一種基于物聯(lián)網(wǎng)的改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計

引 言

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)越來越多地應(yīng)用于各行業(yè)重點部門、重要場所以及家庭住宅等的防盜系統(tǒng)中。視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機部分、中間傳輸控制部分、后端顯示錄像部分。通過攝像機經(jīng)過同軸視頻電纜將監(jiān)控的視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C，控制主機將視頻信號進一步分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，還可同時將需要傳輸?shù)恼Z音信號同步錄入到錄像機內(nèi)，實現(xiàn)視頻實時監(jiān)控功能。

然而，目前現(xiàn)有的智能視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控端的材質(zhì)大多為玻璃，當(dāng)受到外力打擊時容易發(fā)生損壞，造成較大損失。此外，在查看監(jiān)控時需到監(jiān)視顯示器下查看，使用不方便。為此，需設(shè)計一個新的方案給予改進。

本文針對球形監(jiān)控的自我保護和視頻傳輸問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計，解決目前視頻監(jiān)控安防相關(guān)企業(yè)的視頻監(jiān)控設(shè)備不能滿足客戶更高需求的問題。

1 改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計

1.1 改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計方案

智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備，解決背景技術(shù)中提出的問題，滿足實際使用需求。

為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計技術(shù)方案 ：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備包括固定架、殼體和球形監(jiān)控，其中固定架設(shè)于殼體上側(cè)且與殼體固定連接，球形監(jiān)控設(shè)置于殼體下側(cè)，并與殼體活動連接且球形監(jiān)控的頂部設(shè)于殼體內(nèi)部，殼體內(nèi)部設(shè)置滑桿，滑桿底面兩側(cè)連接設(shè)有固定桿，固定桿頂部與滑桿固定連接，底部與球形監(jiān)控頂部固定連接，滑桿中部設(shè)置調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)塊內(nèi)部設(shè)置有螺桿，螺桿表面和調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面均設(shè)置有螺紋，螺桿與調(diào)節(jié)塊轉(zhuǎn)動連接，螺桿頂部與殼體內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動連接，螺桿上側(cè)設(shè)置齒輪一，在殼體內(nèi)頂部右側(cè)設(shè)置振動傳感器，引發(fā)震動反饋機制，在殼體頂部左側(cè)設(shè)置無線傳輸器，方便進行視頻數(shù)據(jù)的無線傳輸。齒輪一右側(cè)設(shè)置齒輪二，齒輪一和齒輪二之間嚙合連接，齒輪二下側(cè)設(shè)置馬達(dá)，齒輪二中部與馬達(dá)的動力輸出端固定連接，馬達(dá)轉(zhuǎn)動后可通過齒輪向螺桿傳動，從而為螺桿提供動力。殼體內(nèi)部的左側(cè)和右側(cè)表面均設(shè)置有滑槽，滑桿兩端設(shè)置于滑槽內(nèi)部， 螺桿底部設(shè)置限位塊，限位塊設(shè)于調(diào)節(jié)塊下側(cè)，滑槽可使滑桿上下移動得更加穩(wěn)定，限位塊起到限制滑桿下行位置的作用。振動傳感器頂部設(shè)置彈簧，彈簧底部與振動傳感器固定連接，頂部與殼體內(nèi)表面固定連接，在振動傳感器與殼體之間設(shè)置彈簧的作用是放大受打擊時產(chǎn)生的振動。殼體頂面中部設(shè)置控制器，控制器設(shè)于無線傳輸器右側(cè)，無線傳輸器的信號傳輸端設(shè)于殼體外側(cè)，控制器上電連接設(shè)有采集模塊、防御模塊、通信模塊和視頻傳輸模塊，控制器通過導(dǎo)線分別與所述馬達(dá)、振動傳感器、球形監(jiān)控和無線傳輸器電性連接， 通過控制器控制監(jiān)控設(shè)備中的用電設(shè)備，實現(xiàn)智能控制和數(shù)據(jù)傳輸。改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的硬件設(shè)計如圖 1 所示，模塊圖如圖 2 所示。

1.2 關(guān)鍵部件的選型

方案中的關(guān)鍵點為振動反饋機制，涉及的重要部件為振動傳感器與控制器。振動傳感器能感應(yīng)振動力的大小，同時將感應(yīng)結(jié)果傳遞到電路裝置，進而使電路啟動電子開關(guān)。振動傳感器主要分為彈簧和滾珠兩大類，彈簧開關(guān)最好直立使用，可以感應(yīng)振動力或離心力的大小，而滾珠開關(guān)最好平鋪使用，可以感應(yīng)角度的變化。從設(shè)計需求上看，智能視頻監(jiān)控設(shè)備受到外力打擊從而產(chǎn)生振動，因而比較適合彈簧類振動傳感器。本文選用 SW-18010P，它是一種彈簧型無方向性振動感應(yīng)器件，可任意角度觸發(fā)。靜止時任何角度都為 OFF 狀態(tài)，當(dāng)大力晃動或受到外力撞擊時，彈簧產(chǎn)生形變并和中心電極接觸導(dǎo)通，進而使兩個引腳瞬間導(dǎo)通為 ON 狀態(tài)， 當(dāng)外力消失時，電路又恢復(fù)為 OFF 狀態(tài)。工作最高電壓為12 V，額定發(fā)熱電流為 15 A，正常使用壽命大于 20 萬次， 適合小電流振動檢測電路。方案中的另一個重要部件為控制器，依據(jù)使用場合選擇 SPC-STW-2612CMS 運動控制器，具有高防護等級、小體積、高集成度、高響應(yīng)速度等優(yōu)點?？刂破骱诵臑榈聡?STW 研發(fā)制造，I/O 資源由碩博電子研發(fā)制造，產(chǎn)品具備 3 路 CAN 總線，1 路 RS 232 串口通信，26 路I/O 資源，端口高度復(fù)用，輸入端口可采集高低電平、電壓、電流、脈沖等信號，同時端口還復(fù)用輸出資源，輸出為 DO， 3 A， 可直接驅(qū)動電磁閥， 具備 12 路 PWM 及 2 路 H 橋功能。

1.3 改進型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的工作原理

在監(jiān)控設(shè)備正常使用時，通過球形監(jiān)控進行錄像，并通過無線傳輸器將錄像數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，供監(jiān)控者下載使用， 通過振動傳感器對殼體進行監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)控設(shè)備受到外力打擊時，振動反饋機制產(chǎn)生作用，振動傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破鳎駝恿^大時啟動馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動后通過齒輪二和齒輪一驅(qū)動螺桿，使螺桿轉(zhuǎn)動，在螺桿轉(zhuǎn)動后通過與調(diào)節(jié)塊的配合使用，可使滑桿沿著滑槽向上移動，當(dāng)球形監(jiān)控收入到殼體內(nèi)部后馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，當(dāng)殼體受到的振動較小時馬達(dá)反轉(zhuǎn)， 將球形監(jiān)控移出殼體，并繼續(xù)工作，可以較好地保護監(jiān)控設(shè)備，減少損失。

2 測試設(shè)備分析

依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，制作出改進型智能視頻監(jiān)控測試設(shè)備。試驗驗證和性能指標(biāo)測試表明，該智能視頻監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的球形監(jiān)控與殼體活動連接，通過振動傳感器檢測殼體的振動程度，在受到強烈碰撞后，通過馬達(dá)帶動螺桿，螺桿轉(zhuǎn)動后將滑桿向上移動，從而將球形監(jiān)控收入殼體內(nèi)，起到一定的保護作用，減少因為外力打擊而造成的損失。在監(jiān)控設(shè)備內(nèi)設(shè)置無線傳輸器，通過無線傳輸器可將監(jiān)控拍下的視頻數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，監(jiān)控者可通過多種方式調(diào)取數(shù)據(jù)并查看， 使用方便。

3 結(jié) 語

本文項目從硬件設(shè)計到部件選型，每個細(xì)節(jié)都充分考慮， 能夠解決目前智能視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控端遭到惡意破壞和監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸與查看不便的問題。