CN111010531A - 产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单板计算机技术领域，且公开了产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，包括中央处理器，所述中央处理器的顶部与内存条双向电性连接，所述中央处理器的右侧与千兆网络控制器双向电性连接，所述千兆网络控制器的右侧与千兆交换控制器双向电性连接，所述中央处理器的右侧与视频处理芯片双向电性连接，所述视频处理芯片的右侧与多路摄像头双向电性连接，所述中央处理器的右侧与迷你SATA接口双向电性连接。本发明在单一板卡上实现了视频接收，数据处理、网络通信、串口通信、CAN总线通信，极大减少了列车上机箱占用空间，同时方边现场维护，可节省整体系统维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及单板计算机技术领域，具体为产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统。
背景技术
在列车运行中，视频监控是行车安全中非常重要的一个环节，列车的视频监控系统能够对路况、司机室、机械间等关键重要区域实施监控，并可与防火系统实施联动。这就需要视频监控系统中实现以下几个功能：
1.视频接收：既获取摄像头传输过来的实时图像信息，并进行解码通常由专用视频卡完成；
2.视频处理与报警：将视频卡解码后的数据进行压缩、存储及分析，并根据判断输出音频信号用于报警，通常有专用主处理卡完成；
3.信息发送：通过对视频数据的分析及判断，依照一定的规则，与外部系统相互通信，通常是是通过网络、串口及CAN总线对外通信，由系统的主板及相应功能外围卡完成。
传统的视频监控系统主要由视频处理卡、主处理卡和通信卡组成，其中根据通信的接口要求，通信卡数量和规格有所不同。在实际现场布置中，监控摄像头放置于现场，而由视频处理卡、主处理卡和通信卡组成的视频监控系统则放置于专用机箱中，列车中的板卡机箱多采用插卡方式，每一个功能板卡占用一个板卡槽位，通过机箱背板通信并获取供电。由于视频子系统所包含的板卡数量较多(3-5块)，因此在机箱中需要占3-5个槽位，一方面占用空间较多，一方面维护成本也相对较高。
对此提供一种产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，本发明采用集成化设计，针对视频监控中的核心功能，将视频处理卡、主处理卡、通信卡集合在一块板卡上，极大节省了机箱内的宝贵空间，同时降低了系统维护难度。
发明内容
为实现上述，将视频处理卡、主处理卡、通信卡集合在一块板卡上，极大节省了机箱内的宝贵空间的目的，本发明提供如下技术方案：产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，包括中央处理器，所述中央处理器的顶部与内存条双向电性连接，所述中央处理器的右侧与千兆网络控制器双向电性连接，所述千兆网络控制器的右侧与千兆交换控制器双向电性连接，所述中央处理器的右侧与视频处理芯片双向电性连接，所述视频处理芯片的右侧与多路摄像头双向电性连接，所述中央处理器的右侧与迷你SATA接口双向电性连接，所述中央处理器的右侧与音频控制器双向电性连接，所述音频控制器的输出端与功放芯片的输入端电性连接，所述功放芯片的输出端与音频输出口的输入端电性连接，所述中央处理器的右侧与串行外设接口双向电性连接，所述中央处理器的底部与串口控制器的双向电性连接，所述中央处理器的底部与EC控制器双向电性连接，所述中央处理器的左侧与VGA接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与Mini PCI-E连接器双向电性连接，所述中央处理器的左侧与两个USB接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与USB HUB控制器双向电性连接。
作为优化，所述千兆交换控制器的右侧分别电性连接有路口一、路口二、路口三和路口四。
作为优化，所述串口控制器的右侧分别电性连接有串口一、串口二、串口三和串口四。
作为优化，所述USB HUB控制器的左侧电性连接有三个USB接口。
作为优化，所述中央处理器分别与硬盘和显示屏双向电性连接。
作为优化，所述EC控制器的底部与键盘双向电性连接，所述EC控制器的输出端与LED指示灯输入端电性连接。
本发明的有益效果是：本发明是一种单板计算机，与传统通用单板计算机不同，在一块板卡上实现基本计算机功能的同时，还针对专用列车视频监控系统所需要的功能予以扩展，从而实现了使用一块板卡，即可完成视频处理子系统的核心功能。本发明在单一板卡上实现了视频接收，数据处理、网络通信、串口通信、CAN总线通信，极大减少了列车上机箱占用空间，同时方边现场维护，可节省整体系统维护成本。
具体优点总结如下：
1.在单一板卡上实现双路视频信号采集；
2.在单一板卡上实现视频信号处理；
3.在单一板卡上实现网络、串口及CAN通信。
附图说明
图1为本发明运行原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，包括中央处理器，所述中央处理器分别与硬盘和显示屏双向电性连接，所述中央处理器的顶部与内存条双向电性连接，所述中央处理器的右侧与千兆网络控制器双向电性连接，所述千兆网络控制器的右侧与千兆交换控制器双向电性连接，所述千兆交换控制器的右侧分别电性连接有路口一、路口二、路口三和路口四，所述中央处理器的右侧与视频处理芯片双向电性连接，所述视频处理芯片的右侧与多路摄像头双向电性连接，所述中央处理器的右侧与迷你SATA接口双向电性连接，所述中央处理器的右侧与音频控制器双向电性连接，所述音频控制器的输出端与功放芯片的输入端电性连接，所述功放芯片的输出端与音频输出口的输入端电性连接，所述中央处理器的右侧与串行外设接口双向电性连接，所述中央处理器的底部与串口控制器的双向电性连接，所述串口控制器的右侧分别电性连接有串口一、串口二、串口三和串口四，所述中央处理器的底部与EC控制器双向电性连接，所述EC控制器的底部与键盘双向电性连接，所述EC控制器的输出端与LED指示灯输入端电性连接，所述中央处理器的左侧与VGA接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与Mini PCI-E连接器双向电性连接，所述中央处理器的左侧与两个USB接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与USBHUB控制器双向电性连接，所述USB HUB控制器的左侧电性连接有三个USB接口。
其中中央处理器建议采用
Atom E3845，主频1.91GHz，该处理器基于22nm工艺，内建4核4线程处理器核心，并集成HD Graphics显示核心，集成内存控制器及SATA,PCI-E控制器，该处理隶属于Bay Trail-I平台，主要面向工业控制领域，2013年4季度发布，在多个行业中有大规模应用，产品成熟稳定，生命周期较长。
其中内存条建议选用Micron的工业级DDR3内存颗粒MT41K256M16HA-125IT:E，单片容量512MB，最大速率为1300MHz，内存颗粒共有8片，采用直接焊接在板上的方式，以增加机械稳固性，容量达到4GB。
其中千兆网络控制器建议采用搭载4颗
I210IT千兆网络控制器，PCIExpress接口，集成媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)，支持传输速率自适应，支持双工、半双工，支持Auto MDI-X。
其中千兆交换控制器在交互芯片的选择上，选用Marvell 88E617R，这是一款5口千兆交换控制器，可实现5路网口的2层交换。
其中中央处理器带有4个USB2.0接口，在设计中板上引出其中3个USB2.0接口供主板使用，并作保护设计，其余1个USB2.0通过USB HUB控制器GL852G扩展3个USB口引出使用，并作保护设计。
其中视频处理芯片建议使用Intersil TW6869作为视屏处理芯片，可接入多路摄像头传输过来的YUA视频信号，并通过PCIe总线将解码后的想信号传输给CPU乃至操作系统。
其中音频控制器建议使用ALC887作为音频主控，结合功放芯片，可实现2路音频输出。
其中串口控制器建议使用与E3845的LPC总线接驳F81216AD串口控制器，扩展4路串口并作隔离后对外通信。
其中CAN口在设计中通过PCIe总线接驳CAN模块PCM-2680，可实现2路CAN接口，支持CAN2.0B通信协议。
其中EC控制器建议使用与E3845的LPC总线接驳EC控制器KB3930，可实现键盘输入和LED指示灯控制。
总之，本发明是一种单板计算机，与传统通用单板计算机不同，在一块板卡上实现基本计算机功能的同时，还针对专用列车视频监控系统所需要的功能予以扩展，从而实现了使用一块板卡，即可完成视频处理子系统的核心功能。本发明在单一板卡上实现了视频接收，数据处理、网络通信、串口通信、CAN总线通信，极大减少了列车上机箱占用空间，同时方边现场维护，可节省整体系统维护成本。
具体优点总结如下：
1.在单一板卡上实现双路视频信号采集；
2.在单一板卡上实现视频信号处理；
3.在单一板卡上实现网络、串口及CAN通信。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，包括中央处理器，其特征在于：所述中央处理器的顶部与内存条双向电性连接，所述中央处理器的右侧与千兆网络控制器双向电性连接，所述千兆网络控制器的右侧与千兆交换控制器双向电性连接，所述中央处理器的右侧与视频处理芯片双向电性连接，所述视频处理芯片的右侧与多路摄像头双向电性连接，所述中央处理器的右侧与迷你SATA接口双向电性连接，所述中央处理器的右侧与音频控制器双向电性连接，所述音频控制器的输出端与功放芯片的输入端电性连接，所述功放芯片的输出端与音频输出口的输入端电性连接，所述中央处理器的右侧与串行外设接口双向电性连接，所述中央处理器的底部与串口控制器的双向电性连接，所述中央处理器的底部与EC控制器双向电性连接，所述中央处理器的左侧与VGA接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与MiniPCI-E连接器双向电性连接，所述中央处理器的左侧与两个USB接口双向电性连接，所述中央处理器的左侧与USB HUB控制器双向电性连接。
2.根据权利要求1所述的产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，其特征在于：所述千兆交换控制器的右侧分别电性连接有路口一、路口二、路口三和路口四。
3.根据权利要求1所述的产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，其特征在于：所述串口控制器的右侧分别电性连接有串口一、串口二、串口三和串口四。
4.根据权利要求1所述的产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，其特征在于：所述USB HUB控制器的左侧电性连接有三个USB接口。
5.根据权利要求1所述的产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，其特征在于：所述中央处理器分别与硬盘和显示屏双向电性连接。
6.根据权利要求1所述的产品集成视频采集、处理和网络通信的简化视频监控系统，其特征在于：所述EC控制器的底部与键盘双向电性连接，所述EC控制器的输出端与LED指示灯输入端电性连接。
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