專利名稱：一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提高，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)競(jìng)爭力，在變電站平常的生產(chǎn)過程中大量采用無人值守或少人值守的模式，而對(duì)于變電站這樣的場(chǎng)所來說，遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、多維的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是變電站安全運(yùn)作的必備條件。嵌入式視頻編解碼裝置以其可靠性高、圖像清晰、速度快、成本低、可裁剪性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，其主要作用是對(duì)采集的視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和傳輸。目前常用的嵌入式視頻編解碼裝置的實(shí)現(xiàn)方案有以下兩種(1)視頻采集芯片 +DSP處理器。該方案由視頻采集芯片完成圖像的預(yù)處理，由DSP完成圖像的壓縮、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸。由于DSP通常沒有操作系統(tǒng)，因此其控制方式不靈活且功能單一，不能提供強(qiáng)大的系統(tǒng)控制和用戶操作的功能；(2)視頻采集芯片+圖像壓縮芯片+嵌入式處理器。該方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，穩(wěn)定性差且成本較高。另外，目前的嵌入式視頻編解碼裝置大多只能接入模擬攝像機(jī)，還無法實(shí)現(xiàn)IP攝像機(jī)的接入。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，以為變電站提供全方位的視頻監(jiān)控，多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案?！N基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,包括模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板、模擬量采集板、開入板、開出板和串口板；所述模擬量采集板、開入板、開出板和串口板均通過RS485總線與所述智能總控板相連接；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板通過網(wǎng)絡(luò)總線與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板相連接。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板，各個(gè)板卡之間都可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板均采用視頻專用芯片Hi3515作為主處理器芯片。所述模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板之間通過網(wǎng)絡(luò)總線相連接，即所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板之間通過網(wǎng)絡(luò)總線實(shí)現(xiàn)互連。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在本實(shí)用新型的視頻一體機(jī)，采用模塊化和獨(dú)立板卡設(shè)計(jì)，模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板都采用視頻專用芯片Hi3515作為主處理器芯片，以嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)。模擬編碼板進(jìn)行視頻采集，完成模擬視頻到數(shù)字視頻的轉(zhuǎn)換，并具備存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能；數(shù)字編碼板直接采集壓縮過的數(shù)字視頻信息進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板接收外部用戶命令實(shí)現(xiàn)視頻的瀏覽、回放、以及相關(guān)參數(shù)設(shè)置；顯示板實(shí)現(xiàn)視頻信息的瀏覽、回放和參數(shù)設(shè)置等用戶圖形界面；智能總控板實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量采集板，開入板，開出板，串口板的信息收集、轉(zhuǎn)發(fā)和控制，完成告警輸入、聯(lián)動(dòng)輸出、云鏡控制、模擬量采集等功能。本實(shí)用新型的視頻一體機(jī)，具備開入、開出、模擬量信號(hào)采集功能，不僅可接入模擬攝像機(jī)也可接入IP攝像機(jī)，具有強(qiáng)大的視頻編解碼、存儲(chǔ)和傳輸能力，提供變電站多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能，可為變電站提供全方位視頻監(jiān)控，多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能。I)本實(shí)用新型采用視頻專用處 理器，硬件設(shè)計(jì)簡單，軟件處理效率高，整體系統(tǒng)具有很聞的穩(wěn)定性。2)本實(shí)用新型采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，避免了病毒的干擾，降低了工作人員的維護(hù)工作量。3)本實(shí)用新型通過模擬量采集板、開入板、開出板可接入變電站動(dòng)力環(huán)境、火災(zāi)報(bào)警、照明等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)信息共享和智能聯(lián)動(dòng)。4)本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了視頻的編解碼、錄像存儲(chǔ)及傳輸，還可接入變電站安防各子系統(tǒng)，功能高度集成，實(shí)現(xiàn)了小型化、通用化和智能化的目標(biāo)。5)本實(shí)用新型內(nèi)部主要板卡間采用網(wǎng)絡(luò)總線通信，信息傳輸穩(wěn)定、高效.6)本實(shí)用新型具備IEC61850通信功能，可接入智能變電站的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控后臺(tái)。7)本實(shí)用新型符合國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口第I部分技術(shù)要求》中規(guī)定的接口 B協(xié)議規(guī)范，可接入國家電網(wǎng)網(wǎng)公司的視頻一體化平臺(tái)。本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，可為變電站提供全方位視頻監(jiān)控，具有多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能，穩(wěn)定性高且維護(hù)工作量低等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)采用Η 3515處理器的使用方案結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)的背面示意圖。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，包括模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板、模擬量采集板、開入板、開出板和串口板；所述模擬量采集板、開入板、開出板和串口板均通過RS485總線與所述智能總控板相連接；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板通過網(wǎng)絡(luò)總線與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板相連接。所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板之間通過網(wǎng)絡(luò)總實(shí)現(xiàn)互連。所述模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板均采用視頻專用芯片Hi3515作為主處理器芯片，所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板之間通過網(wǎng)絡(luò)總線相連接。本實(shí)用新型的視頻一體機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板、模擬量采集板、開人板、開出板和串□板為相互獨(dú)立的模塊。其中模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板都采用視頻專用芯片Hi3515作為主處理器芯片，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)總線實(shí)現(xiàn)各板間的互連。每種板卡根據(jù)功能定位的不同，對(duì)Hi3515的使用方案做相應(yīng)的剪裁。智能總控板與模擬量采集板、開入板、開出板、串口板之間通過485總線連接。所述模擬編碼板，可同時(shí)完成4路模擬音視頻信號(hào)的采集、編碼壓縮和錄像存儲(chǔ)，具備高速的網(wǎng)絡(luò)接口，接收所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板或所述顯示板的視頻調(diào)用命令，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)·據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸；所述數(shù)字編碼板，采集經(jīng)過IP攝像機(jī)數(shù)字轉(zhuǎn)換和編碼壓縮過的音視頻信號(hào)；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板對(duì)內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)總線與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板連通，對(duì)外通過以太網(wǎng)與客戶端交互，具備實(shí)時(shí)視頻瀏覽、錄像回放、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、歷史告警查詢、日志控制等功能；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板符合國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口第I部分技術(shù)要求》中規(guī)定的接口 B協(xié)議規(guī)范，可接入國家電網(wǎng)的視頻一體化平臺(tái)；當(dāng)用戶通過客戶端瀏覽實(shí)時(shí)視頻或請(qǐng)求錄像回放時(shí)，所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板將通過網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送控制命令給所述模擬編碼板或數(shù)字編碼板，獲取視頻數(shù)據(jù)，響應(yīng)用戶的需求；當(dāng)用戶通過客戶端控制云鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板將轉(zhuǎn)發(fā)此命令到所述智能總控板，由所述智能總控板控制串口板來完成該動(dòng)作；當(dāng)用戶查詢系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板將轉(zhuǎn)發(fā)此命令到所述智能總控板，由所述智能總控板向所述模擬量采集板，開入量板獲取信息，并做出響應(yīng)；當(dāng)所述模擬量采集板或所述開入板有告警信息時(shí)，所述智能總控板將通過網(wǎng)絡(luò)總線上送告警信息給所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板，所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板判斷是否需要聯(lián)動(dòng)開出，如需要?jiǎng)t發(fā)送命令給所述智能總控板，通過所述開出板執(zhí)行動(dòng)作；所述顯示板即為裝置的前面板，用戶可操作按鍵在液晶屏幕實(shí)現(xiàn)視頻的瀏覽，視頻、云鏡等的參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)狀態(tài)查詢等功能；當(dāng)用戶通過所述顯示板的按鍵要求視頻顯示時(shí)，所述顯示板將從所述模擬或數(shù)字編碼板獲得視頻信息進(jìn)行顯示；當(dāng)用戶通過所述顯示板設(shè)定視頻、云鏡等參數(shù)時(shí)，所述顯示板將保存設(shè)置，并將參數(shù)的修改通過網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送給所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板來保持同步；所述智能總控板利用Hi3515的對(duì)外接口能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述模擬量采集板，所述開入板和所述串口板等接口板卡的信息收集、轉(zhuǎn)發(fā)和控制。通過這些接口板，所述智能總控板可以接入變電站的動(dòng)力環(huán)境、火災(zāi)報(bào)警、照明、空調(diào)、SF6監(jiān)控、門禁控制和防盜報(bào)警等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間以及與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的互連互通，通過所述開出板可以完成各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)輸出，實(shí)現(xiàn)信息共享、智能聯(lián)動(dòng)、模式識(shí)別和智能判斷；通過所述串口板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制；智能總控板具備IEC61850通信功能，可為智能變電站的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控后臺(tái)提供各個(gè)子系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。[0033]每塊模擬編碼板可以聯(lián)接4個(gè)模擬攝像機(jī)，該裝置可以配備6塊模擬編碼板，因此具有24路模擬視頻信號(hào)采集通道。每塊數(shù)字編碼板可以聯(lián)接8路IP攝像機(jī)，該裝置可配置2塊數(shù)字編碼板，可同時(shí)采集16路數(shù)字視頻信號(hào)。轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板對(duì)外通過網(wǎng)絡(luò)連接供用戶操作的客戶端程序，接收客戶端下發(fā)的命令并作出響應(yīng)，另外保存客戶端程序做的相關(guān)配置信息。智能總控板負(fù)責(zé)接收和轉(zhuǎn)發(fā)模擬量采集板、開入板的信息，控制開出板和串口板。串口板主要負(fù)責(zé)連接攝像頭的云臺(tái)，控制云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2，模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板都采用Η 3515作為主處理器芯片，以嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，以上各板卡根據(jù)功能定位的不同，對(duì)Hi3515的使用方案進(jìn)行剪裁。在軟件設(shè)計(jì)上充分利用Hi3515提供的SDK開發(fā)包，力口快開發(fā)周期。Η 3515芯片是一款基于ARM9處理器內(nèi)核以及視頻硬件加速引擎的高性能、高集成的通信媒體處理器。ARM9處理頻率達(dá)400MHz，DDR2 SDRAM接口頻率達(dá)200MHz，能夠提供充足的數(shù)據(jù)處理帶寬。該處理器具有H. 264和MJPEG多協(xié)議編解碼和雙碼流編碼能力， 能夠滿足最佳的4路Dl或8路CIF的DVR/DVS解決方案功能，并具有豐富的視頻輸入輸出接口。Hi3515還具備2個(gè)SATA硬盤外設(shè)接口，方便視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；同時(shí)還提供了高性能的網(wǎng)絡(luò)接口，外接PHY芯片即可實(shí)現(xiàn)與外部的網(wǎng)絡(luò)通信，另外還集成了 UART、USB、SPI、SDIO等接口，方便滿足嵌入式設(shè)備的接口需求，簡化了硬件設(shè)計(jì)。參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)例中模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板之間通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)總線連接。智能總控板與模擬量采集板，開入板，開出板，串口板之間通過485總線連接。所述模擬編碼板通過視頻接入端口外接模擬攝像機(jī)，獲取模擬視頻信號(hào)，然后通過視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬視頻信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再送給Hi3515處理器進(jìn)行視頻壓縮，Η 3515將壓縮好的視頻錄像信息存儲(chǔ)到SATA硬盤中。Η 3515處理器利用DDR2做內(nèi)存，在FLASH中存儲(chǔ)程序代碼。另外，通過PHY芯片的網(wǎng)絡(luò)接口來接收轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板或顯示板的視頻調(diào)用命令并輸出視頻信息。模擬編碼板沒有對(duì)外顯示功能，因此后端的顯示輸出控制和LED顯示屏不在該板的設(shè)計(jì)內(nèi)。所述數(shù)字編碼板的實(shí)施與模擬編碼板相近，區(qū)別僅在于前端所接的攝像機(jī)。數(shù)字編碼板通過網(wǎng)口外接IP攝像機(jī)，IP攝像機(jī)本身就具有模數(shù)轉(zhuǎn)換和視頻壓縮功能，因此其輸出的直接就是壓縮過的數(shù)字視頻信號(hào)，無需視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換和壓縮。所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板對(duì)內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)與模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板連通，對(duì)外通過網(wǎng)絡(luò)與客戶端程序交互，具備實(shí)時(shí)視頻瀏覽、錄像回放、參數(shù)設(shè)置、告警查詢、日志控制等功能。此外，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板還具備對(duì)外視頻B接口功能，可接入國家電網(wǎng)的視頻一體化平臺(tái)。所述顯示板位于裝置的前面，采用Linux系統(tǒng)下的圖形用戶接口函數(shù)庫GTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻、配置等相關(guān)信息的圖形顯示。用戶可操作按鍵在液晶屏幕實(shí)現(xiàn)視頻的瀏覽、視頻、云鏡等的參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)狀態(tài)查詢等功能。當(dāng)用戶通過顯示板的按鍵來要求視頻顯示時(shí)，顯示板將從編碼板獲得視頻信息進(jìn)行顯示；當(dāng)用戶通過顯示板設(shè)定視頻、云鏡等參數(shù)時(shí)，顯示板將保存設(shè)置，并將參數(shù)的修改通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板來保持同步。[0043]所述智能總控板借助Hi3515的對(duì)外接口能力，通過模擬量采集板，開入板接入變電站的動(dòng)力環(huán)境、火災(zāi)報(bào)警、照明、空調(diào)、SF6監(jiān)控、門禁控制和防盜報(bào)警等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間以及與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)互通，通過開出板可以完成各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息共享、智能聯(lián)動(dòng)、模式識(shí)別和智能判斷。另外，通過串口板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。智能總控板還具備IEC61850通信功能，可以為智能變電站的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控后臺(tái)提供各個(gè)子系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的視頻一體機(jī)，具備開入、開出、模擬量信號(hào)采集功能，不僅可接入模擬攝像機(jī)也可接入IP攝像機(jī)，具有強(qiáng)大的視頻編解碼、存儲(chǔ)和傳輸能力，提供變電站多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能?！?br> 權(quán)利要求1 一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，其特征是，包括模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板、模擬量采集板、開入板、開出板和串口板；所述模擬量采集板、開入板、開出板和串口板均通過RS485總線與所述智能總控板相連接；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板通過網(wǎng)絡(luò)總線與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，其特征是，所述模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板均采用視頻專用芯片Hi3515作為主處理器芯片，所述模擬編碼板，數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板和智能總控板之間通過網(wǎng)絡(luò)總線相互連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，包括模擬編碼板、數(shù)字編碼板、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板、顯示板、智能總控板、模擬量采集板、開入板、開出板和串口板；所述模擬量采集板、開入板、開出板和串口板均通過RS485總線與所述智能總控板相連接；所述轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器板通過網(wǎng)絡(luò)總線與所述模擬編碼板、數(shù)字編碼板、顯示板和智能總控板相連接。本實(shí)用新型的一種基于Hi3515處理器的嵌入式多功能視頻一體機(jī)，可為變電站提供全方位視頻監(jiān)控，具有多種信息接入和聯(lián)動(dòng)輸出功能，穩(wěn)定性高且維護(hù)工作量低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK202679528SQ20122039913
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者王皓, 何鳴, 王成進(jìn), 楊建旭, 張庚生, 張令意 申請(qǐng)人:安徽繼遠(yuǎn)電網(wǎng)技術(shù)有限責(zé)任公司