CN201967145U - 多媒体手持终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多媒体手持终端，包括：单路网络视频服务器，分别与所述单路网络视频服务器相连的第一无线接入模块、第二无线接入模块、GPS模块、摄像模块、对讲模块、液晶显示器、触摸屏，以及为上述单路网络视频服务器、各模块、液晶显示器及触摸屏供电的电源模块。本实用新型是一种支持多种通信方式(例如GSM900M/1800M，McVics340M)，多种业务功能(GPS、图像、语音对讲、数据传输等)的多媒体手持终端，可以满足用户对通信的实时性、可靠性以及高带宽的要求。

Description

多媒体手持终端

技术领域

本实用新型涉及应急通信指挥领域，特别是涉及一种多媒体手持终端。

背景技术

目前应急通信指挥领域的手持设备功能不全，一般只有对讲(如350M集群手持对讲)，或只有图像传输(如3G设备)，或是只支持一种同行模式(如3G设备)。

McVics无线视频通信应急指挥系统是一种采用340MHz无线频率为传输通道，以SCDMA为技术核心，基于IP架构的，为用户提供数据、视频、语音等多种应用方式的无线宽带系统。该系统使用了准4G技术，并采用智能天线技术，传输带宽高，覆盖范围广，并且基站使用宏蜂窝原理，有较高的绕射能力、支持非视距传输。

因此，有必要提出一种支持多种模式(例如GSM和McVics)，并具有多种业务功能的多媒体手持终端。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提出一种支持多种模式(例如GSM和McVics)，并具有多种业务功能的多媒体手持终端。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种多媒体手持终端，包括：单路网络视频服务器，分别与所述单路网络视频服务器相连的第一无线接入模块、第二无线接入模块、GPS模块、摄像模块、对讲模块、液晶显示器、触摸屏，以及为上述单路网络视频服务器、各模块、液晶显示器及触摸屏供电的电源模块。

作为上述技术方案的优选，所述单路网络视频服务器包括SOC处理器，分别与所述SOC处理器相连的视频接口、音频接口、网络接口、串口、存储器接口。

作为上述技术方案的优选，所述SOC处理器内部集成ARM11处理器模块和视频处理器模块。

作为上述技术方案的优选，所述视频处理器模块用于实现CIF分辨率的实时H.264、MPEG4或Motion JPEG格式的高清视频编码。

作为上述技术方案的优选，所述ARM11处理器模块用于负责网络数据通讯、串口通讯和外围电路控制。

作为上述技术方案的优选，所述单路网络视频服务器包括嵌入式软件模块，所述嵌入式软件模块包括以下模块：

主进程模块，用于负责与中心服务器进行通讯，将各个模块的状态汇报给服务器，并接收从服务器发送过来的命令，将这些命令分发给各个软件模块去执行；

网络媒体服务模块，用于提供实时音视频数据；

视频编码模块，用于将获取的视频数据进行编码压缩，压缩后的实时视频数据放入共享内存中；

录像模块，用于创建本地录像文件，实时存储视频数据到存储设备；

用户参数设置模块，用于设备与用户之间的交互界面；

作为上述技术方案的优选，所述无线接入模块用于将所述单路网络视频服务器接入无线网络，并具备无线语音通信功能。

作为上述技术方案的优选，所述无线接入模块还包括电源接口、电话接口、网络接口、射频天线接口。

作为上述技术方案的优选，所述单路网络视频服务器与所述GPS模块直接通过电缆相连。

本实用新型是一种支持多种通信方式(例如GSM900M/1800M，McVics 340M)，多种业务功能(GPS、图像、语音对讲、数据传输等)的多媒体手持终端，可以满足用户对通信的实时性、可靠性以及高带宽的要求。

本实用新型与现有设备相比，是把视频传输、电话语音、GPS定位等多种功能集于一身，而且视频可以实时传输CIF画质图像并本地、异地存储；语音支持SIP协议；GPS支持轨迹跟踪；可高速移动，移动速度＞180km/h。本产品采用MAC地址、唯一PID、网段号三者绑定、注册基站技术，保证了设备通讯的安全性。与其它应急技术相比具有组网灵活、具有高机动特性、多种功能于一身、保证通讯安全、图像传输效果清晰、覆盖距离远等有益效果。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本实用新型的详细说明中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是本实用新型的功能模块框图；

图2是本实用新型的硬件系统框图；

图3是本实用新型中视频服务器的软件架构示意图；

图4是本实用新型中MM360模块焊接示意图；

图5是本实用新型中电池组保护电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出的一种多媒体手持终端，包括：单路网络视频服务器，分别与所述单路网络视频服务器相连的第一无线接入模块、第二无线接入模块、GPS模块、摄像模块、对讲模块、液晶显示器、触摸屏，以及为上述单路网络视频服务器、各模块、液晶显示器及触摸屏供电的电源模块。

其中，上述第一无线接入模块和第二无线接入模块分别用于将单路网络视频服务器接入不同的无线网络(例如GSM900M/1800M，McVics340M)。

所述单路网络视频服务器包括SOC处理器，分别与所述SOC处理器相连的视频接口、音频接口、网络接口、串口、存储器接口。所述SOC处理器内部集成ARM11处理器模块和视频处理器模块。所述视频处理器模块用于实现CIF分辨率的实时H.264、MPEG4或Motion JPEG格式的高清视频编码。所述ARM11处理器模块用于负责网络数据通讯、串口通讯和外围电路控制。

如图2所示，是本实用新型的系统硬件框图。从图2中可以看出，该多媒体手持终端的所有音频系统都是通过MEM360实现的。整个系统使用三星公司的6410芯片作为核心CPU。视频模块与照相模块通过模拟总线开关接入到核心CPU，从而完成数据转换和存储功能。将视频服务器的与无线接入模块的接通后，视频服务器就可以通过无线接入模块进行无线连接。

单路网络视频服务器是本发明的核心部件，其功能主要包括：视频图像编码压缩、录像文件存储、GPS数据采集和网络数据通讯、键盘控制、照相及录像。另外，单路网络视频服务器的电路板上还带有DC/DC电源转换模块，负责将电池输出的12V电源转换为3.3V和5V的电源分别给GPS模块和无线接入模块供电。单路网络视频服务器硬件部分主要由以下几个集成电路芯片组成：1个音频解码芯片WM9713、1个视频解码芯片TVP5147、1个SOC(system on chip)处理器S3C6410。整个系统拥有128MB内存，128Mb的flash存储器。S3C6410内部集成了一个ARM11处理器和一个视频处理器模块。视频处理器自带H.264和MPEG4的CODEC，能够实现一路CIF分辨率的实时H.264/MPEG4/Motion JPEG高清视频编码。ARM11处理器负责网络数据通讯，串口通讯和外围电路控制等。另外，S3C6410自身还带有SD卡控制器，这使得视频服务器可以连接SD卡存储器，用来存储录像文件。视频服务器带有一个10M/100M的网络接口，它可以通过有线/无线两种方式接入网络。此外，网络视频服务器能够实时接收GPS模块通过串口输出的导航定位数据，将这些定位数据通过无线接入模块发送到报警中心服务平台。

应用举例：从摄像模块CMOS发送过来的模拟视频数据先通过S3C6410内部视频处理器核进行AD转换，变成数字视频信号进行压缩编码，输出ES流数据到共享内存中，应用程序接收这些数据后转换成影音文件，存放在硬盘中，同时也将这些数据转换成可供网络传输的数据包发送到中心平台，从而实现了本地录像存储和实时视频传输的功能。

单路网络视频服务器的软件平台采用嵌入式WinCE操作系统，其网络通讯功能十分强大并且性能稳定可靠。驱动程序和应用程序都采用标准MFC编写，易于软件的移植。应用程序采用模块化设计方法，每个软件模块完成一个独立任务，各个软件模块间数据交互采用了共享内存，有利于软件的维护。如图3所示，下面将详细介绍各个软件模块的具体功能。

主进程模块：负责与中心服务器进行通讯，将各个模块的状态汇报给服务器，并接收从服务器发送过来的命令，将这些命令分发给各个软件模块去执行。设备一上电，主动连接中心服务器，连接上服务器后，主动将本机的重要信息发送给服务器，如设备的guid、安装地点、硬件信息和网络参数等。这个过程称为“设备注册”。注册过程中，设备和服务器之间会采用数字证书的认证方式，确保设备与服务器之间通讯的安全。注册上以后，每隔一段时间，发送心跳数据包给服务器，服务器认为设备仍然在线，同时再次进行数字证书的认证。

网络媒体服务模块：这是一个为用户提供实时音视频数据的程序。启动后在一个固定的网络端口进行监听，服务器通过连接设备的这个网络端口获取实时的音视频数据，服务器建立连接后要经过数字证书认证和口令认证。从共享内存中获取音视频数据，将它们包后发送给已建立连接的服务器。

视频编码模块：这是一个视频编码服务程序。启动后对硬件编码器按照设定好的编码格式和方法进行初始化。然后，创建共享内存，作为媒体数据存放的空间。视频采集口中循环获取视频数据，将数据放入编码器中进行编码压缩，压缩后的实时视频数据放入共享内存中。

录像模块：负责创建本地录像文件，实时存储视频数据到存储设备。录像采用分段方式进行录制，录像文件的长度可以根据实际需要进行调整。负责从共享内存中获取实时视频数据，将它们转换成视频文件，存放在存储设备中，当存储设备没有足够空间时，删除最老的录像文件，实现循环存储。另外，还负责建立和管理录像文件的索引文件。磁盘中所有的录像文件在索引中都有记录，如果一个录像文件被删除了，其在索引文件中的信息也会被删除。用户可以通过查询该索引文件来检索设备上的录像文件。

用户参数设置模块：设备与用户之间的交互界面。这个界面通过一个嵌入式服务程序和CGI程序来实现。用户可以使用浏览器来登陆设备的配置页面，对设备的参数进行配置和修改，如ip地址、编码方式、图像参数、电源等等。设备中有一个配置文件，里面保存了所有的设备运行相关的各种参数。用户每一次用浏览器修改完设备参数后，CGI程序就会将修改后的参数存入配置文件中，设备将按照更改后的参数运行。

第一无线接入模块可以采用信威公司的MEM360模块，它能够有效的实现一路USB与340M无线网络的互通互联，并且具备无线语音通信功能。该模块外部带有一个电源接口，一个中断处理器和一个射频天线接口、一个USB接口、一个串口。MEM360的逻辑功能单元包括：射频收发信处理、模拟基带接口处理、数字基带数字信号处理与控制和电源管理等。主要完成信令的处理、数字信号传输、完成基带信号的的编码/解码、扩频/解扩、调制/解调、数据业务与信令的分解/合成等功能。该模块不仅有网络数据通讯的功能，还具有无线语音通讯的功能，拨打McVics电话。语音通讯的功能包括对讲、群呼和组呼。此外，MEM360还具有业务分离的功能，即网络数据传输与语音通讯业务严格分开。当用户拨打电话的时候，不占用网络通讯的带宽。

如图4所示MEM160模块采用98pin焊接的方式，使用工装时需要将调试模块焊接在工装板上，工装板上已经明确标识出第1pin的位置(有圆点)，同时可以参考定位孔的位置来焊接模块。MEM128模块通过20pin连接器插座与调试工装相连，连接时具有方向唯一性，PCB掏空的那一部分是MEM128模块主体部分。

第二无线接入模块采用GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。

GPS模块可以采用HOLUX公司的LEA-5S模块，该模块带有两个串口，能够输出秒脉冲信号，二维定位精度约为10米。它的工作模式十分简单，上电后主动从串口1输出NMEA0138协议的GPS导航数据。该模块内部带有3V的锂电池，能够存储星历信息长达500小时。LEA-5S体积非常小巧，尺寸为25.4mm*25.4mm*7mm，而且重量只有8克。此外，它还非常省电，工作电流仅50mA。视频服务器与GPS模块直接通过单排6pin的电缆相连接。

电池模块可以是由6个电芯组成的可充电电池组，电芯采用鑫优普公司YT96477POL锂电电池。每个电芯充满电后的电压为4.2V，正常电压为3.7V。电池组总的容量是3.7V 3750mAh。另外，如图5所示，该电池组内置了过充保护和过流保护电路，保护芯片采用专用芯片G3J，避免电池在使用过程中受到不必要的损伤。

液晶显示器采用2.8英寸OLED分辨率240x320，强光下可视，170度可视角，该屏抗低温，最低温度可达到-25℃。屏幕通过插排与基板相连。

触摸屏可以采用4线电阻触摸屏技术，320x240分辨率。采用I2C总线技术，触摸屏控制器通过I2C协议接口连接32位微控制器。TFT-LCD面板通过微控制器的灵活接口(FSMC)与基板微控制器相连，通过基板微控制器配置触摸屏控制器的各种参数，如模数转换器采样速度和平均值。除I2C协议接口外，触摸屏控制器提供一个输出中断引脚，用于向基板微控制器发起触感检测中断请求。该中断引脚与微控制器的外部中断端口引脚相连。本解决方案采用的触摸屏控制器包括一个12位模数转换器和一个可暂存128个触摸数据集的FIFO缓存。当触摸屏控制器检测到触摸事件时，微控制器就会从外部中断端口引脚收到一个中断请求，然后通过I2C协议读取触摸屏控制器FIFO缓存内的数据。每个X轴和Y轴坐标数据都使用一个12位数值。从触摸屏坐标到像素显示屏坐标的软件映射，计算基数是显示器面板的分辨率和触摸屏的分辨率。微控制器处理TFT-LCD像素显示器的坐标，然后显示相应的TFT-LCD像素。

对讲模块可以采用信威公司的MEM360模块，该模块采用340M收发频率，采用网络层交换技术，还具有业务分离的功能，即网络数据传输与语音通讯业务严格分开。当用户拨打电话的时候，不占用网络通讯的带宽。

摄像模块采用1/3英寸CMOS感光芯片，该芯片内部含有有源像素CMOS图像传感器、图像预处理器。图像的预处理主要包括了缺陷修正、去除FPN噪声、色彩差值，图像锐化差值、光圈修正、Gamma修正等一系列处理，通过数字图像处理算法来实现来实现上述的图像预处理过程，其硬件平台可以是集成在SoC中的图像处理电路、ASIC图像处理芯片，或通用的DSP芯片。首先是消除图像中的缺陷，如果某一个像素中有缺陷，而导致了其输出电平被钳位于高电乎(黑点)或低电平(白点)，就需要通过图像处理来进行弥补。通常是使用其周围相同颜色像素的平均值来代替该像素的输出值。由于每个像素上为某种彩色滤光片，所以要通过色彩差值来得到其余两种色彩信息。Gamma修正是为了消除在电学器件和光学器件之间在信号传输上的非线性效应。从以上的图像处理过程可知，许多算法中使用了差值，这就导致了图像的平滑化，而为了恢复锐利的图像，就需要进行光圈修正。在图像处理中，通过边缘检测而得到的锐化边缘对差值后的平滑图像进行卷积，从而得到锐利的图像。

本实用新型产品是一种手持式的支持高清编码的无线音视频多媒体终端，能够利用340M无线网络实时传输CIF分辨率25帧每秒的高清图像、双向语音数据和对讲语音，并且具有GPS定位功能。GTM5100McVics手持式多媒体视频终端的特点总结为以下几点：

●采用专用的无线通讯模块，真正非视距传输，支持移动；

●McVics无线专网支持业务分级，可传输语音、图像和实时数据。

●支持语音对讲、群呼、组呼；

●采用专用音视频编码芯片，视编码类型支持Motion JPEG、MPEG4和H.264，图象分辨率支持CIF(352×288)，最高编码帧率为每秒25帧。

●采用可充电的大容量电池供电，满负荷工作时间大于4小时

●体积小携带方便

●最大吞吐率2Mbps；

●发射功率27dBm EIRP

相比于市场上其他同类产品，GTM5100的最大优点在于高效的视频处理器，高清的视频编码编码，高无线通讯带宽。目前来看，市场上没有具备相同性能指标的同类产品。

虽然，本实用新型已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种多媒体手持终端，其特征在于，包括：单路网络视频服务器，分别与所述单路网络视频服务器相连的第一无线接入模块、第二无线接入模块、GPS模块、摄像模块、对讲模块、液晶显示器、触摸屏，以及为上述单路网络视频服务器、各模块、液晶显示器及触摸屏供电的电源模块。

2.根据权利要求1所述的多媒体手持终端，其特征在于，所述单路网络视频服务器包括SOC处理器，分别与所述SOC处理器相连的视频接口、音频接口、网络接口、串口、存储器接口。

3.根据权利要求2所述的多媒体手持终端，其特征在于，所述SOC处理器内部集成ARM11处理器模块和视频处理器模块。

4.根据权利要求1所述的多媒体手持终端，其特征在于，所述无线接入模块还包括电源接口、电话接口、网络接口、射频天线接口。

5.根据权利要求1所述的多媒体手持终端，其特征在于，所述单路网络视频服务器与所述GPS模块直接通过电缆相连。 

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