專(zhuān)利名稱(chēng)：基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及寬帶電力載波、FPGA圖像壓縮技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器。
背景技術(shù)：
電力線載波通信(Power Line Communication, PLC)是電力系統(tǒng)所特有的一種通信方式，利用低壓配電線作為信息傳輸媒介進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。PLC技術(shù)分為窄帶PLC和寬帶PLC。目前，窄帶電力載波技術(shù)發(fā)展較為成熟，已經(jīng)有比較完善的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也出現(xiàn)了基于窄帶傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控器，但是其傳輸速度較慢。寬帶PLC是較為新興技術(shù)，它通過(guò)應(yīng)用寬帶數(shù)字調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳輸瓶頸的突破，有效提高了 PLC傳輸效率?，F(xiàn)在用于進(jìn)行監(jiān)控的視頻監(jiān)控器多采用重新布線或者是采用無(wú)線的方式，但是重新布線部署麻煩成本也高，無(wú)線方式則存在信號(hào)不穩(wěn)定、穿透能力有限的缺點(diǎn)。因而采取寬帶電力載波技術(shù)來(lái)傳輸監(jiān)控視頻的優(yōu)勢(shì)較為明顯，但是現(xiàn)有的基于電力載波的視頻監(jiān)控器存在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定，無(wú)法完成自組網(wǎng)功能的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的視頻監(jiān)控器布線麻煩，成本高，傳輸速率慢的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器。該視頻監(jiān)控器采用寬帶載波，傳輸速率高、信號(hào)穩(wěn)定；方便部署，只要有電力線就可以隨時(shí)的對(duì)該地進(jìn)行監(jiān)控；監(jiān)控效率高，通過(guò)采用FPGA對(duì)原始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，使其具有更高的傳輸效率；監(jiān)控范圍更廣，通過(guò)自組網(wǎng)使得可傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，從而監(jiān)控更廣的范圍。為了完成上述的目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，它包括視頻采集單元，視頻采集單元輸出端和圖像壓縮單元的輸入端連接，圖像壓縮單元的輸出端和核心控制單元的輸入端連接；核心控制單元和寬帶電力載波單元雙向連接；其中所述視頻采集單元采集原始圖像數(shù)據(jù)；圖像壓縮單元對(duì)視頻采集單元所采集的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；核心控制單元獲得圖像壓縮單元壓縮后的數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝傳遞給寬帶電力載波單元；寬帶電力載波單元對(duì)核心控制單元傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并通過(guò)電力線發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器。所述圖像壓縮單元為具有圖像壓縮功能的FPGA。所述的核心控制單元為具有自組網(wǎng)功能的微處理器。所述寬帶電力載波單元包括通過(guò)并行數(shù)據(jù)接口與核心控制單元連接的載波收發(fā)芯片，載波收發(fā)芯片通過(guò)濾波器與功率放大電路連接，功率放大發(fā)射電路與耦合電路連接，所述耦合電路通過(guò)電力線接口與電力線連接；所述耦合電路還與帶通濾波器連接，帶通濾波器與載波收發(fā)芯片連接。[0012]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)原理如下通過(guò)視頻采集單元采集監(jiān)控畫(huà)面，然后利用FPGA對(duì)所采集到的監(jiān)控圖像進(jìn)行壓縮處理，減少原始數(shù)據(jù)流量；然后核心控制單元會(huì)根據(jù)自組網(wǎng)協(xié)議對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行再次的封包加入路由信息，便于在電力載波網(wǎng)絡(luò)中傳輸；最后寬帶電力載波單元將核心控制單元所封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)制并經(jīng)過(guò)電力線發(fā)送出去。有益效果本實(shí)用新型可以在僅有電力線的前提下快速方便的完成監(jiān)控器的部署工作，節(jié)省了時(shí)間和成本；采用自組網(wǎng)通信協(xié)議，通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的監(jiān)控；使用寬帶電力載波速度更快，信號(hào)強(qiáng)度更有保障；使用FPGA進(jìn)行圖像壓縮使得傳輸效率更高，即使在帶寬有限的條件寫(xiě)也能很好的完成視頻監(jiān)控的功能。

圖I為本實(shí)用新型的硬件整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型圖像壓縮單元結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型核心控制單元結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型寬帶電力載波單元硬件結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型的組網(wǎng)實(shí)施例；圖6是本實(shí)用新型的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸實(shí)施例；其中1視頻采集單元，2圖像壓縮單元，3核心控制單元，4寬帶電力載波單元，5電力線，6監(jiān)控服務(wù)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，一種基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，它包括視頻采集單元I，其輸入就是監(jiān)控器所采集的數(shù)據(jù)，其輸出端和圖像壓縮單元2連接；圖像壓縮單元2的輸出端和核心控制單元3連接；核心控制單元3的輸出端和寬帶電力載波單元連接；寬帶電力載波單元的輸出端通過(guò)電力線5與監(jiān)控服務(wù)器6連接。如圖2所示，是圖像壓縮單元2的結(jié)構(gòu)框圖，視頻采集單元采集的數(shù)據(jù)通過(guò)8位并行數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)皆紙D像緩沖區(qū)中；FPGA壓縮模塊從原始圖像緩沖區(qū)中讀取所要壓縮的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，然后放入到壓縮后圖像緩沖區(qū)中，該數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)8位并行數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)胶诵目刂茊卧?中繼續(xù)進(jìn)行處理。如圖3所示，是核心控制單元3的結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)并行數(shù)據(jù)接口核心控制單元3從圖像壓縮單元2中獲得壓縮后的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)自組網(wǎng)協(xié)議算法(如類(lèi)蟻群算法路由，邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)路由)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝成一個(gè)路由數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包最終會(huì)經(jīng)由SPI接口通過(guò)電力載波單兀發(fā)送出去。如圖4所示，是寬帶電力載波單元4的硬件結(jié)構(gòu)圖，對(duì)于所要發(fā)送的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過(guò)SPI接口從核心控制單元3獲得，載波收發(fā)芯片對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行載波調(diào)制，調(diào)制后的載波信號(hào)通過(guò)濾波器進(jìn)行濾波處理，經(jīng)過(guò)處理的載波信號(hào)進(jìn)入功率放大發(fā)射電路進(jìn)行功率放大，再通過(guò)耦合電路耦合到低壓電力線上進(jìn)行通信；對(duì)于接收到的載波信號(hào)則由耦合電路耦合到帶通濾波電路進(jìn)行帶通濾波處理，濾除耦合進(jìn)來(lái)的噪聲干擾，由帶通濾波電路出來(lái)的載波信號(hào)再經(jīng)過(guò)載波收發(fā)芯片的解調(diào)處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)SPI接口傳輸?shù)胶诵目刂茊卧?。如圖5所示，是該實(shí)用新型的一個(gè)自組網(wǎng)實(shí)施例。當(dāng)該實(shí)用新型的監(jiān)控器從上電開(kāi)始組網(wǎng)時(shí)，其首先廣播一個(gè)數(shù)據(jù)包，其中包含其地址信息；網(wǎng)絡(luò)中的其他監(jiān)控器接收到其廣播的數(shù)據(jù)后，會(huì)根據(jù)此建立、更新其路由表，從而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可知網(wǎng)絡(luò)中的該新監(jiān)控器。如圖6所示，是該實(shí)用新型的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸實(shí)施例。監(jiān)控器所采集的數(shù)據(jù)會(huì)向其鄰居監(jiān)控器發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，鄰居監(jiān)控器會(huì)根據(jù)其路由表進(jìn)行路由確定下一跳的路由，如此 繼續(xù)直到到達(dá)最終的監(jiān)控服務(wù)器。
權(quán)利要求1.基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，其特征是，它包括視頻采集單元，視頻采集單元輸出端和圖像壓縮單元的輸入端連接，圖像壓縮單元的輸出端和核心控制單元的輸入端連接；核心控制單元和寬帶電力載波單元雙向連接； 其中所述視頻采集單元采集原始圖像數(shù)據(jù)；圖像壓縮單元對(duì)視頻采集單元所采集的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；核心控制單元獲得圖像壓縮單元壓縮后的數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝傳遞給寬帶電力載波單元；寬帶電力載波單元對(duì)核心控制單元傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并通過(guò)電力線發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求I所述的基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，其特征是，所述圖像壓縮單元為具有圖像壓縮功能的FPGA。
3.如權(quán)利要求I所述的基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，其特征是，所述的核心控制單元為具有自組網(wǎng)功能的微處理器。
4.如權(quán)利要求I所述的基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，其特征是，所述寬帶電力載波單元包括通過(guò)并行數(shù)據(jù)接口與核心控制單元連接的載波收發(fā)芯片，載波收發(fā)芯片通過(guò)濾波器與功率放大電路連接，功率放大發(fā)射電路與耦合電路連接，所述耦合電路通過(guò)電力線接口與電力線連接；所述耦合電路還與帶通濾波器連接，帶通濾波器與載波收發(fā)芯片連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于寬帶電力載波的自組網(wǎng)視頻監(jiān)控器，它包括視頻采集單元，視頻采集單元輸出端和圖像壓縮單元連接；圖像壓縮單元的輸出端和核心控制單元的輸入端連接；核心控制單元的輸出端和寬帶電力載波單元的輸入端連接。本實(shí)用新型可以在僅有電力線的前提下快速方便的完成監(jiān)控器的部署工作，節(jié)省了時(shí)間和成本；采用自組網(wǎng)通信協(xié)議，通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的監(jiān)控；使用寬帶電力載波速度更快，信號(hào)強(qiáng)度更有保障；使用FPGA進(jìn)行圖像壓縮使得傳輸效率更高，即使在帶寬有限的條件寫(xiě)也能很好的完成視頻監(jiān)控的功能。
文檔編號(hào)H04N7/18GK202424929SQ20122006993
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者賈振格 申請(qǐng)人:賈振格