專利名稱：一種實驗室監(jiān)控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種實驗室入侵檢測和報警裝置，特別是涉及ー種實驗室監(jiān)控系統。
背景技術：
實驗室承擔著學生實驗和研究開發(fā)雙重任務。近年來，我國實驗室的建設飛速發(fā)展，尤其是ー批擁有貴重精密設備的實驗室，更是承擔了國家許多重大課題的攻關任務。實驗室儀器的損壞或失竊給國有資產帶來不可彌補的損失。傳統的實驗室管理，采用管理人員來回巡視方式。這種方式的缺陷在于管理人員不可能時時刻刻巡視實驗室，難以及時發(fā)現問題。另外在實驗室較多的情況下，管理人員僅 靠一己之力無法得到實驗室全方位信息，易造成管理上的漏洞。近來很多實驗室內多安置攝像頭，通過有線或無線的方式將視頻數據發(fā)送到監(jiān)控室，管理人員通過監(jiān)控室內的顯示器，實時監(jiān)控實驗室情況。這需要管理人員24小時不間斷的監(jiān)視監(jiān)控畫面，需耗費大量的人力、物カ資源，工作效率不高。

實用新型內容為解決上述問題，本實用新型公開了ー種實驗室監(jiān)控系統，不僅可以實時采集實驗室監(jiān)控數據，而且可以在檢測到ー場情況時即時將數據傳送到監(jiān)控人員手中，節(jié)約了人力成本，同時提高了實驗室管理的工作效率。本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統，包括監(jiān)控裝置、監(jiān)控平臺和管理員手機，所述的監(jiān)控裝置和管理員手機都與監(jiān)控平臺連接，所述的監(jiān)控裝置包括ARM主控芯片、DSP圖像處理芯片、視頻解碼芯片、視頻采集裝置和網絡通信裝置，所述的ARM主控芯片分別與DSP圖像處理芯片和網絡通信裝置連接，所述的DSP圖像處理芯片分別與ARM主控芯片和視頻解碼芯片連接，所述的視頻解碼芯片分別與DSP圖像處理芯片和視頻采集裝置連接。上述的ARM主控芯片采用ARMS3C2410芯片，DSP圖像處理芯片采用TI公司的TMS320芯片，視頻解碼芯片采用菲利普公司的SAA7113芯片，監(jiān)控平臺采用連接有支持彩信功能的GPRS Modem商用計算機。本實用新型通過設置的視頻解碼芯片將視頻采集裝置采集的模擬信號轉換為數字信號，并將該信號傳送到DSP圖像處理芯片進行處理；設置的DSP圖像處理芯片接收來自視頻解碼芯片的數據，并對采集的數據進行圖像處理和壓縮，將處理好的數據傳送到ARM主控芯片進行處理和發(fā)送；設置的ARM主控芯片實現系統控制并將處理好的數據經網絡通信裝置發(fā)送到后方監(jiān)控平臺；監(jiān)控平臺運行視頻監(jiān)控軟件后，當發(fā)生異常情況時，監(jiān)控平臺發(fā)出警報并接收監(jiān)控裝置傳送的視頻數據，監(jiān)控平臺將當前監(jiān)控畫面截圖并編碼為手機彩信，向管理員手機發(fā)送報警彩信，提醒管理員注意，管理人員也可以操控監(jiān)控平臺向各個監(jiān)控裝置發(fā)送控制命令或查看實時視頻數據。本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統的ー種改進，所述的視頻采集裝置包括攝像頭和云臺，所述的攝像頭設置在云臺的前端。本改進通過攝像頭采集實驗室數據，通過云臺控制攝像頭轉向、移動、變焦以及對焦，以保證攝像頭全方位精確采集實驗室信息，視頻采集裝置將采集的實驗室數據傳送至視頻解碼芯片進行處理。本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統的又一種改進，所述的監(jiān)控裝置通過以太網與監(jiān)控平臺連接，所述的管理員手機通過移動通信網絡與監(jiān)控平臺連接。本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統，通過分析實驗室的監(jiān)控數據，判斷是否有異常情況發(fā)生并發(fā)出警報，當發(fā)生異常情況時將視頻數據轉化為彩信格式發(fā)送至管理員手機，管理人員也無需24小時監(jiān)守監(jiān)控畫面，只需當實驗室發(fā)生異常情況時，通過查看監(jiān)控畫面判斷實驗室情況，并做出必要處理，實現了實驗室全方位數字監(jiān)控。該系統極大的減少了數據量的傳送，保證了系統的穩(wěn)定性；降低 了管理人員的動作強度、提高了工作效率；減少了由于人為疏忽帶來的不必要的損失。

圖I、本實用新型的結構示意圖；圖2、本實用新型的連接示意圖；圖3、本實用新型的工作原理圖；附圖標記列表I、監(jiān)控裝置，2、監(jiān)控平臺，3、管理員手機。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，進ー步闡明本實用新型，應理解下述具體實施方式
僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。如圖I 圖2所示，本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統，包括監(jiān)控裝置I、監(jiān)控平臺2和管理員手機3，所述的監(jiān)控裝置I和管理員手機3都與監(jiān)控平臺2連接，所述的監(jiān)控裝置I包括ARM主控芯片、DSP圖像處理芯片、視頻解碼芯片、視頻采集裝置和網絡通信裝置，所述的ARM主控芯片分別與DSP圖像處理芯片和網絡通信裝置連接，所述的DSP圖像處理芯片分別與ARM主控芯片和視頻解碼芯片連接，所述的視頻解碼芯片分別與DSP圖像處理芯片和視頻采集裝置連接。作為ー種優(yōu)選，所述的ARM主控芯片采用ARMS3C2410芯片。該芯片為內核基于ARM920T的高性能32位RISC處理器，可以移植Linux2. 6. 14內核和U-Bootl. I. 14，負責整個監(jiān)控系統的通用控制和DSP圖像處理芯片的通信控制。作為ー種優(yōu)選，DSP圖像處理芯片采用TI公司的TMS320芯片。該芯片可以實現快速的DSP運算，通過xBus總線直接與ARM主控芯片連接，實現數據傳輸。同時，DSP圖像處理芯片接收來自視頻采集裝置的圖像數據，運行圖像處理算法識別運動目標，并發(fā)出相應警報；解除警報后再以當前監(jiān)測為初始背景繼續(xù)監(jiān)控。作為ー種優(yōu)選，視頻解碼芯片采用菲利普公司的SAA7113芯片。該芯片可以輸入四路模擬視頻信號，通過內部寄存器的不同配置可以對四路輸入信號進行轉換。作為ー種優(yōu)選，監(jiān)控平臺2采用連接有支持彩信功能的GPRS Modem商用計算機。監(jiān)控平臺2上運行視頻監(jiān)控軟件，顯示監(jiān)控裝置I拍攝的視頻畫面，監(jiān)控裝置I檢測到運動目標時，向監(jiān)控平臺2發(fā)出警報指令，視頻監(jiān)控軟件將當前監(jiān)控畫面截圖并編碼為手機彩信，使用GPRS Modem向預先設置號碼的管理員手機3發(fā)送報警彩信，提醒管理員注意。本實用新型通過設置的視頻解碼芯片將視頻采集裝置采集的模擬信號轉換為數字信號，并將該信號傳送到DSP圖像處理芯片進行處理；設置的DSP圖像處理芯片接收來自視頻解碼芯片的數據，并對采集的數據進行圖像處理和壓縮，將處理好的數據傳送到ARM主控芯片進行處理和發(fā)送；設置的ARM主控芯片實現系統控制并將處理好的數據經網絡通信裝置發(fā)送到后方監(jiān)控平臺；監(jiān)控平臺運行視頻監(jiān)控軟件后，當發(fā)生異常情況時，監(jiān)控平臺發(fā)出警報并接收監(jiān)控裝置傳送的視頻數據，監(jiān)控平臺將當前監(jiān)控畫面截圖并編碼為手機彩信，向管理員手機發(fā)送報警彩信，提醒管理員注意，管理人員也可以操控監(jiān)控平臺向各個監(jiān)控裝置發(fā)送控制命令或查看實時視頻數據。作為ー種優(yōu)選，所述的視頻采集裝置包括攝像頭和云臺，所述的攝像頭設置在云臺的前端。本實用新型通過攝像頭采集實驗室數據，通過云臺控制攝像頭轉向、移動、變焦以及對焦，以保證攝像頭全方位精確采集實驗室信息，視頻采集裝置將采集的實驗室數據傳送至視頻解碼芯片進行處理。作為ー種優(yōu)選，所述的攝像頭采用USB攝像頭，通過USB協議直接讀取圖像信息。作為ー種優(yōu)選，所述的監(jiān)控裝置I通過以太網與監(jiān)控平臺2連接，所述的管理員手機3通過移動通信網絡與監(jiān)控平臺2連接。作為ー種優(yōu)選,所述的監(jiān)控裝置I的操作系統選用Linux2. 6. 14,操作系統啟動程序選用U-bootl. I. 14，監(jiān)控平臺2用戶操作界面采用VC++編寫。如圖3所示，監(jiān)控裝置I上運行的圖像處理背景差分法其步驟為實驗室在無異常狀態(tài)下，攝像頭拍攝的畫面處于靜止狀態(tài)且背景保持不變，當出現運動目標時，圖像畫面與原始背景出現差異，根據差異值，用背景差分法即可判斷是否存在運動目標。根據實驗室環(huán)境夜間背景是靜止不變的特征，即背景不隨幀數而變，首先利用公
式(1)，求出當前幀{與背景的差值Di Df (χ: ν)=匕(X: v) — bi (x j/)|( I)公式(I)中，(X』)為以圖像左上角為原點、寬方向為X軸、高方向為Y軸建立的坐
標系中像素點的坐標，k為當前幀的索引；由于光線、噪聲影響，用公式(2)判斷是否有運動目標
「ハハ。パfl D,(x-v)>T…X(Iv)H⑵
I O DiAXtV) <1公式(2)中，JT(U)為目標圖像，T為閾值，若為1，則表示有運動目標出
現，所有；T(U)的像素組成了運動目標圖像，并且發(fā)出報警信息，解除警報后再以當前監(jiān)測為初始背景繼續(xù)監(jiān)控。[0033]工作過程將監(jiān)控裝置I安裝在實驗室內的監(jiān)控區(qū)域，啟動后監(jiān)控裝置I開始エ作。監(jiān)控裝置I通過視頻解碼芯片將攝像頭采集的視頻數據轉化為標準的視頻數據流，再將此數據流傳輸到DSP圖像處理芯片中進行處理，并通過網絡通信裝置傳輸到監(jiān)控平臺2。同時DSP圖像處理芯片運行圖形處理算法，判斷實驗室是否存在異常情況，當發(fā)現異常時向監(jiān)控平臺2發(fā)出警報，監(jiān)控平臺2上安裝有視頻監(jiān)控軟件并與GPRS Modem連接，可設置若干管理員手機3的手機號碼，當接到警報信息時將當前視頻截圖使用彩信發(fā)送到管理員手機3，起到警報作用，工作人員可以通過監(jiān)控平臺2查看視頻數據、修改監(jiān)控裝置I的參數并執(zhí)行相應操作。本實用新型公開的ー種實驗室監(jiān)控系統，通過分析實驗室的監(jiān)控數據，判斷是否有異常情況發(fā)生并發(fā)出警報，當發(fā)生異常情況時將視頻數據轉化為彩信格式發(fā)送至管理員手機，管理人員也無需24小時監(jiān)守監(jiān)控畫面，只需當實驗室發(fā)生異常情況時，通過查看監(jiān)控畫面判斷實驗室情況，并做出必要處理，實現了實驗室全方位數字監(jiān)控。該系統極大的減少了數據量的傳送，保證了系統的穩(wěn)定性；降低了管理人員的動作強度、提高了工作效率；減少了由于人為疏忽帶來的不必要的損失。 本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。以上所述是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種實驗室監(jiān)控系統，其特征在于它包括監(jiān)控裝置、監(jiān)控平臺和管理員手機，所述的監(jiān)控裝置和管理員手機都與監(jiān)控平臺連接，所述的監(jiān)控裝置包括ARM主控芯片、DSP圖像處理芯片、視頻解碼芯片、視頻采集裝置和網絡通信裝置，所述的ARM主控芯片分別與DSP圖像處理芯片和網絡通信裝置連接，所述的DSP圖像處理芯片分別與ARM主控芯片和視頻解碼芯片連接，所述的視頻解碼芯片分別與DSP圖像處理芯片和視頻采集裝置連接。
2.根據權利要求I所述的一種實驗室監(jiān)控系統，其特征在于所述的視頻采集裝置包括攝像頭和云臺，所述的攝像頭設置在云臺的前端。
3.根據權利要求I所述的一種實驗室監(jiān)控系統，其特征在于所述的監(jiān)控裝置通過以太網與監(jiān)控平臺連接，所述的管理員手機通過移動通信網絡與監(jiān)控平臺連接。
專利摘要本實用新型公開了一種實驗室監(jiān)控系統，包括監(jiān)控裝置、監(jiān)控平臺和管理員手機，監(jiān)控裝置和管理員手機都與監(jiān)控平臺連接，監(jiān)控裝置包括ARM主控芯片、DSP圖像處理芯片、視頻解碼芯片、視頻采集裝置和網絡通信裝置，ARM主控芯片分別與DSP圖像處理芯片和網絡通信裝置連接，DSP圖像處理芯片分別與ARM主控芯片和視頻解碼芯片連接，視頻解碼芯片分別與DSP圖像處理芯片和視頻采集裝置連接。本實用新型極大的減少了數據量的傳送，保證了系統的穩(wěn)定性；降低了管理人員的動作強度、提高了工作效率；減少了由于人為疏忽帶來的不必要的損失。
文檔編號G08B13/196GK202650175SQ20122032889
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者高超, 楊樂 申請人:南京信息工程大學