專利名稱：基于電力線載波擴頻通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)、測控技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于電力 線載波通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力線載波通信技術(shù)，是利用電力線作為傳輸介質(zhì)，以高頻載波的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)、 語音、視頻的傳輸通信。該技術(shù)不僅實現(xiàn)了電網(wǎng)與通信網(wǎng)的復用，還可進行可靠地遠程通 信，彌補了無線通信的盲區(qū)，并廣泛應用于通信，電力等行業(yè)。擴頻通信作為信息時代的三 大高技術(shù)通信傳輸方式之一，將調(diào)制信號的頻帶擴大，進而提高了通信的信噪比，根據(jù)香農(nóng) 定理，可以提高傳輸速度，即可將擴頻通信應用于信息量較大的通信場合。電力線載波的重點是載波機。國外的載波機集成了大量的數(shù)字集成芯片，有利于 提高載波機的可靠性和穩(wěn)定性，同時還便于升級以適應現(xiàn)場的改變。我國性能較好的載波 機通常為模擬載波機，雖然能實現(xiàn)通信，但通信頻率低，抗干擾能力差；綜合國外的設(shè)計一 般都是基于DSP進行的，使得產(chǎn)品的速度和性能沒有采用專有芯片的效果好以及國內(nèi)采用 模擬芯片的出現(xiàn)的通信不良效應，開發(fā)設(shè)計一種基于FPGA的可靈活配置的電力線載波通 信系統(tǒng)就非常必要了。安防監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務在于根據(jù)測控單元和圖像采集單元的信息決策是否對 小區(qū)的某業(yè)主家出現(xiàn)異常及時向物業(yè)部門報警。安防監(jiān)控系統(tǒng)通常采用4個層次的設(shè)計 數(shù)據(jù)采集、信息傳輸、遠程實時控制和遠程報警與歷史信息查詢。國內(nèi)外對安防的研究都采 用視頻加測控單元并重的遠程監(jiān)控的研究理念，因而需要遠程傳輸較大的數(shù)據(jù)量?；诎卜腊l(fā)展的上述問題，本設(shè)計發(fā)明了一種基于電力線載波擴頻通信的安防監(jiān) 控系統(tǒng)，以實現(xiàn)對小區(qū)的智能監(jiān)控和報警。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳輸速率、線路帶寬利用率較低；有效傳輸距離短、傳輸信 息種類少，難于滿足智能小區(qū)遠程監(jiān)控和安全防衛(wèi)的多樣性需要以及目前家居安防監(jiān)視報 警運行和維護的成本高等現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種基于電力線載波擴頻通信的遠程安防監(jiān) 控系統(tǒng)；本發(fā)明的技術(shù)思想(如圖1)在于以電力線為通信傳輸媒介，采用FPGA硬化擴頻 通信技術(shù)，采用DSP實現(xiàn)遠程安防監(jiān)控，采用網(wǎng)絡(luò)服務器實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢和突發(fā)事 件的告警。本發(fā)明在實現(xiàn)過程中，建立一種圖像信號、測控信號相融合的遠程通信方式，通 過FPGA進行擴頻處理和調(diào)制，再通過DSP對數(shù)據(jù)信息進行融合處理，對處理結(jié)果發(fā)送給網(wǎng) 絡(luò)服務器，實現(xiàn)遠程實時通知，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)基于電力線的，低成本的，便于集中管理的 遠程安防監(jiān)控。整個系統(tǒng)的通信過程中采用了兩級編解碼方式先進的圖像數(shù)據(jù)壓縮和高 效的數(shù)據(jù)傳輸編解碼方式，配合協(xié)議中的沖突檢測，采用緊急優(yōu)先機制，能有效的提高重載 時的效率，從而保證了通信的高可靠性、有效性；
本發(fā)明采用PN碼序列來處理緊急事件(如圖4)，即對緊急事件分配一個固定的 PN碼序列作為地址，對于普通用戶分配其他相位的與突發(fā)事件的PN碼正交的PN碼作為地 址。即先用固定的PN碼搜索信道，若有緊急突發(fā)事件，則相關(guān)值具有較大的脈沖，其他的基 本為零。然后按事先規(guī)定的其他相位的PN碼順序搜索其他信道。這樣就可以實現(xiàn)對緊急 事件的實時處理。本發(fā)明還能在現(xiàn)有電力網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多種信號相融合，無須重新布線， 安裝維護方便，成本低廉。


圖1是整體通信框圖。圖2是家庭內(nèi)基于FPGA的信號調(diào)制框圖。圖3是遠程接收端解擴框圖。圖4是DSP遠程控制軟件流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明主要針對智能家居、智能小區(qū)實施。實施框圖，如圖1和圖4所示家庭內(nèi) 部安裝CCD攝像頭及相應的視頻采集卡和測控傳感單元，用來監(jiān)視和傳感數(shù)據(jù)信息，并將 結(jié)果經(jīng)過預處理和AD轉(zhuǎn)換后，發(fā)送給FPGA進行擴頻變換和編碼處理。這時將結(jié)果進行模 擬調(diào)制耦合到電力線上，這樣就完成數(shù)據(jù)的發(fā)送過程。在遠程控制端，將電力線上數(shù)據(jù)先進 性模擬解調(diào)，然后進行解擴和解編碼，并進行一系列的差錯檢查，最后將接收的結(jié)果發(fā)送給 DSP, DSP對圖像信息和測控信號進行分析，并將差異較大的圖像和顯著信號作為特殊信息 進行保存，將對達到異常標準的信息生成報警信息。這些特殊的信息連入網(wǎng)絡(luò)服務器，將這 些特殊信息將成為用戶查詢的內(nèi)容，報警信息對用戶進行實時提示，以達到實時處理突發(fā) 事件的作用。遠程控制端一般集中在物業(yè)中心，實現(xiàn)物業(yè)對業(yè)主的高信譽度服務。本發(fā)明在具體實施時采用FPGA進行信息的調(diào)制和擴頻處理(如圖2)，對于圖像信 息，先對其進行壓縮編碼，然后對所有的信號進行校驗碼的生成、交織、碼型變換和用PN碼 進行擴頻處理。在遠程接收端，仍用FPGA對信息進行反變換，恢復出原信息序列。解擴過 程見圖3。本發(fā)明在遠程端對信息先進行接收，然后處理接收的消息，所有處理過程集中于 DSP中進行。DSP對突發(fā)的消息的處理(如圖4)基于對優(yōu)先PN碼序列的存儲，在每一個處 理過程中都會添加一個固定的時隙，在該時隙中用PN碼來搜索信道，由于PN碼有一定的順 序，這樣就能保證對突發(fā)緊急時間的實時處理。DSP還完成對圖像監(jiān)控信息和測控信息的融 合分析與處理，將差異較大的圖像進行轉(zhuǎn)存，并對可能發(fā)生異常的情況生成報警信息，并實 時發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務器，用戶可以通過連接入網(wǎng)的任何設(shè)備實時查詢或被告知異常的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種基于電力線載波擴頻通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，以電力線為通信傳輸媒介，采 用擴頻通信技術(shù)，其特征在于建立圖像信息與測控信息相融合的遠程通信方式，數(shù)據(jù)通信 通過FPGA進行調(diào)制，數(shù)據(jù)信息融合處理通過DSP進行處理，異常報警和歷史數(shù)據(jù)查詢通過 網(wǎng)絡(luò)服務器實現(xiàn)，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)基于電力線的遠程安防監(jiān)控；
2.權(quán)利要求1所述的電力線載波通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于監(jiān)視器的圖 像采集及測控信息處理模塊通過通信測控芯片和電力線收發(fā)器連接到電力線上，形成監(jiān)控 節(jié)點，并與連接在戶外線路的電力調(diào)制解調(diào)器相連接；
3.權(quán)利要求1所述的電力線載波通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于電力調(diào)制解 調(diào)器采用高速DSP器件作為主處理器，將從室內(nèi)接收的測控信息和圖像信息數(shù)據(jù)進行實時 處理，發(fā)送到戶外電力線上；
4.權(quán)利要求1所述的電力線載波通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于圖像信息和 測控信息均通過由電力線收發(fā)器、協(xié)議分析處理芯片和頻率發(fā)生器組成的通道與數(shù)字信號 處理器通信；
5.如權(quán)利要求1所述的電力線載波通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于實現(xiàn)緊急 信息的優(yōu)先傳輸是采用固定的PN碼序列作為優(yōu)先序列碼，用其搜索電力線信道，決定信息 傳輸次序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于電力線載波擴頻通信的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，針對當前遠程安防對視頻圖像等高速數(shù)據(jù)流傳輸?shù)囊?、遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸?，以及系統(tǒng)自身的可擴展性和可靈活配置性的要求，本發(fā)明提出了基于電力線載波的遠程安防監(jiān)控系統(tǒng)，很好地解決了大量數(shù)據(jù)的高速可靠傳輸，同時對緊急突發(fā)事件采用PN搜索信道的方法來實現(xiàn)對其得優(yōu)先選擇，并通過與服務器的連接，實現(xiàn)報警信息的實時提示與主要歷史數(shù)據(jù)的查詢；本系統(tǒng)主要通過在近程FPGA中進行信源編碼、圖像壓縮、信息擴頻處理等，在遠程FPGA中進行信道搜索和信源解碼和在DSP中完成對信息的分析與處理。
文檔編號H04B3/54GK102064854SQ200910218969
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者史忠科, 辛琪 申請人:西安費斯達自動化工程有限公司