專利名稱：視頻疊加數據采集儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據采集儀，尤其是一種能將監測數據與視頻相疊加的 視頻疊加數據采集儀。
背景技術：
目前，環境數據的采集和實時監控已經逐步擴展到環保的所有方面，而不僅 是大氣和工業污染源，環境信息系統對環境數據的容納范圍是決定系統功能和先 進性的重要指標之一，因此，遠程監測與監控系統的建立對實現各種環境數據采 集、遠程實時數據監測有著極為重要的意義。
現有的數據采集儀只能完成監測數據的采集工作，沒有與視頻進行任何關 聯，想看視頻的話，只能到另一系統上査看相應的視頻數據，而且無法與監測數 據相對應，不能成為環保執法的有力證據。同時現有的數據采集儀技術含量低， 功能單一，基本采用工控機業實現，無法適應環保行業現場環境惡劣、腐蝕性強 的需要，其穩定性和可靠性差，亟需更新換代。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種采用嵌入式技術、可將現場監測 數據與視頻監控相結合的視頻疊加數據采集儀。
本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是該數據采集儀包括主板，主
板上連接有A/D轉換模塊和232/485轉換模塊，其結構特點是還設置有進行視 頻采集并對監測數據進行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實現數據無線 傳輸的無線傳輸模塊，其與主板相連。
本實用新型所述的主板包括CPU和存儲器。 本實用新型所述的視頻編碼器通過以太網接口與主板相連。 本實用新型所述的無線傳輸模塊通過RS-232串口與主板相連。 本實用新型所述的A/D轉換模塊通過RS-232串口與主板相連。 本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果該數據采集儀合理利用現 有設備，將主板與視頻編碼器、無線傳輸模塊將結合，把現場監測數據與視頻監 控有效地結合起來，并提供專業的視頻疊加，使視頻與監測數據呈現在同一個畫 面中；并能對歷史數據和視頻圖像進行檢索輸出，繪制成直觀的圖形和視頻圖像；用于環保等大規模監測時，將視頻系統與環境質量自動監測系統有機結合起來， 解決了監測數據的獲取、傳輸等問題。
圖1為本實用新型的結構原理圖。
具體實施方式
參見圖l，本實施例包括、主板2、視頻編碼器3、無線傳輸模塊4和A/D 轉換模塊5。主板2為嵌入式工業主板，其包含CPU和存儲器，232/485轉換模 塊1、 A/D轉換模塊5與主板2相連。232/485轉換模塊1用于在遠距離數字量 傳輸時增強信號和抑制干擾。A/D轉換模塊5用于采集監測設備6的模擬量數據， 并將模擬量轉換成數字量，其通過RS-232串口連接到主板2。視頻編碼器3與 主板2通過以太網接口相連，視頻編碼器3完成視頻采集并對監測數據進行視頻 疊加。無線傳輸模塊4為CDMA 1X/GPRS模塊，其與主板2通過RS-232串口 相連，用于實現數據無線傳輸，傳輸數據到控制中心端。監測設備6與232/485 轉換模塊1或A/D轉換模塊5相連，監測設備6可為流量計、TOC等。
工作時，由監測設備6采集的數據通過232/485轉換模塊1或A/D轉換模塊 5進入主板2，主板2完成初步的數據整理，并形成原始記錄，然后通過內置的 采集程序對其進行中間換算及過濾、剔除異常數據，保證數據的正確性。同時數 據可以通過內置的采集軟件以曲線、表格以及圖表的形式進行展示。如需進行視 頻疊加操作，則將原始數據同時發送一份至內置的視頻編碼器3，視頻通道首先 通過相應的標準協議進行編解碼，然后將監測數據合成到圖像上，再通過無線傳 輸模塊4進行網絡傳輸。
現場的數據采集采用總線通訊與模擬量采集相結合的方式，對于具有 RS232/ RS485輸出接口的監測設備6，采用232/485轉換模塊1，以總線方式采 集監測數據、工作狀態以及校準數據，并給釆集儀發出控制指令等；對于環境參 數及部分具備4 20mA輸出的監測設備6用A/D轉換模塊5進行采集。主板2 能根據儀器返回的狀態參數和報警信號值自動判斷監測數據的有效性，將處理后 的數據送入數據庫中保存。
現場的工作人員通過現場監控系統下達控制指令，如啟動/停止儀器設備、 改變工作參數等，這些指令被下發到相應的監測儀器儀表，實現控制功能。視頻編碼器3的作用是同步采集監控攝像頭產生的視頻信息，并將模擬視頻 壓縮成MPEG4/H.264等格式的數字視頻，同時將監測設備6提供的監測數據高 效地融入到視頻流中，將視頻流以單播或組播方式通過IP網絡發送到視頻控制 中心服務平臺中，供實時觀看或保存在存儲設備中。視頻疊加內容可包含監測點實時監測項信息、監控子站及監控分站所在地理 位置，以及目前的通信狀態、運行狀態、報警狀態、儀器狀態及校準等，實現對 站位監控設備進行直觀監控。當發生監測項超標、儀器停運等非正常事件時，現 場適配器自動識別事件類型，實時向環境監理部門發出報警信息，并在視頻圖像 上重點體現。視頻疊加的實現步驟為1、 從監測設備6獲取相應監測指標值；2、 通過232/485轉換模塊1或A/D轉換模塊5將監測值從電流、電壓信號 轉換為數據信號；3、 用主板2對數據信號進行平滑處理，得到實際的監測值；4、 對得到的監測值通過各種監測所需轉換公式運算形成真正需要的業務監 測值、5、 使用數據協議，將數據傳送至視頻編碼器3，視頻編碼器3將視頻數據 與監測數據合二為一。6、 業務監測值如果報警與超標，則需要將疊加數據的顏色轉化成紅色。7、 數據采集儀將最終形成的視頻與數據發送至中心服務器存儲。 為克服無線通訊鏈路的不穩定，以及帶寬小、限制流量等缺點，保證監控的數據完整性，本實用新型使用的是一種該條件下的可靠性數據通信協議。監控節 點與監控中心的數據監控服務器在每次數據傳輸中采用數據樣驗和二次交握信 號(Twice-handshaking Mode)技術，通過序列式的數據傳輸方式，以同步監控 節點和數據監控服務器的數據。系統在應用層建立了一套完整的握手反饋機制。 每次數據傳輸前，首先與數據傳輸服務器建立信號握手反饋機制，在保證無線鏈 路暢通的情況下，進行數據傳輸。在傳輸過程中，對需要傳輸的數據進行分組壓 縮和集結。每組數據傳輸到服務器并經過確認后，方從監控節點的集結池中刪除。 一旦發生無線鏈路斷開的情況，監控節點將緩沖集結池中的未經服務器確認的數據，并重新調整網絡。直到下一次連接可用時，將從斷點分組處進行續傳，從而 節約了無線網絡傳輸的寬帶。集結池的大小由監控終端的嵌入式系統硬件決定。 對于秒級實時數據，可以達到5 10小時的數據緩存功能。為減少網絡傳輸流量， 節約通訊成本，在數據處理方面采用數據壓縮和分時集結傳輸技術。同時，監控 節點中的數據采集模塊1會自動化采用數據保護機制，來實現網絡阻塞、斷網等 意外條件時的數據緩存功能。通過上述技術手段，將大大提高數據的實時性和完 整性，平均數據時延控制在5S以內。
權利要求1、一種視頻疊加數據采集儀，包括主板，主板上連接有A/D轉換模塊和232/485轉換模塊，其特征是還設置有，進行視頻采集并對監測數據進行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實現數據無線傳輸的無線傳輸模塊，其與主板相連。
2、 根據權利要求1所述的視頻疊加數據采集儀，其特征是所述的主板包 括CPU和存儲器。
3、 根據權利要求1所述的視頻疊加數據采集儀，其特征是所述的視頻編 碼器通過以太網接口與主板相連。
4、 根據權利要求1所述的視頻疊加數據采集儀，其特征是所述的無線傳輸模塊通過RS-232串口與主板相連。
5、 根據權利要求1所述的視頻疊加數據采集儀，其特征是所述的A/D轉 換模塊通過RS-232串口與主板相連。
專利摘要本實用新型公開了一種數據采集儀，尤其是一種能將監測數據與視頻相疊加的視頻疊加數據采集儀。該數據采集儀包括主板，主板上連接有A/D轉換模塊和232/485轉換模塊，其結構特點是還設置有進行視頻采集并對監測數據進行視頻疊加的視頻編碼器，其與主板相連；實現數據無線傳輸的無線傳輸模塊，其與主板相連。本實用新型具有采用嵌入式技術、可將現場監測數據與視頻監控相結合的優點。
文檔編號H04N7/18GK201134889SQ20072019264
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月23日 優先權日2007年11月23日
發明者成黎青, 蒙延庫, 谷偉年 申請人:浙江弘申信息技術有限公司