一种电涌保护器的远程报警方法及系统.pdf

一种电涌保护器远程报警系统及基于该系统的远程报警方法，该系统包括视频传输回路、电涌保护器、失效检测单元、嵌入式处理单元/ASIC及监控显示单元。失效检测单元分别和电涌保护器及报警信号发生传输单元相连，其用于检测电涌保护其是否失效，并将该信息输入至报警信号发生传输单元。嵌入式处理单元/ASIC完成视频信号提取、报警类型甄别、报警信息发生及叠加工作，将叠加了报警信号的视频信号通过视频传输回路传送至远端的监控显示单元。本发明通过视频传输回路以低廉的成本实现了对电涌保护器的远程实时报警。

1、  一种电涌保护器的远程报警系统，其通过视频传输回路来实现对电涌保护器的远程监控及报警，其特征在于，包括视频传输回路、电涌保护器、用以检测电涌保护器内部元件是否失效的失效检测单元、用以显示报警信息的监控显示单元及用以处理视频信号及完成报警信息叠加的嵌入式处理单元/ASIC芯片，所述电涌保护器、失效检测单元及嵌入式处理单元/ASIC芯片依次相连，视频输入信号连接至所述嵌入式处理单元/ASIC芯片的视频输入端，而所述嵌入式处理单元/ASIC芯片的输出端则回接至所述视频传输回路，所述监控显示单元同时连接至所述视频传输回路。

2、  如权利要求1所述的远程报警系统，其特征在于，所述嵌入式处理单元/ASIC芯片包括以提取视频信号中有用信号并判断视频信号是否存在的视频信号提取单元、用以处理所述有用信号和报警信息的报警信息处理单元及用以完成报警信息和视频信号叠加的报警信息叠加单元，所述视频信号提取单元输入端连接至所述视频传输回路，其输出端连接至所述报警信息处理单元的输入端，所述报警信息处理单元的输出端则通过所述报警信息叠加单元连接至所述视频传输回路。

3、  如权利要求2所述的远程报警系统，其特征在于，所述嵌入式处理单元/ASIC芯片还包括一处理数字视频信号的解码单元和编码单元，所述解码单元设置在所述视频信号输入和所述视频信号提取单元之间，所述编码单元设置所述报警信息叠加单元和所述视频传输回路之间。

4、  如权利要求3所述的远程报警系统，其特征在于，所述嵌入式处理单元/ASIC芯片还包括一D/A转换单元和一A/D转换单元，所述A/D转换单元设置在所述解码单元和所述视频信号提取单元之间，所述D/A转换单元设置在所述报警信息叠加单元和所述编码单元之间。

5、  一种电涌保护器的远程报警方法，其通过视频传输回路来实现对电涌保护器的远程监控及报警，其特征在于，包括以下步骤：
(1)电涌保护器失效检测单元检测电涌保护器内部元件是否失效；
(2)若步骤(1)检测出所述电涌保护器发生失效，嵌入式处理单元/ASIC芯片判断视频传输回路中是否存在视频信号作出如下处理：
若存在，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片将报警信息叠加到视频信号上，并发送到所述视频传输回路中；
若不存在，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片产生带有报警信息的视频信号，并发送到所述视频传输回路中；
(3)监控显示单元将带有报警信号的视频信号在显示终端予以显示。

6、  如权利要求5所述的电涌保护器的远程报警方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括在所述失效检测单元中设置一温度保险丝及一光电耦合芯片用以检测所述电涌保护器内部元件是否失效。

7、  如权利要求5所述的电涌保护器的远程报警方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括所述嵌入式处理单元/ASIC芯片先利用其视频信号提取单元来提取模拟视频信号中有用信号作为报警信息叠加的基准，同时判断模拟视频信号是否丢失。

8、  如权利要求7所述的电涌保护器的远程报警方法，其特征在于，进一步包括若所述视频信号提取单元判断模拟视频信号未丢失，所述嵌入式处理单元/ASIC芯片内的报警信号处理单元输出报警文字信息及视频信号提取单元所提取的有用信号到报警信息叠加单元处完成叠加；若所述视频信号提取单元判断模拟视频信号丢失，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片内的报警信号处理单分别输出定时信号和报警文字信息到报警信息叠加单元叠加组成输出视频信号。

9、  如权利要求8所述的电涌保护器的远程报警方法，其特征在于，数字视频信号在进入视频信号提取单元之前先进行解码操作，且叠加信号进入视频传输回路之前对其进行编码操作。

10、  如权利要求9所述的电涌保护器的远程报警方法，其特征在于，数字视频信号进行解码操作之后再进行A/D转换，且对叠加信号进行D/A转换后再对其进行编码操作。

一种电涌保护器的远程报警方法及系统
技术领域
本发明涉及一种远程报警方法及系统，尤其涉及一种含视频传输回路的电涌保护器的远程报警方法及系统。
背景技术
电涌保护器(Surge Protective Device，SPD)是用以限制瞬态过电压和引导电涌电流的一种设备。它不仅具有防雷功能，而且还有抑制投切过电压的作用，因此电涌保护器的应用领域很广，如高速公路视频监控、有限电视放大器、气象灾害预警等，因此对电涌保护器进行实效检测是非常必要的。
现有的电涌保护器在失效时多采用以下两类报警方法：
1、现场报警方法：如在电涌保护器本体上采用机械指示或者LED指示；
2、遥信端子远程报警方法：如将遥信开关信号布设专用线路连接至扬声器或者LED进行声光报警等。
但是上述两种报警方法均存在着很大的弊病：
对于现场报警方法来说，如果该电涌保护器位于无人值守的工作环境的话就没有任何意义了，比如监控用摄像机，很有可能是安装于野外或者高处的，其机械指示或者LED指示只有在工作人员进行人工维护时才能发现。电涌保护器报警如果不能及时发现，当遇到雷击时，因电涌保护器已失去保护作用，很有可能导致被保护对象损坏，更加严重的，电涌保护器处于短路失效时，可能引起火灾等造成人民财产损失。
对于遥信端子远程报警方法来说，为了实现远程报警，必须重新布置报警线路，且还需要在终端增加报警信号的处理设备方能将报警信号重现。这样将会大大增加施工和维护的成本，得不偿失。比如高速公路沿线的摄像机，如需要增加电涌保护器遥信报警则需要沿高速公路全程布线。
综上所述，现有的电涌保护器报警方法存在如下述缺陷：不能远程报警，或即使可以远程报警，但必须专门布设成本高昂的报警线路。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种电涌保护器的远程报警系统，以解决目前电涌保护器失效时无法远程报警或远程报警实施困难的问题。
本发明的另一目的在于提供一种电涌保护器的远程报警方法，以解决目前电涌保护器失效时无法远程报警或远程报警实施困难的问题。
本发明提出一种电涌保护器的远程报警系统，其通过视频传输回路来实现对电涌保护器的远程监控及报警，包括视频传输回路、电涌保护器、用以检测电涌保护器内部元件是否失效的失效检测单元、用以显示报警信息的监控显示单元及用以处理视频信号及完成报警信息叠加的嵌入式处理单元/ASIC芯片，所述电涌保护器、失效检测单元及嵌入式处理单元/ASIC芯片依次相连，视频输入信号连接至所述嵌入式处理单元/ASIC芯片的视频输入端，而所述嵌入式处理单元/ASIC芯片的输出端则回接至所述视频传输回路，所述监控显示单元同时连接至所述视频传输回路。
依照本发明较佳实施例所述的远程报警系统，其嵌入式处理单元/ASIC芯片包括以提取视频信号中有用信号并判断视频信号是否存在的视频信号提取单元、用以处理所述有用信号和报警信息的报警信息处理单元及用以完成报警信息和视频信号叠加的报警信息叠加单元，所述视频信号提取单元输入端连接至所述视频传输回路，其输出端连接至所述报警信息处理单元的输入端，所述报警信息处理单元的输出端则通过所述报警信息叠加单元连接至所述视频传输回路。
依照本发明较佳实施例所述的远程报警系统，其嵌入式处理单元/ASIC芯片还包括一处理数字视频信号的解码单元和编码单元，所述解码单元设置在所述视频信号输入和所述视频信号提取单元之间，所述编码单元设置所述报警信息叠加单元和所述视频传输回路之间。
依照本发明较佳实施例所述的远程报警系统，其嵌入式处理单元/ASIC芯片还包括一D/A转换单元和一A/D转换单元，所述A/D转换单元设置在所述解码单元和所述视频信号提取单元之间，所述D/A转换单元设置在所述报警信息叠加单元和所述编码单元之间。
本发明又提出一种电涌保护器的远程报警方法，其通过视频传输回路来实现对电涌保护器的远程监控及报警，包括以下步骤：
(1)电涌保护器失效检测单元检测电涌保护器内部元件是否失效；
(2)若步骤(1)检测出所述电涌保护器发生失效，嵌入式处理单元/ASIC芯片判断视频传输回路中是否存在视频信号作出如下处理：
若存在，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片将报警信息叠加到视频信号上，并发送到所述模拟视频传输回路中；
若不存在，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片产生带有报警信息的视频信号，并发送到所述视频传输回路中；
(3)监控显示单元将带有报警信号的视频信号在显示终端予以显示。
依照本发明较佳实施例所述的电涌保护器的远程报警方法，步骤(1)进一步包括在所述失效检测单元中设置一温度保险丝及一光电耦合芯片用以检测所述电涌保护器内部元件是否失效。
依照本发明较佳实施例所述的电涌保护器的远程报警方法，步骤(2)进一步包括所述嵌入式处理单元/ASIC芯片先利用其视频信号提取单元来提取模拟视频信号中有用信号作为报警信息叠加的基准，同时判断模拟视频信号是否丢失。
依照本发明较佳实施例所述的电涌保护器的远程报警方法，进一步包括若所述视频信号提取单元判断模拟视频信号未丢失，所述嵌入式处理单元/ASIC芯片内的报警信号处理单元输出报警文字信息及视频信号提取单元所提取的有用信号到报警信息叠加单元处完成叠加；若所述视频信号提取单元判断模拟视频信号丢失，则所述嵌入式处理单元/ASIC芯片内的报警信号处理单分别输出定时信号和报警文字信息到报警信息叠加单元叠加组成输出视频信号。
依照本发明较佳实施例所述的电涌保护器的远程报警方法，数字视频信号在进入视频信号提取单元之前先进行解码操作，且叠加信号进入视频传输回路之前对其进行编码操作。
依照本发明较佳实施例所述的电涌保护器的远程报警方法，数字视频信号进行解码操作之后再进行A/D转换，且对叠加信号进行D/A转换后再对其进行编码操作。
本发明将电涌保护器失效报警信号叠加至视频信号，并利用模拟或者数字视频传输回路将其传送至远端的监控显示单元，若无视频信号则自发产生带报警信息的视频信号并通过视频传送回路传送至监控显示单元。从而使电涌保护器失效时可以实现远程报警，并且不用专门铺设成本高昂的报警线路，只需利用现有的视频传送回路即可，从而在保护设备的同时极大的降低了成本。
附图说明
图1为本发明一种利用视频传输回路的电涌保护器的远程报警系统的原理结构图；
图2为本发明实施例的一种利用模拟视频传输回路的远程报警系统的原理结构图；
图3为本发明实施例的一种利用数字视频传输回路的远程报警系统的原理结构图；
图4为本发明实施例的另一种利用数字视频传输回路的远程报警系统的原理结构图；
图5为本发明实施例的失效检测单元的电路图；
图6为本发明实施例的视频信号提取单元的电路图；
图7为本发明实施例的报警信息处理单元的结构图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
本发明的核心在于：通过视频传输回路将电涌保护器故障时的报警信息传送至远端的监控装置，从而实现对电涌保护器的远程报警。
请参见图1，其为本发明一种利用视频传输回路的电涌保护器的远程报警系统的原理结构图，下面对本发明的原理结构予以简述：
该电涌保护器远程报警系统包括视频传输回路101、电涌保护器102、失效检测单元103、嵌入式处理单元/ASIC芯片110及监控显示单元104。失效检测单元103分别和电涌保护器102及嵌入式处理单元/ASIC芯片110相连，其用于检测电涌保护102其是否失效，并将该信息输入至嵌入式处理单元/ASIC芯片110。嵌入式处理单元/ASIC芯片110则接收视频传输回路101中的视频信号输入，并判断是否存在视频信号，然后根据其判断作出如下处理：若存在，则将报警信息叠加到视频信号上，并发送到视频传输回路101中；若不存在，则产生带有报警信息的视频信号，并发送到视频传输回路101中。上述带报警信息的视频信号接入视频回路后通过传输网络105传送至远端的监控显示单元104，从而实现对电涌保护器的远程报警。
本发明所涉及到的视频传输回路既可以是模拟视频传输回路，同时也可以为数字视频传输回路，下面通过具体实施例来对其分别进行阐述：
实施例1
请参见图2，其为本发明实施例的一种利用模拟视频传输回路的远程报警系统的原理结构图。该系统包括模拟视频传输回路201、电涌保护器102、失效检测单元103、嵌入式处理单元/ASIC芯片110及监控显示单元104。失效检测单元103分别和电涌保护器102及嵌入式处理单元/ASIC芯片110相连，其用于检测电涌保护102其是否失效，并将该信息输入至嵌入式处理单元/ASIC芯片110。而嵌入式处理单元/ASIC芯片110又包括报警信息叠加单元111、视频信号提取单元112和报警信息处理单元113。视频信号提取单元112的视频接入端接入模拟视频传输回路201，并提取视频信号中有用信号作为报警信息叠加的基准，同时判断视频信号是否丢失。视频信号提取单元112的输出端则连接至报警信息处理单元113的输入端，同时信息处理单元113的输出端通过报警信息叠加单元111连接至模拟视频传输回路201。
若报警信号发生传输单元110收到电涌保护器102失效的信息且视频信号提取单元112判断模拟视频传输回路201中有模拟视频信号时，则报警信息处理单元113向报警信息叠加单元111输出以视频信号提取单元所提取的有用信号为基准产生的报警文字信息，通过报警信息叠加单元111叠加后接入模拟视频传输回路201；若报警信号发生传输单元110收到电涌保护器102失效的信息但视频信号提取单元112判断模拟视频传输回路201中无视频信号时，则报警信息处理单元113向报警信息叠加单元111输出报警文字信息及定时信号，通过报警信息叠加单元111叠加成带报警信息的视频信号接入模拟视频传输回路201。
上述带报警信息的视频信号接入模拟视频回路201后通过传输网络105传送至远端的监控显示单元104，从而实现对电涌保护器的远程报警。
请参见图5，其为本发明实施例的失效检测单元的电路图。该失效检测单元103包括了限流电阻R9、发光二极管LED1、光电耦合器U2、二极管D1及温度保险丝F1，其中光电耦合器U2可以采用PC817的线性光电耦合器，其发光源为一发光二极管LED2，受光器为光敏三极管Q3。限流电阻R8一端连接至电涌保护器102，另一端连接至发光二极管LED1的阳极，而发光二极管LED1的阴极则连接至光电耦合器U2中发光二极管LED2的阳极，同时发光二极管LED2的阴极和二极管D1的阳极相连，温度保险丝F1连接在电涌保护器102和二极管D1的阴极之间。光敏三级管的集电极连接至电源VCC，发射极T_IN则连接至报警信号发生传输单元110。通过上述电路连接，构成了一报警回路，电涌保护器102正常工作时，发光二极管LED2正常发光，当电涌保护器内元件失效时，温度保险丝F1会由于工作温度过高而熔断，从而导致发光二极管LED2停止发光，光敏三极管Q3读取到该信息并将其通过发射极传送至报警信号发生传输单元110。当然失效检测单元的实施方式并不限定在上述方式，任何具有同样功能的失效检测单元都应落在本发明保护范围之内。
请参见图6，其为本发明实施例的视频信号提取单元的电路图。该视频信号提取单元112包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、有极性电容C1、第一无极性电容C2、第二无极性电容C3及电阻R1～R8。PNP三极管Q1的发射极连接至电源VCC，其集电极连接至视频输入节点N6，基极连接至节点N5。限流电阻R5和第一无极性电容C2串联后连接在节点N5和节点N4之间，而限流电阻R4和第二无极性电容C3串联后连接在电源节点N1和节点N4之间。NPN三极管Q2的基极连接至电源节点N1，发射极连接至节点N4，基极则连接至节点N2。电阻R1连接在电源节点N1和节点N2之间，电阻R2、R3、R6、R7的一端连接至接地节点N3，另一端则分别连接至节点N2、N4、N5和N6。有极性电容C1的正极连接至节点N2，其负极则连接至节点N7。其中NPN三极管Q2、电阻R1、R2、R3和有极性电容C1组成射随，用以隔离输入视频幅度变化对提取电路的影响。PNP三极管Q1、电阻R4、R5、R6、R7、第一无极性电容C2和第二无极性电容C3组成信号提取电路电路，主要是靠第一无极性电容C2和第二无极性电容C3两端积累的直流电压来分离出视频信号中的有用信号。
再请参见图7，其为本发明实施例的报警信息处理单元的结构图。其可以采用PIC12F629可编程单片机作为主控芯片。请参见图5，上述失效检测单元103的T_IN端连接至主控芯片的4PIN，再请参见图6，输入视频Video_IN(同时也是输出视频处)连接至节点N7从而接入视频信号提取单元112，视频信号提取单元112的输出端HV_IN连接至主控芯片的5PIN，而主控芯片的7PIN是用以输出预先编辑好的报警文字信息及视频信号提取单元112所提取的有用信号，其连接至节点N7，也即输出视频处；主控芯片的6PIN用以输出定时信号，其通过电阻R8连接至节点N7。此时主控芯片若收到电涌保护器102失效的信息，则根据视频信号提取单元112的判断进行如下两种动作：
1、若模拟视频传输回路201中有视频信号，则7PIN输出预先编辑好的报警文字信息及视频信号提取单元112所提取的有用信号至输入视频处实现报警信息的叠加；
2、若模拟视频传输回路201中无视频信号，则7PIN输出预先编辑好的报警文字信息，而6PIN输出定时信号，两者在输入视频处实现叠加，从而变成视频信号进入视频传输回路中。
上述报警信息的叠加方法可以采用现有的OSD技术，当然也可以为其他叠加技术，其选择并不用以限定本发明。
带报警信息的视频信号进入模拟视频传输回路201后即可通过传输网络传送至远端的监控显示单元予以显示，从而完成对电涌保护器的远程报警。
实施例2
请参见图3，其为为本发明实施例的一种利用数字视频传输回路的远程报警系统的原理结构图。该系统包括数字视频传输回路301、电涌保护器102、失效检测单元103、嵌入式处理单元/ASIC芯片110及监控显示单元104。与上述利用模拟视频传输回路的系统相比，本实施例的嵌入式处理单元/ASIC芯片110还包括了解码单元114和编码单元115，其中解码单元114设置在数字视频输入和视频信号提取单元112之间，而编码单元115则设置在报警信息叠加单元111和数字视频输出之间。本实施例通过对数字视频信号进行解码处理，然后对其叠加报警信息来实现利用数字视频传输回路传送报警信息的目的。
实施例3
请参见图4，其为本发明实施例的另一种利用数字视频传输回路的远程报警系统的原理结构图。本实施例与实施例2的不同之处在于，其嵌入式处理单元/ASIC芯片110还包括了A/D转换单元116和D/A转换单元117，其中A/D转换单元116设置在解码单元114和视频信号提取单元112之间，D/A转换单元则设置在报警信息叠加单元111和编码单元115之间。这样就把解码后的数字视频信号转换为模拟视频信号，并对其进行叠加报警信息，然后再转换为数字视频信号并编码后输入至视频传输回路了。
基于上述系统，本发明提出一种电涌保护器的远程报警方法，其通过视频传输回路来实现对电涌保护器的远程监控及报警，包括以下步骤：
S101：电涌保护器失效检测单元检测电涌保护器内部元件是否失效。失效检测单元例如可以是由一温度保险丝和光电耦合器组成，当电涌保护器失效时，温度保险丝由于温度过高而被熔断，而光电耦合器采集该信息通过电-光-电转换将该信息传送至报警信号发生传输单元。
S102：当步骤S101检测出电涌保护器发生失效时，嵌入式处理单元/ASIC根据其判断作出如下的处理：
若视频信号未丢失，嵌入式处理单元/ASIC芯片将报警信息叠加到视频信号上，并发送到视频传输回路中；
若不存在，则嵌入式处理单元/ASIC芯片产生带有报警信息的视频信号，并发送到视频传输回路中。
当利用模拟视频传输回路进行传输时，S102可以具体为：当步骤S101检测出电涌保护器发生失效时，嵌入式处理单元/ASIC芯片根据其视频信号提取单元判断模拟视频传输是否存在视频信号作出如下处理：
若视频信号未丢失，嵌入式处理单元/ASIC芯片中的报警信息处理单元将以视频信号提取单元所提取的有用信号为基准产生的报警文字信息输入至视频叠加单元予以叠加并发送至模拟视频传输回路中；
若视频信号丢失，嵌入式处理单元/ASIC芯片输出定时信号及报警文字信息至视频叠加单元予以叠加并发送至模拟视频传输回路。
而当利用数字视频传输回路进行传输时，S102可以具体为：数字视频输入解码后被视频信号提取单元所提取，当步骤S101检测出电涌保护器发生失效时，嵌入式处理单元/ASIC芯片根据其视频信号提取单元判断数字视频传输回路中是否存在数字视频信号作出如下处理：
若数字视频信号未丢失，嵌入式处理单元/ASIC芯片中的报警信息处理单元将以视频信号提取单元所提取的有用信号为基准产生的报警文字信息输入至视频叠加单元予以叠加，对其进行视频编码后发送到数字视频传输网络中；
若视频信号丢失，报警信息处理单元输出定时信号及报警文字信息至视频叠加单元予以叠加，对其进行视频编码后为数字视频信号，然后发送到数字视频传输网络中。
为了便于叠加操作，可以在数字视频解码后对其进行A/D转换，转换为模拟信号后再对其进行报警信息的叠加，然后再通过D/A转换并编码后输入至数字视频传输回路。
S103：监控显示单元将带有报警信号的视频信号在显示终端予以显示。
本发明将电涌保护器失效报警信号叠加至视频信号，并利用模拟或者数字视频传输回路将其传送至远端的监控显示单元，若无视频信号则自发产生带报警信息的视频信号并通过视频传送回路传送至监控显示单元。从而使电涌保护器失效时可以实现远程报警，并且不用专门铺设成本高昂的报警线路，只需利用现有的视频传送回路即可，从而在保护设备的同时极大的降低了成本。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。