CN101790079A - 具有视频信息处理的监控器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于工业现场的监控设备，尤其涉及一种可通过视频监控现场情况的监控器。它包括：液晶显示器，液晶显示器前设置触摸屏，液晶显示器和触摸屏连接CPU，CPU连接内存储器、程序存储器，PLC通讯接口通过外设通讯模块连接CPU，视频摄像头通过图片处理模块连接CPU，程序存储器中固化组态处理软件。其可以自主判断现场设备的工作状况，在出现异常时主动向操作人员报警。

Description

具有视频信息处理的监控器

技术领域

本发明涉及一种用于工业现场的监控设备，尤其涉及一种可通过视频监控现场情况的监控器。

背景技术

随着我国工业自动化设备的普及，基本遍布所有工业领域。在传统的工业设备自动化应用过程中，经常需要根据现场状况随时调整设备的运行参数，从而达到优化生产过程的目的，人员需经常亲临复杂的工业现场对设备进行视察与运行参数的调整，不可避免的降低设备人员的人身安全及工作效率，因此如何能全面、准确地了解实时的现场状况，并根据设备的状态自动调整运行参数，最大限度的提高设备的运行安全及效率。目前解决上述问题的方法如下：

1)：PLC控制器与PLC显示器(触摸显示屏)加视频摄像头和专用显示屏。组成监控系统，运行工控软件，显示PLC的运行参数、状况及现场实时视频。

其缺点是：花费非常高，设备复杂且便携性比较差，不具备现场实时视频图像识别功能。需人工不间断的认真观察视频显示屏。可靠性差。

2)：嵌入式监控系统。使用专门的嵌入式控制器，对目标设备开发专用的控制软件，加视频摄像头，专用显示屏，组成监控系统。可以较好地控制硬件成本。

其缺点是：虽然能对设备进行自动化控制，但是开发成本比较高昂，缺乏通用性和灵活性，而且，可靠性方面比PLC控制器明显降低，不具备现场实时视频图像识别功能。也需人工不间断的认真观察视频显示屏。

上述设备自动化应用有一个共同的极大的缺陷，不支持工业现场实时视频图像识别功能，只是被动的显示设备运行参数，靠人工目测显示器上现场视频状态，可靠性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有视频信息处理的监控器，其可以自主判断现场设备的工作状况，在出项异常时主动向操作人员报警。

为解决上述技术问题，本发明包括：液晶显示器，液晶显示器前设置触摸屏，液晶显示器和触摸屏连接CPU，CPU连接内存储器、程序存储器，PLC通讯接口通过外设通讯模块连接CPU，视频摄像头通过图片处理模块连接CPU，所述的程序存储器中固化如下步骤的组态处理软件：

(1)液晶显示器显示组态应用程序界面；

(2)视频摄像头开始采集现场画面，视频摄像头采集的4-5秒内所有现场模拟画面中最后一帧现场模拟画面经图片处理模块去除行场消隐信号，取奇数场信号，模数转换后以JPG格式将画面送入图片处理模块的图片处理IC，并经过图片处理IC处理后以十六进制的数据流文件保存到内存储器的指定空间；

(3)在CPU的控制下，将内存储器中制定空间的现场画面的数据流文件与内存储器中预存的标准数据流文件进行比较，即用现场画面的数据流文件中每一像素点数据与标准数据流文件中的对应像素点进行逻辑与操作，如果两像素点相同，将两像素点比较的值转换为正数0，如果两像素点不相同，将两像素点比较的值转换为正数1，并将所有像素比较后转换的正数累进相加，获得两文件的比较差值；

(4)当(3)中连文件的比较差值大于预先设定的容错值，则调用报警模块；

(5)当(3)中连文件的比较差值小于等于预先设定的容错值，则返回(2)。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(2)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(3)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过PLC通讯接口，将暂停PLC运行的指令传给PLC；

(3)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(4)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

本发明通过视频摄像头和处理程序配合，在丰富的图文显示功能基础上增加工业现场实时视频图像识别功能，发现设备运行参数或视觉图像异常时，自动报警。危机时强行切断设备电源，彻底摆脱人工长时间视觉观察观现疲劳、精力不集中，造成误判现象，进一步提高工业设备安全性。

附图说明

图1为本发明的第一种实施方式的硬件系统框图。

图2为本发明的第一种实施方式软件系统结构图。

图3为本发明的第一种实施方式组态处理软件程序流程图。

具体实施方式

本发明的第一种实施方式：如图1所示本发明采用液晶显示器，液晶显示器前设置触摸屏，液晶显示器、触摸屏和视频摄像头连接CPU，CPU连接SDRAM内存储器、FLASHROM程序存储器和PLC通讯接口，CPU采用ARM9系列核心模块；液晶显示屏采用彩色高分辨率TFT；触摸屏配备4线电阻式触摸屏；PLC通讯接口采用RS232接口与PLC实时通讯。ARM9CPU连接SDRAM内存储器和FLASHROM程序存储器，以及连接RS232接口的路，外设通讯模块的电路为现有技术。液晶显示器通过接口连接显卡模块电路，触摸屏通过接口连接触摸屏输入模块电路。显卡模块电路和触摸屏输入模块电路为现有技术。视频摄像头采用现有技术中的工业级CCD摄像头，通过USB接口与CPU连接。图片处理模块包括：现有技术中的USB接口电路，USB接口电路连接同步分离芯片，同步分离芯片连接图片处理IC，上述电路和芯片均为现有技术。

如图2本发明的第一种实施方式采用WinCE工业嵌入式操作系统平台，在操作系统平台上运行存储器中固化了如下步骤的程序。并且用户可根据自身的需要，可以安装运行第三方工业控制软件，解决用户在特殊领域中的应用。

如图3程序存储器中固化了如下步骤的程序：

(1)液晶显示器显示组态应用程序界面；

(2)视频摄像头开始采集现场画面，视频摄像头采集的4秒内所有现场模拟画面中最后一帧现场模拟画面经图片处理模块去除行场消隐信号，取奇数场信号，模数转换后以JPG格式将画面送入图片处理模块的图片处理IC，并经过图片处理IC处理后以十六进制的数据流文件保存到内存储器的指定空间；

(3)在CPU的控制下，将内存储器中制定空间的现场画面的数据流文件与内存储器中预存的标准数据流文件进行比较，即用现场画面的数据流文件中每一像素点数据与标准数据流文件中的对应像素点进行逻辑与操作，如果两像素点相同，将两像素点比较的值转换为正数0，如果两像素点不相同，将两像素点比较的值转换为正数1，并将所有像素点比较后转换的正数累进相加，获得两文件的比较差值；

(4)当(3)中连文件的比较差值大于预先设定的容错值，则调用报警模块；

(5)当(3)中连文件的比较差值小于等于预先设定的容错值，则返回(2)。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(2)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音；

本发明的第二种实施方式：第二种实施方式的硬件装置与第一种实施方式相同，但其程序存储器中固化了如下步骤的程序：

(1)液晶显示器显示组态应用程序界面；

(2)视频摄像头开始采集现场画面，视频摄像头采集的5秒内所有现场模拟画面中最后一帧现场模拟画面经图片处理模块去除行场消隐信号，取奇数场信号，模数转换后以JPG格式将画面送入图片处理模块的图片处理IC，并经过图片处理IC处理后以十六进制的数据流文件保存到内存储器的指定空间；

(3)在CPU的控制下，将内存储器中制定空间的现场画面的数据流文件与内存储器中预存的标准数据流文件进行比较，即用现场画面的数据流文件中每一像素点数据与标准数据流文件中的对应像素点进行逻辑与操作，如果两像素点相同，将两像素点比较的值转换为正数0，如果两像素点不相同，将两像素点比较的值转换为正数1，并将所有像素点比较后转换的正数累进相加，获得两文件的比较差值；

(4)当(3)中连文件的比较差值大于预先设定的容错值，则调用报警模块；

(5)当(3)中连文件的比较差值小于等于预先设定的容错值，则返回(2)。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(3)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

本发明的第三种实施方式：第三种实施方式的硬件装置与第一种实施方式相同，但其程序存储器中固化了如下步骤的程序：

(1)液晶显示器显示组态应用程序界面；

(2)视频摄像头开始采集现场画面，视频摄像头采集的4.5秒内所有现场模拟画面中最后一帧现场模拟画面经图片处理模块去除行场消隐信号，取奇数场信号，模数转换后以JPG格式将画面送入图片处理模块的图片处理IC，并经过图片处理IC处理后以十六进制的数据流文件保存到内存储器的指定空间；

(3)在CPU的控制下，将内存储器中制定空间的现场画面的数据流文件与内存储器中预存的标准数据流文件进行比较，即用现场画面的数据流文件中每一像素点数据与标准数据流文件中的对应像素点进行逻辑与操作，如果两像素点相同，将两像素点比较的值转换为正数0，如果两像素点不相同，将两像素点比较的值转换为正数1，并将所有像素点比较后转换的正数累进相加，获得两文件的比较差值；

(4)当(3)中连文件的比较差值大于预先设定的容错值，则调用报警模块；

(5)当(3)中连文件的比较差值小于等于预先设定的容错值，则返回(2)。

上述所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过PLC通讯接口，将暂停PLC运行的指令传给PLC；

(3)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(4)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

本发明在使用前，首先要预先拍摄现场设备正常工作的标准流文件，并要通过组态应用程序界面设置容错值的大小，然后开启现场设备，当现场设备出现工作异常时，视频摄像头将异常的现场图片与标准流文件比较，产生报警信息，从而由操作人员现场干预来排除异常情况，或者由本发明暂停现场设备，在由操作人员根据记录的现场设备控制信息，现场干预来排除异常情况。

Claims (4)

1.一种具有视频信息处理的监控器，包括液晶显示器，液晶显示器前设置触摸屏，液晶显示器和触摸屏连接CPU，CPU连接内存储器、程序存储器，PLC通讯接口通过外设通讯模块连接CPU，视频摄像头通过图片处理模块连接CPU，其特征在于：所述的程序存储器中固化如下步骤的组态处理软件：

(1)液晶显示器显示组态应用程序界面；

(2)视频摄像头开始采集现场画面，视频摄像头采集的4-5秒内所有现场模拟画面中最后一帧现场模拟画面经图片处理模块去除行场消隐信号，取奇数场信号，模数转换后以JPG格式将画面送入图片处理模块的图片处理IC，并经过图片处理IC处理后以十六进制的数据流文件保存到内存储器的指定空间；

(3)在CPU的控制下，将内存储器中制定空间的现场画面的数据流文件与内存储器中预存的标准数据流文件进行比较，即用现场画面的数据流文件中每一像素点数据与标准数据流文件中的对应像素点进行逻辑与操作，如果两像素点相同，将两像素点比较的值转换为正数0，如果两像素点不相同，将两像素点比较的值转换为正数1，并将所有像素点比较后转换的正数累进相加，获得两文件的比较差值；

(4)当(3)中连文件的比较差值大于预先设定的容错值，则调用报警模块；

(5)当(3)中连文件的比较差值小于等于预先设定的容错值，则返回(2)。

2.根据权利要求1所述的具有视频信息处理的监控器，其特征在于：所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(2)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

3.根据权利要求1所述的具有视频信息处理的监控器，其特征在于：所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(3)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

4.根据权利要求1所述的具有视频信息处理的监控器，其特征在于：所述的(4)中的报警模块包括如下步骤：

(1)将内存储器中的设备链表，转入程序存储器中；

(2)通过PLC通讯接口，将暂停PLC运行的指令传给PLC；

(3)通过调用显示驱动程序在液晶显示器上组态应用程序界面中显示警报图标；

(4)调用声卡驱动程序通过扬声器发出报警音。

Images