CN209299410U - 基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及视频监控技术领域，是一种基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其包括信息采集端、光源发射端、光源接收端和监控显示终端，光源发射端包括第一信号处理单元、发射短波的固态光源短波发射器和发射长波的固态光源长波发射器，光源接收端包括第一光电探测器、第二光电探测器、第二信号处理单元和第三信号处理单元，监控显示终端包括视频切换器和显示器等。本实用新型结构合理而紧凑，其采用发射短波的固态光源短波发射器和发射长波的固态光源长波发射器发射光信号，用以应对不同环境天气条件对光信号的影响作用，降低信道衰减因素对系统通信性能的影响。本实用新型实现了在不同的天气条件下均能稳定实现实时视频信号监控。
Description
技术领域
本实用新型涉及视频监控技术领域，是一种基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置。
背景技术
我国是人口大国，农业是我国经济发展的重要支柱。实现对多种农业场景无线视频监控对促进农业生产具有重要意义。目前，监控系统信息采集主要靠有线传输,由于需要布线,增加了成本,且通信链路极容易被破坏导致系统通信中断，不适宜远距离且多点监控的情况。另一方面，农田具有长期潮湿、高温、较高酸碱性等特点,架设的电缆极容易老化,从而影响系统的通信效率，使系统的可靠性降低。
发明内容
本实用新型提供了一种基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的农田监控设备存在的通信线路布线成本高，而且线缆容易老化，造成通信不稳定甚至通信中断的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，包括信息采集端、光源发射端、光源接收端和监控显示终端，所述光源发射端包括第一信号处理单元、发射短波的固态光源短波发射器和发射长波的固态光源长波发射器，所述光源接收端包括第一光电探测器、第二光电探测器、第二信号处理单元和第三信号处理单元，第一光电探测器用于接收固态光源短波发射器发射的光信号，第二光电探测器用于接收固态光源长波发射器发射的光信号，第一光电探测器与第二信号处理单元连接，第二光电探测器与第三信号处理单元连接，所述监控显示终端包括视频切换器和显示器，所述第二信号处理单元和第三信号处理单元均与视频切换器连接，视频切换器与显示器连接。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述第一信号处理单元可包括二进制编码电路和驱动电路，所述二进制编码电路用于对信息采集端输出的视频信号转换为二进制数字视频信号，所述驱动电路用于将转换完成的二进制数字视频信号转换为光信号并加载至固态光源短波发射器和固态光源长波发射器上，驱动固态光源短波发射器和固态光源长波发射器发射光信号。
上述第二信号处理单元可包括第一信号放大电路和第一二进制译码电路，第一信号放大电路用于对第一光电探测器光电转换后的微弱电信号进行放大，第一二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器；所述第三信号处理单元包括第二信号放大电路和第二二进制译码电路，第二信号放大电路用于对第二光电探测器光电转换后的微弱电信号进行放大，第二二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器。
上述监控显示终端还可包括存储设备，所述存储设备用于备份存储视频切换器切换清晰的实时视频图像。
上述信息采集端可采用高清摄像机。
上述光源接收端还可包括第一光窄带滤波片、第二光窄带滤波片和光学透镜，在第一光电探测器的前侧依次固定安装有第一光窄带滤波片和光学透镜，在第二光电探测器的前侧依次固定安装有第二光窄带滤波片和光学透镜。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其不同波长光在雾、雨、雪等天气下的衰减情况不同，采用发射短波的固态光源短波发射器和发射长波的固态光源长波发射器发射光信号，用以应对不同环境天气条件对光信号的影响作用，降低信道衰减因素对系统通信性能的影响。增加了该通信系统的强壮性，保证系统通信性能。本实用新型实现了在不同的天气条件下均能稳定实现实时视频信号监控。
附图说明
附图1为本实用新型的电控制连接框图。
附图2为本实用新型光源发射端的结构示意图。
附图3为本实用新型光源接收端的结构示意图。
附图4为本实用新型的光源发射端与光源接收端的使用状态图。
附图中的编号分别为：1、固态光源短波发射器，2、固态光源长波发射器，3、第一信号处理单元，4、第二信号处理单元，5、第三信号处理单元，6、第一光电探测器，7、第二光电探测器，8、第一光窄带滤波片，9、光学透镜，10、第二光窄带滤波片。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1、2、3、4所示，该基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置包括信息采集端、光源发射端、光源接收端和监控显示终端，所述光源发射端包括第一信号处理单元3、发射短波的固态光源短波发射器1和发射长波的固态光源长波发射器2，所述光源接收端包括第一光电探测器6、第二光电探测器7、第二信号处理单元4和第三信号处理单元5，第一光电探测器6用于接收固态光源短波发射器1发射的光信号，第二光电探测器7用于接收固态光源长波发射器2发射的光信号，第一光电探测器6与第二信号处理单元4连接，第二光电探测器7与第三信号处理单元5连接，所述监控显示终端包括视频切换器和显示器，所述第二信号处理单元4和第三信号处理单元5均与视频切换器连接，视频切换器与显示器连接。
在室外环境中，现有的固态光源波段通常为780-850nm和1520-1600nm。在本实用新型中，把发射波长在780-850nm波段之间的固态光源叫做固态光源短波发射器1，把发射光波长在1520-1600nm波段之间的固态光源叫做固态光源长波发射器2，故本实用新型中固态光源短波发射器1发射的光波长为780-850nm之间的某一种，固态光源长波发射器2发射的光波长又为1520-1600nm之间的某一种。在一般的天气状况下，如：雾、雨、晴天，波长越长信道对光的衰减系数越小，所以光在信道传输过程中1520-1600nm波段间的固态光源传输效果较好，而在雪天气的状况下，波长越长信道对光衰减系数越大，选用780-850nm波段间的固态光源传输效果较好，在设计中通过两种波段的固态光源发射器同时工作，从而应对不同的天气状况实现稳定通信。
考虑监控环境为室外开放农业场景，信息采集端、光源发射端以及光源接收端的供电模块通过架设线路供电增加了成本，故本实用新型中可采用太阳能蓄电池、锂电池、柴油发电机等供电，有效节约成本。
实际使用时，光源发射端和光源接收端分别固定在具有一定间距的抱杆上，实现点对点信息传输。所述信息采集端和光源发射端固定在同一抱杆上。所述光源发射端和光源接收端之间为光信号传输信道。
本实用新型的工作过程为：所述光源发射端将信息采集端采集的视频转换为光信号发射到光源接收端，光源接收端接收光源发射端传输的光信号，之后将光信号转化为二进制数字视频信号，所述视频监控显示终端与光源接收端通过电缆连接，完成对原始视频图像的接收与显示，实现用户对农田信息的实时监控。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其不同波长光在雾、雨、雪等天气下的衰减情况不同，采用发射短波的固态光源短波发射器1和发射长波的固态光源长波发射器2发射光信号，用以应对不同环境天气条件对光信号的影响作用，降低信道衰减因素对系统通信性能的影响。增加了该通信系统的强壮性，保证本实用新型的通信性能和稳定性。本实用新型实现了在不同的天气条件下均能稳定实现实时视频信号监控。
可根据实际需要，对上述基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，第一信号处理单元3包括二进制编码电路和驱动电路，所述二进制编码电路用于对信息采集端输出的视频信号转换为二进制数字视频信号，所述驱动电路用于将转换完成的二进制数字视频信号转换为光信号并加载至固态光源短波发射器1和固态光源长波发射器2上，驱动固态光源短波发射器1和固态光源长波发射器2发射光信号。
信息采集端采集的农田实时视频流经过第一信号处理单元3进行处理转换之后，固态光源短波发射器1和固态光源长波发射器2同时工作，形成两路视频数字信号，在监控显示终端通过视频切换器切换至最清晰的一路视频图像在显示器上进行显示，方便工作人员查看监控农田的实时状况。
如附图1所示，第二信号处理单元4包括第一信号放大电路和第一二进制译码电路，第一信号放大电路用于对第一光电探测器6光电转换后的微弱电信号进行放大，第一二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器；所述第三信号处理单元5包括第二信号放大电路和第二二进制译码电路，第二信号放大电路用于对第二光电探测器7光电转换后的微弱电信号进行放大，第二二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器。
上述的第一二进制译码电路和第二二进制译码电路将各自所携带的二进制数字视频流分别通过多根同轴电缆输出到监控显示终端的视频切换器。
如附图1所示，监控显示终端还包括存储设备，所述存储设备用于备份存储视频切换器切换清晰的实时视频图像。
光源接收端将转化的原始视频信号通过电缆传输至视频切换器，视频切换器选择一路清晰的视频图像存储至存储设备，存储设备完成对视频图像的备份存储；同时，视频切换器将清晰的视频图像发送至显示器，显示器显示出实时的农业场景视频图像。
如附图1、2所示，信息采集端采用高清摄像机。上述信息采集端采用摄像机完成农田实时的视频图像信息采集，将视频信息传送给光源发射端。
如附图1、3所示，光源接收端还包括第一光窄带滤波片8、第二光窄带滤波片10和光学透镜9，在第一光电探测器6的前侧依次固定安装有第一光窄带滤波片8和光学透镜9，在第二光电探测器7的前侧依次固定安装有第二光窄带滤波片10和光学透镜9。
在第一光电探测器6前安装第一光窄带滤波片8，仅允许相对应的固态光源短波发射器1发出的光波段的光通过，在第二光电探测器7前安装第二光窄带滤波片10，仅允许相对应的固态光源长波发射器2发出的光波段的光通过，避免其他波段的光进入第一光电探测器6和第二光电探测器7，影响通信性能。所述光学透镜9是一组凸透镜，在第一光电探测器6和第二光电探测器7的前侧分别设置一个光学透镜9，不同安装位置的光学透镜9将接收到的光分别聚焦在第一光电探测器6和第二光电探测器7前侧，实现光电转换。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于包括信息采集端、光源发射端、光源接收端和监控显示终端，所述光源发射端包括第一信号处理单元、发射短波的固态光源短波发射器和发射长波的固态光源长波发射器，所述光源接收端包括第一光电探测器、第二光电探测器、第二信号处理单元和第三信号处理单元，第一光电探测器用于接收固态光源短波发射器发射的光信号，第二光电探测器用于接收固态光源长波发射器发射的光信号，第一光电探测器与第二信号处理单元连接，第二光电探测器与第三信号处理单元连接，所述监控显示终端包括视频切换器和显示器，所述第二信号处理单元和第三信号处理单元均与视频切换器连接，视频切换器与显示器连接。
2.根据权利要求1所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于第一信号处理单元包括二进制编码电路和驱动电路，所述二进制编码电路用于对信息采集端输出的视频信号转换为二进制数字视频信号，所述驱动电路用于将转换完成的二进制数字视频信号转换为光信号并加载至固态光源短波发射器和固态光源长波发射器上，驱动固态光源短波发射器和固态光源长波发射器发射光信号。
3.根据权利要求1或2所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于第二信号处理单元包括第一信号放大电路和第一二进制译码电路，第一信号放大电路用于对第一光电探测器光电转换后的微弱电信号进行放大，第一二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器；所述第三信号处理单元包括第二信号放大电路和第二二进制译码电路，第二信号放大电路用于对第二光电探测器光电转换后的微弱电信号进行放大，第二二进制译码电路用于将放大的信号转化为二进制视频信号输出至视频切换器。
4.根据权利要求1或2所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于监控显示终端还包括存储设备，所述存储设备用于备份存储视频切换器切换清晰的实时视频图像。
5.根据权利要求3所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于监控显示终端还包括存储设备，所述存储设备用于备份存储视频切换器切换清晰的实时视频图像。
6.根据权利要求1或2或5所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于信息采集端采用高清摄像机。
7.根据权利要求3所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于信息采集端采用高清摄像机。
8.根据权利要求4所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于信息采集端采用高清摄像机。
9.根据权利要求1或2所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于光源接收端还包括第一光窄带滤波片、第二光窄带滤波片和光学透镜，在第一光电探测器的前侧依次固定安装有第一光窄带滤波片和光学透镜，在第二光电探测器的前侧依次固定安装有第二光窄带滤波片和光学透镜。
10.根据权利要求3所述的基于光无线通信开放农业场景的视频监控装置，其特征在于光源接收端还可包括第一光窄带滤波片、第二光窄带滤波片和光学透镜，在第一光电探测器的前侧依次固定安装有第一光窄带滤波片和光学透镜，在第二光电探测器的前侧依次固定安装有第二光窄带滤波片和光学透镜。
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