一种无线摄像装置及巡检机器人系统的制作方法

文档序号:14939010发布日期:2018-07-13 20:00阅读:228来源:国知局

本实用新型涉及摄像技术领域,具体涉及一种无线摄像装置及巡检机器人系统。



背景技术:

近几年,出现了大量的变电站巡检机器人,代替运维人员在电力变电站进行红外测温、表计抄录等巡检工作,整个工作过程具有自动化程度高、智能分析能力强等特点,大大的降低了运维人员的工作强度,提高了巡检工作的质量。

但在复杂的应用场景和一些比较隐蔽的仪表不在机器人巡检范围内,还有一些需要临时监测的情况,需要配合巡检机器人使用。如果搭建传统有线摄像装置,但该方案需要布线,耗时耗力,影响美观,且一旦布设好后便不能移动,使用效率与经济回报率均不高,但无线摄像装置是灵活的,可以装在任何地方。无线摄像装置与巡检机器人的有效集合是变电站巡检机器人系统无法覆盖的那部分表计的有效解决手段。

目前,无线摄像装置的供电方式通常是通过有线电源供电或者锂电池供电,而有线电源供电方式存在安装布线复杂以及维修不便等问题,锂电池供电续航能力有限,难达8小时以上,不能满足需要24小时在线监测的应用场景。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无线摄像装置及巡检机器人系统,该装置易于安装,采用太阳能和蓄电池供电,能满足24小时在线监测。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:

一种无线摄像装置,包括依次连接的摄像头、ARM处理器和无线通信模块,所述摄像头、ARM处理器和无线通信模块均与电源模块连接,所述电源模块包括依次连接的太阳能电池板、充放电管理模块和蓄电池。

本实用新型的有益效果是:该装置采用太阳能电池板供电,同时通过蓄电池在太阳能电池板供电不足的情况下进行无缝衔接,使摄像头能实现24小时在线监测,且通过无线通信模块将采集的视频图像上传至外部机器,因此减少了布线麻烦,提高了摄像装置的使用灵活性及使用效率。

在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。

进一步,所述充放电管理模块包括第一A/D转换模块、第二A/D转换模块、MCU微处理器、DC-DC转换器,所述DC-DC转换器的输入端和第一A/D转换模块均连接太阳能电池板的电压输出端,所述DC-DC转换器的输出端分别连接电源输出端口、蓄电池和第二A/D转换模块;所述第一A/D转换模块、第二A/D转换模块的输出端均连接所述MCU微处理器的输入端,所述MCU微处理器的输出端连接所述DC-DC转换器的控制端。

采用上述进一步方案的有益效果是:太阳能电池板正常工作时,输出电压和电流给蓄电池充电,MCU微处理器检测太阳能电池板输出电压是否大于预设值时,根据检测到的蓄电池容量决定对其进行最大功率追踪充电、恒压充电或涓流充电;当MCU微处理器检测到太阳能电池板输出电压低于预设值时,MCU微处理器则采用蓄电池供电。

进一步,所述ARM处理器为STM32F103ZET6。

进一步,还包括和ARM处理器连接的图像缓存芯片。

采用上述进一步方案的有益效果是:为了弥补图像传输过程中的时钟偏差和图像显示不流畅的缺点。

进一步,所述图像缓存芯片采用FIFO芯片AL422B。

进一步,所述无线通信模块为WIFI模块。

进一步,所述WIFI模块采用ESP8266模块。

采用上述进一步方案的有益效果是:功耗低。

另外,本实用新型提供了一种巡检机器人系统,包括上述无线摄像装置,以及与所述无线摄像装置无线连接的巡检机器人。

附图说明

图1为本实用新型无线摄像装置原理图;

图2为本实用新型充放电管理模块原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示,本实用新型提供了一种无线摄像装置,包括依次连接的摄像头、ARM处理器和无线通信模块,所述摄像头、ARM处理器和无线通信模块均与电源模块连接,所述电源模块包括依次连接的太阳能电池板、充放电管理模块和蓄电池。该装置采用太阳能电池板供电,同时通过蓄电池在太阳能电池板供电不足的情况下进行无缝衔接,使摄像头能实现24小时在线监测,且通过无线通信模块将采集的视频图像上传至外部机器人巡检系统,因此减少了布线麻烦,提高了摄像装置的使用灵活性及使用效率。

如图2所示,本实用新型中所述充放电管理模块包括第一A/D转换模块、第二A/D转换模块、MCU微处理器、DC-DC转换器,所述DC-DC转换器的输入端和第一A/D转换模块均连接太阳能电池板的电压输出端,所述DC-DC转换器的输出端分别连接电源输出端口、蓄电池和第二A/D转换模块;所述第一A/D转换模块、第二A/D转换模块的输出端均连接所述MCU微处理器的输入端,所述MCU微处理器的输出端连接所述DC-DC转换器的控制端。充放电管理模块充放电控制过程为:MCU微处理器上电复位后,读取各项预设参数;并采集太阳能电池板端电压,与预设值比较,若高于预设值,则判断环境为白天,进入充电程序;若低于预设值,则判断为黑夜或者阴天,进入黑夜或者阴天放电程序;其中预设值称之为光控点,用户可以根据当地一年四季气候环境自行设定光控点范围2V~15V,默认光控点为10V,即若检测到太阳能电池端电压大于10V,则认为是白天,反之,认为是黑夜或者阴天;进入充电程序后,首先通过判断蓄电池容量(蓄电池端电压)来决定采取哪种充电方式。本充放电管理模块采用三阶段充电方式;MPPT充电;恒压充电、涓流充电方式;进入放电程序后,首先判断蓄电池容量(蓄电池端电压),若低于预设值,则认为蓄电池为欠压状态,自动报警并切断负载;若高于预设值,则认为蓄电池状态正常,负载正常工作;在蓄电池输出电量的同时,不断检测蓄电池输出电流,若出现异常情况造成电流过大,如负载短路,则自动切断蓄电池输出通路并报警。

本实用新型中,摄像头采用OV2640摄像头做图像采集,运用其高灵敏度、低电压适合嵌入式应用,输出格式与尺寸多样化,支持自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校准等自动控制功能。同时支持色饱和度、色相、伽马、锐度等设置,集成LDO,仅需提供3.3V电压即可正常工作。

所述ARM处理器为STM32F103ZET6,具有高性能和低动态能耗,系统采用ARM处理器作为核心,负责对设备初始化、数据传输。

为了弥补图像传输过程中的时钟偏差和图像显示不流畅等缺点,还包括和ARM处理器连接的图像缓存芯片采用FIFO芯片AL422B图像缓存芯片。

WIFI模块采用ESP8266模块做图像的无线传输。ESP8266模块支持LVTTL串口,兼容3.3V和5V单片机系统,可以很方便的与摄像头进行连接。模块支持串口转WIFI STA、串口转AP和WIFI STA+WIFI AP的模式,从而快速构建串口-WIFI数据传输方案,方便设备与已有智能巡检机器人传输数据。

综上,本实用新型提供的摄像装置,具有以下功能:

(1)外形:由于采用无线通信模块进行传输,因此减少了现场布线麻烦,易于安装,具有隐蔽性;

(2)电源:太阳能和蓄电池供电,支持低功耗模式;

(3)通信:支持WIFI AP模式,可以接入已有机器人巡检系统;

(4)图像功能强大:支持相机图像参数设置,支持补光,补光距离1米,补光灯在拍照时自动开启,待机时关闭;

(5)辅助功能:镜头可更换、WIFI带电量、AP SSID可设置、图片像素可设置。

另外,本实用新型提供了一种巡检机器人系统,包括上述无线摄像装置,以及与所述无线摄像装置无线连接的巡检机器人。无线摄像装置在接收到巡检机器人指令后开机采集图像,将采集到的图像数据传给机器人后待机,由巡检机器人识别并分析采集的图像。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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