矿用本安型便携式无线摄像仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用本安型便携式无线摄像仪，涉及矿用图像采集设备。该摄像仪包括密闭壳体和安装在密闭壳体内的控制电路，控制电路包括CPU模块，分别与CPU模块U3连接的锂电池模块、摄像仪红外照明LED模块、视频压缩模块、网络信号处理模块和无线网络通信模块；锂电池模块给其它各个模块进行供电，CPU模块为计算机进行底层配置留有端口，所述的摄像仪红外照明LED模块通过CPU模块与视频压缩模块连接，网络信号处理模块分别与视频压缩模块、2.4G无线网络通信模块连接。将采集到的图像进行压缩处理后转换成无线网络信号，使其能够在无线网络覆盖的环境中进行传输，通过无线基站将视频信号传输到地面进行显示。
【专利说明】矿用本安型便携式无线摄像仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用图像采集设备，具体是一种矿用本安型无线摄像仪，尤其适合在煤矿井下含瓦斯及煤尘较多的易燃易爆的环境中使用，也适合于煤炭、冶金、化工、建材、交通、电力、粮食等行业地面恶劣环境中使用。
【背景技术】
[0002]目前，无线摄像仪在人们的日常生活中是一种常见的设备，它主要是提供无线基站对有线局域网和从有线局域网对无线基站的访问，只要在无线基站WIFI信号覆盖范围内，通过Web浏览的方式就可以观察到无线摄像仪采集到的图像。根据井下环境的特殊性及危险性，地面上的无线摄像仪不能够在煤矿井下使用。目前在煤矿井下都安装使用了比较成熟无线设备，实现了 WIFI信号的区域性的全覆盖，在一些固定监控设备无法安装的竖井、斜井、综采掘进工作面等场所，需要实时的了解前方环境的具体情况，采用有线的方式来传输图像将会变得异常困难，并且增加了矿上线缆费用的开销。如何有效、低成本的将移动设备前方的具体情况传输到井上来观看，选择什么样的传输方式和设备显得尤为重要。因此采用无线方式来传输视频信号将会变得方便、简单。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种矿用本安型便携式无线摄像仪，将采集到的图像进行压缩处理后转换成无线网络信号，使其能够在无线网络覆盖的环境中进行传输，通过无线基站将语音视频信号传输到地面进行显示。
[0004]本实用新型主要是以如下方案实现的:一种矿用本安型无线摄像仪，包括密闭壳体和安装在密闭壳体内的控制电路，其特征是:所述的控制电路包括CPU模块U3，分别与CPU模块U3连接的锂电池模块Ul、摄像仪红外照明LED模块U2、视频压缩模块U4、用于将视频数据转换成能够在以太网进行传输的网络信号处理模块U5和无线网络通信模块U6 ;所述的锂电池模块Ul给其它各个模块进行供电，所述的CPU模块U3为计算机进行底层配置留有端口，所述的摄像仪红外照明LED模块U2通过CPU模块U3与视频压缩模块U4连接，网络信号处理模块U5分别与视频压缩模块U4、2.4G无线网络通信模块U6连接。
[0005]本实用新型的优点是:无需铺设信号线缆，体积小、重量轻，可在无线覆盖的任意地点进行安装，也可以由井下作业人员携带进行无死角观测，低功耗电路与大容量锂电池组合可支持长时间工作，且兼容性好、配置灵活为矿井无线监测监控提供准确、方便、直观的井下相关信息，保障了煤矿安全生产；具有低反射功率、无线传输速度快、通信保密性好、性能稳定、可靠性高、信号传输稳定且覆盖范围广、接线方便、便于维护和软件升级等优点，且无线网络技术的应用促进了煤矿科学精细化管理水平的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0007]图1是本实用新型原理框图；
[0008]图2是锂电池模块Ul电路图；
[0009]图3是摄像仪红外照明LED模块U2电路图；
[0010]图4是CPU模块U3电路图；
[0011]图5是视频压缩模块U4电路图；
[0012]图6是网络信号处理模块U5电路图；
[0013]图7是2.4G无线网络通信模块U6电路图；
[0014]图8是射频收发器电路图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，矿用本安型无线摄像仪由密闭壳体和安装在密闭壳体内的控制电路组成。控制电路包括本安主板防护机壳，锂电池模块U1、本安摄像头红外照明LED模块U2、CPU模块U3、视频压缩模块U4、网络信号处理模块U5、2.4G无线网络通信模块U6 ；锂电池模块Ul将外接电进行本安处理后使供电符合安标要求，通过给CPU模块U3给各个模块进行供电，CPU模块U3在整个产品中为核心模块，数据的传输、转换等都通过此模块进行控制；本安摄像头红外照明LED模块U2采集的图像信息经过过CPU模块控制输出给视频处理模块U4进行压缩处理、处理后给CPU模块U2反馈。CPU模块U2开启网络信号处理模块接口将压缩处理后的视频信号进行网络信号的转化，转换之后在经CPU调度运行2.4G无线通信模块将信号转换的无线信号并进行传输。各个设备的运行信息通过CPU模块U2进行控制、记录、保存，通过网络信号处理模块U5与计算机进行通信，将设备的所有信息进行交互、控制。
[0016]如图2所示，锂电池模块Ul由12V锂电池及充放电保护板组成，可对锂电池进行充电放电保护，且保护板具有有恒留源及输出稳压与过流保护等功能，防止供电异常产生火花损坏电路，将外部供电进行本安处理使内部设备的供电符合安标要求。
[0017]如图3所示，摄像仪红外照明LED模块U2具有在低照度时红外自动开启的功能。所述的摄像仪红外照明LED模块U2包括瞬时开关MBI1081，瞬时开关MBI1081的OE引脚连接启动电路，OUT脚连接LED灯的负极，VDD脚连接LED灯的正极，GND弓丨脚通过电阻和REXT引脚连接；所述的启动电路包括电阻Rll?R15、电容C3?C6、三极管Q1、Q2、二极管D2以及光敏二极管D3 ;三极管Q2的集电极以及电阻R12、R13的一端分别接MBI1081的OE引脚，电阻R12的另一端连接三极管Ql的发射极、电阻R14、电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的正极连接三极管Ql的基极，电阻Rll并联在三极管Ql的基极与集电极之间，电阻R14的另一端分别接光敏二极管D3的正极、三极管Q2的发射极以及电阻R15、电容C4、C5、C6的一端，光敏二极管D3的负极以及电阻R15、电容C4、C5、C6的另一端分别接地，光敏二极管D3的负极接二极管D2的正极。其中瞬时开关MBI1081为核心芯片，是专为高功率LED设计的驱动1C，瞬时开关MBI1081的OE脚为控制端，当照度低时光敏二极管D3截止，通过外围电路拉低OE端电平，使OUT端输出驱动电流，点亮LED灯阵列。
[0018]如图4所示，CPU模块U2中Y2为66M的时钟，用于保证CPU模块U3的正常工作，模块上的MII_BUS用于连接无线板，CPU模块同时支持RS232接口扩展，在CPU上有与信号处理模块及数据存储器的引脚，通过CPU来控制其它各模块的正常工作。
[0019]如图5所示，该模块负责将U3采集的模拟信号进行DSP处理，转换成数字信号，并对数据进行压缩转发。
[0020]如图6所示，网络信号通过芯片1231S-S0P16进行隔离，防止外部的网络信号发生浪涌等故障时造成信号处理模块的损害，经过隔离以后的信号通过MAC_TX0P、MAC_TX0N、MAC_RXIP、MAC_RXIN与CPU模块进行连接。
[0021]如图7所示，所述的2.4G无线网络通信模块U6采用有线/无线连接器，与有线/无线连接器连接的无线芯片AR2317-AC1A。图中J660为有线/无线连接器，由U600提供25MHz的晶振，其中10脚至27脚与CPU模块相连，将接收的无线信号传输给CPU模块及信号处理模块进行处理；同时也可将CPU模块及信号处理模块的数据传递给射频收发器进行发射。
[0022]如图8所示，射频收发器采用P0SEIC0公司生产、型号为AR2317-AC1A的无线芯片，主要功能是将经过处理以后的无线信号加强以后通过天线传输，该芯片工作电压为
3.3V，有电压转换模块提供，ANTl及ANT2即为天线接口。
[0023]密闭壳体为符合煤矿井下安全规范金属或非金属制成的密闭壳体，具有天线喇叭口和电源喇叭口。天线外置通过壳体上的天线喇叭口进行固定，外接电源线通过电源喇叭口与内部的接线端子相连接。
[0024]工作过程:锂电池模块Ul将外接电进行本安处理后通过给CPU模块U3给各个模块进行供电，本安摄像头红外照明LED模块U2采集的图像信息经过过CPU模块控制输出给视频处理模块U4进行压缩处理、处理后给CPU模块U2反馈。CPU模块U2开启网络信号处理模块接口将压缩处理后的视频信号进行网络信号的转化，转换之后在经CPU调度运行
2.4G无线通信模块将信号转换的无线信号并进行传输。各个设备的运行信息通过CPU模块U2进行控制、记录、保存，通过网络信号处理模块U5与计算机进行通信，将设备的所有信息进行交互、控制。
[0025]该实用新型摒弃了传统电缆或光缆传输视频图像的方式，采用了符合IEEE802.llb/g信号标准的2.4G无线网络信号进行视频传输。在无线覆盖的环境中即能传输采集到的图像，且无线网络技术的应用促进了煤矿安全生产与科学精细化管理水平的提高。
【权利要求】
1.一种矿用本安型便携式无线摄像仪，包括密闭壳体和安装在密闭壳体内的控制电路，其特征是:所述的控制电路包括CPU模块U3，分别与CPU模块U3连接的锂电池模块Ul、摄像仪红外照明LED模块U2、视频压缩模块U4、用于将视频数据转换成能够在以太网进行传输的网络信号处理模块U5和无线网络通信模块U6 ;所述的锂电池模块Ul给其它各个模块进行供电，所述的CPU模块U3为计算机进行底层配置留有端口，所述的摄像仪红外照明LED模块U2通过CPU模块U3与视频压缩模块U4连接，网络信号处理模块U5分别与视频压缩模块U4、2.4G无线网络通信模块U6连接。
2.根据权利要求1所述的矿用本安型便携式无线摄像仪，其特征是:所述的摄像仪红外照明LED模块U2包括瞬时开关MBI1081，瞬时开关MBI1081的OE引脚连接启动电路，OUT脚连接LED灯的负极，VDD脚连接LED灯的正极，GND引脚通过电阻和REXT引脚连接；所述的启动电路包括电阻Rll?R15、电容C3?C6、三极管Ql、Q2、二极管D2以及光敏二极管D3 ;三极管Q2的集电极以及电阻R12、R13的一端分别接MBI1081的OE引脚，电阻R12的另一端连接三极管Ql的发射极、电阻R14、电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的正极连接三极管Ql的基极，电阻Rll并联在三极管Ql的基极与集电极之间，电阻R14的另一端分别接光敏二极管D3的正极、三极管Q2的发射极以及电阻R15、电容C4、C5、C6的一端，光敏二极管D3的负极以及电阻R15、电容C4、C5、C6的另一端分别接地，光敏二极管D3的负极接二极管D2的正极。
3.根据权利要求1所述的矿用本安型便携式无线摄像仪，其特征是:网络信号处理模块 U5 采用芯片 1231S-S0P16，芯片 1231S-S0P16 的 MAC_TX0P、MAC_TX0N、MAC_RXIP、MAC_RXIN引脚与CPU模块连接。
4.根据权利要求1所述的矿用本安型便携式无线摄像仪，其特征是:所述的2.4G无线网络通信模块U6采用有线/无线连接器，与有线/无线连接器连接的无线芯片AR2317-AC1A。
5.根据权利要求1-4任一项所述的矿用本安型便携式无线摄像仪，其特征是:所述的密闭壳体为符合煤矿井下安全规范金属或非金属制成的密闭壳体，具有天线喇叭口和电源喇叭口。
【文档编号】H04N7/18GK203618068SQ201320817640
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】王皓, 张亚邦, 杜海洋, 马永辉 申请人:徐州中矿大华洋通信设备有限公司