CN100534145C - 云台限位智控网络摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种基于网络的视讯终端产品，具体为一种云台限位智控网络摄像机。其结构包括一个IP解析模块板，解析模块板连接到云台控制板，云台控制板与一个水平马达连接，摄像头设置在水平马达上方，当水平马达轴水平转到350°±5°时，设在水平马达轴中部的限位片与云台底壳限位片相接触，云台底壳限位片与云台控制板的芯片连接。本发明从根本上攻克了以往依赖PC机做为IP解析服务器的缺点，直接采用IPT做为IP解析服务器，远程控制访问视频，攻克了捕捉图像出现死角和点振旋转出现图像抖动的二大难题。其优点在网络远程视频监控、网络棋类比赛防作弊、网络视讯教学等多方面的运用中得以充分体现。

Description

云台限位智控网络摄像机

技术领域

本发明属于一种基于网络的视讯终端产品，具体为一种云台限位智控网络摄像机。

背景技术

在当前市场上销售的云台网络摄像机可远程控制其上下左右的旋转；可进行自动巡航。云台摄像机是基于前固定式摄像头加视频服务器的升级产品，加入视频服务处理器，单片机、马达实现上下左右旋转。其缺陷是：摄像头加视频服务器相互连接复杂，安装不便，产品的成像分辨率低，只有30万象素；图像传送速度慢，不能够达到图像效果最佳清晰度；镜头都采用1/3的普通镜头，最大捕捉图像距离为10米；该类产品是固定式焦距，无变焦功能；该类产品只能实现270°水平旋转，会有死角无法捕捉到图像，而且缺乏语音捕捉功能；现有产品的旋转采用点振式旋转方式，图像易出现抖动；现有产品内骨架采用五金件，易生锈；马达采用硬塑料材料，易出现滑牙。

发明内容

本发明的目的是针对现有市场上的云台摄像机技术上的缺陷，在保全原有摄像机主要功能特点的基础之上，提供一种能够实现350°±5°水平匀速旋转，IP解析，具有远程控制功能，成像质量高，抗干扰能力强，制造成本低的云台限位智控网络摄像机。

本发明的技术方案如下：一种云台限位智控网络摄像机，包括一个将本地IP地址解析到WEB域名中去的IP解析模块板，解析模块板连接到云台控制板，云台控制板与一个水平马达连接，云台控制板与垂直马达连接，云台控制板与摄像头控制板通过连接线连接，由垂直马达驱动的摄像头设置在水平马达上方，在水平马达轴中部设有一个水平垂轴限位片，在云台底壳上设有一个可与水平垂轴限位片在适当位置相接触的云台底壳限位片，云台底壳限位片与云台控制板的芯片连接。

如上所述的云台限位智控网络摄像机，其中，当水平马达轴水平转到350°±5°时，水平垂轴限位片与云台底壳限位片相接触。

如上所述的云台限位智控网络摄像机，其中，水平垂轴限位片和云台底壳限位片为高硬度的铝镁合金超薄限位片，厚度为1mm，此材料抗压性强、防潮、防磁、防辐射，在钢片的外部镀有一层导电膜，导电性能好。

如上所述的云台限位智控网络摄像机，其中，IP解析模块板中设有ARM芯片处理器，另有一块FLASH闪存，在闪存中烧有IP解析程序，通过ARM芯片处理，将本地IP地址解析到WEB域名中去。

如上所述的云台限位智控网络摄像机，其中，云台控制板中设有AT89C2051-24SI型控制芯片，控制芯片内植有上下左右程序来发送指令到KA3100 N238型马达驱动芯片，马达驱动芯片分别连接水平马达和垂直马达，以控制其转动，云台控制板上还设有双路咪头。

如上所述的云台限位智控网络摄像机，其中，云台控制板与摄像头控制板连接，摄像头控制板设有Z326型主控芯片DSP，摄像头控制板留有USB接口，可接PC机的USB2.0高速端口。

本发明的有益效果在于：云台智控摄像头采用限位技术，使产品能够实现350°±5°水平匀速旋转，从根本上攻克了捕捉图像出现死角和点振旋转出现图像抖动的二大难题，另设有IP解析功能，将本地IP地址直接解析到WEB域名中去，就可直接远程控制视频和声音；本产品采用了高处理性能的图像处理芯片，使图像分辨度达到130万象素，并在控制板中留有USB接口，可接PC机USB2.0高速端口，使图像传输速率更加快捷，传输帧率达到30帧/秒，达到高保帧的图像质量；本产品增加了内置音频采集和控制程序，在捕捉图像的同时也能够捕捉环境声音，使用双路咪头，达到消除杂音的效果，使本产品的用途得以大大的提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为限位结构示意图。

图3为限位结构示俯视图。

图4为本发明的控制原理电路图。

图5为本发明在本地PC机上控制原理图。

图6为本发明应用于远程监控的原理图。

图7为本发明云台在本地PC机上应用于网络棋类比赛防作弊系统的原理图。

图8为本发明在本地PC机应用于网络棋类三项棋视讯教学互动广播系统的原理图。

图中，1.摄像头控制板 2.镜头 3.水平垂轴限位片 4.云台控制板 5.云台底壳限位片 6.垂直马达 7.水平马达 8.水平马达转轴9.云台上壳 10.云台底壳 11.咪头 12.上下连接线 13.IP解析模块板(IPT)

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的描述。

如图1所示，云台限位智控网络摄像机包括一个与路由/交换机连接的IP解析模块板(IPT)13，连接到云台控制板4，云台控制板4与一个水平马达7连接，云台控制板4与垂直马达6连接，云台控制板4与摄像头控制板通过连接线连接，由垂直马达6驱动的摄像头1设置在水平马达7上方，连接线12随水平马达转轴将云台控制板4与摄像头控制板1连接。

当在英特网中输入网址(域名)，域名会通过解析的IP找到接入的路由器，路由/交换机连接网线线到摄像机IP控制模块，控制模块发送左右旋转或上下转动指令到云台控制板后，云台控制板的主控芯片在通过电路整合后，来指令马达左右旋转；摄像头控制板在镜头感光后将收集视频信号传送给控制端，同时咪头将收集的语音信号通过云台控制板传送到控制端，进行录像或者拍图片。图1中云台控制板和摄像头控制及水平马达通过限位功能，在连接数据线后，通过单片机信号指令，告知水平旋转的位置，从而实现水平350°±5°旋转功能。

如图2、3所示，当水平马达7驱动的摄像机水平转动，在云台水平马达轴8中间设有一个限位片3，当水平转到350°±5°度时，会与云台底壳限位片5接触，限位片的另一端连接线接在云台控制板中，限位片采用高硬度的铝镁合金超薄限位片，厚度为1mm，此材料抗压性强、防潮、防磁、防辐射，在钢片的外部镀有一层导电膜，导电性能好；云台控制板的芯片中写有短路信号，限位片接触后形成短路，发送短路信号到云台控制板的芯片中，告知云台控制板(单片机)，已经转到350°±5°度位置了，防止上下连接线缠绕。

本发明350°±5°云台限位智控网络摄像机的控制原理如图4所示，其电性能参数见表1，云台摄像机SENSOR(美光1320)将外界的光信号转换电信号后送给DSP(ZC326)，DSP将SENSOR传过来的信号经过处理后传给控制端还原成图像；控制端将控制信号传给控制芯片(AT89C2051)，控制芯片发指令到马达驱动芯片(KA3100N238)，马达驱动芯片驱动马达做相应的动作；同时咪头也会将收集到的语音信号传送给DSP，DSP将信号通过电路处理后，将声音传送到控制端机器连接的音箱或者是耳机；图4中IPT(ARM芯片、FLASH内存)将本地IP解析与域名连接后，通过路由器到英特网的控制端，控制端通过解析的域名，来控制视频、转动马达、声音。

表1

 

服务格式	WEB
		浏览图像格式	Active和Java
支持协议	HTTP，TCP/IP，UDP，SMTP，PPPOE，DDNS，DNS，SNTP，，DHCP，FTP，
		图像压缩	JPEG/MPE4
网络速度	10/100M自适应网络
		控制/视频接口	GPR/USB2.0接口
转动范围	左右350°±5°/上下60°
		转动速度	左右8°/步，上下6°/步
图像传感器	1/3＂CMOS芯片
		捕获幅面	1280×1024 1024×768 800×600 320×240 176×144 160×120
帧率	视屏 格式30帧/秒
		视野远度	50mm-到无限远
工作温度	0～40℃
		功耗	DC5.3V/350mA
外形尺寸	116×110×112mm
		重量	约300g

本发明350°±5°云台限位智控网络摄像机在本地PC机上使用控制原理如图5所示，在云台摄像机的控板板中留有USB接口，将摄像机接入PC的USB2.0高带端口，云台摄像机SENSOR(美光1320)将外界的光信号转换电信号后送给DSP(ZC326)，DSP将SENSOR传过来的信号经过处理后传给PC还原成图像；PC将控制信号传给控制芯片(AT89C2051)，控制芯片发指令到马达驱动芯片(KA3100N238)，马达驱动芯片驱动马达做相应的动作；同时咪头也会将收集到的语音信号传送给DSP，DSP将信号通过电路处理后，将声音传送到PC机连接的音箱或者是耳机。

如图7所示，本发明350°±5°云台限位智控网络摄像机可应用于网络远程监控系统。云台摄像机将会通过路由器获得一个本机IP，做为云台摄像头的本机IP，与路由器的本地IP相连，然后在路由器中开放80TCP协议端口，在英特网上域名中设置一个域名与本地IP连接，远程控制端通过登陆英特网来访问云台摄像机，同时可以控制云台摄像机上下左右旋转及声音。

如图8所示，本发明可应用于网络棋类比赛防作弊系统。网络棋类比赛为三方视讯通信，二为参赛选手和一名裁判员，三个信息点为三台PC机，分别在三个不同的地点或同一个地点，三台PC机分别接入云台智控摄像机，通过宽带互联网接至网络棋类比赛平台的比赛室，在比赛过程中，裁判员可对二为参赛选手的摄像头进行控制和语音的捕捉，若发现参赛选手的周围有其他人旁观或给予指导，裁判员有权终止比赛，取消违例选手的比赛资格和成绩，从而达到网络棋类比赛的防作弊的功能。

如图9所示，本发明可应用于网络棋类三项棋视讯教学互动广播系统。视讯教学互动广播是一点对多点的视讯通信形式，在特有的教学界面中，有二个镶嵌式的视频窗口，一个是教师的图像，一是学生的图像，在每个教室中可设定有59名学生同时上课，教师为一个信息点，59名学生为59个信息点，每个信息点都接入视讯智控摄像头，通过宽带互联网接至视讯教学互动广播平台的教室，在授课中，教室在讲课的过程中，学生是在听课，在教师提问的过程中，学生可申请回答问题，教师可按照先后顺序指定学生回答问题，回答问题的学生的视频将会出现在教学界面的视窗中，全过程都是广播的形式，其他的58名学生都能够看到整个提问回答的全过程。教师在授课过程中，可以随时进入到每个学生的信息点终端，控制学生的云台摄像机观察学生听课的情况和环境。该项运用也可在其他的网络教学中使用。

Claims (6)

1.一种云台限位智控网络摄像机，其特征在于：包括一个将本地IP地址解析到WEB域名中去的IP解析模块板(13)，解析模块板(13)连接到云台控制板(4)，云台控制板(4)与一个水平马达(7)连接，云台控制板(4)与垂直马达(6)连接，云台控制板(4)与摄像头控制板通过连接线连接，由垂直马达(6)驱动的摄像头设置在水平马达(7)上方，在水平马达轴中部设有一个水平垂轴限位片(3)，在云台底壳(10)上设有一个可与水平垂轴限位片(3)在适当位置相接触的云台底壳限位片(5)，云台底壳限位片(5)与云台控制板的芯片连接；当水平马达轴水平转到350°±5°时，水平垂轴限位片(3)与云台底壳限位片(5)相接触。

2.如权利要求1所述的云台限位智控网络摄像机，其特征在于：水平垂轴限位片和云台底壳限位片采用高硬度的铝镁合金超薄限位片，厚度为1mm。

3.如权利要求1所述的云台限位智控网络摄像机，其特征在于：IP解析模块板中设有ARM芯片处理器，另有一块FLASH闪存，在闪存中烧有IP解析程序，通过ARM芯片处理，将本地IP地址解析到WEB域名中去。

4.如权利要求1或2或3所述的云台限位智控网络摄像机，其特征在于：云台控制板中设有AT89C2051-24SI型控制芯片，控制芯片内植有上下左右程序来发送指令到KA3100 N238型马达驱动芯片，马达驱动芯片分别连接水平马达和垂直马达，以控制其转动。

5.如权利要求4所述的云台限位智控网络摄像机，其特征在于：云台控制板与摄像头控制板连接，摄像头控制板设有Z326型主控芯片DSP，摄像头控制板留有USB接口，可接PC机的USB2.0高速端口。

6.如权利要求5所述的云台限位智控网络摄像机，其特征在于：云台控制板上还设有双路咪头。

Images