一种不间断供电的WIFI网络录像机的制作方法

本实用新型涉及一种录像机，尤其涉及一种不间断供电的WIFI网络录像机。

背景技术：

目前，视频监控几乎是无处不在，为人们的安全提供了更好的保障，极大的减少了各种案件的发生，也极大的提高了各种案件的侦破率和效率。视频监控也是一项重要的刑侦手段，监控视频录像是一种非常有效，有力，也很直观的证据。

目前的监控领域的WIFI网络录像机都采用外部直流12V供电模式，供电单一，在停电或者是供电遭到破坏的情况下，监控系统就会因为没有电力供应而失效。特别是在电力被人为破坏的情况下，供电才显得更加重要。

通常要破坏监控设备不容易，破坏电力却容易得多，当犯罪分子在实施犯罪之前，先破坏了监控系统的电力，待视频监控系统失效后才实施犯罪，那么视频监控系统就无法录下犯罪分子及其实施犯罪的画面，那这种情况下，视频监控系统就等于形同虚设。

在目前很多情况下，都需要有视频监控录像来实现对犯罪嫌疑人的体貌特征锁定，犯罪人数，犯罪过程记录，实施犯罪后，逃离方向锁定追踪等等。如果监控系统失效情况下发生的犯罪，这些特征就无从提取，查案的难度就可想而知。

现在经常发生一些案件，在案件发生后，公安机关调取监控录像的时候，才发现，犯罪分子在实施犯罪的这个时间段里没有视频录像。就是因为犯罪分子在实施犯罪的时候，首先破坏了电力供应，比如说拉闸，剪线等，等实施完毕犯罪后，又接通电力供应。这种情况下，就无法得到有效的犯罪过程录像画面。

这种背景下，就需要监控系统中的WIFI网络摄像机自身能够提供电力，实现在外部供电遭到破坏的情况下，还能提供一定时间的电力供应，能够接收一定时间的监控录像，并报警告知用户。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种不间断供电的WIFI网络录像机。

本实用新型包括WIFI模块、录像机主板、硬盘，所述录像机主板分别与WIFI模块和硬盘相连，还包括不间断供电装置，所述不间断供电装置包括电源输入接口、电源输出接口、控制模块、电池模块及与电池模块相连的电池输入输出接口，所述电源输出接口的输出端与录像机主板相连，所述控制模块分别与电源输入接口输出端、电源输出接口输入端、电池输入输出接口相连，电源输出接口输入端分别与所述电源输入接口输出端和电池模块输出端相连，外部电源通过电源输入接口输入端为电池模块充电。

本实用新型作进一步改进，所述控制模块包括供电检测模块和充电输出转换模块，所述供电检测模块分别与电源输入接口输出端和充电输出转换模块输入端相连。

本实用新型作进一步改进，所述电池模块输出端和电源输出接口输入端之间设有稳压模块，所述稳压模块与所述充电输出转换模块输出端相连。

本实用新型作进一步改进，所述稳压模块与电池模块输出端之间还设有放电保护模块，所述稳压模块为DC-DC升降压模块。

本实用新型作进一步改进，所述不间断供电装置还包括第二储能模块，所述第二储能模块分别与稳压模块输出端和电源输出接口输入端相连，利用第二储能模块在转换期间对电压跌落进行补偿，使输出在整个过程当中，都稳定、平滑，保证了整个WIFI网络录像机可靠，稳定的工作。

本实用新型作进一步改进，所述电池模块为多节电池组成的电池组，所述不间断供电装置还包括充电管理模块，所述充电管理模块包含多个并联的充电支路，每一路充电支路分别与电池组中的其中一节电池相连，所述电池组中的电池串联输出。

本实用新型作进一步改进，所述电源输入接口输出端和充电管理模块输入端之间设有调压模块。

本实用新型作进一步改进，所述电源输入接口输出端和电源输出接口输入端之间设有第一隔离模块，所述电源输入接口输出端和调压模块输入端之间设有第二隔离模块。

本实用新型作进一步改进，所述充电管理模块包括充电隔离单元和充电单元，所述充电隔离单元设置在所述调压模块和充电单元之间。

本实用新型作进一步改进，所述不间断供电装置还包括第一储能模块，所述第一储能模块分别与电源输入接口和供电检测模块相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：增加WIFI网络摄像机的可靠性，有效性，外部失电的情况下，提供持续的电力供应，实现一定时间的视频监控功能，并且，采用无线WIFI连接方式，即使不法分子关掉电闸或者破坏掉网络录像机的电源适配器或者剪断WIFI网络录像机的电源线，WIFI网络录像机仍然可以正常工作。通常2.4-4V的电压要升压到12V，转换效率在80％以下，电源的浪费很大，在小型化的WIFI网络录像机中，空间有限，不能无限增大锂电池的体积，为了提高电源的效率，采用电池组串联成11.1V输出，为了弥补电池电压变化范围大的不足，电池模块输出接一稳压模块，对WIFI网络录像机提供稳定的12V电压；电池采用单节独立充电，串联供电模式工作，有利于取消均衡充电电路，小型化电路模块。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为不间断供电装置结构示意图；

图3为不间断供电装置整体电路图；

图4为稳压模块电路图；

图5为第二储能模块电路图；

图6为调压模块实施例DC-DC降压电路图；

图7为充电管理模块其中一个支路电路图；

图8为供电检测模块和储能模块电路图；

图9为放电保护模块电路图；

图10为充电输出转换模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括WIFI模块、录像机主板、硬盘，所述录像机主板分别与WIFI模块和硬盘相连，还包括不间断供电装置，所述不间断供电装置包括电源输入接口1、电源输出接口2、控制模块、电池模块及与电池模块相连的电池输入输出接口3，所述电源输出接口2的输出端与录像机主板相连，所述控制模块分别与电源输入接口1输出端、电源输出接口2输入端、电池输入输出接口3相连，电源输出接口2输入端分别与所述电源输入接口1输出端和电池模块输出端相连，外部电源通过电源输入接口1输入端为电池模块充电。WIFI模块能够保证本实用新型与摄像机进行无线通讯，避免因断电或者线缆故障导致的通讯中断，提高了本实用新型的稳定性和可靠性。

本例电池模块为多节电池组成的电池组，因本例WIFI网络录像机需要12V电源，因此，本例采用三节3.7V的锂电池组成锂电池组输出，此外，本例不间断供电装置还包括充电管理模块，所述充电管理模块包含多个并联的充电支路，每一路充电支路分别与电池组中的其中一节3.7V锂电池相连，所述电池组中的电池串联输出。采用并联充电，串联放电，可以简化充电电路，不需要充电均衡电路，简化放电电路，提高放电的效率，增加锂电池的供电时间和寿命，利于产品的小型化。

本例的电池模块通过电池输入输出接口3进行充放电。本例控制模块包括供电检测模块和充电输出转换模块，所述供电检测模块分别与电源输入接口输出端和充电输出转换模块输入端相连。

本例的电池模块输出端和电源输出接口输入端之间设有稳压模块，所述稳压模块与所述充电输出转换模块输出端相连，所述稳压模块与电池模块输出端之间还设有放电保护模块，所述稳压模块为DC-DC升降压模块。

在外部正常供电的情况下，外部直流12V电源直接输出到电源输出接口2，给WIFI网络录像机主模块提供电力，同时供电检测模块输出控制信号，将充电转换输出模块置于独立的电池充电状态，脱离串联状态，并关闭稳压模块。外部直流12V电源通过另外一电路提供给电池模块，对电池模块的电池进行恒流充电。保证电池模块在外部失电的情况下，能正常的提供电力供应。当供电检测模块检测到外部供电异常的时候，立即控制充电输出转换模块将电池模块转换成输出状态，并开启稳压模块，输出稳定地12V电压，向WIFI网络录像机持续提供电力，并把DC-DC升降压模块的控制权交由充电保护模块控制。

此外，所述不间断供电装置还包括第一储能模块和第二储能模块，所述第一储能模块分别与电源输入接口和供电检测模块相连，所述第二储能模块分别与稳压模块输出端和电源输出接口输入端相连，利用第二储能模块在转换期间对电压跌落进行补偿，使输出在整个过程当中，都稳定、平滑，保证了整个WIFI网络录像机可靠，稳定的工作。

本例电源输入接口输出端和充电管理模块输入端之间设有调压模块，本例的调压模块为DC-DC降压模块，也可以按照需求设置为升压电路等。此外，本例充电管理模块包括充电隔离单元和充电单元，所述充电隔离单元设置在所述调压模块和充电单元之间。

所述电源输入接口输出端和电源输出接口输入端之间设有第一隔离模块，所述电源输入接口输出端和调压模块输入端之间设有第二隔离模块。实现外部供电和内部电池充电供电的隔离。所述第一隔离模块和第二隔离模块分别采用一功率二极管，利用其单向导电性，实现外部供电和内部电池组充电供电的隔离。

本实用新型为WIFI网络录像机提供电源输入，经过DC-DC降压模块输出5V的电源，为充电管理模块提供稳定的电源，充电管理模块检测电池的状态，实现锂电池的低电压，过电压检测，从而实现锂电池的涓流充电，正常充电，充满停止充电，再充电功能，并提供恒定的充电电流。其中充电管理模块是三个独立的充电支路，为后面的三块锂电池提供独立的充电电流，为了防止电池电流的倒灌，在充电单元前面加入了充电隔离单元，采用二极管的单向导电性实现。

如图4所示，由于WIFI网络录像机内置的硬盘所能承受的工作电压的波动范围比较小，而锂电池放电变化很宽，单节锂电放电从4.2V-2.5V，三节串联放电从12.6-7.5V，这样的变化范围，已经大大超出了wifi网络录像机内置硬盘所承受的电压变化范围，会导致硬盘死机，甚至损坏，所以对wifi网络硬盘录像机的供电必须稳定。本例在电池组输出端和电源输出接口输入端之间设有一DC-DC升降压模块，也就是本例的稳压模块，所述DC-DC升降压模块与所述充电输出转换模块输出端相连，用于把变化的电池电压转换成稳定的12V输出，为WIFI网络录像机提供稳定的12V电压，保证了整个WIFI网络录像机可靠稳定的工作。

如图5所示，在稳压模块后接有电容C20、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30并联组成的第二储能模块，用于应对硬盘对短暂的电压跌落敏感的问题。在外部失电的情况下，内部的锂电池充电输出转换电路动作转换期间及DC-DC升降压电路使能稳定期间，输出电压会有一短暂的跌落，这一电压跌落会导致硬盘随机出现实效，死机，甚至损坏数据的情况。本例的第二储能模块，用于应对这种情况，在电压跌落期间，为录像机的硬盘提供电力供应，防止了输出电压跌落。

如图6所示，是本实施例的第二隔离模块和DC-DC(直流转直流)降压模块电路，为后面的充电管理和锂电池充电提供稳定的5V电源，其中，JP1为电源输入接口，第一隔离模块采用二极管D1，所述DC-DC降压模块包括集成电路IC1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C21、二极管D2、电感L4、电阻R1、电阻R10、电阻R13，所述集成电路IC1的引脚1通过电容C6与二极管D2的负极相连，所述二极管D2正极接地，所述集成电路IC1的引脚2接地，所述电容C1和电容C3并联在IC1的引脚5，所述集成电路IC1的引脚3分别与电阻R10一端、并联的电阻R13和电容C5一端相连，所述电阻R10另一端接地，并联的电阻R10和电容C5另一端与电感L4输出端相连，所述集成电路IC1的引脚4分别与电阻R1和电容C21相连，所述电阻R1另一端和集成电路IC1的引脚5连接，所述电容C21另一端接地；所述集成电路IC1的引脚6通过电感L1输出5V电压，所述电容C2和电容C4并联在电压输出端，所述电容C2和电容C4另一端接地。

如图7所示，本例充电管理模块包括充电隔离单元和充电单元，所述充电隔离单元设置在所述调压模块和充电单元之间，本实施例中具有三个同样的锂电池充电支路，为后面的锂电池组的每个电池提供单独的充电电流，作为本实用新型的充电支路的一个实施例，本例的充电隔离单元采用功率二极管D11，充电单元采用集成芯片IC2，输出端与电池JP5相连，为电池JP5充电。利用二极管D11的单向导电性，实现充电支路的统一隔离供电，防止锂电池的电流倒灌。

如图10所示，本例充电输出转换模块用于实现电池组中每节电池的独立充电和串联输出，其中采用功率MOSFET开关管进行电子切换，大大的加快切换的速度，实现电源的不间断输出。

充电输出转换模块的切换开关采用功率MOSFET开关管，利用其高速，低内阻，电压控制型元件的特性，电子切换，时间uS级，对后级的摄像机模块几乎无影响的实现电源的转换，不会造成录像机的重启，死机等，使本例录像机可以持续有效的正常工作。

本例的三个独立的充电支路和充电输出转换模块相连，三个独立的充电单元通过三个充电隔离单元同DC-DC降压模块相连，实现三节锂电池的独立充电。

如图8所示，本例的供电电测电路和充电输出转换模块相连，供电检测电路产生相应的信号去控制充电输出模块，实现电池充电和放电的自动转换。

所述供电检测模块采用三极管和稳压二极管组合产生具有电压差和时间差的控制信号。以实现充电输出转换电路的MOSFET开关管不发生同时开关状态。实现锂电池的并串转换的平滑过渡。

充电输出转换模块实现电池组的串并转换，为了避免实现串联的MOSFET开关和实现并联的MOSFET开关同一时刻发生状态转换，也就是说锂电池还处于串联状态，并联用的MOSFET开关就接通或者说锂电池还处于并联状态，串联用的MOSFET开关就接通，这两种情况下，都会造成MOSFET开关管过流，因此，供电检测模块输出的信号必须具有时序性，使MOSFET开关管不出现同时导通的情况。在外部失电的情况下，避免供电检测模块因无电力供应而同时输出控制信号，造成MOSFET开关管出现同时导通的情况，所以，在供电检测模块前面增加了由电容C22、电容C23、电容C24和电容C25构成的第一储能模块，使在失电时，内部电力下跌有个过程，从而避免同时输出控制信号，避免供电检测模块的被检测电压信号不发生突变，从而避免后续的充电输出转换模块的MOSFET开关管的控制信号发生突变，产生一具有一定斜率的电压控制信号，避免了充电输出转换模块的MOSFET开关管出现同时导通或者断开的问题。

如图9所示，所述DC-DC升降压模块与电池组输出端之间还设有放电保护模块，实现对电池组的放电保护。DC-DC升降压模块同供电检测模块及放电保护模块相连，其供电检测模块和放电保护模块的输出信号组成一或逻辑信号，控制DC-DC升降压模块，实现外部供电正常及电池放电完毕时，关闭DC-DC升降压模块，保护锂电池。只有在外部失电及电池电压正常时，DC-DC升降压模块才正常工作,输出稳定的12V电压，为整个WIFI网络录像机提供续电。

当放电保护模块检测到电池电压低于零界值时，关闭DC-DC升降压模块，断开锂电池输出，电池不再提供电力，从而保护了锂电池不被过放电。作为本实用新型的一个实施例，本例在单节电池的临界值为2.5V，当电压低于2.5V时，断开锂电池输出，保护锂电池不发生过放电而损坏。

由于锂电池放电具有缓慢放电的特殊性，并且电池具有一定的内阻，电压是缓慢下降的，当电池具有负载或者断开负载时输出的电压有变化，具有一定的回差，这里采用迟滞比较器，利用迟滞比较器的回差特性，实现锂电池的放电保护检测，防止电池放电时，比较器发生振荡。

锂电池充电采用单节电池独立充电，锂电池放电采用三节电池串联放电，为整个WIFI网络摄像机提供较高的供电电压，提高了锂电池的供电效率。锂电池的串并转换，采用功率MOSFET实现电子开关切换，以uS级的切换时间，不会对整个WIFI网络摄像机造成影响。

此外，本例的不间断电源控制电路还包括报警模块，所述报警模块与所述供电检测模块输出端相连。供电检测模块还提供一报警信号，连接录像机主板，实现wifi网络录像机失电报警。

本实用新型具有以下创新点：

本领域中，通常2.4-4V的电压要升压到12V，转换效率在80％以下，电源的浪费很大，在小型化的WIFI网络录像机中，空间有限，不能无限增大锂电池的体积，为了提高电源的效率，本实施例中采用三节锂电池串联成11.1V输出，为了弥补电池电压变化范围大的不足，电池输出接一DC-DC升降压，对wifi网络录像机提供稳定的12V电压。此外，对于串联的锂电池充电，需要采用均衡充电，由于WIFI网络录像机内部空间有限，需要简化电路设计，小型化电路模块，所以对电池采用独立的充电管理，以取消均衡充电电路，小型化电路模块。

本例的锂电池采用单节独立充电，串联供电模式工作，并采用高速MOSFET作为开关切换，保证了整个WIFI网络录像机不会发生死机，重启，图像闪烁等现象。

本实施例中，电源的输出接口，支持录像机主板以及其附属扩展模块的电力需求。本实施例在内部锂电池充满电后，工作电流极低，设定的充电电流在100mA左右，对锂电池充电过程中，锂电池几乎不发热。以利于wifi网络录像机长期稳定的工作。

本实施例中，对DC-DC升降压模块的输出，再接一第二储能模块，然后再连接电源输出接口2，利用第二储能模块在转换期间对电压跌落进行补偿。使输出电压在整个过程当中，都稳定、平滑，保证了整个WIFI网络录像机可靠，稳定的工作。

本实用新型解决了视频监控系统在使用过程中，遇到停电或者线缆遭到不法分子的恶意破坏的情况下，继续提供一定时间的电力供应，使视频监控录像继续正常运行，而且WIFI网络摄像机，和摄像机之间不需要线缆连接，采用无线WIFI连接模式，即使不法分子关掉电闸或者破坏掉摄像机的电源适配器或者剪断摄像机的电源线，WIFI网络摄像机仍然可以正常工作，对犯罪分子的一举一动，全被录像机记录了下来，并且已经向用户发送了报警信号，这时候，用户就可以在远程查看监控，判断是停电还是人为破坏，从而报110。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。