一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及摄像装置。更具体地，涉及一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置。
【背景技术】
[0002]所有的安防监控系统，传统上都是通过动力电系统(或不间断UPS)给监控系统供直流电，随着摄像系统的小型化，供电方式呈现多样化，包括太阳能板供电。
[0003]在传统的动力电供电方式中，因为安防监控系统需要使用直流电，因而需要使用电源适配器以提供直流电，这样，造成了大量的布线，使得维修费用高，安装成本高。
[0004]安防监控系统中，经常使用摄像装置，为使用方便，摄像装置通常由蓄电池或者以太网供电，而蓄电池则存在经常充电的问题。以太网供电需大量的布线和距离的限制。一般，摄像装置的摄像信号通过有线线缆传回总控室；由于野外需监控的地点分散，地理环境恶劣，如山区或无人区，增加了布线和维修的费用，导致成本很高。
[0005]为了适应较为恶劣的野外监控环境，也有采用太阳能电池板给摄像系统供电的，但由于太阳能供电系统的重量体积都较大、需要特殊的笨重的安装机械，而且移动时麻烦，使得其使用受到制约，成本高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的一个目的在于提供一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0008]—种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，该装置包括:
[0009]触发信号产生单元，基于监控区内的环境变化，产生触发信号；
[0010]图像采集单元，基于触发信号，对监控区进行图像采集；
[0011]中央处理单元，对采集的图像进行分析比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断结果；
[0012]通信单元，以无线通信的方式将监控区的图像和相应的图像分析结果发送至外部设备。
[0013]进一步的，该装置还包括基于监控区环境异常的初步判断结果生成警报信号的报警单元。
[0014]进一步的，该装置还包括电源部分;所述电源部分为折叠式太阳能装置。
[0015]折叠式小巧外形的太阳板结构，可大大增加电力供应能力，为长时间阴雨天工作提供足够的蓄电能力。
[0016]进一步的，该装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储触发信号产生单元和图像采集单元采集的监控区的实时环境数据和环境数据的阈值。
[0017]进一步的，所述触发信号产生单元包括环境数据采集模块和比较模块；
[0018]所述环境数据采集模块包括用于检测监控区的生物入侵和火情的红外感应透镜，和/或用于检测监控区内声音变化的拾音器；
[0019]所述比较模块，基于阈值对实时环境数据进行判断，如果实时环境数据与阈值不同，则产生触发信号。
[0020]进一步的，所述中央处理单元包括图像预处理模块和分析比对模块，
[0021 ]所述图像预处理模块，用于对采集的图像进行预处理；
[0022]所述分析比对模块，将预处理后的图像参数值与阈值进行比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断。
[0023]进一步的，所述野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置还包括用于将装置自由固定在支撑物上的固定机构。
[0024]进一步的，所述野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置还包括用于保证装置闭合的锁定机构。
[0025]进一步的，所述野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置还包括用于辅助图像采集的红外发射灯。
[0026]进一步的，所述野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置还包括用于驱散入侵生物的发声装置。
[0027]加装红外探测，声音探测装置，可以在有异常情况下才启动摄像头进行摄像或拍照，这样可有效防止大功率摄像头长时间工作带来的电力消耗。而红外探测和声音探测装置功耗很低，对长时间工作有利，长时间可以处于休眠的摄像头设计也大量减少电力消耗，同时拍照状态时的摄像机耗电较少。
[0028]本实用新型的有益效果如下:
[0029]本装置的设计保证了摄像头能够持续长时间工作，至少可连续7天24小时的正常工作。在无需使用动力电供电的情况下，可连续正常工作一年以上。且本装置的功耗非常低、体积小，独立安装方便，适应野外长时间工作需要，由于本装置使用太阳能供电，因而无需使用动力电供电，并避免了由于电网故障导致的系统运行问题和维修。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型摄像装置结构示意图；
[0031 ]图2为本实用新型摄像装置结构示意图。
[0032]图中，1-下层太阳能板;3-锁定机构;4-杆式固定安装支架;5-下部壳体;6-工作状态指示灯;7-摄像头;9-挂钩安装支架；I O-上部壳体；12-薄铰链；13-中层太阳能板；14-上层太阳能板;15-拾音器;16-红外发射灯;21-厚铰链，22-红外感应透镜。
【具体实施方式】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。
[0034]如图1和图2所示，一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，该装置包括:
[0035]基于监控区内的环境变化产生触发信号的触发信号产生单元;触发信号产生单元包括环境数据采集模块和比较模块;所述环境数据采集模块包括用于检测监控区的生物入侵和火情的红外感应透镜22，和/或用于检测监控区内声音变化的拾音器15;所述比较模块，基于阈值对实时环境数据进行判断，如果实时环境数据与阈值不同，则产生触发信号；
[0036]基于触发信号对监控区进行图像采集的图像采集单元，图像采集单元为摄像头7;
[0037]对采集的图像进行分析比对获得监控区内环境是否正常的初步判断结果中央处理单元；中央处理单元包括图像预处理模块和分析比对模块，所述图像预处理模块，用于对采集的图像进行预处理;所述分析比对模块，将预处理后的图像的像素值和灰度值与阈值进行比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断；
[0038]以无线通信的方式将监控区的图像和相应的图像分析结果发送至外部设备的通信单元，本装置中的通信单元选用W1-Fi无线通讯板，无线W1-Fi的上传或下传的通讯方式，非常节约能源，省去通讯电缆的铺设，耗电量极低。
[0039]该装置还包括基于监控区环境异常的初步判断结果生成警报信号的报警单元、用于存储触发信号产生单元和图像采集单元采集的监控区的实时环境数据和环境数据的阈值的存储单元和电源部分。
[0040]在存储单元存储的阈值是将红外感应透镜22在日常收集的红外感应信号的水平大小逐渐累积，形成探测区独有的特征参数;同样，拾音器15在日常收集声音信号的幅度大小和频率范围，经过一段时间的累积，形成探测区独有的特征参数，当探测区的环境出现异常情况时，红外感应透镜22或拾音器15采集到的环境数据就会发生变化，比较模块通过将实时采集的环境数据与存储模块中存储的累积特征参数进行比较，就可以判断出是否触发启动摄像头7，所以，本装置中比较模块中的环境数据阈值是通过自学习过程获得的，在最初使用时，人为设置环境数据的初始阈值，在随后的使用过程中形成累积的阈值，阈值也可以根据环境的变化，人为进行调整。
[0041 ]摄像头7与定时器连接，受定时器的触发会定时开启，拍摄探测区内的日常环境图像，拍摄的图像经过消除图像中无关信息，恢复有用真实信息的图像预处理后，由图像分析比对模块对图像进行像素分析和灰度分析，得到日常环境图像的图像参数如像素值和灰度值，经过一段时间的累积，得到日常环境图像的累积图像参数如累积像值素和累积灰度值，当探测区出现环境异常时，摄像头7被触发启动，拍摄探测区的实时图像，图像分析比对模块对实时图像进行分析，并将实时图像的像素值、灰度值与日常累积的像素值、灰度值进行比较，如发现异常，则产生初步判断结果，发出报警信号;实时图像经分析后的，本装置摄像头拍摄图像的图像参数的阈值是通过自学习过程获得的，在最初使用时，人为设置图像参数的初始阈值；由于实时图像参数值与累积图像参数值的比较差异，决定了误报的概率，而阈值可结合现场人员流动情况、白天还是夜晚，必要时还要结合风速风向，进行人为调整，使误判率在可以接受的范围内。
[0042]摄像头7被启动后，拍摄的图像通过W1-Fi无线通讯板传给远程控制中心，值班人员根据视频信号来确定是否有非法侵入或火灾等，然后由控制室人员通过远程控制启动喇叭喊话或通知被监控的值班人员进行灾害排除。
[0043]所述野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置还包括辅助摄像头夜间摄像的红外发射灯16;表示工作状态的工作状态指示灯6。
[0044]工作状态指示灯6、摄像头7、拾音器15、红外感应透镜22和红外发射灯16的电力由太阳能装置提供。
[0045]本实用新型中的太阳能装置包括太阳能板、充电供电板和蓄电池；蓄电池又分为主蓄电池和辅助蓄电池，太阳能板为折叠式结构的太阳能套板，由上中下三层太阳能板组成，下层太阳能板I的两端分别铰接上层太阳能板14和中层太阳能板13，下层太阳能板I通过厚铰链21铰接上层太阳能板14，下层太阳能板I通过薄铰链12铰接中层太阳能板13，根据能量消耗情况灵活选择上层太阳能板和中层太阳能板的使用；
[0046]在本实用新型的摄像装置中，太阳能供电系统设于摄像装置上部壳体10中，工作状态指示灯6、摄像头7、拾音器15、红外感应透镜22和红外发射灯16则设于下部壳体5中，W1-Fi无线通讯板也设于下部壳体5中。
[0047]本实用新型还设有便于将摄像装置固定于杆状物上的杆式固定安装支架4和便于将摄像装置固定于垂直于地面的平面上的挂钩安装支架9，同时，为了保证本装置在野外使用过程的安全性，在上部壳体10与下部壳体5之间设置了防暴贼锁定机构3，如锁扣或插销结构。
[0048]实际应用中，太阳能供电系统中的上层太阳能板、中层太阳能板与下层太阳能板之间通过厚铰链21和薄铰链12打开呈0-180°之间的任意角度，打开角度根据安装地点受阳光照射的角度来确定，原则是受光时间最长，受光强度最强。
[0049]摄像头由于在野外工作，为了能节约用电，以便能长时间在无光照的连续阴雨天气工作，所以需要让摄像头在无需工作时处于休眠或停止状态，本实施例中配置了拾音器15，以便在有异常情况时，通过拾音器接收到的异常响动，启动功耗较大的摄像头7，本实施例中同样设计有红外感应透镜22，利用人、动物或发生火灾时所产生的红外线，通过红外感应启动摄像头7，并将所拍或所摄图像迅速通过W1-Fi无线通讯板发送到远程控制中心，通过外部显示器显示出监测画面，起到安防或消防的作用；拾音器15和红外感应透镜22可视具体的工作环境，决定安装哪种部件。
[0050]在光照充足的时候，下层太阳能板1、中层太阳能板13、上层太阳能板14产生的电能在对蓄电池充电的同时还能够带动拾音器15，红外感应透镜22工作，如果需要的话，太阳能电力还可以用于带动摄像头7和W1-Fi无线通讯板的工作;在光照充足时，首先保证蓄电池的充电，其次才是利用多余的电能带动拾音器15，红外感应透镜22、W1-Fi无线通讯板、红外发射灯16这些电力消耗较小的部件工作，本实用新型通过对太阳能板的面积设计，保证太阳能板在短时间内迅速将蓄电池充满。
[0051]在白天光照不足的时间段，下层太阳能板1、中层太阳能板13、上层太阳能板14产生的电能主要供处于休眠状态下摄像头7，拾音器15，红外感应透镜22、W1-Fi无线通讯板、红外发射灯16的微小电力消耗，在保证各部件正常工作后，将多余的电能用于蓄电池充电；如此种天气状况时，太阳板的供电不足则由蓄电池提供电能给摄像头7及其他部件，保证这些部件在短时间内能间歇工作。
[0052]在夜晚时，由蓄电池为摄像头7及其他部件供电，在此期间，如启动摄像头7，则启动红外发射灯16，进入夜间红外拍摄状态，以节省功耗。一旦白天来临，需首先保证蓄电池充满电。
[0053]在长时间无光照的状态下，现有的三块太阳能板的设计能保证利用白天微弱光线供给处于休眠状态下的摄像头7及其他部件的微小电力消耗，仅在夜间消耗部分蓄电池的电能，蓄电池设计为主附两块蓄电池有助于延长设备的工作时间，以满足野外工作的严酷要求。本实施例中配置的电池容量使设备能在野外工作2个月以上，度过连续阴雨的恶劣天气。蓄电池供电时间与电池容量以及电池个数有关。蓄电池分为主蓄电池和辅助蓄电池两组，确保了两组蓄电池之间可以相互切换，充电时先将辅助蓄电池充满，在光线稍弱时主要靠主电池供电，一但进入长期阴雨天时才启动辅助蓄电池。采用两组电池是考虑到在长时间的工作中不能出现断电情况，正常工作时两组蓄电池正常供电，一但其中任何一组出现电池故障，处理器能够检测到电池异常并上传故障信息提示工作人员进行电池更换，这样在此期间通过另外一组正常电池能保证设备在相当一段时间内正常运行。电池的容量取决于两种选型，一是电池的充电材料，包括锂电池或其它普通电池，推荐使用小体积大容量的锂电池。另一个是设备的体积，由于体积不可能无限扩大，所以将电池分成两组便于在有限的空间内放置。
[0054]由于本实用新型的摄像装置应用于野外，为了适应不同的应用环境，本实用新型还设有便于将摄像装置安装在杆状支撑物上的杆式固定支架4和便于安装在竖向平面上的挂钩装置9，同时为了防止阳光直射摄像头7，本实施例中，设计的下部壳体5具有弯曲部分，可以遮挡射向摄像头7的阳光，为了方便判断摄像头的工作状态，本实施例中还设置了工作状态指示灯6，另外，为了方便驱赶野外常见的动物，还可为摄像装置配置发声装置，如喇叭，以达到驱赶或恫吓现场入侵者的目的。
[0055]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【主权项】
1.一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于，该装置包括: 触发信号产生单元，基于监控区内的环境变化，产生触发信号； 图像采集单元，基于触发信号，对监控区进行图像采集； 中央处理单元，对采集的图像进行分析比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断结果； 通信单元，以无线通信的方式将监控区的图像和相应的图像分析结果发送至外部设备。2.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括基于监控区环境异常的初步判断结果生成警报信号的报警单元。3.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括电源部分;所述电源部分为折叠式太阳能装置。4.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储触发信号产生单元和图像采集单元采集的监控区的实时环境数据和环境数据的阈值。5.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述触发信号产生单元包括环境数据采集模块和比较模块； 所述环境数据采集模块包括用于检测监控区的生物入侵和火情的红外感应透镜，和/或用于检测监控区内声音变化的拾音器； 所述比较模块，基于阈值对实时环境数据进行判断，如果实时环境数据与阈值不同，则产生触发信号。6.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述中央处理单元包括图像预处理模块和分析比对模块， 所述图像预处理模块，用于对采集的图像进行预处理； 所述分析比对模块，将预处理后的图像参数值与阈值进行比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断。7.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括用于将装置自由固定在支撑物上的固定机构。8.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括用于保证装置闭合的锁定机构。9.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括用于辅助图像采集的红外发射灯。10.根据权利要求1所述的野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，其特征在于:所述装置还包括用于驱散入侵生物的发声装置。
【专利摘要】本实用新型公开一种野外工作自供电长寿命无线传输远程监控摄像装置，包括：基于监控区内的环境变化产生触发信号的触发信号产生单元；基于触发信号对监控区进行图像采集的图像采集单元；对采集的图像进行分析比对，获得监控区内环境是否正常的初步判断结果的中央处理单元和以无线通信的方式将监控区的图像和相应的图像分析结果发送至外部设备的通信单元。本装置的设计保证了摄像头能够持续独立连续7天24小时长时间工作。在无需使用动力电供电的情况下，可连续正常工作一年以上，功耗低、体积小，独立安装方便，适应野外长时间工作需要，由于本装置使用太阳能供电，因而无需使用动力电供电，并避免了由于电网故障导致的系统运行问题和维修。
【IPC分类】H04N7/18, G08B13/196
【公开号】CN205385562
【申请号】CN201620159773
【发明人】何明光
【申请人】鼎盛特安全预警技术(北京)有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月2日