本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

聯(lián)合收割機作業(yè)現(xiàn)場往往偏遠(yuǎn)且分散，機收的組織者及農(nóng)機廠商要想了解機器狀況及作業(yè)現(xiàn)場情況，往往只能派人去現(xiàn)場勘查，費時費力，存在著農(nóng)機作業(yè)信息時效性差、信息滯后及監(jiān)管難度大等問題。此外，近年來，為了改善收割機駕駛員工作條件，機器普遍安裝了封閉駕駛室以隔絕粉塵和噪音，使得駕駛員難以依靠聲音信息來獲知機器運行狀況和發(fā)現(xiàn)故障。

視頻圖像作為內(nèi)容最直觀豐富、最為及時準(zhǔn)確的信息表現(xiàn)形式，能夠?qū)⑹崭顧C各部件運行情況和駕駛室外作業(yè)現(xiàn)場情況準(zhǔn)確及時地傳遞給收割機駕駛員、機收組織者及農(nóng)機廠商，便于實現(xiàn)對農(nóng)機的實時監(jiān)控和管理調(diào)度。

一種農(nóng)機監(jiān)控終端及農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)(CN201420438543.7)公開了一種基于北斗/GPS定位系統(tǒng)，并將定位信息通過GPRS傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，以實現(xiàn)對農(nóng)機的監(jiān)管調(diào)度的方案，用于查詢農(nóng)機作業(yè)軌跡、統(tǒng)計作業(yè)面積并向機手發(fā)布作業(yè)調(diào)度信息等。

一種收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CN201410650430.8)公開了一種通過便攜式PC并利用CCD攝像頭對微型側(cè)掛式或背負(fù)式收割機進行視頻監(jiān)控的方案，該系統(tǒng)采用單片機作為主控制器，PC與視頻監(jiān)控終端間的信息交互均通過Wi-Fi模塊。

一種收割機實時管理信息采集終端(CN201220162123.1)公開了一種采集終端設(shè)備，該終端通過GPS對收割機進行定位，利用攝像頭采集收割行數(shù)及顆粒脫落信息，使用大容量存儲器存儲收割機相關(guān)信息內(nèi)容，并利用CDMA/GPRS模塊與管理中心進行信息交流。

德國CLAAS公司的CLAAS PROFI CAM攝像機系統(tǒng)，通過在收割機上安裝攝像頭，可為駕駛員提供額外的視野；美國凱斯紐荷蘭工業(yè)集團的CX5000/6000機型，可安裝攝像機擴大可視性，讓駕駛員在翻轉(zhuǎn)、卸糧或檢查糧箱高度和切碎效果時更加得心應(yīng)手。

調(diào)研了國內(nèi)外的聯(lián)合收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，國外機型配備的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，僅用于為駕駛員提供額外視野；國內(nèi)的農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)，大多基于位置信息，且多為孤立的單個系統(tǒng)，不利于大規(guī)模部署，數(shù)據(jù)信息大多存儲在本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器，且鮮有利用視頻監(jiān)控手段來了解收割機工作情況的方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)大多為孤立的單個系統(tǒng)、不利于大規(guī)模管理部署，且鮮有監(jiān)控系統(tǒng)將農(nóng)機作業(yè)情況視頻信息作為監(jiān)控對象、信息多存儲于本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器等問題，本發(fā)明提出一種基于嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)技術(shù)方案如下：

一種基于嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

視頻圖像采集模塊1，用于采集聯(lián)合收割機割臺的運轉(zhuǎn)情況視頻圖像信息；

視頻圖像采集模塊2，用于采集聯(lián)合收割機糧箱內(nèi)當(dāng)前糧食儲量視頻圖像信息；

視頻圖像采集模塊3，用于采集聯(lián)合收割機駕駛室內(nèi)駕駛員操作情況視頻圖像信息；

視頻圖像采集模塊4，用于采集聯(lián)合收割機脫粒滾筒部位運轉(zhuǎn)情況視頻圖像信息；

集線器模塊：用于匯集來自所述多個視頻圖像采集模塊的視頻信號，其與控制模塊相連接；

定位模塊：用于實時確定聯(lián)合收割機位置信息，其與控制模塊相連接；

機載LCD監(jiān)視器模塊：安裝部署在收割機駕駛室內(nèi)，用于顯示所述視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4所采集到的聯(lián)合收割機多個部位的實時視頻圖像信息；

4G無線通信模塊：用于將實時視頻圖像數(shù)據(jù)、聯(lián)合收割機地理位置信息通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸；

物聯(lián)網(wǎng)平臺：接收來自4G無線通信模塊的數(shù)據(jù)，為每臺聯(lián)合收割機設(shè)備及安裝在收割機設(shè)備上的每個視頻圖像采集模塊、定位模塊分配ID號，并將視頻圖像數(shù)據(jù)及設(shè)備地理位置信息存儲到物聯(lián)網(wǎng)平臺中對應(yīng)的設(shè)備或模塊下。

控制模塊：所述集線器模塊、定位模塊、機載LCD監(jiān)視器模塊、4G無線通信模塊都分別連接至控制模塊，用于完成視頻圖像信息的采集、編碼壓縮與解碼顯示及對定位信息的處理，采用ARM Cortex-A15控制器，并運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，其內(nèi)部集成有視頻設(shè)備驅(qū)動模塊、圖像采集模塊、圖像編碼壓縮模塊、圖像解碼顯示模塊、嵌入式視頻服務(wù)器模塊及定位信息處理模塊。其中，所述視頻設(shè)備驅(qū)動模塊用于為視頻圖像采集模塊1、2、3、4提供設(shè)備驅(qū)動；所述圖像采集模塊通過調(diào)用所述視頻設(shè)備驅(qū)動模塊來使用視頻圖像采集模塊硬件，完成視頻圖像數(shù)據(jù)的采集；所述圖像編碼壓縮模塊對來自所述圖像采集模塊的數(shù)據(jù)進行編碼壓縮，其分別與嵌入式視頻服務(wù)器模塊及圖像解碼顯示模塊相連接；所述嵌入式視頻服務(wù)器模塊與所述4G無線通信模塊相連，用于接收遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動終端客戶的連接請求，并傳輸經(jīng)編碼壓縮的視頻圖像數(shù)據(jù)；所述圖像解碼顯示模塊與所述機載LCD監(jiān)視器模塊相連接，用于對來自所述圖像編碼壓縮模塊的數(shù)據(jù)進行解碼并將解碼后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至機載LCD監(jiān)視器模塊進行畫面顯示；所述定位信息處理模塊對來自定位模塊的信息進行處理，其與4G無線通信模塊相連。

室內(nèi)大屏監(jiān)控中心或手持移動監(jiān)控終端：用于接收實時視頻數(shù)據(jù)信息及聯(lián)合收割機定位信息，亦可訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺上的設(shè)備或模塊ID號，來進行設(shè)備、數(shù)據(jù)管理與監(jiān)控調(diào)度。

進一步的，還包括為所述控制模塊及與其相連接的多個模塊供電的電源模塊，所述電源模塊為收割機機載電瓶，用于為整個機載前端系統(tǒng)供電；

進一步的，所述視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4均為支持UVC(USB Video Class)標(biāo)準(zhǔn)的USB CMOS攝像頭；

進一步的，所述機載LCD監(jiān)視器模塊為HDMI或VGA接口顯示器；

進一步的，所述4G無線通信模塊，使用TDD-LTE模塊或FDD-LTE模塊或全網(wǎng)通4G模塊；

進一步的，所述定位模塊使用GPS或北斗模塊，或GPS/北斗雙模一體模塊。

本發(fā)明的有益效果：

1、使用該視頻監(jiān)控系統(tǒng)，駕駛員能夠輕松方便地在駕駛室內(nèi)觀察到聯(lián)合收割機多個部件的運轉(zhuǎn)情況，便于及時調(diào)整操作，也能降低駕駛員勞動負(fù)荷；此外，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或移動終端用戶亦能隨時隨地訪問嵌入式視頻服務(wù)器，及時了解收割機作業(yè)情況；

2、通過將視頻圖像數(shù)據(jù)及聯(lián)合收割機地理位置信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺，可以減少使用本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器作為存儲設(shè)備的成本；

3、便于對聯(lián)合收割機設(shè)備進行統(tǒng)一管理、調(diào)度、可視化實時圖像監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以及時掌握農(nóng)機作業(yè)視頻圖像及位置信息，當(dāng)機器出現(xiàn)故障時，也能根據(jù)設(shè)備ID號及定位信息，及時找到對應(yīng)設(shè)備并處理。當(dāng)系統(tǒng)中需要加入新的聯(lián)合收割機設(shè)備時，只需新增機載前端監(jiān)控系統(tǒng)并建立與遠(yuǎn)程室內(nèi)大屏監(jiān)控中心或手持移動監(jiān)控終端的網(wǎng)絡(luò)連接，然后在物聯(lián)網(wǎng)管理平臺上，為新添加的設(shè)備及模塊分配ID號即可。擁有成本低、高度集約化、結(jié)構(gòu)靈活、部署簡單的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；

圖2是本發(fā)明簡要架構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種基于嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合收割機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4、集線器模塊、定位模塊、機載LCD監(jiān)視器模塊、4G無線通信模塊、物聯(lián)網(wǎng)平臺、遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動監(jiān)控終端、控制模塊；所述控制模塊分別連接集線器模塊、機載LCD監(jiān)視器模塊、4G無線通信模塊、定位模塊；所述圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4均與集線器模塊相連，所述集線器模塊用于匯集來自所述多個視頻圖像采集模塊的視頻信號，并支持選通1路或多路視頻圖像采集模塊，實際中可使用每個接口都帶有獨立開關(guān)的USB 3.0或USB 3.1集線器；所述4G無線通信模塊連接物聯(lián)網(wǎng)平臺及互聯(lián)網(wǎng)通信線路，所述遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動監(jiān)控終端可通過互聯(lián)網(wǎng)與4G無線通信模塊進行連接，亦可直接訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺。

其中，用于采集聯(lián)合收割機各部位工作情況的視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4，均采用USB CMOS攝像頭，其支持UVC(USB Video Class)標(biāo)準(zhǔn)，能很好地被上述控制模塊的視頻設(shè)備驅(qū)動模塊支持，擁有體積小、兼容性好、即插即用、安裝使用簡單、成本低的特點。

用于在駕駛室內(nèi)顯示視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4采集到的視頻圖像的機載LCD監(jiān)視器模塊，采用HDMI或VGA顯示器，其中HDMI傳輸速率高，能同時傳輸視頻及音頻信號，能支持高分辨率下多路視頻信號的同時傳輸，接口體積小，應(yīng)用廣泛，實用性強。若選用其它接口的顯示器設(shè)備，諸如VGA顯示器，可使用HDMI轉(zhuǎn)VGA接口線纜進行連接。

進一步的，用于實時處理視頻信號及來自定位模塊的位置信息的控制模塊，其采用Tegra K1高性能SoC，操作系統(tǒng)為嵌入式Linux，其上運行有視頻設(shè)備驅(qū)動模塊、圖像采集模塊、圖像編碼壓縮模塊、圖像解碼顯示模塊、嵌入式視頻服務(wù)器模塊、定位信息處理模塊。其中Tegra K1SoC是一種ARM Cortex-A15架構(gòu)的控制芯片，具有制程工藝先進、功耗低、性能高、視頻圖像處理能力強大的特點，其硬件接口十分豐富，能對多種外設(shè)、存儲設(shè)備提供很好的支持，且支持高分辨率顯示設(shè)備，有利于與上述機載LCD監(jiān)視器模塊的連接；嵌入式Linux操作系統(tǒng)具有源碼開放、運行穩(wěn)定、可移植性好、網(wǎng)絡(luò)功能強大的特點；

運行于所述控制模塊上的一系列模塊，實現(xiàn)了硬件設(shè)備驅(qū)動、視頻采集與壓縮編碼、解碼顯示、網(wǎng)絡(luò)傳輸、定位信息處理等功能，其中，視頻設(shè)備驅(qū)動模塊用于驅(qū)動視頻圖像采集模塊1、視頻圖像采集模塊2、視頻圖像采集模塊3、視頻圖像采集模塊4的正常工作運行；圖像采集模塊通過調(diào)用驅(qū)動模塊來使用視頻圖像采集模塊硬件，完成視頻圖像數(shù)據(jù)的采集，其與圖像編碼壓縮模塊相連；圖像編碼壓縮模塊對來自圖像采集模塊的視頻圖像數(shù)據(jù)進行編碼壓縮，其分別與嵌入式視頻服務(wù)器模塊及圖像解碼顯示模塊相連接；圖像解碼顯示模塊與機載LCD監(jiān)視器模塊相連接，用于對來自圖像編碼壓縮模塊的數(shù)據(jù)進行解碼；機載LCD監(jiān)視器模塊對解碼后的圖像數(shù)據(jù)進行畫面顯示；嵌入式視頻服務(wù)器模塊用于接收遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動終端客戶的連接請求，并傳輸經(jīng)編碼壓縮的視頻圖像數(shù)據(jù)，其與4G無線通信模塊相連接；定位模塊用于實時確定聯(lián)合收割機位置信息，其與定位信息處理模塊相連；定位信息處理模塊對來自定位模塊的信息進行處理，其與4G無線通信模塊相連。

進一步的，4G無線通信模塊，用于傳輸實時視頻流、聯(lián)合收割機地理位置信息，其與物聯(lián)網(wǎng)平臺相連，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接至遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動監(jiān)控終端；

進一步的，如圖2所示，物聯(lián)網(wǎng)平臺，為每臺聯(lián)合收割機設(shè)備及安裝在收割機設(shè)備上的每個視頻圖像采集模塊、定位模塊分配ID號，并將經(jīng)4G無線通信模塊傳輸來的視頻圖像數(shù)據(jù)及設(shè)備地理位置信息存儲到物聯(lián)網(wǎng)平臺中對應(yīng)的設(shè)備或模塊下；

進一步的，遠(yuǎn)程大屏監(jiān)控中心或移動監(jiān)控終端，可使用LED大屏設(shè)備、手機、平板電腦、PC機等，可通過無線或有線方式接入互聯(lián)網(wǎng)，可訪問嵌入式視頻服務(wù)器模塊實時查看聯(lián)合收割機作業(yè)情況視頻畫面，并獲知收割機地理位置信息；亦可訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺，并根據(jù)聯(lián)合收割機設(shè)備ID號、安裝在收割機上的視頻圖像采集模塊或定位模塊的ID號，來進行設(shè)備、數(shù)據(jù)管理與機器監(jiān)控調(diào)度；

進一步的，還包括為所述控制模塊及與其相連接的多個模塊供電的電源模塊，所述電源模塊為收割機機載電瓶，用于為系統(tǒng)供電，減少了單獨外接電源的成本，降低了系統(tǒng)部署難度，提高系統(tǒng)實用性；

進一步的，4G無線通信模塊，可使用TDD-LTE或FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)；亦可選用全網(wǎng)通4G模塊；

進一步的，定位模塊可選用GPS或北斗模塊，或GPS/北斗雙模一體模塊。

上述說明是僅是本發(fā)明的較佳可行實施例的詳細(xì)說明，但本發(fā)明專利的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明精神實質(zhì)及技術(shù)原理下所做的改變、修飾、替換、組合、簡化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。