专利名称：矿用头盔式摄录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄录装置，具体涉及矿用头盔式摄录装置。
背景技术：
由于煤矿工作条件、工作环境的复杂性和多变性，需要对煤矿井下生产过程中进 行音视频数据采集，现有技术中，煤矿井下生产过程中进行音视频数据采集时，一般是使用 固定安装的隔爆摄像装置，摄像装置位置不能随意调整，不能随工人移动监视多个重要场 点；煤矿现有摄像仪在井下是可操作的，井下操作人员可任意开关机或删除摄像内容，干扰 摄像过程及摄像数据，这对现场取证以及对煤矿工人的监管是不利的。另外，由于煤矿灾害事故时有发生，在发生事故后，第一时间建立救援现场和救援 指挥部之间的通信，及时、准确地了解事故现场，查看险情，是分析事故、做出正确决策的基 础，应急救援以及调查取证过程中进行音视频数据采集时使用的摄录仪，全程需要用手操 作，给使用者带来极大不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于遥控技术、有线和无线混合传输的 矿用头盔式摄录装置。为了解决上述问题，根据本发明的技术方案，一种矿用头盔式摄录装置，包括主 机、摄像头、摄像头卡，所述摄像头安装在摄像头卡中，所述主机与所述摄像头连接，所述摄 像头将视频信号和音频信号传输到所述主机，所述主机接收摄像头输出的视频信号和音频 信号进行压缩处理，然后存储，并上传到远程收发器或计算机；其特征在于所述矿用头盔式摄录装置还包括遥控器；所述主机包括电源管理模块、红外接收模块、视频模块、音频模块、无线传输模块、 存储器、中央处理器；所述遥控器与所述红外接收模块通过红外连接，所述遥控器将密码及控制命令输 出到所述红外接收模块；所述红外接收模块接收所述遥控器输出的密码及控制命令并辨认指令，然后输出 控制信号到电源管理模块；所述视频模块接收所述摄像头输出的视频信号，并进行处理后传输到所述中央处
理器；所述音频模块接收所述摄像头输出的音频信号，并进行处理后传输到所述中央处
理器；所述中央处理器接收所述音频模块输出的音频数据和所述视频模块输出的视频 数据，并进行音视频压缩编码，将压缩编码后的数据输出到所述存储器存储，同时将压缩编 码后的数据输出到所述无线传输模块；所述中央处理器接收存储器和无线传输模块回复的 数据传输指令；
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所述存储器接收所述中央处理器输出的压缩编码后的数据并进行存储，当存储器 接收到无线传输模块输出的数据传输指令后将存储的数据输出到所述无线传输模块；所述无线传输模块接收所述中央处理器输出的压缩编码后的数据或所述存储器 的数据并无线传输到远程收发器或计算机；所述无线传输模块以无线方式接收远程收发器 或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输出到存储器和中央处理器；所述电源管理模块为所述红外接收模块、视频模块、音频模块、无线传输模块、存 储器、中央处理器、摄像头提供电源；并且电源管理模块接收所述红外接收模块输出的控制 信号，执行开机、关机、定时开机。本发明所述矿用头盔式摄录装置由于设置有遥控器，在主机中设置有红外接收模 块，使主机在地面接收遥控器指令经密码验证后执行开机、关机或定时开机，保证了本发明 的矿用头盔式摄录装置在工作过程中不被随意干扰；由于主机设置有视频模块、音频模块、 摄像头，保证了所述矿用头盔式摄录装置能够实时采集现场的音频信号和视频信号；由于 主机中设置有无线传输模块与有线网络传输模块，主机在实行音视频数据本地存储的同时 可将音视频数据通过有线方式和无线方式传输到远程收发器或计算机。根据本发明所述的矿用头盔式摄录装置的一种优选方案，所述主机1还包括有线 网络传输模块；所述中央处理器将压缩编码后的数据输出到所述有线网络传输模块；所述中央处 理器接收有线网络传输模块回复的数据传输指令；所述有线网络传输模块接收所述中央处理器输出的压缩编码后的数据或所述存 储器的数据并通过有线网络传输到远程收发器或计算机；所述有线网络传输模块通过有线 网络接收远程收发器或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输出到存储器和中 央处理器；所述存储器接收有线网络传输模块输出的数据传输指令后将存储的数据输出到 所述有线网络传输模块； 所述电源管理模块为有线网络传输模块提供电源。由于本发明所述的矿用头盔式摄录装置的主机中设置有有线网络传输模块，主机 在实行音视频数据本地存储的同时，可将音视频数据通过有线方式传输到远程收发器或计 算机。根据本发明所述的矿用头盔式摄录装置的一种优选方案，所述遥控器由按键、 CPU、发射电路、电池组成；所述CPU接收按键输出的信号，经过确认编码后输出控制信号到所述发射电路的 输入端；发射电路的输入端接收CPU输出的控制信号，将密码及控制命令输出到所述红外 接收模块；所述电池为所述按键、CPU、发射电路提供电源。根据本发明所述的矿用头盔式摄录装置的一种优选方案，所述电源管理模块比较 器Ul长、场效应管Q1，比较器Ul的同相输入端连接红外接收模块的输出端，比较器Ul的反 相输入端连接参考电压，比较器Ul的输出端连接场效应管Ql的栅极，场效应管Ql的漏极 连接电源VDD，场效应管Ql的源极为转换电路提供输入电源。
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根据本发明所述的矿用头盔式摄录装置的一种优选方案，所述红外接收模块包括 单片机TOO，单片机TOO的其中一个输出端PI. 7/TA2/TD0端连接电源管理模块中的比较器 Ul的同相输入端。本发明所述的矿用头盔式摄录装置的有益效果是本发明由于设置有遥控器，在 主机中设置有红外接收模块，使主机在地面接收遥控器指令经密码验证后执行开机、关机 或定时开机，保证了本发明的矿用头盔式摄录装置在工作过程中不被随意干扰；由于主机 设置有视频模块、音频模块、摄像头，保证了摄录装置能够实时采集井下现场的音频信号和 视频信号；由于主机设置有无线传输模块与有线网络传输模块，主机在实行音视频数据本 地存储同时可将音视频数据通过有线方式和无线方式传输到远程收发器或计算机；所述 的矿用头盔式摄录装置能及时、准确、全面地了解井下现场，为远程收发器或计算机提供丰 富、完整的现场信息，非常适合我国煤矿井下使用，具有极大的经济效益和社会效益。
图1是本发明所述的矿用头盔式摄录装置的结构示意图。图2是本发明所述的主机1的电路原理框图。图3是本发明所述的遥控器4的电路原理框图。图4是本发明所述的遥控器4的电路原理图。图5是本发明所述的电源管理模块11的电路原理图。图6是本发明所述的红外接收模块12的电路原理图。图7是本发明所述的存储器16的电路原理图。图8是本发明所述的中央处理器18的DDR部分原理图。图9本发明所述的中央处理器18的接口部分原理图。图10是本发明所述的音频模块14的电路原理图。图11是本发明所述的视频模块13的电路原理图。图12是本发明所述的中央处理器18的主程序流程框图。图13是本发明所述的遥控器4的程序流程框图。图14是本发明所述的红外接收模块12的程序流程框图。
具体实施例方式参见图1、图2，一种矿用头盔式摄录装置，由主机1、摄像头2、摄像头卡3、遥控器 4构成，所述摄像头2安装在摄像头卡3中，摄像头卡3固定在矿灯座上，矿灯座安装在头盔 上，所述主机1与所述摄像头2连接，所述摄像头2采集视频信号和音频信号，将视频信号 和音频信号传输到所述主机1，所述主机1接收摄像头2输出的视频信号和音频信号进行 压缩处理，然后存储，并可同时通过无线和有线网络传输到远程收发器或计算机；所述主机 1还接收遥控器4输出的信号，经密码确认后执行开机、关机、定时开机。其中，所述主机1由电源管理模块11、红外接收模块12、视频模块13、音频模块 14、无线传输模块15、存储器16、有线网络传输模块17、中央处理器18组成；所述遥控器4与所述红外接收模块12通过红外连接，所述遥控器4将密码及控制 命令输出到所述红外接收模块12 ；
所述红外接收模块12接收所述遥控器4输出的密码及控制命令并辨认指令，然后 输出控制信号到电源管理模块11所述视频模块13接收所述摄像头2输出的视频信号，并进行处理后传输到所述中 央处理器18 ；所述音频模块14接收所述摄像头2输出的音频信号，并进行处理后传输到所述中 央处理器18 ；所述中央处理器18接收所述音频模块14输出的音频数据和所述视频模块13输 出的视频数据，并进行音视频压缩编码，将压缩编码后的数据输出到所述存储器16存储， 同时将压缩编码后的数据输出到所述无线传输模块15和有线网络传输模块17 ；所述中央 处理器18接收存储器16、无线传输模块15和有线网络传输模块17回复的数据传输指令；所述存储器16接收所述中央处理器18输出的压缩编码后的数据并进行存储，当 存储器16接收到无线传输模块15输出的数据传输指令后将存储的数据输出到所述无线传 输模块15 ；当存储器16接收到有线网络传输模块17输出的数据传输指令后将存储的数据 输出到所述有线网络传输模块17 ；所述无线传输模块15接收所述中央处理器18输出的压缩编码后的数据或所述存 储器16的数据并无线传输到远程收发器或计算机；所述无线传输模块15以无线方式接收 远程收发器或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输出到存储器16和中央处理 器18 ；所述有线网络传输模块17接收所述中央处理器18输出的压缩编码后的数据或所 述存储器16的数据并通过有线网络传输到远程收发器或计算机；所述有线网络传输模块 17通过有线网络接收远程收发器或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输出到 存储器16和中央处理器18 ；所述电源管理模块11为所述红外接收模块12、视频模块13、音频模块14、无线传 输模块15、存储器16、有线网络传输模块17、中央处理器18、摄像头2提供电源；并且电源 管理模块11接收所述红外接收模块12输出的控制信号，执行开机、关机、定时开机。参见图3、图4，所述遥控器4由按键41、CPU42、发射电路43、电池组成44 ；所述CPU42接收按键41输出的信号，经过确认编码后输出控制信号到所述发射电 路43的输入端；发射电路43的输入端接收CPU42输出的控制信号，将密码及控制命令输出到所述 红外接收模块12 ；所述电池44为所述按键41、CPU42、发射电路43提供电源。在CPU42中设置有判断是否有有效按键按下的装置；发送前导码的装置；置寄存器N为0的装置；CPU42的工作程序是CPU42判断是否有有效按键按下K601，如无有效按键按下，则返回；如CPU42判断 有有效按键按下，则发送前导码K602，并置寄存器K603，读入待发送字节的第N位值， 并判断第N位值是否为0 K604，如第N位值为0则发送0编码K605，如第N位值为1则发送1编码K606，然后寄存器N加1 K607，判断寄存器是否等于32 K608，如不等于32，则返 回，如寄存器等于32，则结束。所述CPU42的具体流程见图12。参见图5，所述电源管理模块11由比较器U1、场效应管Q1、3.3V转换电路、5V转 换电路、12V转换电路、2. 5V电源稳压集成电路U2、电池BT12V、电阻Rl构成，其中，比较器 Ul的同相输入端连接红外接收模块12的输出端，比较器Ul的反相输入端连接参考电压 2. 5V，比较器Ul的输出端连接场效应管Ql的栅极，场效应管Ql的漏极连接电源VDD，即电 池BT12V的正端，场效应管Ql的源极为转换电路20提供输入电源，转换电路20包括3. 3V 转换电路、5V转换电路和12V转换电路，在场效应管Ql的漏极和栅极之间连接电阻R1。电源管理模块11的工作原理是比较器Ul的同相输入端接收红外接收模块12输 出的控制信号，当遥控器4发出开机信号时，红外接收模块12输出控制信号OV电压，为场 效应管Ql的栅源极提供开启电压，场效应管Ql导通，场效应管Ql的源极为3. 3V转换电 路、5V转换电路、12V转换电路提供输入电源，3. 3V转换电路、5V转换电路、12V转换电路分 别提供3. 3V、5V、12V工作电压给摄像头2、视频模块13、音频模块14、无线传输模块15、存 储器16、有线网络传输模块17、中央处理器18，当遥控器4发出关机信号时，红外接收模块 12输出控制信号3. 3V电压，场效应管Ql截止，3. 3V转换电路、5V转换电路、12V转换电路 无输出，摄像头2、视频模块13、音频模块14、无线传输模块15、存储器16、有线网络传输模 块17、中央处理器18不工作。参见图6，所述红外接收模块12包括单片机TOO，单片机TOO的其中一个输出端 PL 7/TA2/TD0端连接电源管理模块11中的比较器Ul的同相输入端。在单片机U60中设置有判断装置，该判断装置包括判断接收的信号是否是遥控 器4输出的按键信号的判断装置、判断遥控器4输入密码是否正确的判断装置、判断遥控器 4输入的命令是否为开机命令的判断装置、判断遥控器4输入的命令是否为定时开机命令 的判断装置、判断遥控器4输入的命令是否为定时关机命令的判断装置和判断遥控器4输 入的命令是否为关机命令的判断装置。在单片机TOO中设置有接收定时时间的装置；在单片机TOO中设置并启动定时器的装置。红外接收模块I2的工作原理是红外线接收头J35接收遥控器4发出红外光信 号并转换为电信号输入到单片机U60的Pl. 2/TA1与P3. 5/URxDO管脚；当遥控器4发出关 机命令时，单片机U60执行关机命令，单片机U60置高管脚PI. 7/TA2/TD0,控制管脚Pl. 7/ TA2/TD0输出电压3. 3V，当遥控器4发出开机命令时，单片机U60执行开机命令，单片机U60 置低管脚PI. 7/TA2/TD0,控制管脚PI. 7/TA2/TD0输出电压0V。所述单片机U60的Pl. 2/TA1管脚与P3. 5/URxDO管脚检测到信号输入时，单片机 U60判断是否是遥控器4输出的按键信号K701，如不是，则返回；如单片机U60判断是遥控 器4输出的按键信号，单片机U60则判断遥控器4输入密码是否正确K702，如输入密码不 正确，则返回；如单片机U60判断遥控器4输入密码正确，则单片机U60进一步判断遥控 器4输入的命令是否为开机命令K703，如是开机命令，则单片机U60置低管脚PI. 7/TA2/ TD0K704,管脚PL 7/TA2/TD0K704输出电压OV ；如判断遥控器4输入的命令不是开机命令， 则单片机U60判断是否为定时开机命令K705，如是定时开机命令，则单片机TOO接收定时时
8间K706，设置并启动定时器K707，然后在定时时间来到时，置低管脚PI. 7/TA2/TD0K708，控 制管脚PL 7/TA2/TD0K704输出电压OV ；如单片机U60判断遥控器4输入的命令不是定时 开机命令，则判断是否为关机命令K709，如是开机命令，则单片机U60置高管脚PI. 7/TA2/ TD0K710，控制管脚PL 7/TA2/TD0K704输出电压3. 3V ；如遥控器4输入的不是关机命令，则 单片机U60判断遥控器4输入的命令是否为定时关机命令K711，如是定时关机命令，则单片 机冊0接收定时时间1(706，设置并启动定时器1(707，然后在定时时间来到时置高管脚？1.7/ TA2/TD0K712,控制管脚PI. 7/TA2/TD0K712输出电压3. 3V ；如单片机U60判断遥控器4输 入的命令不是定时关机命令，则结束。所述单片机TOO的程序流程见图14。在具体实施例中，单片机U60采用MSP430系列单片机。在具体实施例中，所述存储器16、中央处理器18、音频模块14、视频模块13的电路 原理图见图7至图11。参见图1、图2、图12，矿用头盔式摄录装置的工作原理是遥控器4将密码及开机命令输出到所述红外接收模块12，红外接收模块12接收 所述遥控器4输出的密码及开机命令并辨认指令，然后输出控制信号到电源管理模块11开 机，电源管理模块11为摄像头2、视频模块13、音频模块14、无线传输模块15、存储器16、有 线网络传输模块17、中央处理器18提供工作电压，摄像头2输出视频信号给视频模块13， 视频模块13接收所述摄像头2输出的视频信号，并进行处理后传输到所述中央处理器18 ； 所述音频模块14接收所述摄像头2输出的音频信号，并进行处理后传输到所述中央处理器 18 ；所述中央处理器18首先进行传输方式设置检测K501，并判断传输方式设置是无 线传输吗K502 ？如中央处理器18判断传输方式设置是无线传输，中央处理器18进一步判断传输 方式是否为有线网络传输K503，如传输方式设置为有线网络传输，则中央处理器18进行音 视频压缩编码K504，然后由无线传输模块15进行无线传输K506音视频数据给远程收发器 或计算机，同时，有线网络传输模块17进行有线网络传输K505音视频数据给远程收发器或 计算机，并且存储器16进行音视频数据存储K507 ；如中央处理器18判断传输方式未设置 为有线网络传输，则中央处理器18进行音视频压缩编码K504，然后由无线传输模块15进 行无线传输K506音视频数据给远程收发器或计算机，并且存储器16进行音视频数据存储 K507 ；如中央处理器18判断传输方式设置不是无线传输，中央处理器18进一步判断传 输方式是否为有线网络传输K503，如传输方式设置为有线网络传输，则中央处理器18进行 音视频压缩编码K504，然后由有线网络传输模块17进行有线网络传输K505音视频数据给 远程收发器或计算机，并由存储器16同时进行音视频数据存储K507 ；如果中央处理器18 判断传输方式未设置为有线网络传输，则中央处理器18进行音视频压缩编码K504，然后由 存储器16进行音视频数据存储K507。 当遥控器4将密码及关机命令输出到所述红外接收模块12，红外接收模块12接收 所述遥控器4输出的密码及关机命令并辨认指令，然后输出控制信号到电源管理模块11关 机。
权利要求
一种矿用头盔式摄录装置，包括主机(1)、摄像头(2)、摄像头卡(3)，所述摄像头(2)安装在摄像头卡(3)中，所述主机(1)与所述摄像头(2)连接，所述摄像头(2)将视频信号和音频信号传输到所述主机(1)，所述主机(1)接收摄像头(2)输出的视频信号和音频信号进行压缩处理，然后存储，并上传到远程收发器或计算机；其特征在于所述矿用头盔式摄录装置还包括遥控器(4)；所述主机(1)包括电源管理模块(11)、红外接收模块(12)、视频模块(13)、音频模块(14)、无线传输模块(15)、存储器(16)、中央处理器(18)；所述遥控器(4)与所述红外接收模块(12)通过红外连接，所述遥控器(4)将密码及控制命令输出到所述红外接收模块(12)；所述红外接收模块(12)接收所述遥控器(4)输出的密码及控制命令并辨认指令，然后输出控制信号到电源管理模块(11)所述视频模块(13)接收所述摄像头(2)输出的视频信号，并进行处理后传输到所述中央处理器(18)；所述音频模块(14)接收所述摄像头(2)输出的音频信号，并进行处理后传输到所述中央处理器(18)；所述中央处理器(18)接收所述音频模块(14)输出的音频数据和所述视频模块(13)输出的视频数据，并进行音视频压缩编码，将压缩编码后的数据输出到所述存储器(16)存储，同时将压缩编码后的数据输出到所述无线传输模块(15)；所述中央处理器(18)接收存储器(16)和无线传输模块(15)回复的数据传输指令；所述存储器(16)接收所述中央处理器(18)输出的压缩编码后的数据并进行存储，当存储器(16)接收到无线传输模块(15)输出的数据传输指令后将存储的数据输出到所述无线传输模块(15)；所述无线传输模块(15)接收所述中央处理器(18)输出的压缩编码后的数据或所述存储器(16)的数据并无线传输到远程收发器或计算机；所述无线传输模块(15)以无线方式接收远程收发器或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输出到存储器(16)和中央处理器(18)；所述电源管理模块(11)为所述红外接收模块(12)、视频模块(13)、音频模块(14)、无线传输模块(15)、存储器(16)、中央处理器(18)、摄像头(2)提供电源；并且电源管理模块(11)接收所述红外接收模块(12)输出的控制信号，执行开机、关机、定时开机。
2.根据权利要求1所述的矿用头盔式摄录装置，其特征在于所述主机(1)还包括有 线网络传输模块(17)；所述中央处理器(18)将压缩编码后的数据输出到所述有线网络传输模块(17)；所述 中央处理器(18)接收有线网络传输模块(17)回复的数据传输指令；所述有线网络传输模块(17)接收所述中央处理器(18)输出的压缩编码后的数据或所 述存储器(16)的数据并通过有线网络传输到远程收发器或计算机；所述有线网络传输模 块(17)通过有线网络接收远程收发器或计算机回复的数据传输指令并将数据传输指令输 出到存储器(16)和中央处理器(18)；所述存储器(16)接收有线网络传输模块(17)输出的数据传输指令后将存储的数据输 出到所述有线网络传输模块(17)；所述电源管理模块(11)为有线网络传输模块(17)提供电源。
3.根据权利要求2所述的矿用头盔式摄录装置，其特征在于所述遥控器(4)由按键 (41)、CPU (42)、发射电路(43)、电池组成(44)；所述CPU(42)接收按键(41)输出的信号，经过确认编码后输出控制信号到所述发射电 路(43)的输入端；发射电路(43)的输入端接收CPU(42)输出的控制信号，将密码及控制命令输出到所述 红外接收模块(12)；所述电池(44)为所述按键(41)、CPU(42)、发射电路(43)提供电源。
4.根据权利要求1或2或3所述的矿用头盔式摄录装置，其特征在于所述电源管理 模块(11)包括比较器U1、场效应管Q1，比较器Ul的同相输入端连接红外接收模块(12)的 输出端，比较器Ul的反相输入端连接参考电压，比较器Ul的输出端连接场效应管Ql的栅 极，场效应管Ql的漏极连接电源VDD，场效应管Ql的源极为转换电路(20)提供输入电源。
5.根据权利要求4所述的矿用头盔式摄录装，其特征在于所述红外接收模块(12)包 括单片机U60，单片机U60的其中一个输出端P1.7/TA2/TD0端连接电源管理模块(11)中的 比较器Ul的同相输入端。
全文摘要
本发明公开了一种矿用头盔式摄录装置，包括主机、摄像头、摄像头卡，所述主机接收摄像头输出的视频信号和音频信号进行压缩处理，然后存储，并上传到远程收发器或计算机；其特征在于所述矿用头盔式摄录装置还包括遥控器；所述主机包括电源管理模块、红外接收模块、视频模块、音频模块、无线传输模块、存储器、中央处理器；所述遥控器与所述红外接收模块通过红外连接，所述遥控器将密码及控制命令输出到所述红外接收模块；所述红外接收模块接收所述遥控器输出的密码及控制命令并辨认指令，然后输出控制信号到电源管理模块；电源管理模块接收所述红外接收模块输出的控制信号，执行开机、关机、定时开机。
文档编号H04N7/26GK101909204SQ20101016876
公开日2010年12月8日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者吴燕清, 宋劲, 康厚清, 康跃明, 张军, 张少华, 胡运兵, 谢成梁 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院