图象处理和压缩编码及远程监测实验设备制造技术

本实用新型专利技术公布了一种图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，所述设备包括同步监测通信及控制装置、以太网交换机、实验数据分析与实时控制代理主机、通用无线分组通信装置、中心控制主机和云台控制系统。所述方法如下：同步监测通信及控制装置实时自动地同步监测学生视频通信处理实验的全过程并记录学生的实验代码、实验数据；移动终端或者中心控制主机通过代理主机向通信及控制装置实时获取实验代码、数据、图像文件及实现实时的视频通信；代理主机接收并解析中心控制主机发来的命令，向指定的同步监测通信及控制装置发送控制指令，对实验箱进行必要的加锁、解锁；云台控制系统接收实验箱转发的云台控制指令，控制云台、镜头的运动。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术涉及一种图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，属于视频通信与信 息处理及实验室仪器设备

技术介绍
当前，在通信工程等电子通信类专业的本科大学生及研究生的教学和课程实验 中，广泛开设MPEG-4或H. 264视频通信及信号处理DSP实验。对于视频通信MPEG-4或H. 264 及信号处理DSP实验，学生通常根据教师布置的任务借助于网络并在实验箱上完成视频通 信实验的验证和设计。通过实验最终深入了解视频通信的MPEG-4及H. 264标准，同时熟悉 并掌握视频信息的其它压缩、解压处理的各种技术标准，同时可针对信号、单幅及多帧图像 结合配套实验箱的信号处理、视频应用软件开发包SDK进行小波信号处理、数字图像处理 各种算法的验证和新算法的仿真设计。通常，由于该课程涉及视频通信与信号处理的各种关键技术，感兴趣选修该实验 课程的学生很多，这导致任课指导教师难以对学生实验的全过程进行有效的监测、管理及 控制。实际实验过程中经常发现，有部分学生存在看热闹，抄袭别人实验成果的现象，有的 学生仅仅在最后拷贝别人的代码和运行结果并交给老师验收，这也给指导教师客观公正地 评价学生的实验成果和掌握了解学生的实验技能带来了困难。同时，也存在部分学生不按 指示随意操作设备乃至造成设备毁坏的情况。因此，如何有效地监测学生的实验过程，客观 公正地评价学生的实验成果，同时有效管理设备，保证设备的运行安全，是实验指导教师面 临的突出问题，需要有效的解决。目前，国内还没有类似的远程同步监测及管理信息平台。
技术实现思路
技术问题本技术目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种图象处理和压缩 编码及远程监测实验设备。技术方案本技术为实现上述目的，采用如下技术方案本技术图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步监测 管理网络平台、数据分析与通信平台、监控终端和n路结构相同的监测与实验支路，其中同 步监测管理网络平台包括二个一级以太网交换机和n+1个二级以太网交换机，数据分析与 通信平台由实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通信装置构成，监控 终端由中心控制主机串接第二通用无线分组通信装置构成，每条监测与实验支路都由同步 监测通信及控制装置依次串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，二个一级以太网交换 机通过万维网连接，第一一级以太网交换机分别与n+1个二级以太网交换机级联，第一至 第n个二级以太网交换机分别与n个同步监测通信及控制装置的网络接口连接，第n+1个 二级以太网交换机与实验数据分析与实时控制代理主机的网络接口连接，第二一级以太网 交换机与中心控制主机的网络接口连接，第一、第二通用无线分组通信装置通过GSM网络通信，其中n为自然数。图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步监测管理网络平 台、数据分析与通信平台、移动终端和n路结构相同的监测与实验支路，其中同步监测管理 网络平台包括第一一级以太网交换机和n+1个二级以太网交换机，数据分析与通信平台由 实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通信装置构成，每条监测与实验 支路都由同步监测通信及控制装置串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，第一一级以 太网交换机分别与n+1个二级以太网交换机级联，第一至第n个二级以太网交换机分别与n 个同步监测通信及控制装置的网络接口连接，第n+1个二级以太网交换机与实验数据分析 与实时控制代理主机的网络接口连接，移动终端通过GSM网络与第一通用无线分组通信装 置通信，其中n为自然数。有益效果本技术开创了新型的视频通信与信号处理的同步监测及仿真实验 平台，该平台具备以下主要功能1、数据实时存储功能，同步监测通信及控制装置SMCC实 时自动地同步监测学生视频通信处理实验的全过程并记录学生的实验代码、实验数据；2、 通信传输功能，代理主机ACPC通过TCP/IP协议与RJ-45接口向通信及控制装置SMCC实时 获取实验代码、数据及图像文件，且可实现实时的视频通信；3、控制功能，教师通过移动终 端(手机)或者中心控制主机CMC向代理主机ACPC发送控制命令，代理主机ACPC解析命 令，并向指定的同步监测通信及控制装置SMCC发送命令，SMCC接收来自代理主机的控制指 令，根据教师指令对实验箱进行必要的加锁和解锁；4、实时视频通信功能，教师借助于该通 信平台可与多个学生同时实现交互视频通信，可用作视频会议；5、云台、镜头的运动控制功 能，借助于RS485接口、云台控制译码器、云台镜头控制电路控制云台、镜头的运动。通常，教师在实验开始时解锁设备，在实验时间结束时加锁设备。在实验的过程 中，教师根据实时的监督反馈信息对可能出现问题的设备加锁以警戒学生并保护设备安 全。实验结束时，教师根据每位学生的实验记录了解学生实验情况并合理评定成绩。借助 于该远程同步监测及管理信息平台，教师并不需要现场监督约束学生，学生完全独立自主 在规定时间内进行实验。实验结果自动记录，实验过程全程掌握，可以避免现场监督及验收 的匆忙和混乱。而且在这个系统性、综合性的实验平台下，不但有利于学生发挥创造性，更 加真实地展现自我，也有利于教师更加真实、准确、全面的了解每位学生的实验情况，并根 据每位同学的不同实验情况合理评价并作为下次实验课题安排的依据。借助于该实验系统，教师可以加强对于学生实验的过程了解、评价及管理，同时也 非常有利于学生独立自主实验能力的培养和提高。附图说明图1为本技术的原理框图。图2为本技术的实施例的电原理图。图3为同步监测通信及控制装置SMCC的实施例的硬件结构图。图4为同步监测通信及控制装置SMCC的MAX232串口电平转换电路图。图5为同步监测通信及控制装置SMCC的主程序框图。图6为实验数据分析与实时控制代理主机ACPC的主程序框图。图7为中心控制主机CMC的主程序框图。图8为云台控制解码器原理框图。图9为云台控制电路(单路)。图10为云台的镜头控制电路。图11为RS485通讯接口电路。具体实施方式以下结合附图对技术的技术方案进行详细说明如图1(a)所示，本技术图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在 于包括同步监测管理网络平台、数据分析与通信平台、监控终端和n路结构相同的监测与 实验支路，其中同步监测管理网络平台包括二个一级以太网交换机和n+1个二级以太网交 换机，数据分析与通信平台由实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通 信装置构成，监控终端由中心控制主机串接第二通用无线分组通信装置构成，每条监测与 实验支路都由同步监测通信及控制装置依次串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，二 个一级以太网交换机通过万维网连接，第一一级以太网交换机分别与n+1个二级以太网交 换机级联，第一至第n个二级以太网交换机分别与n个同步监测通信及控制装置的网络接 口连接，第n+1个二级以太网交换机与实验数据分析与实时控制代理主机的网络接口连 接，第二一级以太网交换机与中心控制主机的网络接口连接，第一、第二通用无线分组通信 装置通过GSM网络通信，其中n为自然数。如图1(b)所示，图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步 监测管理网络平台、数据分析与通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步监测管理网络平台、数据分析与通信平台、监控终端和ｎ路结构相同的监测与实验支路，其中同步监测管理网络平台包括二个一级以太网交换机和ｎ＋１个二级以太网交换机，数据分析与通信平台由实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通信装置构成，监控终端由中心控制主机串接第二通用无线分组通信装置构成，每条监测与实验支路都由同步监测通信及控制装置依次串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，二个一级以太网交换机通过万维网连接，第一一级以太网交换机分别与ｎ＋１个二级以太网交换机级联，第一至第ｎ个二级以太网交换机分别与ｎ个同步监测通信及控制装置的网络接口连接，第ｎ＋１个二级以太网交换机与实验数据分析与实时控制代理主机的网络接口连接，第二一级以太网交换机与中心控制主机的网络接口连接，第一、第二通用无线分组通信装置通过ＧＳＭ网络通信，其中ｎ为自然数。

【技术特征摘要】
一种图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步监测管理网络平台、数据分析与通信平台、监控终端和n路结构相同的监测与实验支路，其中同步监测管理网络平台包括二个一级以太网交换机和n+1个二级以太网交换机，数据分析与通信平台由实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通信装置构成，监控终端由中心控制主机串接第二通用无线分组通信装置构成，每条监测与实验支路都由同步监测通信及控制装置依次串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，二个一级以太网交换机通过万维网连接，第一一级以太网交换机分别与n+1个二级以太网交换机级联，第一至第n个二级以太网交换机分别与n个同步监测通信及控制装置的网络接口连接，第n+1个二级以太网交换机与实验数据分析与实时控制代理主机的网络接口连接，第二一级以太网交换机与中心控制主机的网络接口连接，第一、第二通用无线分组通信装置通过GSM网络通信，其中n为自然数。2.一种图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于包括同步监测管理网络 平台、数据分析与通信平台、移动终端和n路结构相同的监测与实验支路，其中同步监测管 理网络平台包括第一一级以太网交换机和n+1个二级以太网交换机，数据分析与通信平台 由实验数据分析与实时控制代理主机串接第一通用无线分组通信装置构成，每条监测与实 验支路都由同步监测通信及控制装置串接视频处理实验箱、云台控制系统构成，第一一级 以太网交换机分别与n+1个二级以太网交换机级联，第一至第n个二级以太网交换机分别 与n个同步监测通信及控制装置的网络接口连接，第n+1个二级以太网交换机与实验数据 分析与实时控制代理主机的网络接口连接，移动终端通过GSM网络与第一通用无线分组通 信装置通信，其中n为自然数。3.根据权利要求1或2所述的图象处理和压缩编码及远程监测实验设备，其特征在于 所述云台控制系统包括RS485通信接口电路、云台控制解码器、云台控制电路、镜头控制电 路和辅助控制电路，其中云台控制解码器包括译码器、微处理器、报警探头接口、云台驱动 电路、镜头驱动电路和辅助驱动电路，RS485通信接口电路分别与视频处理实验箱和译码器 双向通信连接，微处理器分别与译码器和报警探头接口双向通信连接，微处理器的输出端 分别串接云台驱动电路、镜头驱动电路和辅助驱动电路后分别对应接云台控制电路、镜头 控制电路和辅助控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧斌，刘超颖，张丽丽，吴学文，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]