CN102387346B - 可管、可查、可巡视的监控系统的智能前端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可管、可查、可巡视的智能监控系统的前端，包括监控摄像模块、传感器模块、智能分析模块、数据处理模块、级别及档次模块。视频数据首先由监控摄像模块进行提取和生成，通过智能分析模块进行分析，将视频数据以及智能分析数据传输给数据处理模块，传感器模块提取视频数据生成时刻的传感器数据，同样将传感器数据传输给数据处理模块；数据处理模块将视频数据、传感器数据，根据档次和级别进行处理发送。本发明提取了前端监控摄像部分的视频数据、监控系统前端的位置，方向及技术参数；对于不同的情况设计不同的级别及档次，从而满足不同的实际需求，可根据不同实际情况的将数据传送给可管、可查、可巡视的智能监控系统。

Description

可管、可查、可巡视的监控系统的智能前端

技术领域

本发明涉及的一种可管、可查、可巡视监控系统，具体是一种可管、可查、可巡视的监控系统的前端设备。

背景技术

随着多媒体技术的发展，以及社会安全的需要，监控系统已经分布在了我们日常生活中的每一个角落。监控摄像头不仅架设在大城市中的繁华街道，甚至就是连乡村小路，也有监控设备为社会安全以及交通现状进行实时监控。尤其是大型活动管理中，智能监控设备为监控场景中的流量控制、禁区闯入、人群异常行为分析等科学技术研究提供了实验平台和实验数据。

但是，如今的监控系统仍然存在大量的缺陷，尤其无法满足智能的可管、可查、可巡视的功能。第一，监控设备种类繁多，无论是图像清晰度、监控视角还是相关智能程度都参差不齐，目前的监控系统无法对于系统内摄像头的基本设备配置进行监控和管理，如果负责监控设备的安装部门没有按照要求进行安装，降低分辨率，监控视角的要求，系统也无法及时发现这一异常。当此监控设备监控范围内出现了异常情况，由于监控设备的等级过低，无法满足相关要求，监控设备就形同虚设了。同时在有新的监控设备加入系统时，系统也很难对于新加入的监控设备进行管理，这样会导致系统对于监控设备的管理混乱。第二，国内近期出现的多起引发社会争议的刑事案件和纷争，多数情况下都在监控设备的覆盖范围，但都无法查询到当时监控设备的状态，引发了大量的社会争议。目前多数的监控设备仍然处于只可看不可录的状态，更无法查询事件发生时，所出地区的状态，甚至连监控设备当时是否在正常运行都不得而知。如果将所有的监控数据都进行保存，目前的储存设备又无法满足容量的要求，且绝大部分监控地区无需将实时监控所有数据进行储存，所以一个高效、智能且节省视频可查的监控系统可以有效地解决这一问题。第三，目前的监控设备的监控视角一般比较固定，虽然可以由控制台进行调整，不过很难智能的对于某一地区进行巡视，而且由于上文所述的监控系统无法有效可管的现实，无法对于单个摄像设备的监控区域进行测定和管理，由此更无法做到对于一个大规模区域全覆盖的监控，所以目前的监控系统亟需实现对监控区域的有效可控巡视。综上所述，目前的监控系统无法实现可管、可查、可巡视的功能，而这些功能的确是目前社会需要的。

一个可管、可查、可巡视的智能监控系统需要智能前端、数据传输协议、以及整体控制系统三个部分。智能前端能够在提取视频信息的同时，提取位置信息、角度信息等必要的监控设备状态信息，并且能够按照制定的标准，将所有信息进行采集、处理。之后根据可管、可查、可巡视的智能监控系统的数据传输协议，根据不同的级别和档次要求，将视频信息以及其他监控信息进行数据打包，易于数据传输。可管、可查、可巡视的智能监控系统的整体控制系统采集、处理、分析、储存来自系统内的所有前端产生的信号，并且实现根据数据传输协议对于前端进行相关的控制，从而实现可管、可查、可巡视的功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有监控设备在管理、查询、巡视等方面的不足，提出了一种基于可管、可查、可巡视的监控系统的前端。本发明利用摄像设备、全球定位系统（GPS）、射频身份识别装置以及方向传感器等设备，经过不同级别以及不同档次的规定，以可管、可查、可巡视的数据传输协议有效的将监控设备的相关信息发送给可管、可查、可巡视的整体控制系统。从而对于监控系统进行管理，查询和巡视，并进行了相关实现，验证可行。

本发明是通过以下技术部分实现的，本发明包括如下模块：

模块一：监控摄像模块。本模块主要完成视频监控数据的采集工作，对于监控区域的相关情况进行实时可以操控的监控，并将视频数据进行编码传输至数据处理模块。

根据不同的级别以及不同的档次的规定，监控摄像模块的要求也有所不同。比如对于分辨率的要求、对于摄像头可视视角的要求、彩色\黑白视频信息的要求等等。

模块二：传感器模块。本模块主要完成对于监控摄像模块的位置、基本配置信息以及巡视角度等信息的采集工作。

所述传感器模块主要包含全球定位系统（GPS）、射频身份识别装置以及方向传感器等传感器设备。其中全球定位系统是对于监控系统的前端进行地理位置的确定，并将地利位置信息提取出来，形成数字信号；射频身份识别装置主要是对于监控摄像模块的基本信息进行储存，如产品型号、分辨率、电荷耦合元件尺寸等相关信息，并可形成数字信号；方向传感器对于目前监控摄像模块的方向以及监控视角进行测定，并形成为数字信号。以上三种传感器就基本构成了可管、可查、可巡视的智能监控系统的前端的传感器模块，实现了对于监控设备的有关信息的提取。

模块三：智能分析模块。本模块主要对于目前监控摄像模块录制的监控视频进行实时分析，并对于一些系统已设定的特殊情况进行分析和监测。比如，对于摄像头是否正常工作的检查，以及禁区闯入、集群异常等行为的检测。本模块并将检测出的信息转化为数字信号，以便传输。

模块四：数据处理模块。本模块将监控摄像模块、传感器模块、智能分析模块的数据进行处理和封装。按照级别及档次定义模块的定义，选择不同的监控摄像信息、传感器信息、智能分析信息，以规范化的数据格式进行封装，形成系统可以传输并可由系统接收的数据包。

模块五：级别和档次定义模块。本模块定义了不同的监控级别和不同的监控档次，对于不同的实际应用要求以及不同的实际监控情况，可以选择合适的监控级别和监控档次。

其中监控级别以及监控档次对于监控摄像模块需要采用的具体监控设备的技术参数的要求进行了规定；对于传感器模块需要采集的可管、可查、可巡视的监控系统的前端相关信息的精度和内容进行了规定；对于智能分析模块需要进行分析的内容和事件进行了规定；对于数据处理模块中，采用数据协议格式，以及数据包包含内容的进行了明确规定。

以上模块之间的连接关系和数据流流向描述如下：

视频数据首先由监控摄像模块进行提取和生成，通过智能分析模块对于原始视频数据进行分析，将视频数据以及智能分析数据传输给数据处理模块。与此同时，传感器模块提取视频数据生成时刻的传感器数据，同样将传感器数据传输给数据处理模块。之后数据处理模块将视频数据以及传感器数据，根据档次和级别的定义，进行处理，以可管、可查、可巡视的监控系统规定的数据传输标准发送。

与现今普遍采用的视频监控系统前端相比，本发明满足可管、可查、可巡视的智能监控系统的要求：

1、可管：本监控系统前端，利用全球定位系统（GPS）、射频身份识别装置等传感器，采集了监控摄像设备的相关信息，并根据不同的级别及档次传达给智能监控系统。根据这些相关信息，系统可以对前端设备的具体情况有更直接的掌控，从而实现对于监控系统的前端设备的有效管理。

、可查：本监控系统前端，利用智能分析技术以及方向传感器等设备，有效的反馈了监控系统前端的工作状态，以及监控区域的具体情况。根据不同的级别及档次，将这些信息反馈给监控系统，从而可以帮助监控系统查询某时刻监控系统前端的状态，以及某时刻监控区域的状态。

、可巡视：本监控系统前端，利用智能分析技术以及方向传感器等设备，提取了当前监控系统的前端状态，尤其是监控摄像头的视角状态，可以计算本监控系统前端监控的范围，并可以操作，改变摄像头状态，进行巡视。

附图说明

图1为本发明实施例系统原理框图。

图2为本发明实施例中的系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供一种可管、可查、可巡视的监控系统的前端，包括如下具体模块：

模块一：监控摄像模块。由于本模块的主要功能是采集监控区域的视频信息，所以只要采用能够有效采集视频信息的监控摄像部分就可以满足基本要求。不过根据不同的实际需求以及不同的级别和不同的档次的规定，监控摄像设备需要满足其对应的基本数据要求，如清晰度，彩色\黑白，可视视角等。本实例中的监控摄像模块采用的是摄像头参数为38万像素，枪型，彩色摄像头，可利用RS-485接口通信。

模块二：传感器模块。本模块主要完成对于监控摄像模块的位置、基本信息以及巡视角度等信息的采集工作。本实施例中，采用全球定位系统（GPS）、射频身份识别装置以及方向传感器三种传感器设备。其中全球定位系统用于提取监控摄像设备的地理位置信息；射频身份识别装置用于保存此摄像设备的基本出场信息及技术参数；方向传感器用于实时采集摄像头的视角方向。同时这三种传感器设备都可以将信息转化为数字信号，传送给数据处理模块进行统一处理，并与基本视频信息相结合一起传送给智能监控系统本身。

模块三：智能分析模块。本模块主要对于目前监控摄像模块录制的监控视频进行实时分析，并对于一些系统已设定的特殊情况进行分析和监测。本实施例中，采用工作状态检测模块，用于检测当前状态下监控视频摄像头的工作状态是否正常。并将工作状态转化为数字通讯信号，传送给数据处理模块进行封装。

本实施例中，还可以进一步包括异常行为检测模块，用于对原始视频数据进行异常行为检测分析，并将结果传送给数据处理模块。

模块四：数据处理模块。本模块将监控摄像模块、传感器模块、智能分析模块的数据进行处理和封装。本实施例中采用的是个人计算机对于这些数据进行处理、分析、封装和发送。同时该数据处理模块可以根据级别和档次模块中定义的不同级别及档次对于视频数据、传感器数据、智能分析数据进行筛选和处理。比如对于主级别和主档次的情况，数据处理模块需要每秒发送给智能监控系统一帧的视频图像同时发送地理位置信息、工作分辨率、当前视角、工作状态是否正常等数据。各模块与数据处理模块相互的通讯，采用的是USB2.0的接口协议。

模块五：级别及档次模块。本模块定义了不同的监控级别和不同的监控档次，对于不同的实际应用要求以及不同的实际监控情况，可以选择合适的监控级别和监控档次。其中监控级别以及监控档次对于监控摄像模块需要采用的具体监控设备的技术参数的要求进行了规定；

对于传感器模块需要采集的可管、可查、可巡视的监控系统的前端相关信息的精度和内容进行了规定；对于智能分析模块需要进行分析的内容和事件进行了规定；对于数据处理模块中，采用数据协议格式，以及数据包包含内容的进行了明确规定。

对于不同级别的定义监控视频摄像头的相关要求，如下：

对于不同级别的定义传感器及智能分析相关要求

GPS复杂度可定义如下：

对于不同档次子集（profile）的定义

通过以上五个部分便实现了可管、可查、可巡视的监控系统的前端。

本实施例对于主要级别主要档次规定下的可管、可查、可巡视的智能监控系统前端进行了实现。具体如下：

模块一的实现：

根据本类本级别对视频监控采集的要求，本实例采用常见的网络摄像头。其接口为USB数据接口，直接连接到个人电脑上后，安装完驱动程序即可。而对模块的调用，则用C语言编程实现，按照输入的参数选择对应的帧率和分辨率大小，获得对应的视频帧元数据，并通过C语言实现元数据的格式转化与简单图像处理，目的是为了使其易于显示，并压缩数据。

模块二的实现：

根据本类本级别对传感内容及精度的要求，本实例采用一般精度GPS接收器与被动型RFID读卡器。GPS接收器的接口为USB数据接口，直接连接到个人电脑上，安装驱动程序即可。RFID模组的接口为USB，安装读卡器驱动CP210X即可。对模块的调用，采用C语言编程实现。按照输入参数选择是否开启对应模块数据采集，并对采集到的数据记录下来。

模块三的实现：

本模块针对前端各项工作模块的分析与检测，在本实例中采用工作状态监测模块。对模块的调用，采用C语言编程实现。按照输入参数选择检测的模块名称与工作参数，并对工作状态是否正常做出记录。

模块四的实现：

本模块将所需要的数据进行封装。对模块的调用采用C语言编程实现。根据定义的数据传输格式与前端工作参数，将所有记录下来的数据，包括视频数据，GPS数据，RFID数据，工作状态数据等等进行分割和封装。

模块五的实现：

本模块定义类别和级别。对模块的调用采用C语言编程实现。根据所需要设定的类别和级别，输入对应的工作参数即可。

如图2所示，视频数据首先由监控摄像模块进行提取和生成，通过智能分析模块对于原始视频数据进行检测分析，将视频数据以及智能分析数据传输给数据处理模块，与此同时，传感器模块提取视频数据生成时刻的传感器数据，同样将传感器数据传输给数据处理模块；之后数据处理模块将视频数据以及传感器数据，根据级别及档次模块的档次和级别的定义，进行处理，以可管、可查、可巡视的监控系统规定的数据传输标准发送。本发明中不仅提取了前端监控摄像部分的视频数据；而且采集了监控系统前端的位置，方向及技术参数；同时对于不同的情况，将智能监控系统的前端设计分为了不同的级别及档次，从而满足不同的实际需求，更有效的，可根据不同实际情况的将数据传送给可管、可查、可巡视的智能监控系统。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征在于，包括以下五个模块：

监控摄像模块：本模块完成视频监控数据的采集工作，对于监控区域的情况进行实时监控，并将视频数据进行编码传输至数据处理模块；

传感器模块：本模块完成对于监控摄像模块的相关传感信息的采集工作；

智能分析模块：本模块对目前监控摄像模块录制的监控视频进行实时分析，并对于系统已设定的情况进行分析和监测；

数据处理模块：本模块将监控摄像模块、传感器模块、智能分析模块的数据进行处理和封装，按照级别及档次模块的定义，选择监控摄像信息、传感器信息、智能分析信息，以规范化的数据格式进行封装，形成系统能传输并能由系统接收的数据包；

级别及档次模块：本模块定义了各监控级别和监控档次，对于各种实际应用要求以及实际监控情况，定义监控设备技术参数、传感器查询频率，智能分析模块的检测频率；

视频数据首先由监控摄像模块进行提取和生成，通过智能分析模块对于原始视频数据进行分析，将视频数据以及智能分析数据传输给数据处理模块，与此同时，传感器模块提取视频数据生成时刻的传感器数据，同样将传感器数据传输给数据处理模块；之后数据处理模块将视频数据以及传感器数据，根据级别及档次模块的档次和级别的定义，进行处理，以可管、可查、可巡视的监控系统规定的数据传输标准发送。

2.根据权利要求1所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述传感器模块包含全球定位系统、射频身份识别装置以及方向传感器，其中全球定位系统用于提取监控摄像设备的地理位置信息；射频身份识别装置用于保存此摄像设备的基本出场信息及技术参数；方向传感器用于实时采集摄像头的视角方向，同时这三种传感器设备都能将信息转化为数字信号，传送给数据处理模块进行统一处理，并与基本视频信息相结合一起传送给智能监控系统本身。

3.根据权利要求1所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述智能分析模块包括工作状态检测模块，用于检测当前状态下监控视频摄像头的工作状态是否正常，并将工作状态转化为数字通讯信号，传送给数据处理模块进行封装。

4.根据权利要求1或3所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述智能分析模块包括异常行为检测模块，对于原始视频数据进行异常行为检测分析，并将结果传送给数据处理模块。

5.根据权利要求1所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述级别及档次模块，其中监控级别以及监控档次对于监控摄像模块需要采用的具体监控设备的技术参数的要求进行了规定；对于传感器模块需要采集的可管、可查、可巡视的监控系统的前端信息的精度和内容进行了规定；对于智能分析模块需要进行分析的内容和事件进行了规定；对于数据处理模块中，采用数据协议格式，以及数据包包含的内容进行了明确规定。

6.根据权利要求1或5所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述级别及档次模块定义了不同的级别及档次，其中对于不同级别的定义监控视频摄像头的相关要求如下：

低级别：最大水平分辨率352，最大垂直分辨率288，最大可视视角50度及以下，最大视频分组包4096比特，最大码流速度128；

主要级别：最大水平分辨率720，最大垂直分辨率576，最大可视视角75度，最大视频分组包8192比特，最大码流速度1500；

高级别：最大水平分辨率1280及以上，最大垂直分辨率768及以上，最大可视视角90度及以上，最大视频分组包16384比特，最大码流速度38400。

7.根据权利要求1或5所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述级别及档次模块定义了不同的级别及档次，其中对于不同级别的定义传感器及智能分析相关要求如下：

低级别：仅包含传感器模块和工作状态检测模块，本级别适合大场景观览、郊区简单场合监视及非重要路段监视；

主要级别：包含低精度的全球定位系统，只读的射频身份识别装置，方向传感器，工作状态检测模块；本级别介入了GPS、RFID信息，适合对地域、位置信息敏感的区域监控、有一定的工作安全保障；

高级别：本级别包含一般精度或高精度的全球定位系统、可读写的射频身份识别装置，位置传感器、工作状态检测模块及异常行为检测模块；本级别适合与任何监视场景，包含丰富的监控相关信息。

8.根据权利要求1或5所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述级别及档次模块定义了不同的级别及档次，其中对于GPS设备的精度定义相关要求如下：

低精度：误差范围小于100米；

一般精度：误差范围小于10米；

高精度：误差范围小于1米。

9.根据权利要求1或5所述的可管、可查、可巡视的监控系统的前端，其特征是，所述级别及档次模块定义了不同的级别及档次，其中对于不同的档次定义相关要求如下：

简单类：每30秒传送一帧图像，不传送其他相关信息；

主要类：每15秒传送一帧图像，随图像数据传送全球定位系统数据，射频身份识别数据，以及工作状态的检测结果；

核心类：每5秒传送一帧图像，随图像数据传送全球定位系统数据，射频身份识别数据，方向传感器数据以及工作状态的检测结果；

高级类：实时传送数据，随图像传送全球定位系统数据，射频身份识别数据，方向传感器数据以及所有检测模块的检测结果。

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