本實用新型屬于醫(yī)療輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)：

目前放射治療作為一種重要手段應(yīng)用于腫瘤治療領(lǐng)域，已得到人們的廣泛認(rèn)可。利用放射性同位素在衰變時放射出的射線能量照射腫瘤細胞，治療過程中除患者外其他人員是嚴(yán)格禁止進入治療室內(nèi)的，治療室也是經(jīng)過嚴(yán)格防輻射計算而建造的專用房間。在設(shè)備運行過程中，為了確?；颊呒跋嚓P(guān)人員的安全，需要對運行過程進行視頻監(jiān)控并能實現(xiàn)醫(yī)患的實時對講。

對于實時對講的實現(xiàn)很多放療設(shè)備采用固定安裝于設(shè)備上的話筒或采音器，進行患者聲音的采集，而這種安裝于設(shè)備上的采音裝置離設(shè)備距離更近，設(shè)備在治療過程中運動發(fā)出的噪音對患者的說話聲音影響較大，清晰度不高。也有部分放療設(shè)備采用可方便移動的由患者攜帶無線話筒，并在治療室內(nèi)設(shè)置一個無線接收機將音頻信號傳送到醫(yī)護室內(nèi)。這種方式成本較高，而且無線話筒在實際使用過程中故障率較高。

對于視頻監(jiān)控的實現(xiàn)有很多放療設(shè)備采用的視頻攝像機大都是固定安裝的槍機，監(jiān)視的范圍一般為事先確定好的固定區(qū)域且清晰度不高，圖像質(zhì)量不佳。如果需要在治療過程中觀察其他部分就不那么方便。也有部分治療設(shè)備采用了可以進行運動控制的云臺一體攝像機，但與其配套的控制盒笨重且操作不便，市面現(xiàn)存在的大部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)是為廣泛的用戶開發(fā)的，多采用硬盤錄像機加視頻切換器等組成的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)復(fù)雜且控制及實現(xiàn)方式不能滿足放療設(shè)備的個性需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的說話聲音受設(shè)備影響大以及監(jiān)控區(qū)域受限制的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置，包括音頻對講模塊和視頻監(jiān)控模塊，音頻對講模塊包括數(shù)字拾音器和話筒，數(shù)字拾音器通過導(dǎo)線連接有適配器，適配器通過導(dǎo)線連接有音箱，話筒通過導(dǎo)線連接有音頻功放，音頻功放通過到導(dǎo)線連接有喇叭，視頻監(jiān)控模塊包括攝像機，攝像機通過導(dǎo)線連接有視頻控制電路板，視頻控制電路板通過導(dǎo)線連接有控制面板和監(jiān)視器。

數(shù)字拾音器為帶語音降噪處理器的MEMS硅麥克風(fēng)。

視頻控制電路板包括7個對外有接口，分別為電源輸入口、USB程序傳輸接口、按鈕信號采集口、視頻信息顯示口、通訊口、2路視頻信號輸入口、1路視頻信號輸出口。

電源輸入口外部連接到直流電源，按鈕信號采集口外部連接到控制面板，視頻信息顯示口外部連接到控制面板，通訊口外部連接到攝像機，2路視頻畫面信號輸入口外部各連接到一個攝像機，1路視頻畫面信號輸出口外部連接到監(jiān)視器。

視頻控制電路板以STC51系列單片機作為核心控制器，以MAX453芯片作為視頻信號放大器，以MAX485芯片作為RS485通訊控制收發(fā)器。

按鈕信號采集口內(nèi)部連接到STC51系列單片機，2路視頻畫面信號輸入口和1路視頻畫面信號輸出口內(nèi)部連接到MAX453芯片，通訊口內(nèi)部連接到MAX485芯片。

控制板包括按鈕開關(guān)、指示燈、扳把開關(guān)。按鈕開關(guān)和扳把開關(guān)均連接視頻控制板的按鈕信號采集口，指示燈連接視頻控制板的視頻信息顯示口。

本實用新型的有益效果是：一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的音頻對講模塊兩路聲音通道互不聯(lián)系，能明顯降低干擾，提高音頻質(zhì)量，降低噪音。視頻監(jiān)控模塊醫(yī)護可通過控制面板上的按鈕可進行攝像機的動作及鏡頭調(diào)焦變倍操作，同時可進行2路視頻畫面切換，以達到對視頻畫面進行控制的目的，使醫(yī)護在監(jiān)視器上觀察他們感興趣的區(qū)域，控制簡單，性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的視頻監(jiān)控模塊的電路連接關(guān)系圖；

圖3是本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的音頻對講模塊的電路連接關(guān)系圖；

圖4本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的視頻控制電路板原理圖；

圖5是本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的控制面板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置電控柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置視頻控制電路板的供電電路圖；

圖9本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置視頻控制電路板的單片機運行電路及信號指示圖；

圖10本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置視頻控制電路板MAX453芯片部分電路圖；

圖11本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置視頻控制電路板MAX485芯片部分電路圖；

圖12本實用新型一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置視頻控制電路板輸入控制部分電路圖。

圖中，1.數(shù)字拾音器，2.適配器，3.音箱，4.話筒，5.音頻功放，6.喇叭，7.攝像機，8.視頻控制電路板，9.控制板，10.監(jiān)控器，11.直流電源，12.電控柜，13.治療室，14.醫(yī)護控制室；

81.電源輸入口，82.USB程序傳輸接口，83.按鈕信號采集口，84.視頻畫面信息顯示口，85.通訊口，86.視頻信號輸入口，87.視頻信號輸出口；

91.按鈕開關(guān)，92.指示燈，93.扳把開關(guān)；

801.STCSTC51系列單片機，802.MAX453芯片，803.MAX485芯片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型公開的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括音頻對講模塊和視頻監(jiān)控模塊，音頻對講模塊包括數(shù)字拾音器1和話筒4，如圖2所示，數(shù)字拾音器1通過導(dǎo)線連接有適配器2，適配器2通過導(dǎo)線連接有音箱3，話筒4通過導(dǎo)線連接有音頻功放5，音頻功放5通過到導(dǎo)線連接有喇叭6，視頻監(jiān)控模塊包括攝像機7，攝像機7通過導(dǎo)線連接有視頻控制電路板8，視頻控制電路板8通過導(dǎo)線連接有控制面板9和監(jiān)視器10。

數(shù)字拾音器1為帶語音降噪處理器的MEMS硅麥克風(fēng)。

如圖3所示，視頻控制電路板8包括7個對外有接口，分別為電源輸入口81、USB程序傳輸接口82、按鈕信號采集口83、視頻信息顯示口84、通訊口85、2路視頻信號輸入口86、視頻信號輸出口87。

電源輸入口81外部連接有直流電源11，按鈕信號采集口83外部連接控制面板9，視頻畫面信息顯示口84外部連接控制面板9，通訊口85外部連接攝像機7，2路視頻信號輸入口86外部各連接一個攝像機7，視頻信號輸出口87外部連接監(jiān)視器10。

如圖4所示，視頻控制電路板8以STC51系列單片機801作為核心控制器，以MAX453芯片802作為視頻信號放大器，以MAX485芯片803作為通訊控制收發(fā)器。

按鈕信號采集口83內(nèi)部連接STC51系列單片機801，2路視頻信號輸入口86和1路視頻信號輸出口87內(nèi)部連接MAX453芯片802，通訊口85內(nèi)部連接MAX485芯片803。

如圖5所示，控制板9包括按鈕開關(guān)91、指示燈92、扳把開關(guān)93，按鈕開關(guān)91和扳把開關(guān)93均連接輸入信號采集口83，指示燈92連接視頻畫面信息顯示口84。

攝像頭7的通訊協(xié)議可以為PELCO-D通信協(xié)議。

本實用新型的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的音頻對講模塊的原理連接如圖2所示，數(shù)字拾音器1安裝于患者治療室13上方天花板上，采集有效范圍為5米，可360度采集聲音，同時具有消混降噪調(diào)節(jié)功能，能有效過濾環(huán)境、設(shè)備運行及回聲等無關(guān)聲音，并由音箱3高清還原患者聲音，而醫(yī)護人員如需告知患者相關(guān)事項，可通過手動開關(guān)開啟會議話筒4，此時聲音經(jīng)過音頻功放5處理，將音頻信號傳送到安裝于治療室天花板上的喇叭6，將聲音信號還原發(fā)出，患者可清晰聽到，這種兩路聲音通道互不干涉，能明顯降低干擾，提高音頻質(zhì)量，降低噪音。

本實用新型的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的視頻監(jiān)控模塊的原理連接如圖3所示，視頻控制電路板8是以STC51系列單片機801作為核心控制器件，MAX453芯片802作為視頻信號放大器，MAX485芯片803為RS485通訊控制收發(fā)器，再加上輔助電路開發(fā)了視頻監(jiān)控板卡，采用RS485通訊，工作時，將2個直流電源的輸出用線纜連接到視頻控制電路板8的接口81、攝像頭7的電源接口以及控制面板9的電源口，分別提供電路板、攝像機7及面板操作9的工作電源。將控制面板9上的開關(guān)按鈕91、扳把開關(guān)93用線纜連接到視頻控制電路板8的按鈕信號采集口83，將開關(guān)信號輸入到STC51系列單片機801內(nèi)部，由單片機內(nèi)寫入的程序控制，可使醫(yī)護人員可通過操作控制面板9上的按鈕開關(guān)91、扳把開關(guān)93進行攝像機7的動作及鏡頭調(diào)焦變倍操作，同時可進行2路視頻畫面切換；將控制面板9上的按鈕開關(guān)91用線纜連接到視頻控制電路板8的視頻畫面信息顯示口84，將單片機內(nèi)程序控制輸出的視頻畫面信號顯示到指示燈92。將攝像機7及監(jiān)視器10用線纜連接到視頻控制電路板8的通訊口85、視頻信號輸入口86、視頻信號輸出口87。視頻信號輸入口86將采集治療室內(nèi)的畫面信號輸入到視頻控制電路板8內(nèi)部的MAX453芯片802的輸入端，由單片機內(nèi)寫入的程序控制監(jiān)視器10顯示2臺攝像機7的其中一個的畫面視頻信息；通訊口85將攝像機7的RS485口與視頻控制電路板8內(nèi)部的MAX485芯片803連接，由單片機內(nèi)的程序控制攝像機7的動作，采用RS485通訊，具有較好的抗干擾能力，以及傳輸距離遠等優(yōu)點。

本實用新型的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的布置如圖6所示，只要滿足能穩(wěn)定放置話筒4、監(jiān)視器10、控制面板9、音頻功放5、音箱3即可，如圖7所示，適配器2、視頻控制板8及供電開關(guān)電源均安裝在電控柜15內(nèi)部，數(shù)字拾音器1、攝像機7、喇叭6安裝于放療設(shè)備治療室13內(nèi)部，位置根據(jù)不同放療設(shè)備選用最佳位置穩(wěn)固安裝即可。

實施例

本實用新型的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置音頻對講模塊的原理連接如圖2所示，在安裝數(shù)字拾音器1之前，在治療室環(huán)境內(nèi)測試好聲音采集靈敏度，并調(diào)整好數(shù)字拾音器1背后的靈敏度開關(guān)，然后將數(shù)字拾音器1安裝于患者上方天花板上，可盡量遠離抽風(fēng)換氣口，并在距離2米以上的地方安裝喇叭6。將數(shù)字拾音器1的線纜與RVVP3×0.5mm²屏蔽電纜通過端子接線完成后，將屏蔽線纜經(jīng)由天花板從墻體預(yù)埋管及地道預(yù)埋管穿過，與放置在醫(yī)護環(huán)境中的適配器2接線，并給適配器提供AC220V交流電源，將音箱3放置在醫(yī)護控制室14合適位置，并提供AC220V交流電源，將適配器2的音頻信號輸出端線纜接到音箱3的AUX端。將會議話筒4、音頻功放5放置在醫(yī)護控制室的合適位置，以方便醫(yī)護操作為原則。同時將會議話筒音頻輸出線連接音頻功放5的音頻輸入端口。將音頻功放5的音頻輸出線纜連接到喇叭6上，天花板上端布線應(yīng)避免與其他線纜長距離平行走線，以提高音頻信號抗擾度。至此即完成音頻對講連接，可根據(jù)現(xiàn)場聲音要求，測試并調(diào)節(jié)聲音大小等。

本實用新型的一種用于放療設(shè)備上的音頻及視頻監(jiān)控裝置的視頻監(jiān)控模塊的原理連接如圖3所示，連接視頻視頻監(jiān)控模塊的的各個部件，包含2個攝像機7、操作面板9、監(jiān)視器10、以及視頻控制電路板8。

視頻控制電路板8的總原理，如圖7所示，視頻控制板使用PROTEL99SE開發(fā)的雙層電路板，根據(jù)需要滿足醫(yī)護操作方面及達到控制視頻畫面的目的設(shè)計此控制電路板。功能的實現(xiàn)大致可分為：供電部分、單片機運行電路及信號指示部分、視頻切換部分、數(shù)據(jù)通訊傳輸部分、操作指令輸入部分，各個部分電路功能詳述如下：

供電部分：如圖8所示，通過視頻控制電路板8的電源輸入口81外接5V開關(guān)電源或者USB程序傳輸接口82連接電源都可以達到供電的作用，USB程序傳輸接口82連接電腦，非常方便后期調(diào)試使用。

單片機運行電路及信號指示部件：如圖9所示，該部分電路主要包含了單片機外圍連接，及運行必須的幾個部分，電源電路；復(fù)位電路；以及晶振電路；還包括用于指示控制面板相應(yīng)動作操作信息的LED信號燈顯示，如果操作面板上有控制動作的信號輸入，則會有相應(yīng)的LED點亮，可以方便的判斷信號是否正確傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)部。

視頻切換部分：如圖10所示該部分電路起到切換2路視頻信號的作用，以及保持視頻信號完整可靠，增強傳輸信號的抗干擾能力等。

數(shù)據(jù)通訊傳輸部分：如圖11所示，該部分電路主要將單片機下發(fā)的控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆婆_攝像機內(nèi)部電路板，完成對云臺攝像機動作功能的控制作用，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送時，會有發(fā)送指示的LED燈點亮。

操作指令輸入部分：如圖12所示，該部分電路主要是將來自控制板9的醫(yī)護操作命令，送到單片機內(nèi)部進行處理，用以完成醫(yī)護人員想實現(xiàn)的控制動作。

當(dāng)電路板制作好后，就可以將控制程序?qū)懭隨TC51單片機801內(nèi)，并進行動作調(diào)試驗證，攝像機的其他動作：下、左、右、聚焦、變倍、巡航等程序參照云臺向上動作子函數(shù)可相應(yīng)寫出，再由主函數(shù)控制時調(diào)用即可完成視頻的控制及切換功能，其他控制方式及原理相同，本專利中視頻控制板設(shè)計開發(fā)采用PELCO-D協(xié)議，協(xié)議格式如下：數(shù)據(jù)格式：1位起始位、8位數(shù)據(jù)、1位停止位，無效驗位，波特率：9600B/S。然后將調(diào)試好的視頻電路板安裝到電控柜內(nèi)，將攝像機7安裝于放療機治療室內(nèi)，將控制板9以及監(jiān)視器10安裝于醫(yī)護控制室內(nèi)，保證安裝的攝像機7牢固可靠，RS485控制線的A、B相序應(yīng)接對，正確設(shè)置兩個攝像機7，包括地址碼設(shè)置，協(xié)議設(shè)置為PELCO-D，波特率設(shè)置為9600。按照圖3用0.5mm²雙絞線將視頻控制電路板8的電源輸入口81與開關(guān)電源連接；用16芯0.25mm²數(shù)據(jù)電纜將控制面板9連接到相應(yīng)的視頻控制電路板8的按鈕信號采集口83視頻畫面信息顯示口84；用視頻傳輸電纜將視頻控制板8的2路視頻信號輸入口86通過預(yù)埋管與治療室13內(nèi)的2臺攝像機7的視頻接口連接，1路視頻輸出口87通過走線槽與監(jiān)視器10的視頻輸入口連接；用0.75mm²雙絞線屏蔽電纜將視頻控制電路板8的通訊口85通過預(yù)埋管與治療室13內(nèi)的2臺攝像機7的RS485通訊接口連接；用1.5mm²雙絞電纜將電控柜內(nèi)的直流電源通過預(yù)埋管道連接到治療室內(nèi)的2臺攝像機7的電源接口上。連接無誤后，按供電開關(guān)并按下視頻控制電路板上的開關(guān)，打開監(jiān)視器10，此時監(jiān)視器10上會顯示治療室13內(nèi)監(jiān)控畫面，按控制面板9的控制按鈕，即可實現(xiàn)視頻的2路視頻畫面切換以及云臺的動作控制功能。