專利名稱：無線音視頻移動終端的制作方法
技術領域：
無線音視頻移動終端
技術領域：
本實用新型涉及一種無線信號傳輸技術，特別涉及一種音視頻無線傳 輸裝置。背景技術：
目前，隨著城市發展和建筑的密集，高樓和地下車庫和商場的安全問
題成為消防和應急處理時通信保障的難題；在復雜環境，諸如多層地下車 庫或城中村、握手樓里面發生異常情況時，外面如何得知里面的實際情況， 這也對通信保障提出了實時的視頻監控方案的要求。特別是在地下商場或 車庫發生火災時，消防員如何進行有效的溝通和調度， 一直是無線通信領 域難于解決的問題。在火災情況下，原有的通信網絡(有線電話、室內覆 蓋無線系統)完全不能使用。對講機系統只能達到地下一層的通信距離， 在地下二層或三層時只能采用人工對講傳話的方式進行簡單溝通，效率低 效果差，對"分秒必爭"的搶險救災來說，任務的快速完成或消防員自身 的安全尤為重要。特別是現場視頻的回傳和雙向對講，便于指揮車上的指 揮官進行全面的統籌指揮調度，快速完成任務，保障消防員的安全， 一直 是通信行業急于解決的問題。
發明內容
本實用新型的主要目的是提供一種復雜環境下實現可靠傳輸的無線 音視頻移動終端。
為此，本實用新型提出了一種無線音視頻移動終端，包括攝像頭、話 筒和自動功率控制發射機，所述攝像頭、話筒分別與自動功率控制發射機 連接；所述自動功率控制發射機包括用于攝像頭自動調節和音視頻信號編 解碼的基帶處理模塊、用于音視頻傳輸和傳輸通道切換控制的WLAN傳輸模 塊和用于音視頻傳輸的多載波傳輸模塊；所述基帶處理模塊分別與所述 WLAN傳輸模塊、多載波傳輸模塊連接；所述WLAN傳輸模塊與多載波傳輸
模塊相接。
上述的無線音視頻移動終端，還包括耳機，與所述自動功率控制發 射機連接；所述自動功率控制發射機還包括用于傳輸語音信號和傳輸通道 切換控制信號的語音對講模塊，所述語音對講模塊與所述基帶處理模塊連接。
或者，上述的無線音視頻移動終端，還包括耳機，與所述自動功率控 制發射機連接；所述自動功率控制發射機還包括用于傳輸語音信號和傳輸 通道切換控制信號的語音接收模塊，與所述基帶處理模塊連接。
上述的無線音視頻移動終端，所述自動功率控制發射機還包括擴頻 遠程收發子模塊，嵌設于所述WLAN傳輸模塊。
本實用新型的移動終端，音視頻傳輸采用兩種方式多載波傳輸方式和 WLAN方式，并可自動在兩種模式之間相互切換，從而達到可靠便捷、高效 的傳輸目的。多載波方式能將視頻信號傳遞到比常規通信方式更遠的地方， 信號的穿透能力更強，能在復雜環境中進行有效的信號傳輸，比如地下車 庫亦能達到負一或負二層。
進一步地，配合WLAN傳輸采用多級中繼方式，實現多級信號的雙向傳 遞，兼容多載波方式智能切換，能實現更為高效可靠的傳輸，比如可實現 地下三層、四層或更多層車庫或樓房包括音頻信號、視頻信號和數據信號 的有效傳送。
由于本實用新型采用無線傳輸方式實現復雜環境的傳輸，無須鋪設管 線，靈活機動。可與系統內其他設備現場自動配對連接可用，不用復雜的 預先設置，特別使用于應急應用場合；通過預設，可以快速投入使用，無 需重新設定，為搶險救災、應付突發事件贏取時間；
本實用新型如果應用于消防應急救援中，火區外的消防員能通過本實 用新型獲取實時圖像，同時系統中之雙向語言功能能取代消防員之對講機， 實現無盲區通訊，可以實現科學調度及支援，及時根據實際情況部署滅火 方案、營救順序，也可以在消防隊員自身發生危險時及時組織營救，保護 消防員自身安全。
此外，基于本實用新型移動性強之特點，對一些特定建筑物地庫、隧 道、出入口作定點監控，并可根據實際需要隨時變動監控地點，為沒有開 放式無線網絡(2G、 3G、 WiFi等)及不利無線傳播之復雜環境(如地庫、 城中村)之監控、救災提供了一個簡單、快捷而又非常方便之解決方案。 若本實用新型配合自動搜索機器人，遙控直升機使用，更可對一些災難性、 不利人去之危險場合進行現場監控或簡單救援工作。
應用本實用新型的方案，如果再結合錄像設備加以記錄就可以事后進 行著火原因分析、救火方案優化，可對全過程進行圖像、語言通訊、儲存、刪剪、編輯與回放；可同時連接互聯網，與高一級指揮中心聯系；可同時 進行多點監控。
本實用新型之移動終端，應用范圍廣泛，可應用于公安、消防、交警、 人防應急、城管執法、環保監控、消防應急、水利防汛、電力搶險、鐵路 搶險、海事執法、海監巡查、海關邊防、碼頭監控、森林防火、油田防盜、 軍事偵察、電視轉播等，適合城區、海上、山地等多種復雜環境中高質量 圖像的實時移動傳輸與監控。
圖1是本實用新型實施例一的系統結構示意圖。 圖2是本實用新型實施例一的中心站結構示意圖。 圖3是本實用新型實施例一的移動終端結構示意圖。 圖4是本實用新型實施例一的無線音視頻智能中繼站(無線音視頻傳 輸裝置)結構示意圖。
圖5是本實用新型實施例三的無線音視頻智能中繼站結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
實施例一
請參考圖l所示，本例的音視頻無線傳輸系統，包括無線音視頻中心 站、無線音視頻智能中繼站和無線音視頻移動終端。
無線音視頻中心站包括半固定可拆卸拋物面天線、前置天線放大器、 饋線、無線音視頻傳輸裝置、監控計算機和雙向通話對講設備。請參考圖 2所示，無線音視頻傳輸裝置包括WUW傳輸模塊，其實際工作頻段可以
是1.2GHz、 2. 4GHz、 5. 8GHz或700 900MHz的基于WLAN的改進版本；多 載波傳輸模塊，其實際工作頻段可以是300 800MHz，類似目前單兵視頻 通信終端模塊，為便于描述，后文以340MHz為典型代表；語音對講模塊， 可采用傳統的350MHz 520MHz語音對講機功能模塊，為便于描述，后文以 340MHz為典型代表；視頻服務器模塊，用于采集和轉換多載波傳輸模塊的 視頻信號。
其中2. 4GHz的WLAN傳輸模塊通過RJ45網絡接口和監控計算機相連， 完成圖像和語音的傳輸。而340MHz的多載波傳輸模塊和370MHz的語音對 講模塊均統一連接到基于TCP/IP的網絡接口，由監控計算機控制。370MHz的語音對講模塊的控制命令通過串口進行操作;來自340MHz的多載波傳輸 模塊的AV信號通過視頻服務器模塊轉成TCP/IP協議的數據傳輸到2. 4GHz 模塊中，來自監控計算機的控制信號也通過串口實現對370MHz下行命令的 控制。話筒和耳機也可從監控計算機直接引出。
無線音視頻移動終端請參考圖3所示，包括頭戴式紅外燈自動光圈 自動對焦攝像頭、喉結發生器、 一體化耳機話筒、自動功率控制發射機及 高增益內置小尺寸天線。自動功率控制發射機包括基帶處理模塊，完成 攝像頭自動光圈速度以及夜視等調節和視頻信號的編碼壓縮、聲碼化壓縮 和解壓，實現數字語音的雙向傳輸；WLAN傳輸模塊，其實際工作頻段可以 是1. 2GHz、 2. 4GHz、 5. 8GHz或700 900MHz的基于WLAN的改進版本；多 載波傳輸模塊，其實際工作頻段可以是300 800MHz，類似目前單兵視頻 通信終端模塊；語音對講模塊，采用傳統的350MHz 520MHz語音對講機功 能模塊。
無線音視頻移動終端結構輕巧、使用方便，可安裝在機動車上或掛在 救護隊員腰間，將人手完全解放出來；將采集的音/視頻信號采用無線的形 式發送給無線音視頻智能中繼站，在建筑物內部能穿透一層地板和兩道墻； 內置的可充電鎳氫電池，連續使用時間可達6小時；具有紅外功能的攝像 頭即使在黑暗無光的條件下也可以采集到清晰的信息，完全滿足救護現場 的需要。內置高增益全向天線，能在最大范圍內達到最佳效果。攝像頭的 鏡頭具備自動光圈、自動對焦、自動白電平處理功能，抗震，抗高溫。
無線音視頻智能中繼站其結構與如圖2所示的無線音視頻傳輸裝置 大致相同。對視頻圖像進行接收存儲、轉發，并具有雙向語音傳輸功能， 可代替傳統對講機功能，不受障礙物阻擋,幾乎達到無盲點的使用境界。并 能做到多級級聯，傳送動態圖像信號到地面離現場外可達1500m-4000m， 在不同的設置下還可用作無線音視頻中心站的接收端，具有靈活多變的功 能。采用內置或外置天線，電池供電，最多可連續使用6小時。
本例利用WLAN傳輸模塊，實現多級WLAN點的無損中繼；在實現多級 WLAN的基礎上兼容多載波音視頻傳輸，語音對講模塊補充該方式下的反向 語音，使該系統實現雙向語音傳輸的功能；實現按需切換，適應不同應用 環境的具體要求，在頻率資源緊缺或環境不允許時自動選擇最佳模式完成 任務。
在視距條件或微波衰減不嚴重的情況下，系統采用2. 4GHz的WLAN傳輸模塊直接雙向通信，在多層拐彎阻擋情況時添加中繼站完成信號的接續。無
線音視頻中心站在監控檢測到2. 4GHz信號質量下降到一定程度,可用帶寬 小于300kbps時(相當于10fps，可用戶設定)，通過語音對講模塊遙控啟 動無線音視頻移動終端的340MHz通道多載波傳輸模塊，進行主業務切換。 該過程的實現是也可操作人員主動干預，在340MHz圖像穩定傳輸后從后臺 顯示切換到前臺顯示，在操作人員看來是在2. 4GHz圖像變慢時突然又快了
(此時切換到340MHz模式)，圖像是連續不斷的，感覺不到切換的存在。 其實是在一段時間內兩個系統同時工作，只是圖像效果好的切換到前臺讓 用戶能看到而已。
當圖像切換到340MHz為主通道時，由多載波傳輸通道完成視頻和聲音 的上行傳輸，370MHz的語音對講模塊的通道作為接收指揮命令的語音通 道，該通道還可以用作多用戶的語音調度，其功能就相當于對講機，實現 方式可以采用現成的對講機模塊，也可與340MHz通道的多載波傳輸模塊統 一設計。
此時2.4GHz通道一直在守候監聽，當該信號質量上升到一定程度時 (如20fps)并持續一定時間(如5秒)后，系統自動切換當前通道到2. 4GHz 通道，同時遙控關閉無線音視頻移動終端的多載波傳輸通道，即恢復到 2.4GHz模式，減小和其它系統的沖突。
下面再進一步描述系統切換的工作原理。在正常情況下2. 4GHz工作， 無線音視頻中心站實時檢測從移動站過來的信號質量，同時監控視頻圖像 的刷新率，當信號下降到一定程度時開啟340MHz多載波傳輸模塊統，中心 站畫面也同步切換到340MHz通道；2. 4GHz通道仍在嘗試工作中，當2. 4GHz 信號質量上升到可用效果并持續一段時間后恢復到2. 4GHz通道界面，切斷 340MHz通道。
在無線音視頻移動終端，在嘗試以2. 4GHz聯通不成功或信號質量太差 時，會主動開啟340MHz通道和中心站；或由中心站的2.4GHz通道控制其 狀態的切換，370MHz —直守候，實際只需370MHz通道的接收功能，所以 說其一直處于守候狀態。
中心站的2.4GHz通道一直開啟，搜索移動終端的信號；340MHz通道 也一直開啟在守候中；370MHz通道按需發送信號(語音和控制命令)。在 2.4GHz信號下降時，當傳輸速度下降到一定程度，由該2.4GHz通道下命 令切換，若不成功一定時間后由370MHz通道實施命令切換。參數的變化是監控計算機自動識別并操作的，均自動運行，同時保留可人工介入。370MHz 通道只在中心站值守人員講話時和有370MHz命令(主要是對2. 4GHz的補 充)下發時發射信號。
同時，在2.4GHz通道中，可支持多個遠端開關量、模擬量(轉換成數 字量)，這就便于擴充其它用途，如溫濕度采集、水閥控制，幾乎不增加成 本便能實現這些功能，實現通道的采集和控制，由中心站統一監控。
下面再從軟件控制的角度描述切換的過程.當判斷到2. 4GHz圖像幀數 達到設定值時，保持2. 4GHz通道工作，當其信號質量下降，圖像刷新率下降 到設定值時，遙控開啟340MHz的發射通道，同時在中心端掃描該圖像信號， 在收到340MHz通道圖像穩定后，自動切換關閉2. 4GHz通道圖像顯示，主界 面顯示340MHz通道圖像。
此時2. 4GHz仍然在持續監測其信號質量，當圖像幀數達到設定值并持 續一段時間(如5秒，可設定)后切換回2.4GHz通道，同時由中心站遙控關 閉340MHz的發射。這些切換是在后臺進行的，人在視覺效果上是不會覺得 視頻的停頓。
370MHz通道主要是解決下行的聲音傳達和數據命令；可以采用單向的 語音接收模塊，最基本且必要的命令只有一條在2. 4GHz突然失去聯絡時 可通過此通道開啟340MHz，雖然通常情況下時2. 4GHz信號緩慢下降時進 行切換。
實施例二
在實施例一的基礎上，無線音視頻中心站、無線音視頻智能中繼站和 無線音視頻移動終端中分別嵌入了軟件實現的擴頻遠程收發子模塊，用于 在建筑物口傳輸信號到較遠車輛時使用(如指揮車不能開到目標建筑物附 近)。實現從地下二層到地面并距離出口 1500米-4000米外(無阻隔)的 指揮車上，能接收到如系統特點所述之高質量畫面，智能中繼站同時亦作 為無線音視頻中心站的接收端，即作為。
實施例三
請參考圖5所示，本例與實施例一的不同之處在于，本例的無線音視 頻智能中繼站不包括多載波傳輸模塊，因此，其僅對WLAN傳輸和語音對講 傳輸進行中繼傳輸。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳 細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提 下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護
范圍。例如，370MHz還可以采用中轉臺方案進行系統范圍的擴大，延續現 有技術中的使用習慣,可與常規的超短波對講機系統兼容。340MHz是單向 傳輸語音和圖像到中心站，反向語音傳輸采取370MHz來實現，主要是因為 370MHz是成熟的對講機方案，價格低廉，性能穩定。當然，采用兩套340MHz 方案，即增設第二多載波傳輸模塊，也完全能夠實現本實用新型的目的。 以上描述中340MHz是指210MHz 860MHz的COFDM單向音視頻傳輸通道， 為便于描述，簡稱為340MHz;同樣，370MHz通道是指320MHz 470MHz的 語音對講機通道，為便于描述，簡稱為370MHz通道；2.4GHz通道，其實 際工作頻段可以是1. 2GHz、 2.4GHz、 5. 8GHz或700 900MHz的基于WLAN 的改進版本。
權利要求1.一種無線音視頻移動終端，包括攝像頭、話筒和自動功率控制發射機，所述攝像頭、話筒分別與自動功率控制發射機連接；其特征是所述自動功率控制發射機包括用于攝像頭自動調節和音視頻信號編解碼的基帶處理模塊、用于音視頻傳輸和傳輸通道切換控制的WLAN傳輸模塊和用于音視頻傳輸的多載波傳輸模塊；所述基帶處理模塊分別與所述WLAN傳輸模塊、多載波傳輸模塊連接；所述WLAN傳輸模塊與多載波傳輸模塊連接。
2. 如權利要求1所述的無線音視頻移動終端，其特征是還包括耳 機，與所述自動功率控制發射機連接；所述自動功率控制發射機還包括用 于傳輸語音信號和傳輸通道切換控制信號的語音對講模塊，所述語音對講 模塊與所述基帶處理模塊連接。
3. 如權利要求1所述的無線音視頻移動終端，其特征是還包括耳 機，與所述自動功率控制發射機連接；所述自動功率控制發射機還包括用 于傳輸語音信號和傳輸通道切換控制信號的語音接收模塊，與所述基帶處 理模塊連接。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的無線音視頻移動終端，其特征是 所述自動功率控制發射機還包括擴頻遠程收發子模塊，嵌設于所述WLAN 傳輸模塊。
5. 如權利要求1所述的無線音視頻移動終端，其特征是所述自動 功率控制發射機還包括第二多載波傳輸模塊，分別與所述基帶處理模塊、 WLAN傳輸模塊相連接。
6. 如權利要求1-3、 5中任一項所述的無線音視頻移動終端，其特征 是:所述多載波傳輸模塊為工作頻段210MHz 860MHz的C0FDM單向音視頻 傳輸模塊。
7. 如權利要求1-3、 5中任一項所述的無線音視頻移動終端，其特征 是所述語音對講模塊為工作頻段320MHz 470MHz的語音對講模塊。
8. 如權利要求1-3、 5中任一項所述的無線音視頻移動終端，其特征 是所述WLAN傳輸模塊為工作頻段1. 2GHz、2. 4GHz、5. 8GHz或700 900MHz 的WLAN傳輸模塊。
9. 如權利要求1-3、 5中任一項所述的無線音視頻移動終端，其特征 是還包括天線，與所述自動功率控制發射機連接。
專利摘要本實用新型公告了一種無線音視頻移動終端，包括攝像頭、話筒和自動功率控制發射機，攝像頭、話筒分別與自動功率控制發射機連接；自動功率控制發射機包括用于攝像頭自動調節和音視頻信號編解碼的基帶處理模塊、用于音視頻傳輸和傳輸通道切換控制的WLAN傳輸模塊和用于音視頻傳輸的多載波傳輸模塊；基帶處理模塊分別與WLAN傳輸模塊、多載波傳輸模塊連接；WLAN傳輸模塊與多載波傳輸模塊相接。本實用新型將WLAN與多載波方案有機結合在一起，實現不同資源情況下的充分利用，于復雜環境下可靠地實現音視頻的實時傳輸。
文檔編號H04N7/18GK201383856SQ20092013543
公開日2010年1月13日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者劉化文 申請人:深圳市源富創新電子有限公司