CN1460376A - 基于个人计算机的带有多个usb摄像机的数字录像机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于个人计算机的数字录像机(DVR)系统，该系统可处理多台串联的位于距该系统长达50米远的USB摄像机发送的多信道数字图像数据。本发明通过将USB摄像机与光纤延伸型光缆和USB集线器串联用于保安和监视，降低了基于个人计算机的DVR系统的成本。

Description

基于个人计算机的带有多个USB摄像机的数字录像机系统

技术领域

本发明涉及基于个人计算机的带有多个USB摄像机的数字录像机系统，特别是涉及一种通过串联长达50米的多个USB摄像机来减少成本的便于应用在保安和监视系统中的数字录像机系统。

背景技术

随着工业结构的复杂化，用于监视楼宇和办公室的保安和监视系统的应用领域已经扩大。目前数字录像机(DVR)系统已用于监视楼宇、地下停车场、银行服务台和自动取款机(ATM)。

如图1所示现有技术中的DVR，用于存储数字图像的主控计算机单元100通过同轴电缆140、141、142、143与多个模拟CCD摄像机121、122、123连接。

被每一CCD摄像机121、122、123捕捉到的图像由一个叫作采集卡110的硬件进行处理。

但是，现有技术的这种DVR系统在某种意义上有一个缺点，即监视某一特定区域的每一CCD摄像机要分别有自己的电源130、131、132、133。

同时，这种当其内部包含一个数字图像压缩芯片时通常被称为编码器的采集卡含有一个采集芯片，采集芯片捕获由模拟CCD摄像机发来的图像数据，并通过PCI总线将这些数据存入内存中。这时，通过PCI总线到内存的存储过程是由DMA(直接存储器存取)来控制的。

此后，存在内存中的图像数据由中央处理单元访问并压缩为数字数据存储。

对于现有技术中的传统的DVR，需要准备设备驱动器来管理存储着通过PCI总线传来的数字图像的DMA。

换句话说，由于设备驱动器是一个经PCI总线接收从采集芯片传来的数据的软件接口，因此不便为设备驱动器驱动DVR工作作额外准备。

为解决携带模拟CCD摄像机的传统DVR系统的问题，人们提出了一种采用USB摄像机的方法。

但是，装备USB摄像机的DVR系统在实际应用中受到局限，这是由于距离5米多串联多台USB摄像机这一技术问题造成的。

因此，USB摄像机通常只用于个人使用，即，当作网上聊天用摄像机。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一个能够与多台USB摄像机串联共同工作的DVR系统。

本发明的另一目的是提供一个无论串联还是直接连接USB摄像机均能减少安装费用的DVR系统。

而且，本发明的又一目的是提供一个没有采集卡仍可运行的基于个人计算机的DVR系统。

本发明的再一目的是提供一个不需额外增加用于处理来自录像机的图像数据的设备驱动器的DVR系统。

为与本发明的各方面相一致，本发明提供一种DVR系统，该系统配置多个或者串联或者直接连接的USB摄像机。

如下会更加详细揭露的，这种基于个人计算机的具有视窗操作系统和多台USB摄像机的DVR系统解决了由于USB电缆上的压降导致的连接距离小于5米的限制问题。

本发明通过采用串联或光纤延伸的光纤延伸型光缆和USB集线器，实现了可以安装距计算机的USB端口达50米远的多台USB摄像机。

附图说明

通过结合本发明的最佳实施方式的附图对本发明所作的说明，将使本发明的其它特征更为明显，但是，这些说明只是用于解释和理解本发明，不能用作对本发明的限制。

图中，

图1为现有技术的DVR系统配置示意图；

图1和图2为本发明第一实施例的DVR系统配置示意图；

图3为本发明中用于USB摄像机的光纤延伸型光缆的示意图；

图4为本发明第二实施例的DVR系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

图1和图2为本发明第一实施例的DVR系统配置示意图；

如图2A所示，用于个人计算机100的USB端口的光纤延伸型光缆200可以使计算机与50米之外的USB摄像机220连通。

如图2B所示的本发明的第一实施例有这样一个特点：由于DVR系统包含多台与使用视窗操作系统的个人计算机相连的USB摄像机，其中视窗操作系统提供USB应用程序接口(API)，这样，无论采用哪种USB摄像机，都能建立一个设备无关DVR系统以处理来自USB摄像机的数字图像数据。

同时，USB(通用串行总线)是一个计算机和外部设备——如声音播放器、键盘和摄像机——之间的即插即用接口。通过USB，一台新设备就能够可以直接连到计算机上，而不用增加适配卡甚至于关机。USB电缆的最大距离仅限于5米，而本发明在USB网络中使用的是光纤延伸型光缆200。

参考图2B，用于USB网络的光纤延伸型光缆200能够很好地与位于个人计算机背面的USB端口190连接。

用于USB接口的光纤延伸型光缆200包含一个用于将USB电信号和光信号相互转换的收发器，于是将计算机和外部设备间的有效通信距离延长至50米。对光纤延伸型光缆将在后面的图3中详细说明，DVR系统的功能块将参考图2B详细说明。

再参考图2B，电源201设于用于USB接口的光纤延伸型光缆200的一端，USB集线器210使多台USB摄像机相连接。

作为本发明的最佳实施例，USB集线器能够单独接受供电，换句话说，USB集线器210有多个USB端口，如图2B所示，每台USB摄像机分别与USB集线器210的一个USB端口连接。

另外，当根据本发明的DVR系统用于保安和监视系统中时，需要将来自安装于各处的USB摄像机的数字图像数据进行压缩和存储。

在保安应用中，本发明中用于USB接口的光纤延伸型光缆202能够以串联方式连接USB集线器210，于是多台USB摄像机221、222就可以经USB集线器211相连接。

因此，就可以通过采用多个USB集线器210、211、212和多条用于USB接口的光纤延伸型光缆200、202、203而串联多台USB摄像机220、221、222、223、224。

USB端口190、191和位于光纤延伸型光缆200、202、203末端的USB摄像机224之间的距离最好不超过可靠通信距离，即50米。

因此，本发明解决了具有多个端口的模拟CCD摄像机的配置的难题，相应地，也解决了现有技术中的计算机仅将一个USB端口190用于连接多台USB摄像机220、221、222、223、224的难题。

本发明使多达127台USB摄像机连在一个USB端口190上成为可能。而且，从某种意义上来说，本发明的另一特点是费用和安装时间会减少，这是由于串联上述127条信道是很简单的。

根据本发明，采用微软视窗操作系统的设备驱动程序一旦装入基入个人计算机的DVR系统，就既不再需要额外的硬件，如采集卡或采集芯片，也不再需要其它软件，包括专用摄像机的设备驱动。

图3为本发明中用于USB接口的光纤延伸型光缆的配置示意图。USB总线包括+5V的V_cc电源线、地线、D⁺数据线和D^-数据线。

参考图3，无论USB端口A的D⁺端还是D^-端都与第一控制开关301相连，第一驱动器302驱动带有来自端口A 300的电信号的发光二极管304，将光信号通过光缆306传输。

光信号在光电二极管308被检测到之后，通过第二放大器310将其转换为电信号，再传到第二控制开关312。同样，来自端口B 320的USB信号经第二驱动器311和发光二极管309传给光缆307，光数据被光电二极管305提取后发送到第一放大器303和第一控制开关301。

作为本发明的一个最佳实施例，可用传统的电缆来替代光纤延伸型光缆。对光纤延伸型光缆的详细说明记载在已公开的2001-0016359号韩国专利申请公告中。

图4是本发明第二实施例中DVR系统的配置示意图。本发明第二实施例提供了一个嵌入式DVR系统，该系统采用工业CPU和自己的实时操作系统用于安装多台USB摄像机。

参考图4，其中有一个工业CPU401、一个与USB连接的USB芯片402和一个USB端口404。在这种情况下，应该提供USB驱动程序。

同时，多台USB摄像机408、409、410可以通过光纤延伸型光缆405、407和多个USB端口406、411与USB端口404串联或直接连接。

尽管本发明已通过典型实施例进行了说明，但本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下仍可以在这里或那里进行各种其它改变、省略或补充。

所以，本发明不能理解为仅限于前面提及的特定实施例，还应当包括或等同于后面权利要求书中的特征所表示的范围的所有可作出的实施例。

最后，本发明通过采用光纤延伸型光缆和一个USB集线器，实现了具有串联达50米的多台USB摄像机的数字录像机系统，而不用额外的硬件，如采集卡，也不用设备驱动程序。

因此，这种DVR系统的安装费用和价格能够大幅降低，这是因为USB摄像机的价格比传统的模拟CCD摄像机的价格要低四分之一以上。

Claims (7)

1、一种基于个人计算机的数字录像机(DVR)系统，它具有多台USB摄像机并对来自所述多台USB摄像机的多信道数字图像数据进行处理，它包括：

一台计算机，其安装有视窗操作系统，具有至少一个USB端口；

一条用于USB接口的光纤延伸型光缆，具有用于将电信号和光信号相互转换的接口模块，以增加USB端口和USB摄像机之间的数据通信距离；和

多台USB摄像机，与所述USB端口直接连接或通过所述光纤延伸型光缆连接，其中采用一个或多个USB集线器和/或多条所述光纤延伸型光缆将所述多台USB摄像机连接到一个USB端口上。

2、如权利要求1所述的基于个人计算机的DVR系统，其特征在于，所述视窗操作系统含有一个API(应用程序接口)。

3、如权利要求1所述的基于个人计算机的DVR系统，其特征在于：所述计算机的硬件不包括用于处理来自所述USB摄像机的数字图像数据的采集卡。

4、如权利要求1所述的基于个人计算机的DVR系统，其特征在于：所述USB集线器包含多个接线端，其中每个接线端与所述的USB摄像机、光纤延伸型光缆和USB电缆之一连接。

5、一种基于个人计算机的数字录像机(DVR)系统，对多信道数字图像数据进行处理，它包括：

一台计算机，具有至少一个USB端口；

一个USB芯片，处理经所述USB端口传来的USB数据；

一个工业CPU，安装在所述计算机里，用于驱动一实时操作系统(OS)和所述USB芯片；

一条用于USB接口的光纤延伸型光缆，具有用于将电信号和光信号相互转换的接口模块，以增加USB端口和图像采集摄像机之间的数据通信距离；和

多台USB摄像机，与USB端口直接连接或通过光纤延伸型光缆连接，可采用一个或多个USB集线器和/或多条所述延伸型光缆将所述多台USB摄像机与一个USB端口串联，用于驱动所述USB摄像机的驱动程序存储在存储装置里。

6、如权利要求1或5所述的基于个人计算机的DVR系统，其特征在于：所述USB集线器的接线端中的第一接线端与所述多个USB端口、一条链接所述USB端口的电缆和一条链接所述USB端口的光纤延伸型光缆之一连接，第二接线端连接所述USB摄像机，而第三接线端连接一条电缆或一条和下一USB摄像机串联的光纤延伸型光缆。

7、如权利要求1或5所述的基于个人计算机的DVR系统，其特征在于：USB端口与以串联方式连接于USB集线器和/或光纤延伸型光缆的最远的USB摄像机之间的距离在数据通信的有效距离之内。

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