视频遥测终端机原理

　　硬件核心采用 ARM Cortex A7 双核 1.3GHz 工业级 32 位通信处理器，搭配 128MB FLASH，搭载嵌入式 Linux 操作系统，整套硬件架构兼顾数据采集、视频编解码、无线传输与本地存储多重运算需求。整机硬件分为视频处理单元、IO 采集单元、存储单元、无线通信单元、电源管理单元五大模块，各模块协同完成前端感知数据、视频图像的采集、解析、运算、存储与远程传输全流程。

　　视频处理单元支持 8 路数字高清视频输入，兼容 H.265/H.264 双解码标准，单路最高 4K 分辨率 HDMI 输出，支持 ONVIF、RTSP、PELCO 等通用网络摄像头协议，可自动适配第三方监控设备。单元内置 AI 水尺识别算法，配套专用视频通道采集水位标尺画面，在 0~20 米观测距离内实现 ±2cm 水位检测精度，1cm 刻度分辨力，摄像头捕捉画面后由处理器完成刻度图像灰度、轮廓运算，自动换算水位数值并转为标准化水文数据。同时模块集成 8 路音频采集与 1 路双向语音对讲，同步收录现场环境音频，实现音视频同步存储与上传。

　　IO 采集单元是设备感知外部监测设备的核心通道，集成多路标准化工业接口。包含 3 路 RS485、2 路 RS232 复用串行接口，支持 Modbus RTU 协议对接雨量计、水质传感器、位移监测仪;8 路 12/16/24 位可选模拟量输入，兼容 4-20mA 电流、0-5V 电压信号，采集土壤含水率、渗压、水质浓度等模拟监测数据;6 路光隔离开关量输入，其中专用通道适配翻斗式雨量计，捕捉脉冲雨量信号;4 路开关量输出、2 路无源继电器输出，可根据预警指令联动现场闸门、声光报警器等执行设备。所有采集接口均带电气隔离，配套 ESD、反相、过压保护电路，适配户外复杂电磁环境。

　　存储单元采用双 2.5 英寸 SATA 硬盘位搭配 Micro SD 卡双存储架构，单块硬盘最大 4TB，整机本地存储上限 8TB，SD 卡支持 256GB 扩展。设备将定时采集的传感器数值、AI 识别水位、触发雨量、报警录像、抓拍图片统一本地归档，数据存储格式符合水文行业规范，本地缓存容量可留存十年以上历史监测数据。录像文件支持报警录像单独保护，区分普通定时录像与事件触发录像，可通过串口本地导出 Excel 格式历史数据，也可由平台远程调取指定时段存储记录。

　　无线通信单元集成 5G/4G/3G/WIFI 多模工业通信模块，配备 4 路 SMA 标准天线接口，双模 GPS + 北斗定位模块可选配。通信协议内置 SL651-2014 水文规约、T/CAGHP 069-2019 地质灾害协议、HJ212 环保传输标准，同时支持 MQTT 定制协议，最多可接入 8 组主备服务中心链路。设备内置自报、查询、兼容、调试四种传输工作模式，自报模式下无线模块常态休眠，仅整点、预警触发时上线传输数据，待机功耗低于 10mA;兼容模式持续保持网络长连接，平台可随时远程召测实时数据、下发拍照、参数修改指令;调试模式仅用于现场接线校验，测试数据不写入本地存储。

　　电源管理单元支持 DC 9~36V 宽压直流输入，选配 LAN 口 802.3af/at POE 48V 供电，整机非 POE 工作功耗低于 24W。电路集成独立电源反接、过流、过压保护，划分多路隔离 12V 稳压输出端子，可为外接传感器、摄像头同步供电。设备实时采集自身输入电压数据，每次上报监测信息同步推送电池电压参数，电压低于阈值时自动生成预警报文，搭配短信推送功能向预设手机号发送告警信息。

　　整机运行逻辑依靠内置参数调度程序实现自动化作业，可预先配置传感器采集周期、水位雨量预警阈值、定时上报间隔。系统按预设规则完成定时采集、雨量脉冲即时采集、整点分段上报;当监测数值突破阈值时触发预警加报，同步抓拍现场图片以 JPG 格式随数据上传;远程支持人工置数功能，手动录入水位、雨量数据会覆盖同期自动采集数值并同步至平台，整套软硬件协同逻辑完成前端无人值守全自动监测传输。