本发明属于摄像技术领域，特别涉及一种摄像机补光控制电路及其控制方法。
背景技术
利用摄像机对制定区域进行24小时监控是人们常用的安防手段，受摄像机传感器感光技术限制，无法在夜晚使用，所以摄像机生产厂家在制造监控器的摄像机会加入补光灯(红外灯或可见光灯)用于夜晚来满足夜视监控需求。
例如专利申请号为“201620273103.x”的专利申请文件中公开了一种安防监控设备，包括壳体，所述壳体为半球壳，在所述壳体内设置有电路板、摄像头、旋转装置，所述壳体与支架连接，壳体通过旋转装置可自动旋转，所述壳体外壁上设置有感光带，所述壳体上设置有补光灯，所述补光灯根据感光带感应光线强弱控制发光强度。在壳体上设置有保护摄像头的防护罩；所述壳体与支架通过连接端连接；所述支架包括固定板；所述补光灯为led灯。该实用新型提供了一种安防监控设备，由于在壳体外壁上设置有感光带，壳体上设置有补光灯，补光灯根据感光带感应光线强弱控制发光强度，从而可根据光线强弱自动补光，以提供清晰的监控画面。该实用新型中设置有感光带，感光带感应外界光线的强弱，并将外界光线的强弱信号传送回电路板，以此控制补光灯的量灭，然而，该实用新型存在补光灯频闪的问题：当夜晚降临自然光线变暗时，感光带感应到外界光线变暗，电路板即启动补光灯对摄像区域进行补光，一旦补光灯打开，则感光带重新感应到摄像区域亮度变强，此时电路板即控制补光灯关闭停止补光，如此反复造成补光灯频闪，影响摄像机的正常使用。
而在专利申请号为“201320533417.5”的申请文件中同样存在这样的问题，该实用新型公开了一种监控摄像机自适应补光装置，它包括补光灯、可控恒流源电路，安装在监控摄像机的镜头周围的该补光灯的连接端口与该可控恒流源电路的灯光信号输出端口连接，该可控恒流源电路的信号输入端口与该监控摄像机的中央处理器的相应控制端口连接。本实用新型可基于监控摄像机根据自身所处环境的判断，来自动调节补光灯的亮度，保证图像拍摄的高清晰度，满足了白天、夜间的不同亮度需求。该实用新型利用可控恒流源控制补光灯的量灭，其控制开关灯的信号不可避免地来自安装在监控摄像机附近的光敏传感器，现今行业中通常将光敏传感器安装在监控摄像机的尾线上，并在安装过程中保持光敏传感器的朝向与补光灯的光线射出方向相反，但该安装方法仅能适用于室外较为空旷的环境中，对于小或密集的监控区域，补光灯反射的光线同样会影响到光敏传感器的正常感应，进而导致补光灯频闪。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种解决摄像机补光灯频闪问题、使补光灯可在环境光线较暗的情况下正常补光的摄像机补光控制电路及其控制方法。
本发明的另一个目的在于提供一种摄像机补光控制电路，该电路执行效率高，其能动性强，适用范围广，适于广泛应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种摄像机补光控制电路，该电路包括有电源模块、补光模块和光敏模块，该电路还包括有主控模块，电源模块分别与主控模块、光敏模块和补光模块连接，光敏模块和补光模块均与主控模块连接。
本发明在补光灯控制电路中增加主控模块，外界电源通过电源模块向全电路供电，保证全电路的正常工作，光敏模块中包括的光敏元件实时监测外界亮度，主控模块对光敏模块传回的外界亮度信号进行判断与运算，并结合设定好的程序控制补光模块的开启与关闭，避免补光模块中的补光灯在黑暗环境中频闪，保证摄像机高质高效地完成指定区域的监控工作。
主控模块包括有主控芯片，主控芯片的具体型号为：stc15w201s-sop8。stc15w201s系列单片机是stc生产的单时钟周期的单片机，是一种宽电压、高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰能力的新一代8051单片机。stc15w201s系列单片机采用stc第九代加密技术，指令代码完全兼容传统8051单片机。另外，stc15w201s系列单片机内部集成高精度rc时钟，isp编程时5mhz-35mhz宽范围可选，16级复位门槛电压可选。stc15w201s系列单片机设置一组高速异步串行通信口，且内置比较器，功能强大。本发明中应用stc15w201s系列单片机，可事先在单片机中烧录设定程序，实时运算光敏模块传回的外界亮度信号，并随时依照设定程序控制补光模块的工作，由此可有效解决摄像机补光灯频闪问题。
电源模块包括有三端稳压器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感和第二电感；三端稳压器的具体型号为：ams1117-3.3；三端稳压器的输入端与外界直流电源连接，三端稳压器的接地端接地，三端稳压器的输出端与主控模块连接；第一电容的一端与外界直流电源和三端稳压器的公共端连接，第一电容的另一端接地；第二电容的一端与三端稳压器和主控模块的公共端连接，第二电容的另一端接地；第三电容的一端与三端稳压器和主控模块的公共端连接，第二电感的另一端接地；第四电容的一端与三端稳压器和主控模块的公共端连接，第四电容的另一端接地；第一电感的一端与三端稳压器和主控模块的公共端连接，第一电感的另一端与光敏模块连接；第二电感的一端与外界直流电源和三端稳压器的公共端连接，所述第二电感的另一端与补光模块连接；第四电容的一端与第二电感和补光模块的公共端连接，第四电容的另一端接地；第五电容的一端与第二电感和补光模块的公共端连接，第五电容的另一端接地，第六电容的一端与第二电感与补光模块的公共端连接，第六电容的另一端接地。ams1117是一个正向低压降稳压器，在1a电流下压降为1.2v。ams1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。ams1117有两个版本：固定输出版本和可调版本，固定输出电压为1.5v、1.8v、2.5v、2.85v、3.0v、3.3v、5.0v,具有1％的精度。本发明中使用ams1117-3.3，可固定输出3.3v电压，保证外界直流电源在经过三端稳压器的转换后，可正常向后续电路提供供电电源。电源模块中额外设置第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第二电感可进一步保护三端稳压器的输入端和输出端，起到滤波与隔离的作用，避免杂波混入电路。
补光模块补光驱动单元和补光灯单元，补光驱动单元与补光灯单元连接，补光灯单元包括有驱动芯片，驱动芯片的具体型号为：bl9582；补光灯单元包括有一个及一个以上的发光二极管，发光二极管的阳极与电源模块连接，发光二极管的阴极与补光驱动单元连接。本发明中补光灯单元包括有一个及一个以上的发光二极管，采用发光二极管的补光灯单元可在最大程度上降低能耗，节约能源，而补光灯单元与主控模块间还设置有驱动芯片，驱动芯片选用bl9582，bl9582是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联led。bl9582输入电压范围从6v到32v，输出电流可调，最大可达1.4a。根据不同的输入电压和外部器件，bl9582可以输出高达数十瓦的功率，加设驱动芯片可保证主控芯片顺利控制发光二极管按设定程序工作。
光敏模块包括有光敏电阻，光敏电阻为cds光敏电阻；光敏电阻的两端均与电源模块连接。cds光敏电阻为最常见的光敏电阻，光谱相应特性最接近人眼光谱光视效率，它在可见光波段范围内的灵敏度最高，被广泛的应用于灯光的自动控制，照相机的自动测光等。本申请应用cds光敏电阻为感光器，不仅降低了装置整体的制备成本，更进一步地提高了整体电路的适用性。
6、一种摄像机补光灯控制方法，该方法包括有以下步骤：
s1：初始化主控芯片；
s2：主控模块读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g1；
s3：判断光敏模块输出参数g1是否小于阈值，如小于阈值，则转入s4，如大于阈值，则返回s2；
s4：开灯；
s5：延迟三秒，主控模块再次读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g2；延迟三秒,外部光线已经稳定，这时候再读取外界亮度参数能够保证读取的参数更加接近实际值，减少读取误差。
s6：g2加上外界光照参考值得到t1；
s7：主控模块读取此时光敏模块输出的外界亮度参数g3；
s8：比较g3与t1的大小，如g3大于t1，则转入s9，如g3小于t1，则返回s7；
s9：关灯。
光敏电阻实时感应外界环境亮度，并将外部环境亮度信号转化为电信号传回主控芯片中，方便主控芯片判断外界环境亮度。当摄像机工作在外界亮度足够的环境中时，主控模块读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g1，判断g1大于设定阈值，则不开灯，保持此时摄像机的工作状态即可正常完成指定区域的监控工作。当摄像机工作在外界亮度不足的环境中时，主控模块判断g1小于设定阈值，则主控模块控制补光模块开启，为摄像机补光。补光模块开启后，为防止频闪，主控模块将延迟三秒后重新读取外界亮度参数g2，并将g2加上设定好的外界光照参考值得到t1，再次读取外界亮度参数g3，并将g3与t1比较，如g3比t1大，则表明此时外界环境中已出现自然光照，且自然光照提供的亮度已能保证摄像机录制到符合画质要求的监控画面，则此时主控模块控制补光模块停止工作。经过上述控制方法，本发明提供的摄像机补光控制电路不仅可以实时监测外界亮度变化，还可随外界环境亮度变化的适时开启补光模块，为摄像机补光，保证其在黑暗环境中得以录制到满足画质要求的监控画面，同时，本控制方法还有效地避免了补光灯频闪问题，应用本发明提供的控制电路和控制方法后，摄像机的光敏模块可安装与需要的任何位置，无需考虑避光问题，这在一方面降低了安装难度，也在另一方面提高了光敏模块感应亮度的准确性。
进一步地，s6：g2加上外界光照参考值得到t1中，外界光照参考值为1000。需要强调的是，本发明中设定的外界光照参考值不仅限于1000，外界光照参考值瘦光敏传感器的种类、光敏波动范围、环境变化等因素影响，本申请中将外界光照光照参考值设置为1000，是申请人经过无数次实验、总结本控制电路在实际应用中的具体数据后，选用的较为合理、且能实现较好的效果的数据。
进一步地，s4：开灯开始执行的同时，主控芯片实时监测补光灯的工作情况，主控芯片中的定时器开始工作，如主控芯片监测到补光灯工作超12小时，则转入s9，如未超过12小时，则等待。补光灯开启超过12小时，外界自然光照必然已经变化，此时主控芯片可控制补光灯关闭，避免浪费能源，降低电路能耗。
本发明的优势在于：相比于现有技术，本发明提供的电路中加设主控模块，设定好的控制程序烧录入主控模块中，以此控制补光模块适时开启或关闭，避免补光灯频闪，降低整体电路的功耗，帮助摄像机取得最好的监控画质。
附图说明
图1是本发明摄像机补光控制电路的电路原理图。
图2是本发明摄像机补光控制电路的电路原理图的第一局部放大图。
图3是本发明摄像机补光控制电路的电路原理图的第一局部放大图。
图4是本发明摄像机补光控制电路的电路原理图的第一局部放大图。
图5是本发明摄像机补光控制电路的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
参见图1-4所示，本发明提供一种摄像机补光控制电路，该电路包括有电源模块、补光模块和光敏模块，该电路还包括有主控模块，电源模块分别与主控模块、光敏模块和补光模块连接，光敏模块和补光模块均与主控模块连接。
本发明在补光灯控制电路中增加主控模块，外界电源通过电源模块向全电路供电，保证全电路的正常工作，光敏模块中包括的光敏元件实时监测外界亮度，主控模块对光敏模块传回的外界亮度信号进行判断与运算，并结合设定好的程序控制补光模块的开启与关闭，避免补光模块中的补光灯在黑暗环境中频闪，保证摄像机高质高效地完成指定区域的监控工作。
主控模块包括有主控芯片u2，主控芯片u2的具体型号为：stc15w201s-sop8。
stc15w201s系列单片机是stc生产的单时钟周期的单片机，是一种宽电压、高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰能力的新一代8051单片机。stc15w201s系列单片机采用stc第九代加密技术，指令代码完全兼容传统8051单片机。另外，stc15w201s系列单片机内部集成高精度rc时钟，isp编程时5mhz-35mhz宽范围可选，16级复位门槛电压可选。stc15w201s系列单片机设置一组高速异步串行通信口，且内置比较器，功能强大。本发明中应用stc15w201s系列单片机，可事先在单片机中烧录设定程序，实时运算光敏模块传回的外界亮度信号，并随时依照设定程序控制补光模块的工作，由此可有效解决摄像机补光灯频闪问题。
电源模块包括有三端稳压器u4、第一电容c11、第二电容c7、第三电容c2、第四电容c13、第五电容c15、第六电容c1、第一电感r9和第二电感l1；三端稳压器u4的具体型号为：ams1117-3.3；三端稳压器u4的输入端与外界直流电源连接，三端稳压器u4的接地端接地，三端稳压器u4的输出端与主控模块连接；第一电容c11的一端与外界直流电源和三端稳压器u4的公共端连接，第一电容c11的另一端接地；第二电容c7的一端与三端稳压器u4和主控模块的公共端连接，第二电容c7的另一端接地；第三电容c2的一端与三端稳压器u4和主控模块的公共端连接，第二电感l1的另一端接地；第四电容c13的一端与三端稳压器u4和主控模块的公共端连接，第四电容c13的另一端接地；第一电感r9的一端与三端稳压器u4和主控模块的公共端连接，第一电感r9的另一端与光敏模块连接；第二电感l2的一端与外界直流电源和三端稳压器u4的公共端连接，所述第二电感l1的另一端与补光模块连接；第四电容c13的一端与第二电感l1和补光模块的公共端连接，第四电容c13的另一端接地；第五电容c15的一端与第二电感l1和补光模块的公共端连接，第五电容c15的另一端接地，第六电容c1的一端与第二电感l1与补光模块的公共端连接，第六电容c1的另一端接地。ams1117是一个正向低压降稳压器，在1a电流下压降为1.2v。ams1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。ams1117有两个版本：固定输出版本和可调版本，固定输出电压为1.5v、1.8v、2.5v、2.85v、3.0v、3.3v、5.0v,具有1％的精度。本发明中使用ams1117-3.3，可固定输出3.3v电压，保证外界直流电源在经过三端稳压器u4的转换后，可正常向后续电路提供供电电源。电源模块中额外设置第一电容c11、第二电容c7、第三电容c2、第四电容c13、第五电容c15、第六电容c1和第二电感l1可进一步保护三端稳压器u4的输入端和输出端，起到滤波与隔离的作用，避免杂波混入电路。
补光模块补光驱动单元和补光灯单元，补光驱动单元与补光灯单元连接，补光灯单元包括有驱动芯片ic1，驱动芯片ic1的具体型号为：bl9582；补光灯单元包括有一个及一个以上的发光二极管，发光二极管的阳极与电源模块连接，发光二极管的阴极与补光驱动单元连接。本发明中补光灯单元包括有一个及一个以上的发光二极管，采用发光二极管的补光灯单元可在最大程度上降低能耗，节约能源，而补光灯单元与主控模块间还设置有驱动芯片ic1，驱动芯片ic1选用bl9582，bl9582是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联led。bl9582输入电压范围从6v到32v，输出电流可调，最大可达1.4a。根据不同的输入电压和外部器件，bl9582可以输出高达数十瓦的功率，加设驱动芯片ic1可保证主控芯片u2顺利控制发光二极管按设定程序工作。
光敏模块包括有光敏电阻r100，光敏电阻r100为cds光敏电阻；光敏电阻r100的两端均与电源模块连接。cds光敏电阻为最常见的光敏电阻，光谱相应特性最接近人眼光谱光视效率，它在可见光波段范围内的灵敏度最高，被广泛的应用于灯光的自动控制，照相机的自动测光等。本申请应用cds光敏电阻为感光器，不仅降低了装置整体的制备成本，更进一步地提高了整体电路的适用性。
参阅图5，本发明公开一种摄像机补光灯控制方法，该方法包括有以下步骤：
s1：初始化主控芯片u4；
s2：主控模块读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g1；
s3：判断光敏模块输出参数是否小于阈值，如小于阈值，则转入s4，如大于阈值，则返回s2；
s4：开灯；
s5：延迟三秒，主控模块再次读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g2；延迟三秒,外部光线已经稳定，这时候再读取外界亮度参数能够保证读取的参数更加接近实际值，减少读取误差。
s6：g2加上外界光照参考值得到t1；
s7：主控模块读取此时光敏模块输出的外界亮度参数g3；
s8：比较g3与t1的大小，如g3大于t1，则转入s9，如g3小于t1，则返回s7；
s9：关灯。
光敏电阻r100实时感应外界环境亮度，并将外部环境亮度信号转化为电信号传回主控芯片u4中，方便主控芯片u4判断外界环境亮度。当摄像机工作在外界亮度足够的环境中时，主控模块读取此时刻的光敏模块输出的外界亮度参数g1，判断g1大于设定阈值，则不开灯，保持此时摄像机的工作状态即可正常完成指定区域的监控工作。当摄像机工作在外界亮度不足的环境中时，主控模块判断g1小于设定阈值，则主控模块控制补光模块开启，为摄像机补光。补光模块开启后，为防止频闪，主控模块将延迟三秒后重新读取外界亮度参数g2，并将g2加上设定好的外界光照参考值得到t1，再次读取外界亮度参数g3，并将g3与t1比较，如g3比t1大，则表明此时外界环境中已出现自然光照，且自然光照提供的亮度已能保证摄像机录制到符合画质要求的监控画面，则此时主控模块控制补光模块停止工作。经过上述控制方法，本发明提供的摄像机补光控制电路不仅可以实时监测外界亮度变化，还可随外界环境亮度变化的适时开启补光模块，为摄像机补光，保证其在黑暗环境中得以录制到满足画质要求的监控画面，同时，本控制方法还有效地避免了补光灯频闪问题，应用本发明提供的控制电路和控制方法后，摄像机的光敏模块可安装与需要的任何位置，无需考虑避光问题，这在一方面降低了安装难度，也在另一方面提高了光敏模块感应亮度的准确性。
进一步地，s6：g2加上外界光照参考值得到t1中，外界光照参考值为1000。需要强调的是，本发明中设定的外界光照参考值不仅限于1000，外界光照参考值瘦光敏传感器的种类、光敏波动范围、环境变化等因素影响，本申请中将外界光照光照参考值设置为1000，是申请人经过无数次实验、总结本控制电路在实际应用中的具体数据后，选用的较为合理、且能实现较好的效果的数据。
进一步地，s4：开灯开始执行的同时，主控芯片实时监测补光灯的工作情况，主控芯片u4中的定时器开始工作，如主控芯片u4监测到补光灯工作超12小时，则转入s9，如未超过12小时，则等待。补光灯开启超过12小时，外界自然光照必然已经变化，此时主控芯片u4可控制补光灯关闭，避免浪费能源，降低电路能耗。
本发明的优势在于：相比于现有技术，本发明提供的电路中加设主控模块，设定好的控制程序烧录入主控模块中，以此控制补光模块适时开启或关闭，避免补光灯频闪，降低整体电路的功耗，帮助摄像机取得最好的监控画质。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。