本發(fā)明屬于安全監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，芯片性能的快速提升，以芯片性能為基礎(chǔ)的數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，比如視頻監(jiān)控和圖像監(jiān)控領(lǐng)域。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控和圖像監(jiān)控系統(tǒng)一般采用的有線的方式傳輸圖像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)時(shí)性得到了保證，但是一些特殊環(huán)境存在布線困難，甚至是不允許布線，而且線路的維護(hù)費(fèi)用高；雖然某些應(yīng)用采用無線的方式傳輸圖像數(shù)據(jù)，但是應(yīng)用也受到了諸多的限制，如傳輸距離短、節(jié)點(diǎn)單一、容易受到外界信號干擾、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全性低等。

ZigBee無線通信技術(shù)因?yàn)槠湓诠牡汀?shù)據(jù)傳輸過程中加密，保護(hù)數(shù)據(jù)不被竊取、能容納的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并且一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備在完成各自平配置后，只要外界供電就可以完成自動(dòng)組網(wǎng)等工作，大大降低了后期的維護(hù)費(fèi)用，成為視頻監(jiān)控的一個(gè)熱點(diǎn)?；赯igBee技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)含有低功耗、節(jié)點(diǎn)多、數(shù)據(jù)保密等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用和市場前景。

如專利申請201410646828.4公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控器，本發(fā)明的視頻監(jiān)控裝置成本較低并且可自動(dòng)控制多個(gè)攝像頭進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位；包括多個(gè)攝像模塊、顯示裝置和處理模塊，所述多個(gè)攝像模塊中的每個(gè)攝像模塊均包括一個(gè)攝像頭和一個(gè)旋轉(zhuǎn)控制器，所述攝像頭安裝在所述旋轉(zhuǎn)控制器上，其特征在于，還包括ZigBee模塊和報(bào)警器，所述多個(gè)攝像模塊中的每個(gè)攝像模塊內(nèi)還設(shè)置有感應(yīng)模塊，所述攝像頭通過ZigBee模塊與顯示裝置電連接；所述旋轉(zhuǎn)控制器通過ZigBee模塊與處理模塊電連接；所述感應(yīng)模塊通過ZigBee模塊分別與處理模塊和報(bào)警器電連接在一起，所述攝像模塊至少設(shè)置有四組。然而，該方式雖然采用ZigBee模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但是由于攝像模塊的局限，數(shù)據(jù)的傳輸速度并不快，傳輸效率不高，導(dǎo)致其使用受到很多影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過ZigBee實(shí)現(xiàn)視頻的無線監(jiān)控，且數(shù)據(jù)傳輸速度快，傳輸效率高，能夠?qū)Ω鞣N狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便，簡單可靠，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中無線視頻監(jiān)控的需要。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有視頻采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括有路由器和協(xié)調(diào)器，其特征在于所述系統(tǒng)還包括有控制終端和ZigBee節(jié)點(diǎn)，所述控制終端發(fā)送控制指令，并接收數(shù)據(jù)傳輸模塊所傳送來的數(shù)據(jù)，所述ZigBee節(jié)點(diǎn)連接于終端的視頻采集設(shè)備，所述路由器包括有ZigBee模塊，將視頻采集模塊采集到的視頻數(shù)據(jù)傳輸給路由器，路由器再發(fā)送給控制終端。通過控制終端，將命令數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器上，協(xié)調(diào)器再根據(jù)命令數(shù)據(jù)類型、目的地址等信息，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到對應(yīng)的ZigBee節(jié)點(diǎn)，ZigBee節(jié)點(diǎn)收到信息后，解析命令，控制掛載在該節(jié)點(diǎn)下的設(shè)備(如圖像模塊、攝像頭模塊、溫度傳感器、電池監(jiān)控器等)，從而達(dá)到了控制網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的目的；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各ZigBee節(jié)點(diǎn)將采集到數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)至個(gè)控制終端，供用戶查看。

所述控制終端為人們便于使用的終端設(shè)備，如智能手機(jī)、電腦、筆記本等設(shè)備。

所述系統(tǒng)采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)中有三種類型的節(jié)點(diǎn)：Coordinator(協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn))、Router(路由節(jié)點(diǎn))、End-device(終端節(jié)點(diǎn))。

進(jìn)一步，所述視頻采集模塊包括有圖像模塊、攝像頭模塊、溫度傳感器、電池監(jiān)控器等。

更進(jìn)一步，所述圖像模塊是CCD圖像傳感器，當(dāng)CCD感光面受到光照時(shí)，感光元件會(huì)產(chǎn)生電信號反映在模塊上，集合芯片上所有感光器件所產(chǎn)生的信號就能構(gòu)造成一個(gè)圖像。CCD能夠把光線轉(zhuǎn)換成電荷量，后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)把電荷量轉(zhuǎn)化至數(shù)字信號，把數(shù)字圖像信號壓縮后，存儲(chǔ)于采集圖像設(shè)備的內(nèi)存中，后將數(shù)據(jù)傳送至微處理器。

所述CCD圖像傳感器為CCD芯片，所述CCD芯片能夠產(chǎn)生576X720的圖像，滿足圖像監(jiān)控的需要。

更進(jìn)一步，圖像的監(jiān)控系統(tǒng)要求對圖像壓縮效率高、傳輸速度快，為此需要在CCD圖像傳感器和ZigBee模塊之間增加一個(gè)嵌入式處理器。所述嵌入式處理器是32位嵌入式微處理器。

更進(jìn)一步，所述32位嵌入式微處理器采用S3C2440芯片作為系統(tǒng)的嵌入式處理器。

所述CCD圖像傳感器中主要有三種接口：USB接口、串行接口和JTAG(JointTestActionGroup)調(diào)試接口，其中，串行接口采用RS232標(biāo)準(zhǔn)串口，JTAG接口主要用于ZigBee模塊的調(diào)試、CCD圖像傳感器的調(diào)試。

所述ZigBee模塊采用CC2430芯片，其將RF(RadioFrequency，無線射頻)模塊集成到片上系統(tǒng)(System on Chip，SOC)。

更進(jìn)一步，所述ZigBee模塊至少具有1個(gè)串口、1個(gè)JTAG接口、1個(gè)USB轉(zhuǎn)串口的接口，在ZigBee模塊與PC端之間采用串口進(jìn)行通信，ZigBee與CCD圖像傳感器之間接入一個(gè)S3C2440嵌入式處理器，ZigBee模塊與其通信的方式是串口通信，S3C2440嵌入式處理器與CCD圖像傳感器是USB(UniversalSerialBus，通用串行總線)通信。

本發(fā)明所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)及ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)無線視頻監(jiān)控，具有數(shù)據(jù)傳輸速度快，傳輸效率高的特點(diǎn)，能夠?qū)Ω鞣N狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

而且本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方便，簡單可靠，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中無線視頻監(jiān)控的需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)CCD圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參照圖1所示，為本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有視頻采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括有路由器和協(xié)調(diào)器，所述系統(tǒng)還包括有控制終端和ZigBee節(jié)點(diǎn)，所述控制終端發(fā)送控制指令，并接收數(shù)據(jù)傳輸模塊所傳送來的數(shù)據(jù)，所述ZigBee節(jié)點(diǎn)連接于終端的視頻采集設(shè)備，所述路由器包括有ZigBee模塊，將視頻采集模塊采集到的視頻數(shù)據(jù)傳輸給路由器，路由器再發(fā)送給控制終端。通過控制終端，將命令數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器上，協(xié)調(diào)器再根據(jù)命令數(shù)據(jù)類型、目的地址等信息，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到對應(yīng)的ZigBee節(jié)點(diǎn)，ZigBee節(jié)點(diǎn)收到信息后，解析命令，控制掛載在該節(jié)點(diǎn)下的設(shè)備(如圖像模塊、攝像頭模塊、溫度傳感器、電池監(jiān)控器等)，從而達(dá)到了控制網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的目的；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各ZigBee節(jié)點(diǎn)將采集到數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)至個(gè)控制終端，供用戶查看。

所述控制終端為人們便于使用的終端設(shè)備，如智能手機(jī)、電腦、筆記本等設(shè)備。在本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)中為個(gè)人電腦。

本系統(tǒng)采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)中有三種類型的節(jié)點(diǎn)：Coordinator(協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn))、Router(路由節(jié)點(diǎn))、End-device(終端節(jié)點(diǎn))。

視頻采集模塊可以包括有圖像模塊、攝像頭模塊、溫度傳感器、電池監(jiān)控器等。

其中，如圖2所示，圖像模塊是CCD圖像傳感器，CCD是一種半導(dǎo)體器件，CCD是由很多感光二極管組成，個(gè)數(shù)通常以百萬計(jì)。當(dāng)CCD感光面受到光照時(shí)，感光元件會(huì)產(chǎn)生電信號反映在模塊上，集合芯片上所有感光器件所產(chǎn)生的信號就能構(gòu)造成一個(gè)圖像。一個(gè)CCD芯片上的像素越多，這個(gè)CCD芯片就能提供分辨率越高的圖像。CCD能夠把光線轉(zhuǎn)換成電荷量，后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)把電荷量轉(zhuǎn)化至數(shù)字信號，把數(shù)字圖像信號壓縮后，存儲(chǔ)于采集圖像設(shè)備的內(nèi)存中，后將數(shù)據(jù)傳送至微處理器，借助微處理器的數(shù)據(jù)計(jì)算能力呈現(xiàn)出圖像。

通常，CCD圖像傳感器采用CCD芯片實(shí)現(xiàn)，能夠產(chǎn)生576X720的圖像，滿足圖像監(jiān)控的需要。

圖像的監(jiān)控系統(tǒng)要求對圖像壓縮效率高、傳輸速度快，為此需要在CCD圖像傳感器和ZigBee模塊之間增加一個(gè)嵌入式處理器。所述嵌入式處理器是32位嵌入式微處理器。32位嵌入式微處理器采用S3C2440芯片作為系統(tǒng)的嵌入式處理器。S3C2440是SAMSUNG公司根據(jù)ARM920T內(nèi)核開發(fā)出來的32位處理器。這款芯片內(nèi)存結(jié)構(gòu)米用哈佛結(jié)構(gòu)，支持內(nèi)存管理單元(MMU)、Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)總線等技術(shù)，還有16KB的獨(dú)立的數(shù)據(jù)緩存和指令緩存，最高工作頻率可達(dá)400MHz。

CCD圖像傳感器中主要有三種接口：USB接口、串行接口和JTAG(JointTestActionGroup)調(diào)試接口，其中，串行接口采用RS232標(biāo)準(zhǔn)串口，JTAG接口主要用于ZigBee模塊的調(diào)試、CCD圖像傳感器的調(diào)試。

圖3所示，為本發(fā)明所具體實(shí)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，ZigBee模塊采用CC2430芯片，其將RF(RadioFrequency，無線射頻)模塊集成到片上系統(tǒng)(System on Chip，SOC)。

CC2430芯片特性為：

支持ZigBee2.4GHz頻段的RF收發(fā)器；

128K字節(jié)的片外閃存(FLASH)；

8K的片內(nèi)RAM；

支持8-14路模數(shù)轉(zhuǎn)換(AnalogDataConversion，ADC)；

支持直接內(nèi)存存取(DirectMemoryAccess，DMA)；

模擬的溫度傳感器、電源電壓檢測器和光敏傳感器；

高級加密協(xié)處理器；

4種工作模式，1個(gè)正常模式和3個(gè)低功耗模式；

多系統(tǒng)時(shí)鐘；

支持在線調(diào)試。

ZigBee模塊至少具有1個(gè)串口、1個(gè)JTAG接口、1個(gè)USB轉(zhuǎn)串口的接口。在ZigBee模塊與PC端之間采用串口進(jìn)行通信。ZigBee與CCD圖像傳感器之間接入一個(gè)S3C2440嵌入式處理器，ZigBee模塊與其通信的方式是串口通信，S3C2440嵌入式處理器與CCD圖像傳感器是USB(UniversalSerialBus，通用串行總線)通信。CCD圖像傳感器在米集到圖像信息后，通過USB通信協(xié)議所支持的高速率迅速將數(shù)據(jù)傳輸給S3C2440嵌入式處理器進(jìn)行處理，如圖像的恢復(fù)，對圖像進(jìn)行切割、打包發(fā)送等工作。

CCD圖像傳感器主要功能是對圖像進(jìn)行采集，然后將圖像信息經(jīng)USB接口發(fā)送給S3C2440嵌入式模塊。首先，CCD圖像傳感器上電，CY7C68013A完成對USB通信的相關(guān)寄存器配置和AD9923A的配置等，通過SPI(SL、SDI、SCK三線，其中SL是片選線，低電平有效，SDI是數(shù)據(jù)輸入線，SCK是時(shí)鐘線)通信對AD9923A的寄存器進(jìn)行配置，讓AD9923A輸出合適的水平時(shí)序、垂直時(shí)序、曝光控制時(shí)序和電荷清零時(shí)序以驅(qū)動(dòng)CCD芯片正常工作；然后芯片等待上位機(jī)命令，命令傳過來后，解析命令是采集圖像命令還是停止圖像采集命令，根據(jù)命令類型做出相應(yīng)的操作，若是采集圖像命令，CY7C68013A從AD9923A的芯片的D0-D11引腳讀出12位的數(shù)字信號，D0是數(shù)據(jù)低位，D11是數(shù)據(jù)高位，再通過USB發(fā)送至S3C2440嵌入式模塊；若是停止采集命令，配置AD9923A相應(yīng)寄存器使得輸出禁止。

協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)通過串口接收來自PC端的命令，判斷該命令是不是本節(jié)點(diǎn)命令，若不是，則通過RF模塊發(fā)送該命令，等待目的節(jié)點(diǎn)返回與該命令相關(guān)的數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)器收到數(shù)據(jù)后，通過串口發(fā)送給PC端。

由此，本發(fā)明所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)及ZigBee模塊實(shí)現(xiàn)無線視頻監(jiān)控，具有數(shù)據(jù)傳輸速度快，傳輸效率高的特點(diǎn)，能夠?qū)Ω鞣N狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。而且本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方便，簡單可靠，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中無線視頻監(jiān)控的需要。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。