CN102710930A - 可远端监视的网络监控及网络广告一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可远端监视的网络监控及网络广告一体机，包括CPU系统模块、音频模块、显示模块、用于存储数据的存储模块和用于通过网络进行数据传输的网络模块；所述CPU系统模块与所述音频模块通过IIS总线相连，所述CPU系统模块与所述显示模块通过RGB888协议相连；所述存储模块、网络模块与所述CPU系统模块电性连接；所述CPU系统模块，用于控制该一体机功能的所有接口；所述音频模块及功率放大电路；所述显示模块，包括两部分：通道选择部分和TTL信号转LVDS信号部分。采用本发明，能够在不增加成本的前提下，通过改造网络广告机实现远端监控以及实现透过网络查看远端监控画面的功能。

Description

可远端监视的网络监控及网络广告一体机

技术领域

本发明涉及网络通信及影像处理技术领域，尤其涉及一种可远端监视的网络监控及网络广告一体机。

背景技术

随着广告机的应用场合越来越广泛，客户的应用要求也在不断的提高，网络广告机顺应市场的需求而生。网络广告机能够透过服务器管理软件实现客户进行远距离的统一管理和传输播放文件的功能，这样的管理模式更加快捷，也更加方便，毋需一台台更新播放文件，节省了人力物力。可以帮助客户实现一点管理多点，实现真正意义上的全局掌控。

而大多数安装网络广告机的场合，也有安装监控的需求。若安装能够独立运作的监控设备，如闭路电视监视系统等，又增大了客户的开支。因此，在不增加费用的情况下，只要有一台本发明的一体机就可以实现远程监控和网络广告播放两种功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可远端监视的网络监控及网络广告一体机，在成本不增加的前提下，通过改造网络广告机实现远端监控以及实现透过网络（通过任何上网工具）查看远端监控画面的功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可远端监视的网络监控及网络广告一体机，主要包括CPU系统模块、音频模块、显示模块、用于存储数据的存储模块和用于通过网络进行数据传输的网络模块；所述CPU系统模块与所述音频模块通过IIS总线相连，所述CPU系统模块与所述显示模块通过RGB888协议相连；所述存储模块、网络模块与所述CPU系统模块电性连接；其中：

所述CPU系统模块，用于控制该一体机功能的所有接口；

所述音频模块，包括用于将数字音频信号转换成模拟音频小信号的D/A转换电路；以及用于将模拟音频小信号进行放大以连接喇叭的功率放大电路；

所述显示模块，包括两部分：RGB666与RGB888的通道选择部分，以及TTL信号转LVDS信号的部分。

其中：所述CPU系统模块进一步与USB接口模块相连，。

所述CPU系统模块进一步与红外接收模块相连。

该一体机的远端监视和网络广告功能通过遥控切换在同一台显示器上实现。

所述CPU系统模块进一步包括动态随机存取存储器接口和共享静态随机存取存储器接口的A部分；用来进行视频信号输出的B部分；用来控制音频接口、修改芯片数据的Nor Flash接口即C部分，还有用于提供电源的D部分。

所述CPU系统模块为IAMPx200芯片。所述显示模块包括EP387A芯片。

所述红外接收模块包括F16288芯片。

本发明所提供的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，具有以下优点：

采用本发明的所述一体机，只需买一套设备（网络广告机+多只监控摄像头）就可以同时拥有广告、监控及远程查看三种功能，而该产品的造价却仅相当于市场上单独购买监控系统的价格，减少了客户重复架设监控（视）系统的麻烦，并降低了总体成本。

附图说明

图1为本发明的硬件系统架构示意图；

图2为本发明硬件系统的各模块之间连接关系示意图；

图3为本发明IMAPx200的组成架构示意图；

图4为本发明CPU系统模块的三总线电路示意图；

图5A、图5B为本发明显示信号输出电路示意图；

图6为本发明Nor Flash接口电路示意图；

图7A、图7B为本发明IMAPx200电源电路示意图；

图8A、图8B为本发明的音频模块电路示意图；

图9为本发明的音频功率放大电路原理图；

图10为本发明的音频模块的工作过程示意图；

图11为本发明TTL信号转LVDS信号转换IC电路连接示意图；

图12为图11所示IC内部电路框图；

图13为图12所示IC工作过程示意图；

图14为本发明的USB接口模块功能示意图；

图15A、图15B为图14所示USB接口模块中一组USB差分信号扩充为4组的电路示意图；

图16为图14所示USB接口模块中一组USB差分信号用于硬盘的数据存储电路示意图；

图17A、图17B、图17C为本发明的存储器模块电路示意图；

图18为图17A、图17B、图17C所示存储器模块运行时序示意图；

图19为图17A、图17B、图17C所示DDR2电路连接原理示意图；

图20为本发明红外接收模块电路连接示意图；

图21为本发明网络模块连接电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的一体机作进一步详细的说明。

图1为本发明的硬件系统架构示意图，如图1所示，本发明的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其硬件系统，主要包括CPU系统模块、音频模块、显示模块、接口模块、存储模块、红外接收模块和网络模块。所述音频模块进一步包括D/A转换电路和功率放大电路。所述存储模块进一步包括系统引导子模块、内存储器（简称：内存）和Linux系统存储子模块。由这些系统来实现远端监视功能和网络广告之间的切换，从而体现了一体机的功能。

图2为本发明硬件系统的各模块之间连接关系示意图，如图2所示，所述整个硬件系统主要是以CPU系统模块为中心，其他的所有的外围电路模块（LED显示模块、音频模块、存储模块、网络模块、红外接收模块、USB接口模块）都是与CPU系统模块为核心进行信息交换的。其中：

1）CPU系统模块

该CPU采用IMAPx200。IMAPx200合并了高效的ARM1136JFS内核.IMAPx200，该系统模块包括：微处理系统、存储器管理子系统、显示控制子系统、以太网MAC控制器、音频接口、USB接口等外部设备接口。以IMAPx200来控制和实现可远端监视及网络广告播放一体机的所有接口的功能。其组成如图3所示。

由于IMAPx200引脚位置的分布，我们将CPU系统模块分为4部分：

A部分：包括动态随机存取存储器接口和共享静态随机存取存储器接口（DRAM Memory Port and Shared SRAM Memory Port）。动态随机存取存储器按总线分为三种地址总线、控制总线、数据总线。如图4所示，其中DDR2_A0-DDR2_A14为地址总线，其I/O方式为输入。控制总线包括：CS片选（Chip select）、RAS、CAS、WE命令写入（Command input）、CKE始终时能（Clock enable）、CK、CK差分时钟信号输入（Differential clock input）；还有数据总线DDR2_D[31..0]为数据输入输出。这部分主要是跟图19所示DDR2部分发生电性相连。通过这两部分的信号线传输来实现所有外部数据的存储和读取的。

B部分：如图5A、图5B所示，包括RGB三色8bit的信号输出，即VO_D(0-23)是数据信号线，VO_VSYNC和VO_HSYNC分别是垂直同步和水平同步信号线。它与图11所示双像素LVDS 传送模块（EP387A）电性相连，再输出显示。3个USB接口，即USB(0-2)_DM/USB(0-2)_DP。这3个USB接口分别是一个实现一拖四个的USB接口（USB1_DM/USB1_DP）,一个SATA硬盘(USB2_DM/USB2_DP)，一个WiFi或是3G(USB0_DM/USB0_DP)。这部分要与图15A、图15B、图16发生电性相连，从而实现各自应有的功能。还包括网络接口和TF、SD卡接口。其中网络接口部分即LAN_TXD(0-3)，LAN_RXD(0-3）是数据信号线，LAN_TXCLK，LAN_RXCLK是分别控制两组的时钟信号线，其他都是网络接口的反馈信号线。这些信号线与图21所示部分发生电性相连，TF卡接口即图5A、图5B所示的SD0_DATA(0-3)为数据信号线，SD0_CLK，SD0_CMD为控制信号线。SD卡接口部分则是图5A、图5B所示的SD1_DATA(0-3)为数据信号线，SD1_CLK，SD1_CMD为控制信号线。是与图17A、图17B、图17C所示部分发生电性相连来实现存取数据的功能。如图5A、图5B所示，由于液晶屏的不同，LVDS（低压差分信号）也不尽相同。要想使主板的通用所有的屏，我们需要排阻来进行切换，RN1-RN6的排阻用于RBG666信号，而RN7-RN12的排阻用于RGB888信号。

C部分：如图6所示。包括Nor Flash接口，即NOR_A(0-21)为数据信号线，XKBROW（4-7）是反馈信号线，这部分是与图17A、图17B、图17C所示的Nor Flash部分发生电性相连，来实现系统存储功能。IIS（音频总线）接口，即I²C_SCL0/I²C_SDA0为控制信号线，I²S_DO/I2S_DI为音频的输出和输入，I²S_BCLK/I²S_MCLK为两根时钟信号线。I²S_WS是反馈信号线。这部分是与图8A、图8B所示发生电性相连，来实现声音输入和输出的功能。UART接口，即UART0_RXD/UART0_TX，分别为两根数据的读取和输入的信号线，这是主芯片修改程序的接口，如图8A、图8B所示的UART接口（To UART Daugther BD）。图6中其他的信号线都是一些反馈给主芯片和测试用的信号线，通过C部分，来控制音频接口以及芯片数据的修改或是升级，以及芯片功能的测试。

D部分：IMAPx200的电源如图7A、图7B所示。通过外部电源+12V转换成+5V，再由+5v转成IMAPx200所需的电源，有+3.3V、+2.5V、+1.8V、+1.2V，从而保证IMAPx200能正常的工作。

2）音频模块

音频模块主要分成两个部分：一部分（D/A转换电路）将数字音频信号转换成模拟音频小信号，另一部分（功率放大电路）将模拟音频小信号进行放大以连接喇叭。

如图8A、图8B所示，由于IAMPx200的数字音频接口是I²S总线，所以采用CS42L51进行I²S总线转换成双声道的模拟音频小信号，该芯片CS42L51是一款高集成，24位，96kHz，低能耗的立体声编解码器，它可以从4kHz 到96kHz做无限的采样率调整。DAC和ADC提供了很多适用于低耗的功能。在ADC输入时，允许独立通道控制多项功能。可选择麦克风电平输入或是多路复用电平的输入。而该ADC还具有数字音量衰减器和软斜坡过渡，可编程的ALC和噪音门监控输入信号，并可适当调整音量。而DAC包括一个数字信号处理引擎。音量控制提供了四种可选的拐角频率的低音和高音调节。该DAC还包括去加重音，限制功能和蜂鸣器发生器，提供横跨两个八度范围内选择的色调。根据该芯片的设计功能，使耳机和麦克风有更高品质的输出和输入。因此，通过CS42L51可以对音频小信号进行耳机的输出以及麦克录音处理。以此来方便用户的使用。而它也是要与CPU的C部分（图6所示）发生电性相连，来实现应有的功能。 

如图8A、图8B所示，I²S_DO_4251/I²C_DI_4251，I²C_SDA0_4251/I²C_SCL0_4251，I²S_MCLK_4251/I2S_BCLK_4251这些信号线经过CS42L51的转换输出AOUTB和AOUTA，这两跟信号外接端口即音频小信号的输出。而这两个信号再经过处理跟图9相连，即可放大音量输出。而CS42L51的输入电压是+3.3V，经过自身转换成+1.8V。要保证正常电压的输入才可以保证该芯片的正常工作。图8A、图8B中的其他信号线均为该芯片的反馈和测试的信号线。

音频放大部分采用的是TDA14517进行音频功率放大，如图9所示，它与图8A、图8B所示的CS42L51发生电性相连，通过AOUTA/AOUTB信号线，再经过TDA14517的处理，转出SP_L1/SP_R1，即左声道和右声道的输出，从而把模拟的小信号输出变成可外接喇叭的大功率音频的输出，实现了本广告机声音外放的功能。而TDA14517的正常工作电压是+12V输入。音频模块的工作示意如图10所示，先是通过CS42L51把数字音频信号转换成模拟音频小信号输出，这个可以直接外接耳机，在此基础上再通过TDA14517把模拟小信号放大，这样就可以外接喇叭，实现广告机的声音输出。

3）LCD显示模块

LCD显示模块包括两个部分：一部分是RGB666与RGB888的通道选择部分，另一部分是TTL信号转LVDS信号。第一部分RGB666与RGB888的通道选择部分可以通过排阻进行控制，已经在CPU系统模块的B部分提到过。

而TTL信号转LVDS信号部分则需要一个转换IC，我们选用的是EP387A如图11所示，R(10-27)，B(10-27)，G(10-27)这是RBG三色的数据信号线，VSYNC/HSYNC是垂直同步和水平同步信号线，CLKIN是时钟控制信号线，它是用来触发RGB信号线的。这部分信号线经过EP387A的转换，输出LVDS信号线，即LVDS_D(0-7)M/LVDS_D(0-7)P是数据信号线，LVDS_CLK（0-1）M/LVDS_CLK(0-1)P是时钟控制信号线。通过这些线可以外接显示，输出图像。其中内部框图如图12所示。由于EP387A支持24bit和18bit两种的单通道和双通道，单双通道的切换非软件所为，而是通过DUAL引脚进行控制。当双像素点输入， DUAL=VDD时，双通道输出。当单像素点输入，DUAL=1/2VDD时，双通道输出。当单像素点输入，DUAL=GND时，单通道输出。其中工作过程如图13所示，CPU部分的线路通过RGB666和RGB888通道的选择，接着是TTL信号通过EP287A转换成LVDS，从而实现显示器的正常的输出。

4）USB 接口模块

USB接口模块有3个USB2.0接口组成。此部分与CPU的B部分（图5A、图5B所示）有电性相连。3个USB接口都是IMAPx200提供，3个USB接口分别为内置预留（用于WiFi和3G）、USB Hub（进行4个USB的扩充）、HD Sata（用于硬盘）。如图14所示。

其中一组USB接口用于USB的扩充。我们采用的是GL850，可以将一组USB差分信号，扩充成为4组，如图15A、图15B所示，DP0/DM0(USB1_DM/USB1_DP)为与CPU相连的一对信号，通过GL850生成4对信号，DP1/DM1，DP2/DM2，DP3/DM3，DP4/DM4，用来外接4个USB2.0接口。GL850的工作电压是+5V。其他的信号线都是用来控制芯片或是USB接口的反馈信号。同时GL850嵌入了一个8位的RISC处理器，来操纵或是控制状态寄存器，并请求USB主机做出回应。而GL850控制通用的I/O口来访问外部的EEPROM，而回应的主机自定义PID和VID在外部的配置，再用内部掩码ROM的默认值来回应主机，而无需外部的EEPROM，从而方便了用户。该芯片的正常工作的输入电压是+5V.其内部可以自身转换成+3.3V。由此通过这4个USB来实现监控的功能，或是可以用USB来实现的其他功能。

另外一组用于硬盘的数据存储。采用的IC是ASM1051。它与CPU的B部分（图5A、图5B所示）电性相连，它可以将高速的USB2.0串行ATA转换成也是高速的SATA1.5/3.0Gbps，实现数据的大容量、高速存储。这样就可以把外部的图像通过CPU的处理存储到大容量的硬盘中。从而就可以把监控录像进行存储，以便客户能随时调取。如图16所示，是该芯片的信号连接部分。其中，脚位14,15即UDP/UDN是与CPU发生电性相连的一对USB信号线（USB2_DM/USB2_DP），再通过ASM1051转换成可接SATA硬盘的信号线，即STXP/STXN，SRXP/SRXN，它的外部供电是+3.3V，通过自身的转换产生+1.2V的电压。其他信号都用来提供控制和反馈给ASM1051的。

还有的一组USB信号线（USB0_DM/USB0_DP）则直接外接USB接口，用于内置预留（用于WiFi和3G或是外籍鼠标）。

5）存储模块

存器模块包括4个部分:NOR Flash、DDR2、TF Card 和SD Card。

如图17A、图17B、图17C所示，TF Card ，SD Card和NOR Flash原理接口，该部分与CPU的C部分（图6所示）发生电性相连。TF Card如图17A、图17B、图17C中的J5，SD0_DATA(0-3)为数据线，SD0_CMD，SD0_CLK，SD0_WP0控制信号线，其外部供电时+3.3V。SD Card如图17A、图17B、图17C中的J6，SD1_DATA(0-3)为数据线，SD_CMD,SD_CLK,SD_WP1，SD_CD#1为控制信号线，其外部供电也是+3.3V。而DDR2部分则是与CPU的A部分（图4所示）发生电性相连。DDR2的信号连接关系如图19所示，包括动态随机存取存储器接口和共享静态随机存取存储器接口（DRAM Memory Port and Shared SRAM Memory Port）。动态随机存取存储器按总线分为三种地址总线、控制总线、数据总线。其中DDR2_A0-DDR2_A14为地址总线，其I/O方式为输入。控制总线包括/CS片选（Chip select）、/RAS,/CAS,/WE命令写入（Command input）、CKE始终时能（Clock enable）、CK,/CK差分时钟信号输入（Differential clock input），还有就是数据总线DDR2_D[31..0]为数据输入输出。其主要的功能就是能快速的读取和存储数据，该内容已在CPU系统模块的A部分（图4）说明，这里不再赘述。

NOR Flash用于存储引导程序，引导linux操作系统调入DDR2（内存）。DDR2相当于电脑的内存。TF Card用于linux操作系统的存储，而SD Card用于存储播放文件。其中NOR_D(0-15)为数据信号线，用来传输数据，NOR_A(1-21)为地址信号线，其他都是控制信号线，其外部供电是+3.3V。通过这些信号线来实现数据输入和输出。

本发明的一体机，是利用ID访问HTTP服务器，HTTP服务器根据终端ID，将此终端的4个XML文件存放路径返回给终端；得到XML文件的存放路径后，终端根据此路径访问FTP服务器（4个XML文件都存放在FTP服务器中），找到文件后并开始下载。所述4个XML文件依次是：

Download.xml：解析该文件后，终端可得到一个排程中需要的所有媒体文件的存放路径，得到存放路径后即可找到该媒体文件。

Message.xml：若用户使用即时消息，解析该文件后终端可得到用户需要下发的即时消息的内容以及文字的各项属性，例如：文字的滚动速度，文字大小，文字颜色，背景色等等；若用户不使用即时消息将不会生成此文件。

Devicecofig.xml：解析该文件后，终端可得到关于自身属性项的设置要求，例如：此终端具体开关机时间；是否打开天气显示功能，时钟显示功能；播放日志保存最长时间；LOGO区的图片形式等等。

Schedule.xml：解析该文件后，终端可得到具体的UI界面分配信息；整个排程的时间分配；各项播放媒体文件的属性设置等。

存储器模块时序运行示意图。如图18所示。开机后，读取NOR Flash的引导程序引导TF Card的linux操作系统，接着把linux操作系统调入DDR2(内存)中，这样就可以使得系统正常的运行了。

6）红外接收模块

我们采用的IC是F16268为8bit的MCU。如图20所示。CIR是一个红外接收信号线，经过F16268的处理，要输出给CPU执行，即SPI_FCS#、SPI_FCLK、SPI_FMOSI、SPI_FMISO、SPI_CS#、SPI_CLK、SPI_SI，SPI_SO这些线都有与CPU相连。通过这些信号线把相应的动作编码传送给CPU，从而在显示器上实现相应的遥控功能。该芯片的其他信号线则是一些触发控制信号线和一些测试要用到的信号线。而该芯片的工作电压是+3.3V。

红外接收模块是由一个红外传感器和MCU组成。红外传感器用于接收红外命令信号，MCU接收红外命令信号，并产生相应的编码的动作信号，再传送给CPU执行相应的命令。

7）网络模块

网络模块作用于MAC层的网络数据传输。采用的IC为DM9161。该芯片支持自动协商功能，兼容与IEEE820.3U完全集成的单芯片直接物理层接口磁。可选择双绞线或是光纤输出模式。这个模块与CPU中的B部分（图5A、图5B）以电性相连。如图21所示，LAN_TXD(0-3)，LAN_RXD(0-3）是数据信号线，LAN_TXCLK，LAN_RXCLK是分别控制两组的时钟信号线，这些信号线经过DM9161转成两组网络接口输出的信号线，即TPTX-/+，TPRX-/+。该芯片的正常工作电压为+3.3V和+2.5V。通过DM9161就可以实现网络接口相应功能。

本发明的所述一体机，可用于小商店，餐厅，住宅等小区域形态场所。可监视记录，播放广告，可通过手机、电脑等可联网设备远端即时查看店铺运营或居家安全情况。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，主要包括CPU系统模块、音频模块、显示模块、用于存储数据的存储模块和用于通过网络进行数据传输的网络模块；所述CPU系统模块与所述音频模块通过IIS总线相连，所述CPU系统模块与所述显示模块通过RGB888协议相连；所述存储模块、网络模块与所述CPU系统模块电性连接；其中：

所述CPU系统模块，用于控制该一体机功能的所有接口；

所述音频模块，包括用于将数字音频信号转换成模拟音频小信号的D/A转换电路；以及用于将模拟音频小信号进行放大以连接喇叭的功率放大电路；

所述显示模块，包括两部分：RGB666与RGB888的通道选择部分，以及TTL信号转LVDS信号的部分。

2.根据权利要求1所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述CPU系统模块进一步与USB接口模块相连，。

3.根据权利要求1或2所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述CPU系统模块进一步与红外接收模块相连，接收红外命令信号，并产生相应的编码动作信号再传送给CPU系统模块执行相应命令。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，该一体机的远端监视和网络广告功能通过遥控切换在同一台显示器上实现。

5.根据权利要求1至3任一项所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述CPU系统模块进一步包括动态随机存取存储器接口和共享静态随机存取存储器接口的A部分；用来进行视频信号输出的B部分；用来控制音频接口、修改芯片数据的Nor Flash接口即C部分，还有用于提供电源的D部分。

6.根据权利要求1所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述CPU系统模块为IAMPx200芯片。

7.根据权利要求1所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述显示模块包括EP387A芯片。

8.根据权利要求3所述的可远端监视的网络监控及网络广告一体机，其特征在于，所述红外接收模块包括F16288芯片。

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