本發(fā)明適用于電梯視頻監(jiān)控領域，涉及一種視頻疊加裝置，尤其涉及一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置。

背景技術：

視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。由于模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在清晰度低、抗干擾能力差、傳輸帶寬小、保密性不強等缺點，隨著社會發(fā)展與科技的不斷進步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在完成從模擬系統(tǒng)到數字系統(tǒng)的轉變和替代。

電梯內部安裝的網絡數字攝像機拍攝的視頻監(jiān)控圖像，往往只能顯示電梯內的人員數量、動作和出入等情況，后方監(jiān)控室的監(jiān)控人員無法從電梯監(jiān)控圖像上直觀的了解到電梯位置、上下行、故障等實時運行狀態(tài)信息。本發(fā)明所提供的一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置實現了數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺上的電梯運行信息疊加顯現，方便監(jiān)控人員在觀察電梯內部監(jiān)控圖像的同時就可以直觀的了解電梯運行狀態(tài)等相關信息，通過圖像上的動態(tài)提示，及時對故障等異常狀況做出處理。

另外，絕大多數電梯往往不具備語音詳細播報當前所到達樓層、上下行、開關門等運行信息的功能，在電梯內人員較多時，或者乘客視力有問題時，會存在不便查看當前到達樓層等問題。社會新聞中也多次報道了用戶由于低頭看手機或忙于做其它事情，無暇顧及到電梯門的開關而發(fā)生的多起事故。應用本發(fā)明所提供的一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置，不僅方便了監(jiān)控人員在電梯視頻監(jiān)控圖像上實時查看電梯運行狀態(tài)信息，而且能夠對電梯內的乘客進行語音提示，提升了電梯使用體驗和避免一些乘坐風險。本裝置具備安裝布線簡單便捷，不與電梯本身電路進行物理連接，不需對電梯硬件進行改造，建設和使用成本低等優(yōu)點。

技術實現要素：

在電梯上下運行的井道內壁上，每一樓層的位置均對應設有一個平層塊。電梯轎廂內部安裝有網絡數字攝像機拍攝電梯內部圖像。監(jiān)控室配置接收和存儲電梯視頻監(jiān)控圖像的數字硬盤錄像機，以及顯示電梯監(jiān)控圖像的監(jiān)視器。

一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置，其特征在于，包括電源模塊（1），傳感器模塊（2），處理器模塊（3），語音模塊（4）和網絡模塊（5）。

所述電源模塊（1）分別與傳感器模塊（2）、處理器模塊（3）、語音模塊（4）、網絡模塊（5）連接，向傳感器模塊（2）、處理器模塊（3）、語音模塊（4）、網絡模塊（5）提供電力。

所述傳感器模塊（2）與處理器模塊（3）連接。傳感器模塊（2）獲取傳感器探測到的傳感信息并發(fā)送給處理器模塊（3），處理器模塊（3）接收傳感器模塊（2）發(fā)送的傳感信息進行邏輯分析和運算處理，得到電梯運行信息。

所述處理器模塊（3）與語音模塊（4）連接，將分析得到的電梯運行信息發(fā)送給語音模塊（4）進行語音播報。

所述處理器模塊（3）與網絡模塊（5）連接，并向網絡模塊（5）發(fā)送電梯運行信息。

所述網絡模塊（5）與外部的網絡數字攝像機（11）、數字硬盤錄像機（12）連接，從而使處理器模塊（3）與網絡數字攝像機（11）、數字硬盤錄像機（12）處于同一網絡。

電梯運行信息在電梯視頻圖像上疊加顯現的技術實現方式有兩種：第一種是所述處理器模塊（3）將電梯運行信息通過網絡模塊（5）發(fā)送給電梯內的網絡數字攝像機（11），由網絡數字攝像機（11）將電梯運行信息以動態(tài)字符的形式疊加顯現在其拍攝的電梯視頻監(jiān)控圖像上，并將疊加有電梯運行信息的視頻監(jiān)控圖像通過網絡發(fā)送給數字硬盤錄像機（12）進行存儲和顯示。

第二種是所述處理器模塊（3）將電梯運行信息通過網絡模塊（5）發(fā)送給同一網絡內的數字硬盤錄像機（12），由數字硬盤錄像機（12）將電梯運行信息以動態(tài)字符的形式疊加顯現在電梯中網絡數字攝像機（11）發(fā)送來的電梯視頻監(jiān)控圖像上，之后進行存儲或顯示。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述傳感器模塊（2）具有一凹型的本體，且于所述本體的凹型口內側的兩相對側壁上對應嵌設有一對紅外發(fā)射器和一對紅外接收器。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述語音模塊（4）包括YX6100語音芯片。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述處理器模塊（3）包括STM32單片機。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述網絡模塊（5）包括DM9000網卡芯片、交換機芯片IP175C、兩個網絡接口A和B，網絡接口A和網絡接口B分別連接外部的網絡數字攝像機（11）和數字硬盤錄像機（12）。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置的模塊結構示意圖。

圖2為本發(fā)明一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置的傳感器模塊示意圖。

圖3為本發(fā)明一種帶語音功能的網絡視頻電梯信息疊加器的網絡模塊示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖說明本發(fā)明技術方案的具體實施方式：

在電梯上下運行的井道內壁上，每一樓層的位置均對應設有一個平層塊。電梯轎廂內部安裝有網絡數字攝像機（11）拍攝電梯內部圖像。監(jiān)控室配置接收和存儲電梯視頻監(jiān)控圖像的數字硬盤錄像機（12），以及顯示電梯監(jiān)控圖像的監(jiān)視器。

一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置，包括電源模塊（1），傳感器模塊（2），處理器模塊（3），語音模塊（4）和網絡模塊（5）。

處理器模塊（3）采用STM32系列單片機。STM32系列單片機專為高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用而設計，具有ARM Cortex-M3內核，是同類產品中的最佳選擇。

語音模塊（4）采用YX6100語音芯片。YX6100是一個提供串口的語音芯片，它完美的集成了MP3、WAV等音頻格式的硬解碼。用戶可以靈活的選用SPIFLASH、U 盤等設備作為語音的存儲介質。通過簡單的串口指令即可播放指定的語音，使用相當方便，同時穩(wěn)定可靠。

網絡模塊（5）包括DM9000網卡芯片、IP175C交換機芯片以及兩個網絡接口A和B。其中DM9000芯片是一款完全集成的快速以太網MAC控制器，它有一個一般處理接口，一個10/100M自適應的PHY和4K DWORD值的SRAM。DM9000芯片的物理協(xié)議層接口完全支持10MBps傳輸速率下3類、4類和5類非屏蔽雙絞線，以及100MBps傳輸速率下5類非屏蔽雙絞線，完全符合IEEE 802.3u規(guī)格。IP175C交換機芯片是IC PLUS公司推出的一款5端口以太網芯片，它集成6個交換控制器口、SSRAM和5個10/100M以太網口，每個接口均支持IEEE802.3、IEE802.3u、IEE802.3x規(guī)范，芯片使用0.18um生產工藝制造，采用128-PQFP封裝，具有較強的抗干擾能力。

電源模塊（1）分別與傳感器模塊（2）、處理器模塊（3）、語音模塊（4）、網絡模塊（5）連接，向傳感器模塊（2）、處理器模塊（3）、語音模塊（4）、網絡模塊（5）提供電力。

傳感器模塊（2）具有一凹型的本體，且于所述本體凹型口內側的兩相對側壁上對應嵌設有一對紅外發(fā)射器和一對紅外接收器。如附圖2所示，一對紅外發(fā)射器和一對紅外接收器分別為紅外發(fā)射器（51）、紅外發(fā)射器（52）和紅外接收器（53）、紅外接收器（54）。紅外接收器（53）接收紅外發(fā)射器（51）所發(fā)射的紅外光，紅外接收器（54）接收紅外發(fā)射器（52）所發(fā)射的紅外光。紅外發(fā)射器（51）與紅外接收器（53）組成一組紅外發(fā)射接收模組，布置在凹型本體的上部；紅外發(fā)射器（52）與紅外接收器（54）組成另外一組紅外發(fā)射接收模組，布置在凹型本體的下部。

傳感器模塊（2）與處理器模塊（3）連接，傳感器模塊（2）將本體上傳感器獲取的傳感信息，也就是兩組紅外發(fā)射接收模組的導通情況發(fā)送與處理器模塊（3）。處理器模塊（3）接收到此傳感信息后進行邏輯分析和運算處理，從而得到電梯運行的狀態(tài)信息。

傳感器模塊（2）安裝于電梯轎廂外部，電梯運行到某一樓層停止時，電梯井道內壁上的平層塊正好處于傳感器模塊（2）的凹型口內部，紅外發(fā)射器（51）和紅外發(fā)射器（52）發(fā)射的紅外光均被平層塊遮擋，紅外接收器（53）和紅外接收器（54）均無法接收到紅外信號。處理器模塊（3）利用兩組紅外發(fā)射接收模組均被遮擋、同時間內均未被導通的邏輯狀態(tài)，判斷電梯抵達、停留在某個平層、樓層。

電梯從停止狀態(tài)轉變?yōu)樯闲袪顟B(tài)時，電梯轎廂向上運動，平層塊將相對于電梯轎廂位置下移。紅外發(fā)射器（51）因位于傳感器模塊（2）的上部，其發(fā)射的紅外光將首先脫離平層塊的遮擋而先被紅外接收器（53）接收。紅外發(fā)射器（52）位于傳感器模塊（2）的下部，其發(fā)射的紅外光在之后脫離平層塊的遮擋而被紅外接收器（54）接收。處理器模塊（3）利用上面一組紅外發(fā)射接收模組先導通，下面一組紅外發(fā)射接收模組后導通的順序邏輯，判斷電梯為上行狀態(tài)。

電梯從停止狀態(tài)轉變?yōu)橄滦袪顟B(tài)時，電梯轎廂向下運動，平層塊將相對于電梯轎廂位置上移。紅外發(fā)射器（52）因位于傳感器模塊（2）的下部，其發(fā)射的紅外光將首先脫離平層塊的遮擋而先被紅外接收器（54）接收。紅外發(fā)射器（51）位于傳感器模塊（2）的上部，其發(fā)射的紅外光在之后脫離平層塊的遮擋而被紅外接收器（53）接收。處理器模塊（3）利用下面一組紅外發(fā)射接收模組先導通，上面一組紅外發(fā)射接收模組后導通的順序邏輯，判斷電梯為下行狀態(tài)。

電梯從某一樓層行駛至下一樓層的過程中，在一定時間長度內，兩組紅外發(fā)射接收模塊因無障礙物遮擋而同時處于導通狀態(tài)。處理器模塊（3）利用兩組紅外發(fā)射接收模組在單位時間長度內同時導通的邏輯關系，判斷電梯為行使狀態(tài)。

電梯行駛過程中從任一樓層經過時，兩組紅外發(fā)射接收模塊會因平層塊短時間遮擋而先后斷開，后又因快速通過平層塊、脫離遮擋而先后再次處于導通狀態(tài)。處理器模塊（3）利用兩組紅外發(fā)射接收模組在短時間內先后斷開又先后導通的邏輯關系，判斷電梯經過了一個樓層。

一種帶語音功能的電梯運行信息網絡視頻疊加裝置，在該裝置安裝時，通過管理軟件設定了電梯工作的總樓層數和當前所在樓層。電梯上行時，每通過一次平層塊，在當前樓層數上加1，最終得到電梯停止時的當前樓層；電梯下行時，每通過一次平層塊，在當前樓層數上減1，最終得到電梯停止時的當前樓層。處理器模塊（3）利用上行做加法，下行做減法的邏輯關系，持續(xù)更新電梯的運行信息。

電梯上行或下行運動后，傳感器模塊（2）上的兩組紅外發(fā)射接收模組先后被導通，正常工作時間內應該行駛至下一樓層而被遮擋時，但始終未被再次遮擋，而是長時間處于導通狀態(tài)，也就是電梯離開了一個樓層后始終無法正常的抵達下一樓層。處理器模塊（3）利用單位時間長度內兩組紅外發(fā)射接收模組既未經過平層塊，又未被遮擋的邏輯關系，判斷電梯出現了“卡層”等異常狀況。出現異常狀況時，裝置可以在圖像上進行字符閃爍的提示、語音播報告警信息等方式對相關人員進行警示。

處理器模塊（3）還與語音模塊（4）連接，處理器模塊（3）將解析得到的電梯運行信息同步發(fā)送給語音模塊（4）進行實時播報，播報內容和音量均可改變和調整。

處理器模塊（3）通過網絡模塊（5）與外部的網絡數字攝像機（11）和數字硬盤錄像機（12）連接，從而使處理器模塊（3）與網絡數字攝像機（11）、數字硬盤錄像機（12）處于同一網絡。網絡數字攝像機（11）通過網絡將電梯的實時監(jiān)控圖像發(fā)送給數字硬盤錄像機（12）。

處理器模塊（3）將解析得到的電梯運行信息通過網絡模塊（5）實時發(fā)送給電梯轎廂內的網絡數字攝像機（11）。網絡數字攝像機（11）在拍攝、處理電梯監(jiān)控圖像的同時，將收到的電梯運行信息以動態(tài)字符的形式疊加顯現在電梯實時監(jiān)控圖像上。

網絡數字攝像機（11）采用的疊加顯現方法可以是：網絡攝像機（11）通過圖像傳感器獲取到逐幀的視頻數據，將此幀數據放入數據緩沖區(qū)，生成固定大小的圖像層。處理器模塊（3）將電梯運行信息通過網絡模塊（5）實時發(fā)送給網絡數字攝像機（11）。網絡攝像機（11）將收到的電梯運行信息轉換為實際需要顯示的具體字符，生成與圖像層相同大小的文字層，也放入數據緩沖區(qū)。在數據緩沖區(qū)中將兩層進行合并，使文字層覆蓋圖像層。覆蓋時，使文字層構成顯現字符的像素點數值替換掉被覆蓋的圖像層對應像素點的數值，無文字遮擋、覆蓋的圖像像素維持原有的數值不變，之后整合、排列數據合并生成為一個新的圖像圖像，該視頻圖像中即帶有了顯現字符。從數據緩沖區(qū)中抽取、輸出該幀圖像，之后對下幀圖像進行相同方法的操作，使動態(tài)輸出的視頻流圖像中持續(xù)出現數據字符。改變文字層的顯現字符即得到不同疊加內容的視頻圖像。

網絡數字攝像機（11）將處理后的圖像進行編譯、轉換，通過網絡發(fā)送給數字硬盤錄像機（12），數字硬盤錄像機（12）即可獲取到帶有電梯運行信息的電梯監(jiān)控圖像，并將其輸出至硬盤進行存儲或輸出到監(jiān)視器進行同步顯示。

實施例二：

維持上述連接關系不變，在電梯視頻監(jiān)控圖像上疊加顯現電梯運行信息的方法還可以使用以下方式實現：處理器模塊（3）將解析后的電梯運行信息通過網絡模塊（5）實時發(fā)送給網絡內的數字硬盤錄像機（12）。數字硬盤錄像機（12）在接收、處理網絡數字攝像機（11）發(fā)送來的電梯監(jiān)控圖像的同時，將收到的電梯運行信息以動態(tài)字符的形式疊加顯示在該電梯實時監(jiān)控圖像上。

數字硬盤錄像機（12）采用的疊加顯現方法可以是：數字硬盤錄像機（12）通過網絡接收數字攝像機（11）發(fā)送的網絡數據，接收后解譯為電梯監(jiān)控圖像數據，并在其中逐幀捕捉圖像圖像，將此幀數據放入數據緩沖區(qū)，生成固定大小的圖像層。處理器模塊（3）將電梯運行信息通過網絡模塊（5）實時發(fā)送給數字硬盤錄像機（12）。數字硬盤錄像機（12）將收到的電梯運行信息轉換為實際需要顯示的具體字符，生成與圖像層相同大小的文字層，也放入數據緩沖區(qū)。在數據緩沖區(qū)中將兩層進行合并，使文字層覆蓋圖像層。覆蓋時，使文字層構成顯現字符的像素點數值替換掉被覆蓋的圖像層對應像素點的數值，無文字遮擋、覆蓋的圖像像素維持原有的數值不變，之后整合、排列數據合并生成為一個新的圖像圖像，該視頻圖像中即帶有了顯現字符。從數據緩沖區(qū)中抽取、輸出該幀圖像至硬盤進行保存，之后對下幀圖像進行相同方法的操作，使動態(tài)輸出的視頻流圖像中持續(xù)出現數據字符。改變文字層的顯現字符即得到不同疊加內容的視頻圖像。

數字硬盤錄像機（12）經合并處理得到帶有電梯運行信息的電梯監(jiān)控圖像后，將其輸出至硬盤進行存儲或輸出到監(jiān)視器進行同步顯示。