專利名稱：一種動力設備環境及圖像集中監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動力設備和環境及圖像的集中監控裝置，實現對各通信局(站)機房的設備及環境等分布式監控對象的遙測、遙信及遙控，實時監測其運行狀態，屬于通信技術領域。
背景技術：
目前，公知的動力設備環境監控系統的裝置硬件結構，如圖1所示，由通用前置機1、通用采集器2、蓄電池采集器3和系統采集板4連接而成。其工作原理是采集模塊局的各種被監控對象的信息后，通過數據通信網傳送到監控中心，在監控中心觀察設備的運行狀態和環境的參數，裝置箱內外的接線方式是裝置內電纜線一端接相應的模塊，一端接電纜插針(插孔)，裝置外電纜線一端接傳感器信號線，一端接電纜插孔(插針)，由此裝置內外相同芯數的插針和插孔配合；此種監控裝置缺點在于1.無法實現機房環境圖像的監控，因此若要同時實現動力設備環境監控和圖像監控，只有安裝兩種監控系統動力設備、環境監控系統和圖像監控系統兩種系統，兩種監控系統就需要兩路數據通信傳輸通道，增加了管理成本，造成了資源浪費；2.只有在監控中心才能觀察到被監控對象的信息，對于維護人員在現場無法觀測到被監控對象的信息；3.現有的動力環境監控系統，往往是各通訊基站通過網絡將信息傳送給總局的監控中心，由總局的監控中心顯示各通信基站的狀態信息和告警信息，若網絡出現故障時，數據無法傳送到總局時，導致總局監控臺無法觀察各通訊基站實時的信息；4.由于現場設備復雜，同一類的監控設備極有可能分布在機房各處，采用上述的接線方式就會造成機房布線雜亂，給現場的施工帶來困難；裝置內外接線處線束堆成一團；插針與插孔配合不牢固，會產生配合不緊甚至插針與插孔脫開，造成數據采集錯誤；增加了工廠生產人員的加工復雜性和現場工程人員的接線難度，特別是裝置外各個傳感器與電纜線連接，容易產生接線錯誤，最終導致采集的數據出現錯誤。
發明內容
本實用新型的目的是發明一種不僅能完成動力設備包括高低壓配電、油機、整流器、電源、蓄電池組、逆變器、空調等設備的運行狀態的監控；環境包括煙感，溫度，濕度，水浸，紅外，玻璃破碎，門窗告警等參數裝置的監測，而且能夠實現目標場所實際情況的圖像監控，同時監控箱通過攜帶彩色LCD顯示屏和鍵盤作為人機界面，可以實現在現場觀測被監控設備運行狀態和環境的參數的動力設備和環境及圖像的集中監控裝置。
為實現以上目的，本實用新型的技術方案是提供一種動力設備環境及圖像集中監控裝置，由通用前置機、通用采集器、蓄電池采集器和系統采集板相互連接組成，其特征在于，通用前置機還同時與視頻監測模塊和人機界面模塊并聯，在監控裝置內設有小配線架，小配線架與通用前置機、系統采集板和通用采集器連接。
所述的視頻監測模塊由存儲器SDRAM、MPEG-4視頻編碼、可編程邏輯器件EPLD、彩色圖像傳感器、攝像頭、中央處理器CPU、以太網接口、存儲器SDRAM、存儲器FLASH和軟件組成，負責采集攝像頭圖像數據的彩色圖像傳感器通過8位轉16位及分頻處理的可編程邏輯器件EPLD到能完成圖像編碼的MPEG-4視頻編碼后與中央處理器CPU連接，中央處理器CPU分別連接以太網接口、存儲器SDRAM和存儲器FLASH。
所述的人機界面模塊由鍵盤、鍵盤編碼器、顯示器驅動、彩色液晶顯示器、中央處理器CPU、存儲器組成，鍵盤通過負責掃描鍵盤按鍵值并將其編碼的鍵盤編碼器與中央處理器CPU連接，中央處理器CPU通過顯示器驅動與彩色液晶顯示器連接，存儲器與中央處理器CPU連接。
所述的小配線架由10行、至少2列組成，每列分為L、R兩組，監控箱內的電纜線卡在小配線架的每列的右側(R)，裝置箱外的傳感器的接線卡在小配線架每列的左側(L)；每行分為A、B兩組。
本實用新型涉及的動力設備環境及視頻集中監控裝置具有以下技術特點1)采用計算機技術、通信技術和傳感器技術，具有遙測、遙信、遙控、遙調功能；2)監控模塊通過Watch Dog等技術實現自診斷和自恢復功能，對數據紊亂、通信干擾等可自動恢復；3)視頻監控嵌入式視頻監控頭，將視頻監控與普通動力環境監控整合到一個平臺，能夠集中監測基于IP的M-JPEG、MPEG-4分布式網絡視頻采集點；4)MDF告警提供MDF告警前端接口，實時采集、傳送MDF告警信息；5)故障管理具有“障礙到局站”、“障礙到專人”等一對多、多對多派修策略，提供有紙派修以及語音、傳真、尋呼、短信(PHS、GSM、CDMA)等靈活快捷的無紙派修方式；6)提供對各種監控點數據從采集、編碼、遠程傳輸到解碼、實時顯示、存儲、回放的全線自研產品解決方案。
7)具有全新的人性化操作界面及完備的報表功能。
8)采用SMDF小配線架布線方式，將裝置內外的線對完全區分，不易混線，利于現場工程安裝。
本實用新型將動力環境監控系統和圖像監控系統整合為一個裝置，監控系統的軟、硬件采用模塊化結構，具有靈活性及擴展性，以適應不同規模監控系統網絡和不同數量監控對象的要求，簡化系統結構，由此降低成本投入，減少資源浪費。
本實用新型攜帶彩色LCD顯示屏和鍵盤為人機界面，實時地顯示動力設備和環境監測的相關信息，可以使現場維護人員直接從機房現場查看動力設備和環境的實時信息，告警數據，利于及時發現現場的問題，及時整修，本實用新型攜帶CMOS攝像頭，能夠實現機房現場圖像監控。
本實用新型采用小配線架的接線方式，裝置箱內的電纜線一端卡在小配線架上，一端與相應的模塊連接，裝置箱外傳感器的信號線直接卡在小配線架上，減去了以往裝置箱外中間的電纜線環節，同時也減少了一個故障源。此外采用小配線架的布線方式，將裝置箱內外的接線嚴格地區分，小配線架的行與列清晰排列，卡線操作容易，利于工廠生產人員的加工，提高工作效率，同時也有利于現場的工程人員安裝，極大地避免了因線束多而導致的接線錯誤和混線。
本實用新型的優點是將設備環境及圖像監控整合到一起，實現動力設備環境監控的同時，實現了現場視頻圖像的監控，簡化了系統的結構，使設備環境數據傳輸通道和圖像數據傳輸通道簡化為一路，減輕了系統線路鋪設，降低了電信網管中心的管理成本。
圖1原有監控箱平面布局圖；圖2動力設備和環境及圖像的集中監控裝置結構框圖；圖3為視頻監測模塊的結構框圖；圖4、5、6為視頻監測模塊電原理圖；圖7為人機界面模塊的結構框圖；圖8為小配線架結構示意圖；圖9為裝置箱箱蓋平面示意圖；圖10為系統軟件實時監測流程圖；圖11為系統軟件告警處理流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例如圖2所示，為動力設備和環境及圖像的集中監控裝置結構框圖，所述的動力設備環境及圖像集中監控裝置由通用前置機1、通用采集器2、蓄電池采集器3、系統采集板4、視頻監測模塊5、人機界面模塊6和小配線架7組成，通用前置機1、通用采集器2、蓄電池采集器3和系統采集板4相互連接，通用前置機1還同時與視頻監測模塊5和人機界面模塊6并聯，在監控裝置內設有小配線架7，小配線架7與通用前置機1、通用采集器2、系統接線板4連接。
PESA-通用前置機1為原有設備，其功能為局(站)監控單元的中樞大腦，負責管理本監控單元通用采集器(PEGA)2、蓄電池采集器(PECA)3、人機界面模塊(MIM)6，同時擔當與上級監控站的通訊樞紐。
PEGA-通用采集器2為原有設備，其功能是前端數據采集設備，最多可對12路遙測量，24路遙信量進行監測，并可提供8路遙控量的輸出，動力設備和環境監測的實現，就是通過專用傳感器，然后由這個模塊采集完成的。
PECA-蓄電池采集器3為原有設備，其功能負責監測蓄電池組，實時采集蓄電池相關必要信息，便于維護人員實時掌握蓄電池的實際情況，做出相應處理。
PEBA-系統接線板4為原有設備，其功能將設備內各種接線進行有序的整合，便于安裝施工連接，并提供配套電源等必須資源。
如圖3所示，為視頻監測模塊的結構框圖；如圖4、5、6所示，為視頻監測模塊電原理圖，VSM-視頻監測模塊5其功能是完成視頻的監測，能將被監測的現場圖像實時采集傳送到監測中心，顯示給監測人員，便于監測人員實時了解現場情況，所述的視頻監測模塊5由存儲器(SDRAM)8，MPEG-4視頻編碼9、可編程邏輯器件(EPLD)10、彩色圖像傳感器11、攝像頭12、中央處理器(CPU)13、以太網接口14、存儲器(SDRAM)15、存儲器(FLASH)16和軟件組成，彩色圖像傳感器11負責采集攝像頭12圖像數據，由于CMOS傳感器2是BT656格式8位，而MPEG-4視頻編碼5的輸入格式為CCIR-601，16位，因此兩者之間采用可編程邏輯器件(EPLD)10負責8位轉16位，及分頻處理。MPEG-4視頻編碼9完成圖像的編碼，并將數據傳輸中央處理器(CPU)13，中央處理器(CPU)13分別連接以太網接口14、存儲器(SDRAM)15和存儲器(FLASH)16。
本實用新型攜帶CMOS攝像頭12實現現場情況的圖像監控。裝置箱采用嵌入式視頻監控頭，將視頻監控與普通動力設備環境監控整合到一個平臺，能夠集中監測基于IP的M-JPEG、MPEG-4分布式網絡視頻采集點，可輸出圖像分辨率320×240彩色，輸出的幀速10幀/秒，由于機房環境圖像幾乎是不變的圖像，因此本裝置攜帶的視頻監控攝像頭符合實際，能夠完成對現場圖像的監控。
如圖7所示，為人機界面模塊的結構框圖，MIM-人機界面模塊6為完成監控單元的人機界面，能夠實時顯示動力設備和環境監測的相關信息，并通過鍵盤響應現場操作人員的需求，所述的人機界面模塊6由鍵盤17、鍵盤編碼器18、顯示器驅動19、彩色液晶顯示器20、中央處理器(CPU)21、存儲器22組成，鍵盤17通過鍵盤編碼器18與中央處理器(CPU)21連接，中央處理器(CPU)21通過顯示器驅動19與彩色液晶顯示器20連接，存儲器22與中央處理器(CPU)21連接，當薄膜鍵盤17有按鍵值時，由鍵盤編碼器18負責掃描鍵盤的按鍵值并將其編碼，并將編碼后的信號傳給中央處理器(CPU)21，中央處理器(CPU)21根據鍵盤按鍵值執行對LCD彩色顯示器20的操作，對LCD彩色顯示器20清屏、翻頁等。
LCD彩色顯示器20可實時地顯示現場設備和環境的參數，現場的維護人員通過LCD顯示器也可觀察到各類信息，由此可以監控設備的運行情況和環境的參數，出現告警信息時，可第一時間進行檢修或其他處理；LCD彩色顯示器20選用彩色LCD顯示屏256色，圖像清晰、色彩逼真，告警信息和狀態信息用不同顏色區分顯示，尤其是告警信息使用醒目的紅色顯示，使現場的維護人員能夠一目了然地發現哪些動力設備運行異常，哪些環境的參數異常；165mm×120mm大屏幕顯示屏，一屏可最多顯示16行信息，通常各通訊基站現場需要監控的動力設備和環境數目較多，也就是監控點的數目超過16個，或是告警的信息超過16個，此時，選用4×4的鍵盤，可以支持16個按鍵響應，現場的維護人員可通過鍵盤按鍵，實現LCD顯示屏的狀態信息和告警信息各自的翻頁功能，使信息可以多屏顯示。
如圖8所示，為小配線架結構示意圖，SMDF-小配線架7是裝置箱內外連線的過渡模塊，所述的小配線架7由10行、至少2列組成，每列分為L、R兩組，監控箱內的電纜線卡在小配線架的每列的右側(R)，裝置箱外的傳感器的接線卡在小配線架每列的左側(L)；每行分為A、B兩組，若定義02列為模擬量輸入信號，卡在1處的傳感器的信號線23，用02-2-LA表示，卡在2處的傳感器的信號線24，用02-9-LB表示；若02-2-LA的信號線要改卡在02-9-LB，只需將02-2-LA的信號線拔出，用卡線器將信號線卡在02-9-LB即可。如圖9所示，為裝置箱箱蓋平面示意圖，CMOS攝像頭12安裝在裝置箱箱蓋上方中央，LCD彩色顯示器20安裝在裝置箱箱蓋的左下方，鍵盤17安裝在裝置箱箱蓋的右下方。
如圖10所示，為系統軟件實時監測流程圖，實現對各類被監控對象告警與狀態信息實時采集，提供被監控對象的告警信息與性能數據報告，能產生規定的各種統計資料、圖表等。
如圖11所示，為系統軟件告警處理流程圖，本實用新型在監控到異常情況時有告警措施，告警分緊急告警、嚴重告警和一般告警，告警信息和狀態信息用不同顏色區分顯示，尤其是告警信息使用醒目的紅色顯示。
本實用新型不僅能完成動力設備包括高低壓配電、油機、整流器、電源、蓄電池組、逆變器、空調等設備的運行狀態的監控；環境包括煙感，溫度，濕度，水浸，紅外，玻璃破碎，門窗告警等參數裝置的監測，裝置箱外需要監控的各設備上的傳感器連線卡在小配線架上7，通過電纜線將各自的信號分別傳送給通用采集器2、系統接線板4和通用前置機1，系統接線板4將裝置外輸入的信號傳送給蓄電池采集器3，到此為止，裝置箱外需要監控的各設備的信號全部傳送給箱內相應的模塊；通用前置機1是本裝置的中樞大腦，它接受通用采集器采集2模擬和數字的數據、蓄電池采集器3采集的蓄電池各節電壓的數據和來自小配線架7的外部的485數據，通用前置機1接受各類數據后進行處理計算，通過人機界面模塊6中的彩色LCD顯示器20實時顯示所監控的設備和環境的狀態信息和告警信息。攝像頭12可以實現門禁聯動錄像，對局方感興趣的局點的場景、設備進行實時的視頻監測。
權利要求1.一種動力設備環境及圖像集中監控裝置，由通用前置機(1)、通用采集器(2)、蓄電池采集器(3)和系統采集板(4)相互連接組成，其特征在于，通用前置機(1)還同時與視頻監測模塊(5)和人機界面模塊(6)并聯，在監控裝置內設有小配線架(7)，小配線架(7)與通用前置機(1)、系統采集板(4)和通用采集器(2)連接。
2.根據權利要求1所述的動力設備環境及圖像集中監控裝置，其特征在于，所述的視頻監測模塊(5)由存儲器SDRAM(8)，MPEG-4視頻編碼(9)、可編程邏輯器件EPLD(10)、彩色圖像傳感器(11)、攝像頭(12)、中央處理器CPU(13)、以太網接口(14)、存儲器SDRAM(15)、存儲器FLASH(16)和軟件組成，負責采集攝像頭(12)圖像數據的彩色圖像傳感器(11)通過8位轉16位及分頻處理的可編程邏輯器件EPLD(10)到能完成圖像編碼的MPEG-4視頻編碼(9)后與中央處理器CPU(13)連接，中央處理器CPU(13)分別連接以太網接口(14)、存儲器SDRAM(15)和存儲器FLASH(16)。
3.根據權利要求1所述的動力設備環境及圖像集中監控裝置，其特征在于，所述的人機界面模塊(6)由鍵盤(17)、鍵盤編碼器(18)、顯示器驅動(19)、彩色液晶顯示器(20)、中央處理器CPU(21)、存儲器(22)組成，鍵盤(17)通過負責掃描鍵盤按鍵值并將其編碼的鍵盤編碼器(18)與中央處理器CPU(21)連接，中央處理器CPU(21)通過顯示器驅動(19)與彩色液晶顯示器(20)連接，存儲器(22)與中央處理器CPU(21)連接。
4.根據權利要求1所述的動力設備環境及圖像集中監控裝置，其特征在于，所述的小配線架(7)由10行、至少2列組成，每列分為L、R兩組，監控箱內的電纜線卡在小配線架的每列的右側(R)，裝置箱外的傳感器的接線卡在小配線架每列的左側(L)；每行分為A、B兩組。
專利摘要本實用新型涉及一種動力設備環境及圖像集中監控裝置，由通用前置機、通用采集器、蓄電池采集器和系統采集板相互連接組成，其特征在于，通用前置機還同時與視頻監測模塊和人機界面模塊并聯，在監控裝置內設有小配線架，小配線架與通用前置機、系統采集板和通用采集器連接。該裝置攜帶了彩色LCD顯示器和鍵盤作為人機界面，攜帶CMOS攝像頭，裝置箱內采用小配線架的布線方式，本實用新型的優點是將設備環境及圖像監控整合到一起，實現動力設備環境監控的同時，實現了現場視頻圖像的監控，簡化了系統的結構，使設備環境數據傳輸通道和圖像數據傳輸通道簡化為一路，減輕了系統線路鋪設，降低了電信網管中心的管理成本。
文檔編號H04N7/18GK2807665SQ20052004345
公開日2006年8月16日 申請日期2005年7月15日 優先權日2005年7月15日
發明者肖文平, 萬治民, 劉曙光 申請人:上海欣泰通信技術有限公司