令由紅外接收芯片接收并存儲在Flash中，這樣便完成了壁掛空調的指令學習。上位監控系統在航站監測中心發送指令給壁掛空調自學習紅外遙控模塊3-ll，單片機將指令對應Flash中存儲的遙控碼提取出來，由紅外發射芯片發射出去，只要紅外發射頭對準壁掛空調即可完成遙控。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求一種機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于包括主控制器(1)、音視頻數據采集及壓縮處理單元(2)、室內環境監控采集單元(3)以及分別與主控制器(1)相接的FLASH存儲器(4)和液晶顯示模塊(5)；所述音視頻數據采集及壓縮處理單元(2)包括對視頻信號進行實時采集的攝像頭(2-1)、與攝像頭(2-1)相接的視頻采樣及輸入編碼電路(2-2)、對音頻信號進行實時采集的音頻信號采集電路(2-7)、與音頻信號采集電路(2-7)相接的音頻信號采樣處理電路(2-3)以及分別與視頻采樣及輸入編碼電路(2-2)和音頻信號采樣處理電路(2-3)相接的音視頻壓縮編碼單元(2-4)，所述音視頻壓縮編碼單元(2-4)與主控制器(1)相接且二者間通過數據接口進行雙向通信；所述室內環境監控采集單元(3)包括多個對室內相關環境參數進行實時檢測的環境參數檢測裝置，且多個環境參數檢測裝置通過有線和/或無線通信方式與主控制器(1)相接；所述主控制器(1)以無線通信方式與上位監控系統進行雙向通信。
2. 按照權利要求1所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于 所述主控制器(1)與上位監控系統之間通過以太網進行雙向通信，所述主控制器(1)上對 應接有網絡通信電路，所述網絡通信電路包括與主控制器(1)相接的光電隔離電路(8-1)、 與光電隔離電路(8-1)相接的網絡芯片(8-2)和與網絡芯片(8-2)相接的RJ45接頭(8-3)， 所述網絡芯片(8-2)為8139網絡芯片。
3. 按照權利要求1或2所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在 于所述主控制器(1)為芯片S3C2410。
4. 按照權利要求3所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于 所述音視頻壓縮編碼單元(2-4)為芯片G07007SB。
5. 按照權利要求3所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于 所述視頻采樣及輸入編碼電路(2-2)為視頻數據捕獲芯片SAA7113，音頻信號采樣處理電 路(2-3)為立體聲音頻采集處理芯片PCM1800，所述攝像頭(2-1)為CCD攝像頭；所述視頻 數據捕獲芯片SAA7113與攝像頭(2-1)間通過BNC視頻接頭(2-6)相接，所述立體聲音頻 采集芯片PCM1800與音頻信號采集電路(2-7)間通過BNC音頻接頭(2-8)相接。
6. 按照權利要求1或2所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在 于所述室內環境監控采集單元(3)與主控制器(1)間通過串口擴展接口電路(3-1)相接， 所述多個環境參數檢測裝置包括電纜漏水監控電路(3-2)、精密空調監控電路(3-3)、電力 監控儀(3-4)、門禁系統(3-5)、 UPS電源監控電路(3-6)、壁掛空調自學習紅外遙控模塊 (3-ll)、開關量監測單元(3-10)以及由溫度傳感器(3-7)和濕度傳感器(3-8)組成的溫濕 度檢測單元；所述開關量監測單元(3-10)通過開關量輸入輸出接口 (3-9)與主控制器(1) 相接，所述電纜漏水監控電路(3-2)、精密空調監控電路(3-3)、電力監控儀(3-4)、門禁系 統(3-5)、 UPS電源監控電路(3-6)均通過串口擴展接口電路(3-1)與主控制器(1)相接。
7. 按照權利要求1或2所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在 于還包括與主控制器(1)相接的狀態指示單元(6)。
8. 按照權利要求1或2所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在 于所述主控制器(1)通過串口轉換電路一 (7-1)與監控用云臺(7)相接。
9. 按照權利要求1或2所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在 于還包括與音視頻壓縮編碼單元(2-4)相接的動態隨機存儲器SDRAM(2-5)。
10.按照權利要求6所述的機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，其特征在于所述開關量監測單元(3-10)包括煙霧濃度探測器、火焰探測器和多個紅外探測器。
專利摘要本實用新型公開了一種機場導航站室內環境集中監控前端采集裝置，包括主控制器、音視頻數據采集及壓縮處理單元、室內環境監控采集單元以及分別與主控制器相接的FLASH存儲器和液晶顯示模塊；音視頻數據采集及壓縮處理單元包括攝像頭、視頻采樣及輸入編碼電路、音頻信號采集電路、音頻信號采樣處理電路和音視頻壓縮編碼單元；室內環境監控采集單元包括多個環境參數檢測裝置；主控制器以無線通信方式與上位監控系統進行雙向通信。本實用新型設計合理、成本低、安裝布設方便、使用操作簡便且實時監測效果好，能有效解決現有導航站室內監控設備使用過程中所存在的多種缺陷和不足。
文檔編號G05B19/418GK201527584SQ20092024515
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月9日 優先權日2009年11月9日
發明者強云霄, 趙謙, 黃健 申請人:西安科技大學