[发明专利]基于多数据链路的航空气象图像监视系统

权利要求书

1.基于多数据链路的航空气象图像监视系统，其特征在于，包括摄像头、图像采集模块、图像处理模块、图像传输模块、气象监视地面站和数据共享网络；

所述图像采集模块主要由FPGA芯片、ADC转换电路和接口电路构成；

所述图像处理模块主要由FPGA芯片、DSP芯片、存储器电路、时钟电路和接口电路构成； 

所述图像传输模块包括数据链路选择模块和多数据链路传输接口；其中，数据链选择模块，数据链选择模块由3G模块、卫星传输模块和以太网传输模块构成，数据链路传输接口包括3G网络传输、卫星传输、局域有线网络；

数据链选择模块采用按键选择的方式进行数据链路选择，当观测站需要三中数据链中的一个或多个时，则根据所要选择数据链路传输对象，按下对应按键，连通数据链电路；

摄像机与信号图像采集模块相连接，图像采集模块将采集的图像信号传送给图像处理模块，处理后的图像信号经图像传输模块的3G网络传输、卫星传输或局域有线网络传送给地面站，最后由地面站发送到数据共享网络；

图像传输模块的数据链路所包括的3G网络传输、卫星传输、局域有线网络

三种传输方式，由用户自行选择配置；地面站采用web网页加载，图像通过网站提供给用户，用于查看和数据的共享、分析；

所述数据链路构建方法，包括：

（a）3G网络传输：采用电信、联通和移动3G网络，其中3G接收电路中，用于电信网络的3G设备卡采用中沃EA960，中兴AC582；用于联通网络的3G设备卡采用华为E160，用于移动3G网络的3G设备卡采用中兴A356华为E160，将上述3G设备卡插入到航空气象图像监视系统的3G发射插口，气象图像监测系统通过识别3G设备卡，自动连接到无线网络传输气象图像照片；

（b）卫星传输：在偏远的地区，3G基站较少的情况下，选择卫星定时传送气象图像照片的方式，其中卫星传输模块中，用于气象图像信息压缩编码采用TS视频流编码的方式，用于气象图像信息传输的天线采用卫星蝶形天线；

（c）有线网络传输：在方便用网线传输的场合，采用WIZnet公司推出的W5100固件网络芯片，设计TCP/IP协议栈、以太网MAC和PHY为一体实现有线网络传输气象图像照片，W5100 提供3 种接口：直接并行总线、间接并行总线和SPI总线；

   所述基于多数据链路的航空气象图像监视系统软件操作过程，包括如下步骤：

    1）航空气象图像数据采集：FGPA通过AD转换芯片9233读取摄像头的数据；FPGA与DSP之间通过EMIF进行连接，并进行摄像头初始化；

2）航空气象图像视频数据处理：在DSP处理器中，通过H264的视频库进行图像信号的压缩、水印、图像命名处理；

3）航空气象图像数据传送：通过局域有线网络、3G网络或卫星通信网络三种方式实现数据的传送，根据实际情况来选择所需要的传送方式和方法；

4）航空气象图像监视地面站：通过WEB显示模块、辅助信息显示模块将气象图像进行存储、显示，并提供气象图像对比信息、METAR报文信息、UTC时间给航空用户；

5）数据共享网络：选用B/S网络架构，采用Google地图和百度地图直观显示给用户具体的航空气象图像监视位置，通过点击航空气象图像监视位置点进入相应的监视站，浏览航空气象图像监视信息。

2.如权利要求1所述基于多数据链路的航空气象图像监视系统，其特征在于，所述摄像头采用远距离高分辨率广角红外摄像机。

3.如权利要求1所述基于多数据链路的航空气象图像监视系统，其特征在于，所述图像采集模块的FPGA芯片作为该设计的核心控制部分，采用ALTERA公司的EP2C5Q208C8芯片。

4.如权利要求1所述基于多数据链路的航空气象图像监视系统，其特征在于，所述图像处理模块中的ADC转换电路采用ADI公司的AD9233芯片，图像处理芯片采用美国TI公司TMS320C6713数字信号处理芯片。