专利名称：基于气象状态监测的自调节视频监控装置及方法
技术领域：
本发明属于视频监控领域，尤其涉及一种基于气象状态监测的自调节视频监控装置及方法。
背景技术：
视频监控系统的前端监控设备主要包括摄像机及承载摄像机等负载的云台。为使前端监控设备能够适用于多种自然环境中，一些产品在设计环节增加了多种措施进行保护及调节，例如，在云台上增加雨刷、风冷、加热、遮阳罩等功能模块；在摄像机方面选择具有高性能视频图像处理能力及具备摄像机参数智能自动调节的产品。在云台方面，增加的功能模块通常由设计于软件中的某些比较简单及固化的操作进行触发，如人为打开雨刷器、开启风冷加热等，且触发后的调节方式较为单一。在摄像机方面，智能算法的实现，很多情况下是通过在视场中寻找某一参照物，以此为基准进行参数的调节，一旦视场中的参照物由于变倍、移动而造成进光亮、色温检测的改变，摄像机就会在视场中另外寻找一个参照物，重新调节一系列参数。这样，会造成随着景物的改变、移动、状态变化，摄像机会不停的调整参数值，使图像模糊、色彩失真、抖动、不稳定等，这在监控系统中是不被允许的。在摄像机产品的设计中，虽然已经将摄像机的多个参数开放给用户，可以进行自由的调节，但由于并不是十分了解各个参数对成像的影响，由用户进行手动调节，很难达到理想效果。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、准确有效且使用灵活方便的基于气象状态监测的自调节视频监控装置及方法。本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:一种基于气象状态监测的自调节视频监控装置，包括气象监测模块、主控模块、前端设备模块和网络查询模块，主控模块分别与气象检测模块、前端设备模块和网络查询模块相连接，所述的主控模块用于接收和分析由气象监测模块及网络查询模块反馈回的数据并控制前端设备模块参数及功能调节，所述的网络查询模块与权威气象机构相连接用于查询权威气象状态。而且，所述的气象监测模块包含光照度传感器和温度传感器。而且，所述的气象监测模块还包括湿度传感器、能见度传感器、雨量传感器和风速风向传感器中的一种或多种。而且，所述的温度传感器采用MAX6575型数字温度传感器，所述的湿度传感器采用HIH3605，所述的雨量传感器采用红外散射式雨量传感器，所述的能见度传感器采用CN10/M317368型传感器，所述的光照度传感器采用新型室外光照强度传感器RY_G，所述的风速风向传感器采用FA213A型风速风向传感器。而且，所述的权威气象机构为中国国家气象局开放的三个天气预报接口。一种基于气象状态监测的自调节视频监控方法，包括以下步骤:
步骤1:气象监测模块实时采集前端设备所处位置的气象数据并反馈给主控模块；步骤2:主控模块对各个传感器监测到的气象数据进行分析，确定前端设备所处位置的实际气象状态；步骤3:主控模块将通过网络查询模块向权威气象机构发送天气查询请求并得到权威气象机构反馈的状态，然后将权威气象机构反馈的状态与前端设备所处位置的实际气象状态进行对比判断得到最终的气象状态；步骤4:主控模块根据最终的气象状态，确定前端设备模块的理论参数调节方案；步骤5:主控模块与前端设备模块进行双向通信，查看其当前状态是否与理论参数调节方案不同，如有不同，则主控模块向前端设备模块发送控制命令，由前端设备模块进行功能及参数的调节。而且，所述的气象数据包括温度、湿度、雨量、能见度、光照度和风速。而且，所述步骤2确定前端设备所处位置的实际气象状态的方法为:采用模糊控制思想对气象数据进行归类并综合比对，按照光照度 > 温度 > 雨量 > 能见度 > 湿度 > 风速的优先级，将实际气象状态确定为如下六级:wi为雾天，W2为小雨天气，W3为中雨天气，W4为大雨天气，W5为阴天、W6为晴天。而且，所述步骤3主控模块将权威气象机构反馈的状态与前端设备所处位置的实际气象状态进行对比判断得到最终的气象状态判断的方法为:如果两者数据比较吻合，则以实际气象状态为准，如果两者数据出入较大，则将误差较大的气象要素修正为权威气象机构反馈的状态。而且，所述的理论参数调节方案包括摄像机的白平衡、光圈、聚焦距离调节，云台辅助功能的雨刷、风冷、加热调节，以及环境因素的照度和色温调节。本发明的优点和积极效果是:1、本发明利用安装于气象监测模块中的多种传感器实时检测当前的气象数据，主控模块通过网络向权威机构发送查询当时当地气象状态的请求，并结合反馈信息及测量数据，判定当前的最终气象状态(雨、雪、雾、阴、晴等)并制定前端监控设备的功能及参数调节方案，在前端设备状态不匹配的情况下发送指令进行状态调节，从而使云台辅助功能使用更加灵活准确自动，降低人力成本；同时使摄像机避免由于采用动态的参考点自动调节摄像机参数时出现的频繁调节、图像模糊、色彩失真等情况的出现，根据实际的天气状况，参照相对固定，更为灵活、准确、高效、有针对性的调节摄像机参数，优化成像效果。2、本发明利用多种传感器测量气象状态的多个因素，通过网络查询权威的气象预报信息，综合判定当前的气象状态，使检测结果更加准确、高效。3、本发明采用数字式传感芯片，大大减小了主控模块的管脚数量，在增加功能的同时，不会过分增加系统的体积，而且省去了模数转换的过程，大大提高了测量精度，时效性也更好。4、本发明采用比较成熟的测雨量、能见度传感器模块，保证测量精度。6、本发明可以根据需求对传感器种类进行增减，例如，只选择光照度、温度的传感器即可以对当前气象状态做粗略的判断，基本可实现本发明的思想。各种传感器可供选择的厂商及型号也很多，采用更为大众的产品，可以有效的降低成本。
6、本发明对天气状况进行分类的标准及对云台和摄像机参数调节数值的设定，可以根据实际情况进行测试后修改并作为调节规范，可以利用本发明的思想，设计出适用于更多环境条件下的不同的调节方案。


图1是本发明的系统结构框图；图2是本发明的自动调节视频监控方法的流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。一种基于气象状态监测的自调节视频监控装置，如图1所示，包括气象监测模块
11、主控模块12、前端设备模块13和网络查询模块14，主控模块分别与气象检测模块、前端设备模块和网络查询模块相连接，该网络查询模块与权威气象机构相连接。所述的气象监测模块包含温度传感器111、湿度传感器112、能见度传感器113、雨量传感器114、光照度传感器115和风速风向传感器116，该气象监测模块用于监测前端设备所处位置的气象状态；所述的主控模块用于接收由气象监测模块及网络查询模块反馈回的数据，进行气象状态(雨、雪、阴、晴等)判定，并根据判定结果控制前端设备功能自动调节；所述的前端设备包括云台及摄像机，用于与主控模块进行通信实现前端设备功能及参数调节；所述的网络查询模块通过权威气象机构查询权威气象状态。在气象监测模块中，温度传感器采用MAX6575型数字温度传感器，这类器件可通过单线和微处理器进行温度数据的传送，提供三种灵活的输出方式一频率、周期或定时，并具备±0.8°C的典型精度，一条线最多允许挂接8个传感器，150 μ A典型电源电流和2.7V到5.5V的宽电源电压范围及-45°C到+125°C的温度范围。它输出的方波信号具有正比于绝对温度的周期，采用6脚S0T-23封装，仅占很小的板面。该器件通过一条I/O与微处理器相连，利用微处理器内部的计数器测出周期后就可计算出温度。湿度传感器采用HIH3605，其主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。雨量传感器采用红外散射式雨量传感器。当护罩的玻璃外表面有雨滴时,入射到玻璃上的光线被部分散射掉，反射后接收管的光线变少，雨量越大则反射回来的光线越少。通过与挡风玻璃干燥情况下接收光强的比较，就可以得出目前挡风玻璃上水滴的大小、多少，进而可以判断出不同的下雨模式。能见度传感器采用CN10/M317368型传感器，可以对大气进行连续监测，支持RS232通信接口，测量IOm 5000m的能见度范围，数据每分钟更新一次。光照度传感器采用新型室外光照强度传感器RY-G，可以测量O 200K1UX的光强范围，直流24V/12V供电，O 5V数据输出，外观小巧，测量准确。风速风向传感器采用FA213A型风速风向传感器，该款传感器适用于工厂、电力、港口、厂矿等环境中，具备浪涌、静电保护措施，安装于强电磁干扰环境中可保证测量的准确性及设备工作的可靠性，DC12 30V供电电压，其具体参数如下:性能风速风丨
分辨申.0.0Iro/s0.35°
测范a0.5 ,TOm/sO :傾} °
测丨it精度±0.5 m/s (<5ro/s)±2°
信弓.输出4 20mA三线电流环信兮(线4 20πιΛ三线电流环信号(线性对)、V:0 fiOm/s风速)性对成O 360°风向)一种基于气象状态监测的自调节视频监控方法，如图2所示，包括以下步骤:步骤1:气象监测模块实时采集前端设备所处位置的气象数据并反馈给主控模块。在系统进入工作状态后，气象监测模块内的各个传感器实时采集温度T、湿度H、雨量R、能见度D，光照度L、风速V等数据并反馈给主控模块。步骤2:主控模块对各个传感器监测到的气象数据进行分析，确定前端设备所处位置的实际气象状态；在本步骤中，主控模块根据温度T、湿度H、雨量R、能见度D、光照度L、风速V等气象数据按照表I给出的不同气象状态判定参考`表，得到通过实际监测数据判定的实际气象状态。判定方法是将判定标准模糊化，采用模糊控制的思想对反馈的信息数据进行归类，通过综合比对，将当前的气象判定为某一确定状态Weather=Wn (n=l 6)，其中定义Wl为雾天，W2为小雨天气，W3为中雨天气，W4为大雨天气，W5为阴天、W6为晴天，判定条件的优先级为光照度 > 温度 > 雨量 > 能见度 > 湿度 > 风速，当出现相矛盾的归类情况时，以优先级较高的判定为准。表I不同气象状况判定参考表
权利要求
1.一种基于气象状态监测的自调节视频监控装置，其特征在于:包括气象监测模块、主控模块、前端设备模块和网络查询模块，主控模块分别与气象检测模块、前端设备模块和网络查询模块相连接，所述的主控模块用于接收和分析由气象监测模块及网络查询模块反馈回的数据并控制前端设备模块参数及功能调节，所述的网络查询模块与权威气象机构相连接用于查询权威气象状态。
2.根据权利要求1所述基于气象状态监测的自调节视频监控装置，其特征在于:所述的气象监测模块包含光照度传感器和温度传感器。
3.根据权利要求2所述基于气象状态监测的自调节视频监控装置，其特征在于:所述的气象监测模块还包括湿度传感器、能见度传感器、雨量传感器和风速风向传感器中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述基于气象状态监测的自调节视频监控装置，其特征在于:所述的温度传感器采用MAX6575型数字温度传感器，所述的湿度传感器采用HIH3605，所述的雨量传感器采用红外散射式雨量传感器，所述的能见度传感器采用CN10/M317368型传感器，所述的光照度传感器采用新型室外光照强度传感器RY-G，所述的风速风向传感器采用FA213A型风速风向传感器。
5.根据权利要求1所述基于气象状态监测的自调节视频监控装置，其特征在于:所述的权威气象机构为中国国家气象局开放的三个天气预报接口。
6.一种实现权利要求1至5任一项所述基于气象状态监测的自调节视频监控装置的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:气象监测模块实时采集前端设备所处位置的气象数据并反馈给主控模块； 步骤2:主控模块对各个传感器监测到的气象数据进行分析，确定前端设备所处位置的实际气象状态； 步骤3:主控模块将通过网络查询模块向权威气象机构发送天气查询请求并得到权威气象机构反馈的状态，然后将权威气象机构反馈的状态与前端设备所处位置的实际气象状态进行对比判断得到最终的气象状态； 步骤4:主控模块根据最终的气象状态，确定前端设备模块的理论参数调节方案； 步骤5:主控模块与前端设备模块进行双向通信，查看其当前状态是否与理论参数调节方案不同，如有不同，则主控模块向前端设备模块发送控制命令，由前端设备模块进行功能及参数的调节。
7.根据权利要求6所述基于气象状态监测的自调节视频监控方法，其特征在于:所述的气象数据包括温度、湿度、雨量、能见度、光照度和风速。
8.根据权利要求6所述基于气象状态监测的自调节视频监控方法，其特征在于:所述步骤2确定前端设备所处位置的实际气象状态的方法为:采用模糊控制思想对气象数据进行归类并综合比对，按照光照度 > 温度 > 雨量 > 能见度 > 湿度 > 风速的优先级，将实际气象状态确定为如下六级:W1为雾天，W2为小雨天气，W3为中雨天气，W4为大雨天气，W5为阴天、W6为晴天。
9.根据权利要求6所述基于气象状态监测的自调节视频监控方法，其特征在于:所述步骤3主控模块将权威气象机构反馈的状态与前端设备所处位置的实际气象状态进行对比判断得到最终的气象状态的方法为:如果两者数据比较吻合，则以实际气象状态为准，如果两者数据出入较大，则将误差较大的气象要素修正为权威气象机构反馈的状态。
10.根据权利要求6所述基于气象状态监测的自调节视频监控方法，其特征在于:所述的理论参数调节方案包括摄像机的白平衡、光圈、聚焦距离调节，云台辅助功能的雨刷、风冷、加热调节，以及 环境因素的照度和色温调节。
全文摘要
本发明涉及一种基于气象状态监测的自调节视频监控装置及方法，其技术特点是该装置包括气象监测模块、主控模块、前端设备模块和网络查询模块，主控模块分别与气象检测模块、前端设备模块和网络查询模块相连接，网络查询模块与权威气象机构相连接，该方法包括以下步骤气象监测模块采集气象数据并反馈给主控模块；主控模块确定最终的气象状态；主控模块确定前端设备模块的理论参数调节方案；主控模块向前端设备模块发送控制命令由前端设备模块进行功能及参数的调节。本发明根据前端设备所处气象环境，比对权威的检测数据，实时动态地进行设备功能的自动调节，使控制灵活化、无人化，同时监控显示的质量更加优越。
文档编号G01W1/02GK103096034SQ20121057529
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者张福明, 诸葛琳娜 申请人:天津市亚安科技股份有限公司