一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机的制作方法

1.本实用新型涉及视频电子数据处理技术领域,尤其是一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机。


背景技术：

2.当前，我国山洪灾害项目、水库除险加固项目、泵站提升改造项目、智慧水务等各类项目不断落地。在各区域内的重点水域基本实现了自动水文报汛的全面覆盖，在智慧水务层面，高度依赖水文报汛系统，闸、泵工情系统和视频监控系统等多系统并行的防洪防控体系；但是在使用这些系统的过程中我们不难发现，整个防洪防控体系和指挥调度体系还有很大的提升空间，由于自动水文系统报汛数据不准确，普遍存在依赖人工报汛的场景，视频监控系统相对独立、与防汛业务不能深度关联，影响防汛指挥调度中，不能在关键时刻精准提供辅助决策等问题逐渐暴露，难以适应现阶段智慧水务的发展要求和步伐。
3.传统水利行业信息化采集，均是采用单一式采集方式，需要分开建设水位测站、流量测站、雨量报站、图像站、工情测站等，每个测站需要建设单独的杆体、电池、太阳能板，导致投资成本和维护成本高。
4.因此，对于上述问题有必要提出一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供了一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机，以解决上述问题。
6.一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机，包括主机壳和电路主板，所述电路主板安装在主机壳内，所述电路主板设置有主控芯片、辅助扩展芯片、通讯管理模块、存储模块、显示模块、视频图像采集模块、电源管理模块、串口采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块、网络模块、wifi模块、以太网模块、nb-iot模块；所述串口采集模块、开关量采集模块和模拟量采集模块均通过辅助扩展芯片连接主控芯片，所述网络模块、wifi模块、以太网模块和nb-iot模块均通过通讯管理模块连接主控芯片，所述显示模块、视频图像采集模块和电源管理模块均连接于所述主控芯片。
7.优选地，所述主机壳的前部设置有led显示屏、开关机键和放电键，所述led显示屏连接主控芯片，所述开关机键和放电键均连接电源管理模块。
8.优选地，所述主机壳的前部分别设置有视频监控接口、水文/工况传感器接口和充电接口，所述视频监控接口连接视频图像采集模块，所述水文/工况传感器接口均连接串口采集模块、开关量采集模块和模拟量采集模块，所述充电接口连接电源管理模块。
9.优选地，所述主机壳的前部还分别设置有带poe供电的以太网口和卡槽，所述带poe供电的以太网口连接以太网模块，所述卡槽连接网络模块。
10.优选地，所述充电接口通过电缆分别连接市电供电模块和太阳能供电模块。
11.优选地，所述视频监控接口通过电缆外接视频监控摄像头。
12.优选地，所述主机壳的其中一侧设置有两个手提柄。
13.优选地，所述主机壳内设置有散热风扇，所述主机壳的侧边设置有散热网孔。
14.优选地，太阳能供电模块26内置108节18650锂电池，可满足主机无充电情况下15天正常工作，优于传统水利行业信息采集测报站使用的铅酸电池，不会随着测报站功耗加大，电池的体积也极速增大，主机内置电池体积小便宜野外安装，同时使用寿命长，使得测报站在长阴雨天气也不会出现馈电、断线等故障。
15.与现有技术相比，本实用新型有益效果：本实用新型主机采用主控芯片和辅助扩展芯片协同工作机制；主控芯片负责主机控制及数据运算，辅助扩展芯片负责水文数据及工控数据的采集，同时视频图像采集模块实现视频图像编码上传，供电管理模块负现给主控芯片、辅助扩展芯片及其它模块供电；通讯管理模块实现基于2g/3g/4g、以太网、nb-iot、wifi等多种方式的网络传输；通过本主机可实现实时视频图像、水位、流量、雨量、机械设备工况等数据的一站式集中采集上传；能够解决河道、湖泊、水库、涵闸、泵站等区域内视频图像、水位、流量、雨量、机组工况等数据的一站式采集传输。
附图说明
16.图1是本实用新型的基于视频的微功耗多信息采集融合主机结构图；
17.图2是本实用新型的内部结构图；
18.图3是本实用新型的电路模块原理框图。
19.图中附图标记：1、主机壳；2、电路主板；3、主控芯片；4、辅助扩展芯片；5、通讯管理模块；6、存储模块；7、显示模块；8、视频图像采集模块；9、电源管理模块；10、串口采集模块；11、开关量采集模块；12、模拟量采集模块；13、网络模块；14、wifi模块；15、以太网模块；16、nb-iot模块；17、led显示屏；18、开关机键；19、放电键；20、视频监控接口；21、水文/工况传感器接口；22、充电接口；23、带poe供电的以太网口；24、卡槽；25、市电供电模块；26、太阳能供电模块；27、手提柄；28、散热风扇；29、散热网孔。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
24.如图1并结合图2和图3所示，一种基于视频的微功耗多信息采集融合主机，包括主机壳1和电路主板2，所述电路主板2安装在主机壳1内，所述电路主板2设置有主控芯片3、辅助扩展芯片4、通讯管理模块5、存储模块6、显示模块7、视频图像采集模块8、电源管理模块9、串口采集模块10、开关量采集模块11、模拟量采集模块12、网络模块13、wifi模块14、以太网模块15、nb-iot模块16；所述串口采集模块10、开关量采集模块11和模拟量采集模块12均通过辅助扩展芯片4连接主控芯片3，所述网络模块13、wifi模块14、以太网模块15和nb-iot模块16均通过通讯管理模块5连接主控芯片3，所述显示模块7、视频图像采集模块8和电源管理模块9均连接于所述主控芯片3。
25.进一步的，所述主机壳1的前部设置有led显示屏17、开关机键18和放电键19，所述led显示屏17连接主控芯片3，所述开关机键18和放电键19均连接电源管理模块9。
26.进一步的，所述主机壳1的前部分别设置有视频监控接口20、水文/工况传感器接口21和充电接口22，所述视频监控接口20连接视频图像采集模块8，所述水文/工况传感器接口21均连接串口采集模块10、开关量采集模块11和模拟量采集模块12，所述充电接口22连接电源管理模块9。
27.进一步的，所述主机壳1的前部还分别设置有带poe供电的以太网口23和卡槽24，所述带poe供电的以太网口23连接以太网模块15，所述卡槽24连接网络模块13。
28.进一步的，所述充电接口22通过电缆分别连接市电供电模块25和太阳能供电模块26。
29.进一步的，所述视频监控接口20通过电缆外接视频监控摄像头，实现视频图像的实时采集。
30.水文/工况传感器接口可通主机自带的扩展及定制航空电缆连接常用水位计、流量计、雨量计、水质监测仪、数字电表、变频器等前端传感设备，实现水文数据及工情数据的采集。
31.进一步的，所述主机壳1的其中一侧设置有两个手提柄27。
32.采用进一步的技术方案有益效果：手提柄便于手持搬运。
33.进一步的，所述主机壳1内设置有散热风扇28，所述主机壳1的侧边设置有散热网孔29。
34.采用进一步的技术方案有益效果：散热风扇起28到散热的作用，散热网孔29起到空气流通的作用。
35.进一步的，太阳能供电模块26内置108节18650锂电池，可满足主机无充电情况下15天正常工作，优于传统水利行业信息采集测报站使用的铅酸电池，不会随着测报站功耗加大，电池的体积也极速增大。主机内置电池体积小便宜野外安装，同时使用寿命长，使得测报站在长阴雨天气也不会出现馈电、断线等故障。
36.与现有技术相比，本实用新型有益效果：本实用新型主机采用主控芯片3和辅助扩展芯片4协同工作机制；主控芯片3负责主机控制及数据运算，辅助扩展芯片负责水文数据
及工控数据的采集，同时视频图像采集模块8实现视频图像编码上传，电源管理模块9给主控芯片3、辅助扩展芯片4及其它模块供电；通讯管理模块5实现基于2g/3g/4g、以太网、nb-iot、wifi等多种方式的网络传输；通过本主机可实现实时视频图像、水位、流量、雨量、机械设备工况等数据的一站式集中采集上传；能够解决河道、湖泊、水库、涵闸、泵站等区域内视频图像、水位、流量、雨量、机组工况等数据的一站式采集传输。
37.本实用新型可解决传统水利行业信息采集，水文数据、工情数据和视频监控系统独立孤岛问题，所有的水文数据、工情数据和视频图像均可通过本实用新型主机一起采集上传至指挥中心(网络显示器)，可直接在一个系统一个页面查看所有信息，进行水文、工情、图像联动展示，大大提高应急指挥效率。
38.工作原理：使用前，首先进行主机安装操作，视频监控接口20通过电缆(航空电缆)连接视频监控摄像头，水文/工况传感器接口21通过航空电缆分别连接常用水位计、流量计、雨量计、水质监测仪、数字电表、变频器等前端传感设备；充电接口通过电缆连接市电供电模块25和太阳能供电模块26；带poe供电的以太网口23外接网络显示器，卡槽插入4g卡；工作时，按下开关机键，主机开始工作，视频监控摄像头拍取得视频图像通过视频图像采集模块处理反馈至主控芯片，然后通过wifi模块14、以太网模块外接显示设备，进行显示视频图片画面；前端传感设备(常用水位计、流量计、雨量计、水质监测仪、数字电表、变频器)将相关参数数据通过水文/工况传感器接口连接串口采集模块10、开关量采集模块11、模拟量采集模块12；反馈至主控芯片3通过led显示屏显示出，市电供电模块25和太阳能供电模块通过充电接口分别为主机供电；卡槽可以根据使用情况需要插2g、3g或4g卡，这些网络卡可以提供数据网络；主机开机时，散热风扇开始工作，对电路主板2进行散热。
39.主控芯片3采用stm32f103zet6的芯片，cortex-m3内核32位处理器，72m主频，lqfp144封装，片内flash容量：512k，片内sram容量：64g内存；主要完成主机对各模块的控制、数据运算、数据传输、数据存储、主机告警等功能。
40.辅助扩展芯片3采用cc2530的芯片，内部集成8051单片机，通过串口采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块，实现2路485输入、1路4-20ma模拟量输、1路光耦隔离输入，用于水位计、流量计、水质传感器、雨量计、泵闸机组工况数据的采集；辅助扩展板和主控板之间采用485连接传输。
41.通讯管理模块5集成了网络模块(2g/3g/4g网)、wifi模块14、以太网模块15、nb-iot模块16等多种通信模块，能实现各种制式网络的数据传输。
42.电源管理模块9集成了市电供电模块25、太阳能供电模块26两种供电方式，其中太阳能供电模块26自带主机内置108节18650电池，总电量75ah，保证本实用新型主机在恶劣外部环境下高持续工作强度，可无充电情况下，自供电15天。
43.视频图像采集模8，实现视频流实时传输，优于传统基于串口相机图片抓拍上传，传输过程不会丢帧，能够大力提供水利行业图像站使用价值。
44.显示模块7实现了5cm*5cm的led屏显示，可显示主机自身工作信息。
45.led显示屏17可显示本实用新型主机内部参数和外部参数；内部参数包含：主电池电压、外部负载电流、剩余电量、网络状态、传感器接口状态等数据；外部参数包含：温度、湿度等数据。
46.充电接口22可根据现场外部环境，选择性接入主机自带的市电供电模块(市电电
源适配器)或太阳能供电模块(太阳能板)，实现市电和太阳能供电双向选择。
47.卡槽24可接入三大运营商的2g卡、3g卡、4g卡，nb-iot模块16采用的直接芯片写入，不用插卡。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。