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创新项目论文

2012安徽省青少年

创新大赛参赛作品

数字式管道监测仪

学生：

张璇

学校：

安徽省蚌埠第二中学

指导教师：

郑可根李小兵孟建新

1．研究目的……………………………………………………4

2．设计方案……………………………………………………4

2.1摄像系统结构总成示意图………………………………………4

2.2图像监视与存储…………………………………………………5

2.3摄像头主要指标…………………………………………………5

3.使用步骤与方法……………………………………………………5

3.1监控仪设备结构………………………………………………5

3.1.2连接…………………………………………………………5

3.1.3LED指示灯…………………………………………………6

3.1.4内置扬声器…………………………………………………6

3.1.4内置扬声器…………………………………………………6

3.1.5遥控器………………………………………………………6

3.2使用触摸屏……………………………………………………6

3.2.1接口描述和触摸屏幕区域…………………………………7

3.2.2用户界面语言………………………………………………7

3.3电池……………………………………………………………8

3.3.1电池充电……………………………………………………8

3.3.2更换电池……………………………………………………8

3.4产品维护和保养………………………………………………8

3.4.1监控仪设备维护保养……………………………………8

3.4.2监控仪设备重置……………………………………………8

3.4.3系统恢复……………………………………………………9

3.5播放视频………………………………………………………9

3.5.1在主屏幕中…………………………………………………9

3.5.2视频列表和浏览器菜单选项……………………………10

3.5.3视频播放…………………………………………………10

3.5.4视频设置…………………………………………………11

3.6将视频传输到监控仪设备………………………………12

3.7录制视频……………………………………………………12

3.8录像资料存储………………………………………………12

3.8.1电脑连接………………………………………………12

3.8.2连接步骤…………………………………………………13

3.8.3断开连接…………………………………………………13

3.8.4USB主机连接……………………………………………14

3.9录像适配器功能…………………………………………15

3.9.1DVR底座和便携式DVR适配器介绍………………………15

3.9.2录制视频………………………………………………15

3.9.3编辑视频文件……………………………………………17

3.9.4设置定时录制……………………………………………17

4.红外线发射器………………………………………………………19

5．研究结论……………………………………………………………21

6．创新点……………………………………………………………21

7．建议…………………………………………………………………22

8．收获体会……………………………………………………………22

9．参考文献……………………………………………………………22

1.研究目的

管道问题非常令人头疼的，维修工作繁重，人员体力消耗大，工作效率低。

当前，由于国内外对管道内部观测监视工具落后，其外形笨重，随行不便；操作烦琐，结构可靠性差；光学图像模糊，监测效果低劣。

造成无法正确分析管道状况，不能有针对性的实现维修和有效确定维修效果，缩短了管道的使用寿命。

为此，急需轻便可靠，效果良好的检测仪器。

管道监测仪可以用来直接观察管道内部情况，然后进行维修。

可适用于各种管道环境中，他可自带光源，在黑暗和狭小的管道内部进行勘察，根据需要可选择不同刚性的推杆推动摄像头进行检测。

通过管道摄像机可以帮您更快更准确地清理管道内部的垃圾和检测管道内部的情况,广泛应用于黑暗管道,裂缝,油箱,水箱,罐体,缸体等的检查观看内部情况!

该仪器应用非常广泛的，从管道内部检查到精密仪器检修等，都需要专业的视频观测来辅助。

并且现代的工业视频观测功能更加多，可以用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察，是无损检测的重要组成部分，也可以说是专门的一种检测技术。

实现针对不同用途和多款不同直径的管道监测。

2.设计方案

运用电子图像数字处理技术，采用数字摄录像设备，实现对炮膛内壁实时监测，分析，存储、播放一体化。

达到操作简便，图像清晰可靠，并实现存储和回放，增强了资料的可靠性和火炮的随机动态分析、记录，保证技术、战术指标。

2.1摄像系统结构总成示意图

2.2图像监视与存储

视频输入格式：

MPG4视频输出格式：

MPG4

视频存储格式：

MPG4输出图像格式：

JPG

视频分辨率：

720×576管道口径：

20-400

像素：

30万象素

录像存储空间：

160G视频软件：

MediaPlayer10

系统电源：

5V功耗：

200mW

电池容量：

3000mAh外形尺寸：

300×200×80（mm）

2.3摄像头主要指标：

像素：

影响摄像头质量的重要指标，也是决定摄像头性能优劣的重要指标。

30万象素的摄像头足够使用了。

分辨率：

分辨率，是摄像头解析辨别图像的能力，分辨率越大越好。

感光元件：

摄像头对图像要求较低，应用影像的CMOS已可满足需要。

CMOS的制造成本较CCD低，功耗也小很多，价格也便宜。

数字信号处理芯片（DSP）：

选择中星微301芯片的摄像头，该芯片内置硬件压缩算法的CPU，并且具备背光补偿以及去除影像抖动的功能，无论清晰度还是速度，都要比其他芯片强。

镜头：

选择采用4层玻璃的摄像头（简称4G），或更高的5G摄像头。

其通光量f值比较小的。

3.使用步骤与方法

3.1监控仪设备结构

3.1.1按钮

设备左侧：

（1）按住并保持可打开/关闭设备。

（2）按一次可在电视机和内置LCD屏幕之间切换图像显示。

（3）按住并保持可锁定监控仪设备的全部按钮。

3.1.2连接

设备底部设有一些连接端口：

DVR底座通过可选的DVR底座或便携式DVR适配器录制来自外部视频和/或音频源的信号（请参阅可选功能）。

B将监控仪设备连接到电脑（请参阅电脑连接）。

A将外部兼容设备连接到监控仪设备（请参阅USB主机连接）。

设备左侧：

1.电源：

对监控仪设备进行充电（请参阅电池充电）。

2.AV输出插孔：

•音频：

插入耳机。

•视频：

插入监控仪AV线缆以连接到电视机、高保真音响系统等。

3.1.3.LED指示灯

1.开机/关机指示灯

2.电池充电指示灯：

•点亮：

电池正在充电。

•闪烁：

电池已完全充满。

3.硬盘运行指示灯：

硬盘处于活动期间（播放/传输文件），指示灯闪烁。

4.视频显示指示灯：

图像在外接显示器上显示时，指示灯点亮。

3.1.4内置扬声器

内置立体声扬声器位于设备正面的屏幕下方两侧。

3.1.5遥控器

1.监控仪704WIFI设备的正面左下角位置设有一个红外线接收器。

2.将产品附带的遥控器指向红外接收器，可对监控仪设备进行制。

通过可选的DVR底座，还可使用遥控器来转换电视频道，或打开/关闭调谐器（盒式录像机、有线电视机顶盒或微型接收机）。

请参阅可选功能。

1）.待机/唤醒。

2）.数字输入键：

直接切换电视频道（通过可选DVR底座）

3）.通过可选的DVR底座或便携式DVR适配器进行视频或音频录制（屏幕上的Startrecording（开始录制）菜单项）

4）.在内置屏幕和外部屏幕之间切换（TV按钮）

5）.加速按钮：

高速快进、快倒或滚动列表

6）.导航按钮：

从某个项目移动到其它项目（屏幕上的左右和上下按钮）

7）.输入/确认及播放/暂停按钮

8）.退出/后退/停止（屏幕上的×按钮）

9）.静音

10）.在可用屏幕之间切换（屏幕上的循环按钮）

11）.菜单按钮：

显示可用菜单图标的文本描述（屏幕上的Menu（菜单）按钮）

12）.增加/降低音量

13）.切换电视频道（通过可选DVR底座）

3.2使用触摸屏

监控仪704WIFI设备配备了一个触摸屏幕。

在使用产品附带的触控笔或手指轻按屏幕时，多数屏幕区域会有反应。

以下对主触控屏幕区域进行了描述，并介绍了如何使用触摸屏的一些提示。

3.2.1接口描述和触摸屏幕区域

1.状态栏

•状态栏位于屏幕右上角，显示设备的音量、电池电量、当前时间及播放状态等。

•这个区域无触摸反应，但在状态栏右端出现×符号时，可轻触该符号以退出当前屏幕。

2.切换标记

•切换标记位于屏幕左上角，显示其它可用的应用程序和屏幕（如设置、主屏幕等）。

根据当前所处界面位置，切换标记显示也有所不同。

•轻触切换标记图标可在不同的可用屏幕之间进行切换。

•还可直接轻触某个切换标记，以访问对应的屏幕。

3.上下文菜单

•菜单区域位于屏幕右下角，显示菜单图标，其可用选项根据所在界面位置不同而有所不同。

•要执行某个菜单项功能，只需轻触该图标即可。

要显示图标的文本描述，可轻触MENU（菜单）。

4.主屏幕

•此为监控仪设备的主屏幕，显示产品的主要功能。

•在主屏幕或Setup（设置）屏幕中，可直接轻触某个图标进行选择。

再次轻触图标，将打开对应的应用程序。

•在浏览器窗口、ARCLibrary或缩略图模式下，连续轻触两次文件、曲目或视频可将其打开。

5.其它触摸屏幕操作

•在观看视频或聆听音乐时，可轻触进度条以直接转到视频或曲

目中的不同播放位置。

还可将进度条中的光标拖动到视频或曲

目中的另一播放位置。

•如果屏幕中具有音量条，也可按相同方式进行拖动。

•在监控仪文件浏览器中，可向上或向下拖动滚动条。

•在PDF阅读器和网络浏览器中，通过轻触页面并将其向上或向下拖动，可向上或向下滚动页面（注意不要触按到链接！

）

6.恢复图标

•在打开监控仪设备之后，主屏幕上有时会高亮显示Resume（继续播放）图标。

这表明可以恢复播放上次结束前中断播放的

音乐或视频文件。

•如果Resume（继续播放）图标呈灰色，则表明没有需要恢复播放的音乐或视频文件。

3.2.2用户界面语言

更改语言

•监控仪设备的用户界面可设置为多种不同语言。

•如果其中没有所在地区的语言，请前往监控仪网站（www.监控仪

要更改系统语言：

1.从主屏幕中，按以访问Setup（设置）屏幕。

2.轻触Language（语言）图标以显示LanguageSettings（语言设置）屏幕。

3.使用左右按钮选择不同的语言（的设置将立即被保存）。

4.按×退出。

轻触可返回主屏幕。

3.3电池

3.3.1电池充电

•在首次使用监控仪设备之前，请对电池进行充电，直CHG灯开

始闪烁为止。

•只需将监控仪充电器/适配器插入电源插孔，监控仪设备将打开并开始充电。

充电期间，任务栏中的电池图标上将出现闪烁的闪电符号。

3.3.2更换电池

监控仪采用可更换式电池。

注意：

如果电池更换不当或出现短路，可能损坏产品和/或对用户造成严重人身伤害。

请仅使用原装监控仪电池进行更换。

3.4产品维护和保养

3.4.1监控仪设备维护保养

监控仪设备属于精密的电子产品，因此需要精心维护：

•请勿震动或撞击；

•请勿接近热源，保持良好通风（特别在设备连接到电脑时）；

•使设备远离水源和过度潮湿的区域；

•使设备远离高强度电磁场；

•保持设备线缆连接良好有序。

避免小孩突然拉动线缆而导致设备跌落；

•请勿自行拆开设备。

设备内部没有用户可利用的部件，私自拆开将导致保修协议失效。

•为确保触摸屏幕处于良好状态和避免损坏屏幕表面，请仅使用产品附带的触控笔或手指进行操作。

3.4.2监控仪设备重置

•如果监控仪设备因某些特殊原因（比如静电放电）而出现死机并锁死所有操作，可通过按住电源按钮并保持15秒以使设备复位。

•如果这一作法无效，还可使用主复位功能进行复位，即拆下电池（请参阅：

更换电池）并按主复位按钮。

注意：

监控仪设备复位操作不会删除任何数据。

3.4.3系统恢复

•如果监控仪设备不能正确响应，或无法播放所复制的某些曲目或视频，可尝试使用修复和格式化工具（请参阅：

系统设置）。

•如果监控仪设备打开后不显示主屏幕，可尝试使用系统恢复操作。

它可允许修复和格式化硬盘，或在无法访问触摸屏设置时强制执行触摸屏校准操作（请参阅：

显示设置）。

1.按电源按钮打开设备

2.立即按住TV并保持，直到出现恢复模式屏幕

注意：

在系统恢复模式处于激活状态时，触摸屏会被禁用。

要从某个选项移动到其它项目，请按TV按钮。

要确认某个选项，请按住TV按钮并保持，直到所在行出现闪烁，然后将其释放。

•系统恢复模式提供了四种选项：

No（取消）—取消系统恢复。

RepairDisk（修复硬盘）—尝试修复硬盘文件结构，该操作不会删除任何数据。

FormatDisk（格式化硬盘）—格式化设备硬盘，所有数据（音乐、视频等）、许可证和设置均被删除。

ForceTouchscreenCalibration（强制执行触摸屏校准）

—在触摸屏不能正确响应以及无法访问触摸屏设置时使用该选项（请参阅：

显示设置），按照屏幕中的指示进行操作。

3.5播放视频

3.5.1在主屏幕中，轻触Video（视频）图标使其高亮显示，再次触按即可进入视频模式。

（1）浏览视频

•可通过两种查看方式来浏览视频：

VideoList（视频列表）和VideoBrowser（视频浏览器）。

•在视频模式下浏览时，可随时触按循环按钮以切换这两种查看方式。

•在视频模式下浏览时，仅显示视频文件。

（2）视频列表

•视频列表视图（默认视图）只显示监控仪硬盘上的Video（视频）文件夹中的视频文件（但不会显示子文件夹中的视频）。

•要查看其它文件夹中的视频文件，可触按循环按钮切换到视频浏览器视图方式，然后切换到另外的文件夹。

（3）视频浏览器

•视频浏览器允许切换到Video（视频）文件夹内的子文件夹。

它基于监控仪的文件浏览器。

•请参阅：

使用浏览器。

注意：

两种视图下均可显示高亮显示视频文件的活动缩略图以及视频文件的各种相关信息。

3.5.2视频列表和浏览器菜单选项

•Info（信息）

—显示消息框，其中包含有关高亮显示文件的所有可用信息。

—触按×可关闭信息屏幕。

•Delete（删除）

—允许删除高亮显示的视频文件，系统将弹出删除确认屏幕。

•Rename（重命名）

—允许通过虚拟键盘更改高亮显示文件的名称。

—请参阅：

使用虚拟键盘。

•Resumevideo（继续播放视频）

—恢复播放高亮显示的视频（从书签位置开始）。

•Clearbookmark（清除书签）

—从高亮显示视频文件中删除设置的书签。

注意：

"继续播放视频"和"清除书签"仅在高亮显示设有书签的视频文

件时才出现在菜单中。

•Resetthumbnails（重置缩略图）

—删除用户定义的所有缩略图并恢复默认缩略图。

•Sound（声音）

—显示声音设置屏幕（请参阅：

声音设置）。

—触按×可返回视频模式。

3.5.3视频播放

使用滚动条可浏览所有视频列表。

轻触某个视频文件使其高亮显示，然后再次触按即可进行播放。

几秒之后，重叠菜单将自动消失。

要再次显示，只需轻触屏幕中任意位置即可。

要使其再次消失，可轻触循环按钮。

（1）视频播放屏幕和触摸屏控制

•停止播放视频/退出

•播放状态图标

•当前播放模式图标

•视频文件名

•当前显示格式

•音量级别

•视频进度条

•播放/暂停按钮

（2）视频播放菜单项

•Info（信息）

—显示消息框，其中包含有关当前视频文件的所有可用信息。

—触按×可关闭信息屏幕。

•Format（格式）

—允许更改图像显示方式。

—Auto（自动）：

调整视频尺寸以适应内置屏幕或电视屏幕尺寸。

—FullScreen（全屏幕）：

放大图片直至填满整个屏幕，会截掉图片某些部分。

—Maximized（最大化）：

放大图片直至填满整个屏幕，但将图片编码为2.35:

1的宽高比，顶部和底部具有黑条。

—Original（初始）：

以初始格式显示整个图片。

•Speed（速度）

—慢速或快速播放当前视频。

—在慢速模式下暂停时，可通过左右箭头逐帧查看视频。

•Saveframeas（另存图像帧为）...

—Thumbnail（缩略图）：

将当前图像保存为该视频文件的新缩略图，如果已设有缩略图，则覆盖以前的设置。

—Wallpaper（墙纸）：

将当前图像定义为设备的背景图像。

•Setbookmark（设置书签）

—在视频文件的当前位置设置书签。

—每个文件仅允许设置一个书签。

—最多可为32个文件设置书签。

—在浏览器中，设有书签的视频文件显示时带有图标。

•Settings（设置）

—显示视频设置屏幕（请参阅下一章）。

—触按×退出该屏幕。

•Sound（声音）

—显示声音设置屏幕（请参阅：

声音设置）。

—触按×退出该屏幕。

3.5.4视频设置

•在播放视频文件时，可通过Settings（设置）菜单项访问VideoSettings（视频设置）屏幕。

•轻触左右箭头选择不同的参数设置。

•PlayMode（播放模式）（状态栏图标显示当前模式）

—Single（单个文件）：

播放单个视频文件并停止。

—Folder（文件夹）：

播放当前文件夹中所有视频文件。

•Repeat&Shuffle（重复或随机播放）（状态栏图标显示当前模式）

—Normal（标准）：

播放选定视频一次并停止。

—Repeat（重复）：

反复播放选定视频

—Shuffle（随机）：

按随机顺序播放多个视频

•LCDBrightness（LCD亮度）

—调整内置屏幕的亮度

3.6将视频传输到监控仪设备

有两种主要方法可将自己的视频传输到监控仪上：

•使用WindowsMedia®Player10或11进行视频同步

这种方法需要监控仪的USB连接工作在"Windows媒体设备"模式（请参阅：

系统设置）。

WindowsMedia®Player10或11会将选定的视频直接复制到监控仪的Video文件夹内。

•将的视频文件从电脑上复制并粘贴到监控仪的Video文件

夹内（请参阅：

电脑连接以获得有关如何将监控仪设备连接

到电脑的详细信息）。

使用电脑创建兼容的视频文件

如果某些视频文件不能在监控仪设备上播放，则可能需要

将其转换编码成兼容的格式。

•最简便的方式是通过WindowsMedia®Player10或11在

"Windows媒体设备"模式下将视频传输到监控仪设备。

WindowsMedia®Player10或11会自动将绝大多数的格式转换成的设备可播放的WMV格式。

•如果不愿使用WindowsMedia®Player10或11，可从Internet上搜索合适的软件程序工具来进行格式转换。

3.7录制视频

•监控仪设备可通过其视频录制器功能来录制视频。

•需要使用可选的DVR底座或便携式DVR适配器来录制视频。

3.8录像资料存储

3.8.1电脑连接

一、"WiNDOWSMEDiADEViCE（WiNDOWS媒体设备）"或"电脑硬盘"

•监控仪设备可通过两种连接模式连接到电脑。

在打开监控仪设备并将其连接到电脑时，监控仪上将弹出屏幕要求选择本次连接将采用的连接模式（请参阅下一节内容）。

•如果的电脑上安装有WindowsMedia®Player10（WMP10）

或更高版本，则监控仪可作为"WindowsMediaDevice（Windows媒体设备）"进行连接，否则，它只可作为"电脑硬盘"进行连接。

•可在Systemsettings（系统设置）屏幕中更改首选的USB连接

模式（请参阅：

系统设置）。

因此，当将设备连接到电脑时，将默认高亮显示首选的连接模式。

要访问SystemSettings（系统设置）屏幕，请在主屏幕中轻触，然后选择System（系统）图标。

3.8.2连接步骤

1.打开监控仪设备。

2.将产品附带的监控仪USB电缆插入到监控仪设备（端口B）。

3.将监控仪USB电缆另一端连接到运行的电脑。

4.监控仪设备将要求选择USB连接模式：

选择要使用的模式并触按。

参阅以下段落获得有关特定操作系统的详细连接说明。

1.Windows®XP及WMP10或更高版本（WiNDOWS媒体设备模式）

•按照前述步骤连接监控仪设备，并选择WindowsMediaDevice（Windows媒体设备）作为连接模式。

•监控仪设备将出现在"我的电脑"中。

•现在可向监控仪传输文件：

•使用WindowsMedia®Player10或更高版本将的音乐、视频或图片同步到监控仪设备。

•通过Windows®资源管理器直接将媒体文件复制到Media（媒体）中，进而复制到Music、Video或Pictures文件夹中。

注意：

在连接设备时，如果电脑要求提供驱动程序或安装CD，则必须使用"硬盘"模式。

2.Windows®ME、2000和XP（仅硬盘模式）

•按照前述步骤连接监控仪设备，并选择"硬盘"作为连接模式。

•监控仪将被识别为大容量存储设备（硬盘）并出现在"我的电脑"中。

•现在可象任何其它外接硬盘那样使用监控仪设备。

3.Mac®OSX（仅硬盘模式）

的OSX版本必须支持大容量存储设备。

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