一种用于航船的多路视频智能监测设备

技术领域

本发明涉及船舶管理技术领域，尤其涉及一种用于航船的多路视频智能监测设备。

背景技术

在船舶上对船体及工作人员进行视频监控，以及在码头对驳船停靠作业进行视频监控，现有技术条件下主要是对多个摄像头采集的视频进行硬盘存储和回放，通常对实时出现的违章行为不能进行识别和报警。

现有技术中，对视频图像的智能化的识别处理，通常是需要把视频图像传输采集后，通过网线或无线通信传输到控制中心进行处理，这种方式对通信传输的带宽要求较高，这就需要较宽的无线通信带宽和高速的通信速率，通信成本高。

因此，当把视频图像的智能化处理设备临近船舶本地处理，对算力有较高的要求，通常是需要计算处理能力较高的工控机来处理，这种方式也会带来硬件成本的增加。也有处理设备体积较大、功耗较高等问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于航船的多路视频智能监测设备，解决现有技术中对航船视频智能监测缺乏在临近船舶安装，实现低成本、小型化、多路视频同步监测的管理技术手段问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种用于航船的多路视频智能监测设备，包括壳体，在所述壳体内设置有基板，在所述基板上设置有可插拔连接的主控处理板和至少一个视频处理板，在所述基板上还设置有第一网络接口和网络交换芯片，所述主控处理板、视频处理板和第一网络接口均与所述网络交换芯片电连接，通过所述第一网络接口输入视频图像数据，由所述主控处理板和/或视频处理板进行视频图像处理。

优选的，所述基板上设置有用于插拔连接所述主控处理板的主连接器，以及设置有用于插拔连接所述视频处理板的视频连接器。

优选的，所述主控处理板上设置有主控处理芯片、缓存芯片和存储芯片，以及还设置有用于与所述基板上的主控连接器对应连接的接插排线，所述主控处理芯片分别与所述主控处理板上设置的所述缓存芯片、所述存储芯片和接插排线电连接。

优选的，所述视频处理板上设置有视频处理芯片、缓存芯片和存储芯片，以及还设置有用于与所述基板上的视频连接器对应连接的接插排线，所述视频处理芯片分别与所述视频处理板上设置的所述缓存芯片、所述存储芯片和接插排线电连接。

优选的，所述基板上设置有用于插拔连接移动通信芯片的移动通信芯片连接插座，所述移动通信芯片连接插座与所述基板上的主控连接器电连接，进而所述移动通信芯片与所述主控处理芯片电连接，所述移动通信芯片用于与监控平台进行远程无线通信传输。

优选的，所述基板上设置有硬盘数据接口，用于连接硬盘，所述硬盘数据接口还与所述基板上的主控连接器电连接，进而与所述主控处理芯片电连接，所述硬盘用于存储视频图像数据。

优选的，所述基板上设置有单片机芯片、光电隔离接口和/或有线通信接口，所述单片机芯片与所述光电隔离接口电连接，所述单片机芯片和有线通信接口还与所述基板上的主控连接器电连接，进而与所述主控处理板上设置的主控处理芯片电连接。

优选的，所述监控平台通过所述移动通信芯片，向所述主控处理板和/或所述视频处理板远程下载运行程序，以及所述主控处理板通过所述移动通信芯片，向所述监控平台传输视频监测数据。

优选的，所述单片机芯片通过第一监控线路和第一复位线路向主控处理芯片进行稳定运行监控；所述主控处理芯片通过第二监控线路和第二复位线路向各视频处理芯片进行稳定运行监控。

优选的，所述光电隔离接口接收航船运行状态信号，对应的所述视频处理板启用相关视频监测程序，监测与当前航船运行状态相关的人员作业操作情况。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种用于航船的多路视频智能监测设备。该设备包括壳体，在所述壳体内设置有基板，在所述基板上设置有可插拔连接的主控处理板和至少一个视频处理板，在所述基板上还设置有第一网络接口和网络交换芯片，所述主控处理板、视频处理板和第一网络接口均与所述网络交换芯片电连接，通过所述第一网络接口输入视频图像数据，由所述主控处理板和/或视频处理板进行视频图像处理。基板上还设置多种类型的外设接口和功能芯片。该设备能够同时满足多路视频的智能化处理需求，具有小型化、低成本的技术优势。

附图说明

图1是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备一实施例的应用场景示意图；

图2是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例的远程接入应用场景示意图；

图3是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例的机箱结构组成示意图；

图4是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的基板正面组成示意图；

图5是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的基板背面组成示意图；

图6是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的主控处理板组成示意图；

图7是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的视频处理板正面组成示意图；

图8是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的视频处理板背面组成示意图；

图9是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的电连接关系示意图；

图10是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的系统稳定监控管理相关的电连接关系示意图；

图11是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的系统稳定监控管理工作流程图；

图12是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的远程监控和程序下载相关的电连接关系示意图；

图13是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的远程监控工作流程图；

图14是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中的远程下载工作流程图；

图15是根据本发明用于航船的多路视频智能监测设备另一实施例中与航运状态相关的智能监测工作流程图；

图16是根据用于航船的多路视频智能监测方法一实施例的工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1显示了本发明用于航船的多路视频智能监测设备一实施例的应用场景示意图。在图1中，包括多路视频智能监测设备A1，设置在航船B1上或者码头的多个摄像头C1，所述摄像头C1均与所述多路视频智能监测设备A1通信互联，所述摄像头C1拍摄的视频图像传输给所述多路视频智能监测设备A1后，所述多路视频智能监测设备A1对各个所述摄像头拍摄的视频图像分别进行智能识别，包括识别出人员违章行为和/或自然灾害场景，并对识别结果向本地或远端监控平台进行推送。

图1中示意显示多个摄像头接入到该多路视频智能监测设备A1，实际应用中，这些摄像头还可以是通过网络线路接入到网络交换机，该多路视频智能监测设备A1也通过网络线路接入到该网络交换机，基于网络数据交换的方式，可以由该多路视频智能监测设备A1对每个摄像头拍摄的视频进行识别处理。因此，本发明可以适用于已经在船舶上建成的视频监控系统，只需要将这些摄像头的视频数据另外汇接到该多路视频智能监测设备A1，即可实现对对每个摄像头拍摄的视频进行识别处理。

优选的，对于摄像头C1而言，其获得的视频图像数据的单帧图像像素包括：(1)1080P，对应分辨率像素是1920*1080＝2073600，帧频包括30fps、25fps、12fps；(2)720P，对应分辨率像素是1280*720＝921600，即大约92万像素，帧频包括30fps、25fps、12fps；(3)2K，对应分辨率像素是2560*1440＝2073600，帧频包括30fps、25fps、12fps。

以视频类型为1080P、帧频25fps为例，则该视频的速率为50Mbit/s。每路视频进入多路视频智能监测设备还要进行降低像素分辨率，例如统一降低为960*960＝921600，帧频统一降低为10fps进行智能视频分析，以及进一步降低到2fps进行智能视频分析。

因此，所述多路视频智能监测设备能够兼容适应多种摄像头的视频图像的数据类型和速率，统一调控到一个固定的图像分辨率和帧频进行智能识别处理。

基于图1所示实施例，对于多路视频智能监测设备通常是就近布设在摄像头所在的区域，通过对摄像头采集的视频进行智能处理以后，完成主要的视频计算处理，而智能识别的结果，包括违章类型、违章视频证据等信息，则可以通过无线通信方式传输给监控平台。

因此，在图1所示实施例的基础上，图2又进一步显示本发明用于航船的多路视频智能监测设备，基于分布安装在多个船只上，而这些船只又是航行在多个不同的水域，因此通过无线通信方式可以网络互联到一个统一的监控平台D1，以及移动终端E1也可以接入该网络对每一个监测设备进行访问。

进一步的，结合图3，该用于航船的多路视频智能监测设备一实施例A1，包括壳体A11，该壳体的前面板包括多个外设接口A12，这些外设接口的功能包括输入输出视频图像数据、数据储存、电源接入、数据通信等。外设接口的多样性，能够使得该设备能够具有多种应用模式，有利于对已有的不同类型的视频监控设施互联互通。

优选的，在壳体A11内设置有基板1，在基板1上设置有可插拔连接的主控处理板2和至少一个视频处理板3。当然，主控处理板2和视频处理板3也可以固定设置在基板上，这种可插拔设置方式，有利于根据需要合理设置这两种处理板的类型和数量，例如主控处理板可以有不同的型号，具有不同的处理能力，以及视频处理板可以灵活选择使用的数量。

进一步的，如图4所示，所述外设接口包括第一网络接口103，在基板1上设置有网络交换芯片4，以及设置在基板1上的主控连接器118，用于可插拔连接主控处理板2。设置在基板1上的多个视频连接器119，用于可插拔连接视频处理板3。

优选的，这种基板1的实际尺寸较小，优选为290mm×200mm的尺寸，小于普通PC机主板的尺寸。而主控处理板的尺寸在82mm×50mm的尺寸，视频处理板的尺寸在70mm×34mm的尺寸。这种尺寸结构明显小于工控机的结构尺寸，具有小型化的特点。优选的，网络交换芯片4的类型包括RTL8382L。基板上可以根据需要配置主控处理板和多个视频处理板，适用于多路视频处理的需要，具有使用配置的灵活性。

所述第一网络接口103和主控连接器118均与网络交换芯片4电连接，因此通过主控连接器118，主控处理板2也与网络交换芯片4电连接。所述主控连接器的型号包括SODIMM标准接口，如260P标准接口，0.5mm间距。

进一步的，在主控连接器118与网络交换芯片4之间连接有第一网络接口芯片122，优选的，第一网络接口芯片的类型包括RTL8211F芯片。通过该第一网络接口芯片，可以在网络交换芯片4与主控处理板2的主控处理芯片之间进行信号的电气类型转换。

通过在基板1设置网络交换芯片4，有利于对来自第一网络接口103的多路视频进行网络交换，有利于通过网络交换芯片4进行接口扩展，增强多路视频的同时处理能力。

通过在基板1上设置主控连接器118的方式，可插拔连接主控处理板2，而主控处理板2的类型可以具有多样性，这样可以根据需要选择具有不同处理能力和价格的主控处理板2。

优选的，视频连接器119也与网络交换芯片4电连接，因此通过视频连接器119，视频处理板3也与网络交换芯片4电连接。所述视频连接器的型号包括SODIMM标准接口，如260P标准接口，0.5mm间距。

这样，通过第一网络接口103可以直接接入摄像机(如监控摄像头)的网络输出端，将摄像机拍摄的视频图像数据，传输到网络交换芯片4，进而传输到过选定的视频处理板3，对该视频图像数据进行图像处理。

优选的，第一网络接口103可以用于连接外部交换机，而该外部交换机又具有多个网络接口，分别可以连接多个摄像机，因此这些摄像机通过外部交换机的多个网络接口可以接入到该视频处理装置的网络接口103，进而在该视频处理装置上可以实现对多个摄像机拍摄的视频图像数据，分别通过多个视频处理板3进行处理。

优选的，在基板1上还设置有第二网络接口104，第二网络接口104与主控连接器118之间连接有第二网络接口芯片121，优选的，第二网络接口芯片的类型包括RTL8211F。通过设置第二网络接口104，可以通过该网络接口连接摄像机，将摄像机的视频图像数据经第二网络接口芯片121进行信号转换后，传输到主控处理板2上进行处理。

相对于第一网络接口芯片需要连接网络交换芯片后，才能接入到主控处理板2，通过第二网络接口芯片121则可以直接接入主控处理板2，因此具有更加直接高效的特点。

优选的，所述第二网络接口还用于接入监控配置数据，这些监控配置数据输入到主控处理板上的主控处理芯片，用于对该装置中的元器件参数进行配置。

优选的，第一网络接口芯片122和第二网络接口芯片121设置在基板1的背面，而网络交换芯片4、第一网络接口103、第二网络接口104和主控连接器118设置在基板1的正面。由此，可以有效利用基板1的双面空间进行电子元器件的布设。

进一步的，如图5所示，在基板1的背面还设置有与所述视频处理板3对应的网络接口芯片，分别是网络接口芯片123-128，也就是说每一个所述视频处理板3分别通过对应的网络接口芯片与所述网络交换芯片4电连接。优选的，所述网络接口芯片的类型包括RTL8211F。优选的，这些网络接口芯片设置在基板1的背面，而网络交换芯片4、第一网络接口103和多个视频连接器119设置在基板1的正面。由此，可以有效利用基板1的双面空间进行电子元器件的布设。

进一步的，如图5所示，基板1的背面设置有第一网络接口芯片122和第二网络接口芯片121，有关这两个网络接口芯片的电连接关系已经结合图4进行了说明，图5只是表明这两个芯片在空间设置上是位于基板1的背面。

以下结合图4和图5，详细说明该监测设备的外设接口和电子组件在基板的布设构造。

优选的，这里的外设接口包括有第一网络接口103、第二网络接口104、光电隔离接口101、有线通信接口102、USB2.0接口105、HDMI接口106、USB3.0接口107、SD卡插座108、音频输出口109、音频输入口110、工作指示灯113、硬盘电源插座114、硬盘数据接口115，以及在基板1的背面设置的移动通信芯片插座130、PCIE插座131等，这些外设接口直接或间接电连接至所述主控连接器118，进而与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1的前侧边缘设置有光电隔离接口101，以及临近所述光电隔离接口101设置有一单片机132，在所述光电隔离接口101与单片机132之间通过光耦芯片电连接，所述光耦芯片优选型号包括TLP218-4，包括两个这样的光耦芯片，分别对应4通道的光耦输入和4通道的光耦输出。所述单片机132电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1上，临近单片机132设置有wifi芯片133，该wifi芯片133电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，与所述光电隔离接口101并排临近设置有线通信接口102，所述有线通信接口102中又进一步包括RS232接口、RS485接口和CAN接口，与所述RS232接口对应电连接有第一信号转换芯片MAX3221CPW，与所述RS485接口对应电连接有第二信号转换芯片MAX3485，与所述CAN接口对应电连接有第三信号转换芯片TJA1044GT。这三个信号转换芯片均是以异步串口的方式分别电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1的前侧边缘还设置有第一网络接口103和第二网络接口104，以及在基板1上还设置有网络交换芯片4，所述第一网络接口103和主控连接器118均与网络交换芯片4电连接，因此通过主控连接器118，主控处理板2也与网络交换芯片4电连接。优选的，网络交换芯片4的类型包括RTL8382L。通过设置第二网络接口104，可以通过该网络接口连接摄像机，将摄像机的视频图像数据经第二网络接口芯片121进行信号转换后，传输到主控处理板2上进行处理。

进一步的，如图4所示，在基板上，临近第二网络接口104设置有USB2.0接口105，该接口电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近USB2.0接口105设置有HDMI接口106，这是一个视频接口，该接口电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近HDMI接口106设置有USB3.0接口107，该接口电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近USB3.0接口107设置有SD卡插座108，用于插接SD卡，该插座电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近SD卡插座108设置有音频输出口109，如耳机插座，用于输出音频，该音频输出口电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近音频输出口109设置有音频输入口110，如麦克风，用于输入音频，该音频输入口电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近音频输入口110设置有SIM卡插座111，用于插接SIM卡，应用于移动通信接入，如4G或5G移动通信，该SIM卡插座与移动通信芯片插座电连接，该移动通信芯片插座设置在基板的背面，用于插接移动通信芯片或移动通信芯片。移动通信芯片插座又电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板上，临近SIM卡插座111设置有电源插座112，用于接入直流电源，优选该直流电源的电压为12V，然后再通过设置在基板上的DC-DC电源模块变换为5V、3.3V、1.8V电压，为基板和主控处理板上各个元器件供电。

优选的，在基板上，临近电源插座112设置有工作指示灯113，用于对该装置的加电工作状态进行点亮指示。工作指示灯113也是电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接，由主控处理芯片对其进行控制。

优选的，在基板上，临近工作指示灯113设置有硬盘电源插座114，其中包括直流12V和5V供电，通过该硬盘电源插座连接供电线缆至硬盘，向该硬盘供电，该硬盘用于存储视频监控数据。

优选的，在基板上，临近硬盘电源插座114设置有硬盘数据接口115，该硬盘数据接口115电连接到主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。该硬盘数据接口115，还通过数据线连接硬盘，对硬盘进行数据读写操作。

进一步的，如图5所示，在基板1的背面设置有扩展存储芯片129，该扩展存储芯片129是对主控处理板上已有的存储芯片的进一步容量扩展，确保主控处理板的存储空间足够满足程序存储和数据储存的需求。该扩展存储芯片129电连接到基板1的正面设置的主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1的背面设置有移动通信芯片插座130，如前所述，该移动通信芯片插座130一方面与SIM卡插座111电连接，另一方面还电连接到基板1的正面设置的主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1的背面设置有PCIE插座131，该PCIE插座131用于与主控处理板建立PCIE通信连接，因此该插座电连接到基板1的正面设置的主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

优选的，在基板1的背面设置有实时时钟芯片134，该芯片用于提供实时的时间信息，优选型号包括HYM8563TS，因此该芯片电连接到基板1的正面设置的主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

可以看出，所述基板上设置有多个外设接口，所述外设接口电连接到所述主控连接器，进而与主控处理板上的主控处理芯片电连接。本实施例在智能化视频处理解决方案中，面对多接口的输入输出需求，具有小型化、低成本的实现优势。

优选的，如图6所示，主控处理板2上设置有主控处理芯片21、缓存芯片22、23，存储芯片24和电源管理芯片25，以及还设置有用于与基板1上的主控连接器118对应连接的接插排线26，通过该接插排线26和主控连接器118，实现对主控处理板2与基板1之间的供电连接和数据信号传输。

主控处理芯片21分别与缓存芯片22、23和存储芯片24电连接，其中，存储芯片24用于存储主控处理程序和处理后的结果数据。加电工作后，主控处理芯片21从所述存储芯片24加载主控处理程序开始运行，而缓存芯片22、23则是用于配合主控处理芯片21在主控处理的过程中实时进行数据缓存，具有较高的数据读取速度，但是掉电后缓存芯片22、23中的数据并不保存。电源管理芯片25则用于向主控处理板2上的上述各个芯片进行供电，提供对应的电压和电流需求。

优选的，主控处理芯片21的类型包括四核64位处理器RK3568芯片，缓存芯片22的类型包括DDR芯片，有2G、4G和8G进行选择，存储芯片24的类型包括flash芯片，有32G、64G和128G可供选择。对于RK3568芯片，主要用于图像处理，内置有主频最高至2.0GHz的CPU，支持OpenGL ES1.1/2.0/3.2的GPU，高效能AI加速器的NPU，以及支持多种规格的视频解码的VPU。

优选的，如图7所示，视频处理板3上设置有视频处理芯片31、缓存芯片32和电源管理芯片33，以及还设置有用于与基板1上的视频连接器119对应连接的接插排线34，通过该接插排线34和视频连接器119，实现对视频处理板3与基板1之间的供电连接和数据信号传输。

结合图8，视频处理板3上还设置有存储芯片35。优选的，该存储芯片35设置在视频处理板3的背面，而视频处理芯片31、缓存芯片32和电源管理芯片33设置在视频处理板3的正面。

视频处理芯片31分别与缓存芯片32和存储芯片35电连接，其中，存储芯片35用于存储视频处理程序和处理后的结果数据。加电工作后，视频处理芯片31从所述存储芯片35加载视频处理程序开始运行，而缓存芯片32则是用于配合视频处理芯片31在视频处理的过程中实时进行数据缓存，具有较高的数据读取速度，但是掉电后缓存芯片32中的数据并不保存。电源管理芯片33则用于向视频处理板3上的上述各个芯片进行供电，提供对应的电压和电流需求。

优选的，视频处理芯片31的类型包括Rockchip公司的RV1126芯片，其中包括四核ARM Cortex-A7,以及基于RISC-V MCU，内置有NPU，算力高达2.0TOPs。缓存芯片32的类型包括DDR芯片，存储芯片35的类型包括flash芯片或eMMC芯片。对于RV1126芯片，主要用于图像处理，处理能力2.0Tops，而对于神经网络处理器NPU，实现AI运算的功耗不及对应所需GPU的10％。

本发明能够在30W的功耗内实现12T的算力，可以对12路1080p@12帧视频的编解码处理。而一般的X86架构配英伟达显卡的方法是难以达到这样的处理能力，并且这种PC机加显卡的架构实现形式在功耗方面是本装置的10倍以上量级，显然该装置的性价比更高。

结合前述说明，由于每个摄像头拍摄的视频到达视频处理板后，要统一调控到一个固定的图像分辨率和帧频进行智能识别处理。统一调控到像素分辨率为960*960，帧频10fps或2fps，再进行智能视频分析。那么对于一个视频处理板而言，就可以满足多个摄像头的视频进行处理，只要在该视频处理芯片的处理能力范围之内即可。而对于来自不同摄像头的视频而言，这些视频数据是通过摄像头的网络地址加以区分，因此在视频处理板上可以分别进行处理和分别利用独立的存储空间进行存储。

进一步的，如图9所示，结合前述内容可以看出，对于基板1，在其上设置有第一网络接口103、第二网络接口104、网络交换芯片4、第一网络接口芯片122和第二网络接口芯片121。对于主控处理板2，在其上设置有主控处理芯片21、缓存芯片22和存储芯片24。主控处理板2通过接插排线电连接到基板1上的主控连接器，例如通过插接的方式将主控处理板2插接到对应的主控连接器上。优选的，这些主控处理板2可以根据需要确定使用的缓存芯片的数量，如两个或一个，以及其中的主控处理芯片21的类型，也可以根据所需的处理能力需求而进行适配选择。

对于基板1，在其上设置有第一网络接口103、网络交换芯片4和多个网络接口芯片123-128。对于视频处理板3，在其上设置有视频处理芯片31、缓存芯片32和存储芯片35。每一个视频处理板3通过接插排线电连接到基板1上的连接器，例如通过插接的方式将视频处理板3插接到对应的连接器上。优选的，这些视频处理板3可以根据需要确定使用的数量，当摄像机较多时就可以对应使用多个视频处理板3进行处理，而当摄像机较少时就可以对应使用较少数量的视频处理板3进行处理。

进一步的，在基板1上，还设置有单片机芯片132、wifi芯片133、有线通信接口102、USB2.0接口105、HDMI接口106、USB3.0接口107、SD卡插座108、音频输出口109、音频输入口110、工作指示灯113、硬盘电源插座114、硬盘数据接口115，以及在基板1的背面设置有扩展存储芯片129、移动通信芯片插座130、PCIE插座131、实时时钟芯片134。这些接口和芯片，均是电连接到基板上的主控连接器，进而进一步与主控处理板上的主控处理芯片电连接。

以下结合前述的外设接口，再具体说明该设备的具体应用场景模式。

应用模式一：

结合图9所示，可以看出主控处理板2上的主控处理芯片21与视频处理板3上的视频处理芯片31，主要是通过网络接口芯片(121、122、123、128)和基板1上的网络交换芯片4进行数据传输和交换，这些数据主要是视频图像数据，属于业务类数据。这些网络芯片之间的接口连接线路以总线方式连接，每个接口通常是8线形式来传输数据，并且主要是以标准网络协议，通过网络寻址和数据包的形式进行数据通信，虽然标准化程度高，但是在各个连接板之间的协同操控方面灵活性不够。为此，进一步增加了各个板上的控制芯片之间单独的控制线路连接。

在图9的基础上，结合图10所示，与图9中相同的内容不再赘述。在图10中，设置在基板1上的单片机芯片132与主控处理板2上的主控处理芯片21之间，直接通过芯片引脚的IO接口电连接，优选采用双线的异步串口电连接，如图10中第一监控线路AQ11所示，以及在主控处理板2上的主控处理芯片21与视频处理板3上的视频处理芯片31之间，也是直接通过芯片引脚的IO接口电连接，如图10中第二监控线路AQ21所示，这里主控处理芯片21与六个视频处理芯片31分别通过不同的IO接口电连接。

通过这些控制芯片之间通过IO接口直接互联的方式，可以在控制芯片之间进行便捷的通信传输，并且可以用于对控制芯片的状态监测和复位重启操作。优选的，基板上的单片机芯片132通过第一监控线路AQ11定时向主控处理芯片21进行工作状态查询，该线路AQ11优选为双线的异步串口，通过查询判断主控处理芯片21是否工作正常，例如通过查询，主控处理芯片21向单片机芯片132反馈工作状态信息，如果工作状态信息中包含主控处理芯片工作不正常的信息，或者主控处理芯片21没有向单片机芯片132及时进行反馈，则判断主控处理芯片21工作异常，则需要对主控处理板2上的主控处理芯片21进行复位控制。

优选的，如图10所示，单片机芯片132通过控制第一复位电路141，再通过第一复位线路AQ12向主控制芯片21的复位引脚发出复位控制信号，使得主控制芯片21进行复位。

优选的，如图10所示，主控处理芯片21还通过第二监控线路AQ21与视频处理板3上的视频处理芯片31电连接，该线路AQ21是通过在基板1进行转接相连。应用中，视频处理芯片31定时向主控处理芯片21传输工作状态信息，该工作状态信息主要是用于验证视频处理芯片上的操作系统是否运转正常，这里采用了单向汇报的方式，由视频处理芯片31主动向主控处理芯片21发出工作状态信息，主控处理芯片21只需要单向接收即可，不必向视频处理芯片发送指令，这样可以使用一根连接线即可传输信息，以及也能保证对视频处理芯片工作状态监测的实时性。

进一步的，当主控处理芯片认为视频处理芯片工作不正常时，则通过第二复位电路142，以及与视频处理芯片的复位引脚电连接的第二复位线路AQ22，对视频处理芯片进行复位控制。

优选的，以上属于物理层来对视频处理芯片的工作是否正常进行监控，还可以基于应用层来对视频处理芯片的工作进行监控。主控处理芯片21还通过网络交换芯片4向视频处理芯片31发送询问数据包，以及接收来自视频处理芯片在接收到询问数据包后的响应数据包，这两种数据包都属于是应用层的数据包，以此可以进一步验证视频处理芯片中的视频智能识别功能是否工作正常。

在图10的基础上，以下结合图11，具体说明保持该设备稳定工作的实现方法。所述单片机芯片通过第一监控线路和第一复位线路向主控处理芯片进行稳定运行监控；所述主控处理芯片通过第二监控线路和第二复位线路向各视频处理芯片进行稳定运行监控。其中具体包括步骤：

步骤S101：单片机芯片通过第一监控线路向主控处理芯片定时查询工作状态；

步骤S102：主控处理芯片向单片机芯片反馈工作状态；

步骤S103：若主控处理芯片反馈工作状态不正常，或者不能及时向单片机芯片反馈工作状态，单片机芯片判断主控处理芯片工作不正常；

步骤S104：单片机芯片判断主控芯片工作不正常后，通过第一复位线路向主控芯片进行复位操作；

步骤S105：主控处理芯片进行复位，重新运行程序。

以上是基板上单片机芯片与主控处理板上的主控处理芯片之间的稳定性操控方法。以下则是主控处理板上的主控处理芯片与视频处理板上的视频处理芯片之间的稳定性操控方法。

步骤S106：各个视频处理芯片通过第二监控线路，定时分别向主控处理芯片汇报工作状态；

步骤S107：若主控处理芯片接收到视频处理芯片工作状态不正常，或者不能及时接收到视频处理芯片汇报工作状态，主控处理芯片判断该视频处理芯片工作不正常；

步骤S108：主控处理芯片判断视频处理芯片工作不正常后，通过第二复位线路向视频处理芯片进行复位操作；

步骤S109：视频处理芯片进行复位，重新运行程序。

应用模式二：

在图9的基础上，结合图12，主控处理板上的主控处理芯片可以分别通过移动通信芯片130、Wifi芯片133、第一网络接口103和第二网络接口104与远程监控平台D1或本地监控平台进行网络互连，以及还通过硬盘接口115与设备中的本地硬盘电连接。由此，各个视频处理板在进行监控过程中，对于发现的违章行为进行本地存储的同时，还可以远程发送给远程监控平台。

在图12的基础上，以下结合图13，具体说明保持该设备进行本地视频监测识别处理，以及本地存储和远程传输的方法。其中包括步骤：

步骤S201：来自摄像头的视频图像经设置在基板上的第一网络接口和网络交换芯片，传输到视频处理板；

步骤S202：所述视频图像在视频处理板的缓存芯片中进行缓存，当视频处理芯片侦测发现有违章事件后，则从缓存的视频中选择需要记录的违章视频片段和/图片，传输给主控处理板进行存储；

步骤S203：违章视频片段和/或图片传输至基板上的网络交换芯片；

步骤S204：基板上的网络交换芯片进一步将违章视频片段和/或图片传输给主控处理板；

步骤S205：主控处理板将违章视频片段传输到与基板上的硬盘数据接口，该硬盘数据接口连接有硬盘，对违章视频片段进行存储；

步骤S206：在主控处理板的控制下，还可以经由基板上的移动通信芯片、第一网络接口或第二网络接口，对违章视频片段进行远程传输。

优选的，对于违章视频片段进行存储后，当需要进行远程传输时，可以对所述违章视频片段进行选择传输，例如所述违章视频片段是以每秒10帧的速率进行存储，则进行传输时，首先准确定位出现违章的时间段，然后对该时间段内的视频进行抽取，例如间隔一帧或两帧进行传输，在保证能够传输违章视频的基础上，降低视频帧率，有利于降低远传的数据负荷，同时也能够保证取证频段不丢失信息。

应用模式三：

基于图14所示，还可以远程对主控处理板上的主控处理芯片的运行程序进行更新下载和启用，以及也可以对视频处理板上的视频处理芯片的运行程序，即视频监控识别程序进行更新下载和启用。其中包括步骤：

步骤S301：通过移动通信芯片接收远程程序下载指令和程序代码数据；

步骤S302：该程序下载指令和程序代码数据传输给主控处理板上的主控处理芯片；

步骤S303：主控处理芯片对程序下载指令进行解析，确定下载对象，若下载对象是主控处理板，则将程序代码数据存储到主控处理板的存储芯片上，在程序下载完毕且校验无误后，启用新下载程序工作；若下载对象是视频处理板，则根据其中视频处理板的识别号，将程序代码通过网络交换芯片传输给对应的视频处理板；

步骤S304：下载对象是视频处理板时，将程序代码数据传输给对应的视频处理板；

步骤S305：对应的视频处理芯片接收到程序代码数据后，存储到视频处理板上的存储芯片上，在程序下载完毕且校验无误后，启用新下载程序工作。

应用模式四：

基于光电隔离接口101、有线通信接口102，该设备可以接入到船运操控设备，例如通过光电隔离接口101可以接入船舶中的开关信号，通过有线通信接口102接入船舶的定位信号。这些信号输入到本监测设备后，可以作为视频处理板启用相关监测识别的关联控制信号。对于本设备装载的船舶，主要有四种航行状态，分别是航行、锚泊、靠港卸运/装运、靠港停留，这些航行状态可以通过上述光电隔离接口101、有线通信接口102直接向本设备输入对应的控制信号，对应启用相应的智能视频监测。

所述光电隔离接口接收航船运行状态信号，对应的所述视频处理板启用相关视频监测程序，监测与当前航船运行状态相关的人员作业操作情况。其中，如图15具体包括步骤：

步骤S401：通过光电隔离接口接入航船设备的控制信号，该控制信号被单片机芯片接收，并进行解析，判断航船的运行状态；

步骤S402：单片机芯片将航船的运行状态发送给主控处理板上的主控处理芯片；

步骤S403：主控处理芯片接收到该航船的运行状态信息后，进行识别判断；

步骤S404：向对应的视频处理板上的视频处理芯片，下达对应的侦测识别指令；

步骤S405：对应的视频处理芯片接收到该侦测识别指令后，运行对应的智能视频处理程序，实现对应的侦测识别功能。

具体举例有，航船设置有航行状态开关信号，其中包括航船靠港卸运开关信号，当该开关信号有效并通过光电隔离接口输入到单片机芯片后，单片机芯片解析认为该航船当前要处于靠港卸货状态，将该状态信息送给主控处理板上的主控处理芯片，主控处理芯片经查询确定其中一个视频处理板接收来自甲板监控摄像头的监控视频，于是向该视频处理板下达对甲板操作人员进行智能监测的指令，该视频处理板上的视频处理芯片接收该指令后，则启用对应的监测程序，对甲板人员临水作业戴安全帽、穿救生衣情况进行侦测识别和告警记录。

基于同一构思，本发明提供一种用于航船的多路视频智能监测方法。如图16所示，该方法包括：

S1:在所述航船上设置有多个监控摄像头，分别对各自监控的区域拍摄视频图像数据；

S2:每个所述监控摄像头拍摄的所述视频图像数据均传输到设置在所述航船上的多路视频智能监测设备；

S3:所述多路视频智能监测设备内置有多个视频处理板，每个所述监控摄像头采集的视频图像数据分别输入到对应的视频处理板进行智能视频图像处理；

S4:经过所述智能视频图像处理后，各个所述视频处理板识别出对应的违章操作行为和/或危险灾害，记录对应的视频证据数据，以及输出告警信息。

优选的，每个所述视频处理板上存储有经过预先训练的智能视频图像处理程序，通过运行所述智能视频图像处理程序，对输入的视频图像数据进行处理，识别出对应的违章操作行为和/或危险灾害。

优选的，所述对输入的视频图像数据进行处理，包括选择侦测事件并与对应的侦测识别对象进行关联。

优选的，所述多路视频智能监测设备还内置有主控处理板，所述主控处理板电连接有本地存储硬盘，所述视频证据数据由所述视频处理板传输至所述主控处理板，进而存储到本地存储硬盘。

优选的，所述主控处理板电连接有移动通信芯片，所述视频证据数据由所述视频处理板传输至所述主控处理板，再经过所述移动通信芯片传输至远控平台。

优选的，所述主控处理板和所述视频处理板均电连接至网络交换芯片，通过所述网络交换芯片进行视频图像数据交换传输。

优选的，所述视频处理板均可插拔设置在基板上，加电时，所述视频处理板通过查询其上设置的视频处理芯片的多个引脚电压，自动配置所述视频处理板对应的网络地址。

优选的，所述基板上设置有第一网络接口，所述网络接口电连接所述网络交换芯片，通过所述第一网络接口将来自单独一个监控摄像头的视频图像数据，传输给一个网络地址对应的所述视频处理板进行处理，或者通过所述第一网络接口将来自至少两个监控摄像头的视频图像数据，传输给同一个网络地址对应的所述视频处理板进行同步处理。

优选的，所述基板上设置有视频输入输出端口，并与所述主控处理板电连接，所述视频输入输出端口用于连接显示器，所述视频证据数据输入到所述显示器进行显示。

优选的，所述基板上设置有有线通信接口，并与所述主控处理板电连接，所述有线通信接口用于兼容连接具有对应接口的监控器，用于与所述多路视频智能监测设备通信互联。

由此可见，本发明公开了一种用于航船的多路视频智能监测设备。该设备包括壳体，在所述壳体内设置有基板，在所述基板上设置有可插拔连接的主控处理板和至少一个视频处理板，在所述基板上还设置有第一网络接口和网络交换芯片，所述主控处理板、视频处理板和第一网络接口均与所述网络交换芯片电连接，通过所述第一网络接口输入视频图像数据，由所述主控处理板和/或视频处理板进行视频图像处理。基板上还设置多种类型的外设接口和功能芯片。该设备能够同时满足多路视频的智能化处理需求，具有小型化、低成本的技术优势。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。