專利名稱：便攜式電力實時工況巡檢終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多功能無線視頻監(jiān)控終端，具體來講，是一種便攜式電力實時工況巡檢終端，適合電力巡檢中的輸電線路、變電站設備的狀態(tài)檢測及搶修工作。
背景技術：
電力設施屬于國家基礎能源建設，具有舉足輕重的作用，電力建設和維護過程中， 輸電線路及電力設備的狀態(tài)監(jiān)測尤為重要，巡檢是一種重要的狀態(tài)監(jiān)測方式，當前的電力巡檢主要通過巡檢車輛到達現(xiàn)場通過打電話報告、拍照片等形式進行輸電線路狀態(tài)監(jiān)測， 使用極為不便?，F(xiàn)在市場上的監(jiān)測設備往往使用的是GSM、GPRS等二代或2. 5代無線通信網絡，帶寬受限，因此視頻質量無法得到保證。隨著社會經濟的高速發(fā)展，3G無線通信網絡的建設已經如火如荼的展開，3G網絡帶寬最高可達2Mbps，可以較穩(wěn)定的傳輸多路清晰視頻監(jiān)控圖像，WLAN等無線局域網絡則可以提供帶寬更為可觀的無線通信網絡，只是覆蓋范圍有限，將二者結合，以3G網絡為核心，節(jié)點網絡選擇WLAN則是當前較為流行的一種組網方式。當前的電力巡檢經常要到山區(qū)等交通不便的地方監(jiān)測輸電線路狀態(tài)，當需要進入山區(qū)等車輛無法到達的場合進行監(jiān)控時，通常的監(jiān)控設備往往無能為力，另外由于車輛可以提供較穩(wěn)定的電源，因此功耗較大。本實用新型主要提供一種一體化、便攜式、多功能無線實時工況巡檢終端，結構簡單、功能齊全、功耗小，非常適合山區(qū)、屋頂?shù)鹊匦螐碗s場合使用。
發(fā)明內容為了提高監(jiān)控終端傳輸圖像的質量和穩(wěn)定性，增強無線監(jiān)控終端的便攜性、功能多樣性和集成度。本實用新型提供一種便攜式電力實時工況巡檢終端，以3G CDMA無線通信網絡為通信載體，將3G無線視頻編碼器及GPS定位、監(jiān)控攝像機、電池、監(jiān)視器以及活動支架集成在一個便攜箱體內，大大提高了系統(tǒng)集成度、圖像質量以及應用的靈活程度，同時支持雙向語音通話、本地監(jiān)控顯示以及遠程控制等功能，為電力巡檢終端市場提供了一款高性能、極具競爭能力的便攜式產品。本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的該終端集成在便攜式移動箱體內，包括可調焦監(jiān)控攝像機、3G無線視音頻編碼及 GPS定位單元、鋰電池及充放電管理單元、液晶顯示單元、可升降活動支架，可調焦監(jiān)控攝像機通過螺紋安裝在可升降活動支架上，它通過視音頻線及RS232數(shù)據(jù)線與3G無線視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元連接，鋰電池及充放電管理單元與可調焦監(jiān)控攝像機、 3G無線網絡視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元通過電源線連接，提供電源供應。所述可調焦監(jiān)控攝像機選用帶變焦鏡頭的槍型攝像機并且可拆卸，非工作狀態(tài)放置在箱體內，3G無線視音頻編碼及GPS定位單元通過RS485接口連接到可調焦監(jiān)控攝像機控制攝像機鏡頭變焦。所述3G無線視音頻編碼及GPS定位單元包括信號處理單元、3G無線通信單元、GPS 衛(wèi)星定位單元及存儲單元，信號處理單元與可調焦監(jiān)控攝像機連接，對輸入的模擬視音頻進行模數(shù)轉換、壓縮編碼和信道編碼，產生復合碼流輸出到無線通信單元，同時接收GPS衛(wèi)星單元的定位信息，輸出到3G無線通信單元，3G無線通信單元由3G CDMA無線模塊和高增益天線構成，通過USB接口和信號處理單元連接，將信號處理單元產生的視音頻壓縮碼流、 GPS位置信息和其他數(shù)據(jù)信息通過3G網絡發(fā)送到遠程監(jiān)控服務器中，GPS衛(wèi)星定位單元通過RS232串口與信號處理單元連接，解析全球定位信息，存儲單元與信號處理單元以總線方式連接，由SDRAM、TF卡、Flash構成。所述鋰電池及充放電管理單元包括鋰電池、恒流充電器及放電管理單元，恒流充電器以直流方式對鋰電池進行充電。所述可升降活動支架通過螺絲固定在箱體外側，由支架和萬向座構成，支架可伸縮，萬向座與支架剛性連接。本實用新型的有益效果是(1)采用集成一體化設計，將攝像頭、視音頻編碼器、GPS定位、監(jiān)控顯示器以及電源等單元集成在一個箱體之內，重量輕，使得終端設備具備較強的可移動性，使用者可以攜帶設備到達任何監(jiān)控點，本實用新型結構簡單，架設操作方便，具備較強的環(huán)境適應能力。(2)使用3G CDMA移動通信網絡作為無線通信載體，有效提高了圖像傳輸質量，利用3G網絡的廣覆蓋性大大增強了設備的使用范圍。(3)設備具有GPS定位功能，巡檢集控中心可以方便獲取設備的位置信息，迅速定位實施工況巡檢對應的輸電線路線及變電設備信息。(4)監(jiān)控攝像頭可拆卸且鏡頭可變焦，支架可伸縮并可任意方向旋轉，提高了終端設備的監(jiān)控范圍和可操作性。(5)監(jiān)視器選用4. 3時液晶顯示器，其他器件均選用低功耗產品，電池則選擇可充電、壽命長、穩(wěn)定性好的大容量鋰電池，大大延長了終端設備的可工作時間。

圖1是本實用新型的外型及內部結構圖。圖2是本實用新型的元器件連接圖。圖3是圖2中3G無線視音頻編碼及GPS定位單元結構原理圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型的外型及內部結構圖。設備被集中安裝在一個帶手柄的箱體內，箱體長、寬、高分別為48Cm、32Cm、16Cm。本實用新型總共可分5個部分，包括可調焦監(jiān)控攝像機1、3G無線視音頻編碼及GPS定位單元2、鋰電池及充放電管理單元3、液晶顯示單元4、可升降活動支架5。工作時，箱體打開并由支撐架固定，可調焦監(jiān)控攝像機1安裝在活動支架5的萬向座之上，通過箱體和萬向座的旋轉進行方向調整，監(jiān)控攝像機電源線及視頻線沿可升降活動支架5固定，一端連接在可調焦監(jiān)控攝像機1上，一端通過箱體內壁連接在3G無線視頻音頻編碼及GPS定位單元2上，終端設備工作完成后可調焦監(jiān)控攝像機 1拆卸放置在箱體內專用空間中，可升降活動支架5通過螺絲固定在箱體外側，可以手動調節(jié)支架高度，調整監(jiān)控角度。鋰電池及充放電管理單元3包括鋰電池、恒流充電器及放電管理單元，恒流充電器以直流方式對鋰電池進行充電，放電管理單元確保鋰電池不會出現(xiàn)過放電現(xiàn)象，從而延長電池壽命。鋰電池為12V電源輸出、12V直流輸入、容量20AH，充電器為 220V交流輸入、12V直流輸出的恒流充電器。液晶顯示單元4選用4. 3英寸16 9液晶顯示器，分辨率440*272，12V直流供電，視音頻輸入選用標準視音頻接口，顯示單元通過螺絲固定在箱蓋內層?？缮祷顒又Ъ? 通過螺絲固定在箱體外側，由鋁合金支架和鋁合金萬向座構成，鋁合金支架可伸縮，最長可達300mm，最短150mm，萬向座與支架剛性連接，長度180mm，旋轉角度最大240度。箱體前外側安裝紅色電源指示燈和綠色工作狀態(tài)燈，由發(fā)光二極管構成，電源指示燈顯示終端設備電源是否正常，工作指示燈指示終端設備的工作狀態(tài)，包括正常、視頻源異常、無線網絡異常、存儲設備異常等狀態(tài)。參照圖2所示，可調焦監(jiān)控攝像機1支持PAL/NTSC制式，420線解析度，輸出CVBS 全電視模擬信號及模擬音頻信號，使用信號分路器將模擬視音頻信號一路傳輸?shù)?. 3時液晶監(jiān)控顯示器顯示監(jiān)控畫面，另一路傳輸?shù)?G無線視音頻編碼及GPS定位單元2進行視音頻壓縮編碼并接收GPS信息，3G無線視音頻編碼及GPS定位單元2首先將輸入的模擬視音頻信號轉換成數(shù)字信號，視頻轉換為CIF格式，然后采用H. 264壓縮標準進行數(shù)字視頻壓縮，輸出壓縮碼流碼率3841cbpS-2MbpS可調，音頻采用G. 721壓縮標準進行數(shù)字音頻壓縮， 并完成視音頻壓縮碼流的復合，同時接收衛(wèi)星GPS定位信息，通過3G通信網絡發(fā)送到遠端的集控中心并在本地TF卡存儲，另外，3G無線視頻音頻編碼及GPS定位單元2通過RS485 總線控制監(jiān)控攝像機的變焦動作，調整監(jiān)控畫面質量和角度。鋰電池及充放電管理單元3 為監(jiān)控攝像機1、監(jiān)控顯示器4和3G無線視音頻編碼及GPS定位單元2提供12V電源輸入， 監(jiān)控顯示器在需要的時候才工作，以降低終端設備功耗。參照圖3所示，主要包括信號處理單元、3G無線傳輸單元、GPS衛(wèi)星定位單元和存儲單元。其中信號處理單元由A/D芯片、中央處理器DM6446、電源模塊、接口電路構成， A/D分別選用視頻模數(shù)轉換芯片TVP5150M及音頻模數(shù)轉換芯片TLV320AIC23BPW，分別將采集的模擬視頻信號及音頻信號轉換成數(shù)字信號，中央處理器選用專用多媒體處理芯片 DM6446，完成數(shù)字視音頻信號的去噪、放大、壓縮、碼流復合、GPS信息轉發(fā)功能，DM6446是 TI公司針對多媒體處理領域推出的一款高性能處理芯片，采用ARM+DSP的雙核架構，ARM 部分完成濾波、視音頻壓縮、GPS信息轉發(fā)、碼流復合，而運算復雜的視頻壓縮部分則由處理速度較快的DSP部分完成。電源模塊包括TPS54386PWP及MP2359DT將12V直流轉換成 3. 3V、1. 8V、1. 2V等電壓為DM6446、A/D芯片及無線傳輸模塊合適的提供電源供應，接口電路包括RS485接口 MAX3221、USB接口 EP560以及看門狗MM74HCT00M，分別負責監(jiān)控攝像機控制、無線傳輸模塊的信息互通以及系統(tǒng)的安全監(jiān)控。3G無線傳輸單元包括3G無線射頻模塊和高增益天線，3G無線射頻模塊選用華為3G CDMA EVDO標準的EM700，該芯片支持 900MHz/1800MHz兩種通信頻率，通過USB接口與信號處理單元連接，所選3G天線采用基于分集技術的雙天線設計。GPS單元選用內置天線的GPS模塊，GPS模塊選用SkyNav公司的 G25模塊，低功耗，通過RS232接口與信號處理器連接。存儲單元包括DDR II SDRAM、TF卡以及FLASH，其中DDR II SDRAM為動態(tài)內存，容量512MB用于視音頻壓縮算法涉及到的中間數(shù)據(jù)，TF卡用于存儲本地壓縮格式的監(jiān)控文件，容量支持16G，F(xiàn)lash存儲系統(tǒng)配置文件，系統(tǒng)啟動時調用。該終端集成在便攜式移動箱體內，包括可調焦監(jiān)控攝像機、3G無線視音頻編碼及 GPS定位單元、鋰電池及充放電管理單元、液晶顯示單元、可升降活動支架，可調焦監(jiān)控攝像機通過螺紋安裝在可升降活動支架上，它通過視音頻線及RS232數(shù)據(jù)線與3G無線視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元連接，鋰電池及充放電管理單元與可調焦監(jiān)控攝像機、 3G無線網絡視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元通過電源線連接，提供電源供應?？烧{焦監(jiān)控攝像機選用帶變焦鏡頭的槍型攝像機并且可拆卸，非工作狀態(tài)放置在箱體內的專用空間內，3G無線視音頻編碼及GPS定位單元通過RS485接口連接到可調焦監(jiān)控攝像機控制攝像機鏡頭變焦。3G無線視音頻編碼及GPS定位單元包括信號處理單元、3G無線通信單元、GPS衛(wèi)星定位單元及存儲單元，信號處理單元與可調焦監(jiān)控攝像機連接，對輸入的模擬視音頻進行模數(shù)轉換、壓縮編碼和信道編碼，產生復合碼流輸出到無線通信單元，同時接收GPS衛(wèi)星單元的定位信息，輸出到3G無線通信單元，3G無線通信單元由3G CDMA無線模塊和高增益天線構成，通過USB接口和信號處理單元連接，將信號處理單元產生的視音頻壓縮碼流、GPS 位置信息和其他數(shù)據(jù)信息通過3G網絡發(fā)送到遠程監(jiān)控服務器中，GPS衛(wèi)星定位單元通過 RS232串口與信號處理單元連接，解析全球定位信息，存儲單元與信號處理單元以總線方式連接，由SDRAM、TF卡、Flash等構成，存儲信號處理算法涉及的中間數(shù)據(jù)及本地監(jiān)控錄像文件。所采用的高增益3G天線采用基于分集技術的雙天線設計，使得無線通信信號強度更高更穩(wěn)定。鋰電池及充放電管理單元包括鋰電池、恒流充電器及放電管理單元，恒流充電器以直流方式對鋰電池進行充電，放電管理單元確保鋰電池不會出現(xiàn)過放電現(xiàn)象，從而確保電池更長的壽命?？缮祷顒又Ъ芡ㄟ^螺絲固定在箱體外側，由支架和萬向座構成，支架可伸縮，萬向座與支架剛性連接。本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型應不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種便攜式電力實時工況巡檢終端，其特征在于該終端集成在便攜式移動箱體內，包括可調焦監(jiān)控攝像機(1)、3G無線視音頻編碼及GPS定位單元O)、鋰電池及充放電管理單元(3)、液晶顯示單元G)、可升降活動支架(5)，可調焦監(jiān)控攝像機(1)通過螺紋安裝在可升降活動支架(5)上，它通過視音頻線及RS232數(shù)據(jù)線與3G無線視音頻編碼及GPS定位單元( 及液晶顯示單元(4)連接，鋰電池及充放電管理單元C3)與可調焦監(jiān)控攝像機 (1)、3G無線網絡視音頻編碼及GPS定位單元⑵及液晶顯示單元⑷通過電源線連接，提供電源供應。
2.根據(jù)權利要求1所述的便攜式電力實時工況巡檢終端，其特征在于所述可調焦監(jiān)控攝像機(1)選用帶變焦鏡頭的槍型攝像機并且可拆卸，非工作狀態(tài)放置在箱體內，3G無線視音頻編碼及GPS定位單元( 通過RS485接口連接到可調焦監(jiān)控攝像機(1)控制攝像機鏡頭變焦。
3.根據(jù)權利要求1所述的便攜式電力實時工況巡檢終端，其特征在于所述3G無線視音頻編碼及GPS定位單元( 包括信號處理單元、3G無線通信單元、GPS衛(wèi)星定位單元及存儲單元，信號處理單元與可調焦監(jiān)控攝像機(1)連接，對輸入的模擬視音頻進行模數(shù)轉換、 壓縮編碼和信道編碼，產生復合碼流輸出到無線通信單元，同時接收GPS衛(wèi)星單元的定位信息，輸出到3G無線通信單元，3G無線通信單元由3G CDMA無線模塊和高增益天線構成， 通過USB接口和信號處理單元連接，將信號處理單元產生的視音頻壓縮碼流、GPS位置信息和其他數(shù)據(jù)信息通過3G網絡發(fā)送到遠程監(jiān)控服務器中，GPS衛(wèi)星定位單元通過RS232串口與信號處理單元連接，解析全球定位信息，存儲單元與信號處理單元以總線方式連接，由 SDRAM、TF 卡、Flash 構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的便攜式電力實時工況巡檢終端，其特征在于所述鋰電池及充放電管理單元(3)包括鋰電池、恒流充電器及放電管理單元，恒流充電器以直流方式對鋰電池進行充電。
5.根據(jù)權利要求1所述的便攜式電力實時工況巡檢終端，其特征在于所述可升降活動支架( 通過螺絲固定在箱體外側，由支架和萬向座構成，支架可伸縮，萬向座與支架剛性連接。
專利摘要本實用新型公開一種便攜式電力實時工況巡檢終端，該終端集成在便攜式移動箱體內，可升降活動支架通過螺絲固定在箱體外側，長度可以伸縮升降，可調焦監(jiān)控攝像機通過螺紋安裝在活動支架上，非工作狀態(tài)拆卸后放在箱體專用空間內，可調焦監(jiān)控攝像機通過視音頻線及RS232數(shù)據(jù)線與3G無線視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元連接，鋰電池及充放電管理單元與可調焦監(jiān)控攝像機、3G無線網絡視音頻編碼及GPS定位單元及液晶顯示單元通過電源線連接，提供電源供應。本實用新型集成了GPS定位、視音頻編解碼、3G無線通信等多種功能，具有一體化、便攜式、低功耗等特點，適合電力日常維管中對輸電線路、變電站等設備的巡檢、搶修工作。
文檔編號H04N7/18GK202035098SQ201120100418
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2011年4月8日
發(fā)明者孔志戰(zhàn), 季斌偉, 張方, 張鵬, 竇曉軍, 羅建勇 申請人:陜西電力科學研究院