CN104113965B - 一种具有监控功能的人体感应照明系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有监控功能的人体感应照明系统及其方法，系统包括LED灯、人体感应器、光控单元、控制单元、网络摄像模组、PLC调制传输单元、电源模块和PLC解调器。所述的控制单元包括与门芯片、网络摄像模组数据传输电路、人体感应器输出信号处理电路和网络摄像模组数据存储电路。由以上技术方案可知，本发明不仅实现了集照明、摄像、录像与监控等多种功能于一体，对监控区域进行远程监控与控制；还不需要进行复杂布线，大大减少了工程量和成本。

Description

一种具有监控功能的人体感应照明系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有监控功能的人体感应照明系统及其方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，智能化的视频监控系统及照明系统逐渐得到民用领域客户越来越多的关注。但是，现有的智能化的监控系统和照明系统是相互独立的，功能比较单一。不仅如此，若要在公众家庭等民用领域中安装智能化的监控系统和照明系统，需要架设很多设备，对监控系统和照明系统进行单独布线。这不仅布线复杂、工程量大、成本高，还会耗时耗力，造成资源的浪费并影响美观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有监控功能的人体感应照明系统及其方法，本发明不仅实现了集照明、摄像、录像与监控等多功能于一体，还不需要进行复杂布线，大大减少了工程量和成本。

本发明的技术方案为：

一种具有监控功能的人体感应照明系统，包括LED灯、人体感应器、光控单元、控制单元、网络摄像模组、PLC调制传输单元、电源模块和PLC解调器。所述的控制单元包括与门芯片、网络摄像模组数据传输电路、人体感应器输出信号处理电路和网络摄像模组数据存储电路。具体地说，所述的LED灯为白光灯。所述的光控单元为光敏电阻。所述的网络摄像模组数据存储电路包括SD卡和SD卡驱动电路。所述的PLC解调器通过网线与客户端计算机或路由器的网络端口相连。

具体地说，所述的PLC调制传输单元采用高通PLC方案，以QCA6410为主控芯片，将网络摄像模组的视频信号经压缩编码、高频调制通过变压器耦合到90VAC~240VAC，将既有的220V电力线转化成智能电网传输架构，通过电力载波传输网络信号，不需要额外架线。所述的网络摄像模组采用海思、安霸、高通、TI方案。支持切换滤光片、传感器、编码、传输。网络摄像模组包括高清图像采集、压缩编码、存储等功能。

进一步的，所述的人体感应器的信号输出端与光控单元的信号输出端分别与与门芯片的第一输入端、第二输入端相连，所述的与门芯片的输出端与LED灯的输入端相连。所述的人体感应器的信号输出端还与人体感应器输出信号处理电路的输入端相连。所述的人体感应器输出信号处理电路的输出端与网络摄像模组的信号输入端相连。

进一步的，所述的网络摄像模组的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连。所述的网络摄像模组数据传输电路的输出端分别与PLC调制传输单元的调制信号输入端、网络摄像模组数据存储电路的输入端相连。所述的网络摄像模组数据存储电路的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连。

进一步的，所述的PLC调制传输单元的调制信号输出端和电源模块的信号输入端相连。所述的电源模块的信号输出端通过电力线与PLC解调器的信号输入端相连。所述的电源模块的电源信号输出端分别与PLC调制传输单元的电源信号输入端、控制单元的电源信号输入端相连。

更进一步的，所述的人体感应器包括微波发射电路、微波接收电路、放大器电路、信号比较器电路和控制输出信号电路。所述的控制输出信号电路的输出端分别与与门芯片的第一输入端、人体感应器输出信号处理电路的输入端相连。当移动人体或动物进入监控区域时，微波发射电路发射的微波信号会被移动人体或移动物体反射回来，微波接收电路接收到反射回的微波信号。微波接收电路便会发送控制信号给控制单元，所述的控制信号依次经过放大器电路、信号比较器电路进行处理后，由控制输出信号电路将控制信号输出到控制单元中。控制单元将接收到的控制信号分为两路，一路与光敏电阻发送的信号相与来控制LED灯的开启与关闭，另一路经过控制单元处理后来控制网络摄像模组进行录像操作，并在网络数据信号中加入报警信号。

本发明还涉及一种上述系统的方法，该方法包括以下步骤：

（1）系统上电，电源模块、人体感应器、光控单元、控制单元、网络摄像模组、PLC调制传输单元和PLC解调器开始工作。

人体感应器对监控区域内是否有移动物体进入进行检测，并将检测结果发送至控制单元。

光控单元对监控区域的光照强度进行检测，并将检测结果发送至控制单元。

网络摄像模组实时采集监控区域的图像信息，并将图像信息存储至其缓存区。

（2）控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号。

（3）LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态。

进一步的，步骤（2）和步骤（3）中所述的“控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号；LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态”的具体过程为：

a. 若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，且光控单元检测到监控区域的光照强度小于设定值，则控制单元发送控制信号使LED灯开启。若否，则控制单元发送控制信号使LED灯关闭。

b.人体感应器无论有没有检测到移动物体进入监控区域，控制单元都会将网络摄像模组采集的图像信息通过控制单元发送至PLC调制传输单元，由PLC调制传输单元调制加载到电力线上进行传输至客户端，客户端可观看监控区域的实时图像信息。与此同时，网络摄像模组将采集的图像信息按时间顺序依次存入到缓存区；

若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，则控制单元发送控制信号使网络摄像模组进行录像操作，并通过网络摄像模组向客户端报警信号。与此同时，网络摄像模组将缓存区内存储的报警前T秒内的图像信息和报警瞬间及之后的图像信息同时发送至控制单元的网络摄像模组数据存储电路中进行存储。

c. 当客户端收到报警信号后会在客户端发出警示信号，通过客户端软件向控制单元发送控制信号，调取存储在控制单元网络摄像模组实时数据和存储电路中的数据信息进行观看或撤销报警。

进一步的，所述的报警前T秒中T的取值范围为10~20秒。当出现异常情况时，本发明不仅能够查看异常情况当时的录像情况，还能调取出现异常情况前一段时间内的图像信息，不仅可以避免丢失报警瞬间及报警之前的图像信息，还能报警情况作出合理的判断。

进一步的，所述的图像信息在电力线上传输前后，采用一对一的编码；所述的图像信息在PLC解调器与客户端之间传输时设有密码保护。具体地说，为了防止其他网络用户看到隐私的图像，本发明采用二级密码保护，一级在PLC传输时采用一对一的编码；二级在设备端与电脑或手机客户端的加密码保护。

本发明的优点：

（1）本发明采用PLC调制传输单元和PLC解调器，无需铺设网线，利用现有的电力线传送网络摄像模组拍摄的网络高清视频。只需要将该照明系统的电源插头接上电源，再将PLC解调器与客户端计算机或路由器用网线相连即可。本发明具有安装简单、操作方便等特点。

（2）本发明将人体感应器和光控单元的检测信号进行相与计算，并根据计算结果控制LED灯的开启与关闭；若人体感应器检测到有移动物体进入，且监控区域光照强度小于设定值时，LED灯开启；否则，LED灯关闭。从而实现了LED灯只在光线暗和有移动人体或物体通过时才开启，避免了能源的浪费。

（3）本发明通过客户端软件不仅能对监控区域进行实时的监控，还能在出现异常情况时，还能远程接收报警信号、远程调取报警前和报警时的监控录像、对系统进行远程布防及撤防设置。

（4）本发明实现了照明、摄像、录像、远程监控等功能于一体，能够满足民用领域的不同需求，避免了因功能单一而产生的安装工程量大、成本高的问题。本发明可应用于楼道、车库和商店等民用场所。

（5）本发明仅限于同相电源线上调制载波传输。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中：

1、LED灯，2、人体感应器，3、光控单元，4、主控单元，5、网络摄像模组，6、PLC调制传输单元，7、电源模块，8、PLC解调器，9、SD卡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种具有监控功能的人体感应照明系统，包括LED灯1、人体感应器2、光控单元3、控制单元4、网络摄像模组5、PLC调制传输单元6、电源模块7和PLC解调器8。所述的控制单元4包括与门芯片、网络摄像模组数据传输电路、人体感应器输出信号处理电路和网络摄像模组数据存储电路。所述的光控单元为光敏电阻。

所述的人体感应器2，用于检测是否有移动的人或动物经过该照明系统，并将检测结果实时发送至控制单元。所述的光控单元3，用于检测该系统所处环境的光照强度，以便更好地控制LED的开启与关闭，避免造成能源的浪费。所述的网络摄像模组5，用于对该系统所处的周围环境进行实时的摄像，并在出现异常情况时进行录像。所述的控制单元4有以下四个方面的功能：第一，将人体感应器2和光控单元3的输出信号进行与计算，以便只有在光照强度较弱且有移动人或动物经过该系统时，才向LED灯发送控制信号控制其开启。第二，系统上电后，网络摄像模组就开始摄像来采集监控环境的图像信息，控制单元将网络摄像模组5的摄像信息传送至PLC调制传输单元6；并接收来自PLC调制传输单元的控制信号，调取网络摄像模组5的摄像信息及录像信息。第三，对人体感应器3的输出信号作出处理，当有异常情况时，控制网络摄像模组5进行录像并在图像信息中加载报警信号。第四，将网络摄像模组5的录像信息进行存储。所述的PLC调制传输单元6，用于将接收到的控制单元4的数字信号信息调制加载到电力线上进行传输，同时将调制的网络数据信号从电力线上分离出来。所述的电源模块7，一方面用于将90~240V的高压交流信号转换为12V的低压直流信号，不仅给PLC调制传输单元6和控制单元4供电，还通过控制单元4给LED灯1和网络摄像模组5供电；另一方面，将PLC调制传输单元6调制的高频数字信号耦合到高压电源线上。

具体地说，所述的与门芯片用于将人体感应器2的输出信号和光控单元3的输出信号进行与计算，只有在黑夜且有移动的人或动物经过时，LED灯1才照亮，节约了能源。所述的网络摄像模组数据传输电路起桥接作用，用于将接收到的网络摄像模组拍摄的视频信息发送给PLC调制传输单元6进行调制。所述的人体感应器输出信号处理电路，用于将人体感应器输出的信号进行处理，并将处理后的数据发送给网络摄像模组。所述的网络摄像模组数据存储电路包括SD卡9和SD卡驱动电路，用于网络摄像模组5在接收到来自人体感应器输出信号处理电路的控制信号时，网络摄像模组5将拍摄的异常的视频信息发送到SD卡9中存储，以便客户端用户随时调取。

进一步的，所述的人体感应器2的信号输出端与光控单元3的信号输出端分别与与门芯片的第一输入端、第二输入端相连，所述的与门芯片的输出端与LED灯1的输入端相连。所述的人体感应器2的信号输出端还与人体感应器输出信号处理电路的输入端相连。所述的人体感应器输出信号处理电路的输出端与网络摄像模组5的信号输入端相连。

进一步的，所述的网络摄像模组5的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连。所述的网络摄像模组数据传输电路的输出端分别与PLC调制传输单元6的调制信号输入端、网络摄像模组数据存储电路的输入端相连。所述的网络摄像模组数据存储电路的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连。

进一步的，所述的PLC调制传输单元6的调制信号输出端和电源模块7的信号输入端相连。所述的电源模块7的信号输出端通过电力线与PLC解调器8的信号输入端相连。所述的电源模块7的电源信号输出端分别与PLC调制传输单元6的电源信号输入端、控制单元4的电源信号输入端相连。

进一步的，所述的人体感应器2包括微波发射电路、微波接收电路、放大器电路、信号比较器电路和控制输出信号电路。所述的控制输出信号电路的输出端分别与与门芯片的第一输入端、人体感应器输出信号处理电路的输入端相连。

进一步的，所述的LED灯1为白光灯。优选的，采用台湾节能白光灯珠。因为白光是可见光，所以夜晚看到的景物和白天几乎没有区别，有利于使网络摄像模组的数据信息更加真实可靠。大功率LED白光灯具有节能、寿命长等特点。

更进一步的，所述的PLC解调器8通过网线与客户端计算机或路由器的网络端口相连。通过PLC调制解调设备和电力线，能够将网络摄像模组的摄像信息及录像信息传输至客户端计算机，或者是通过路由器接入网络使能够上网的电脑和手机客户端可随时随地访问该照明系统。从而使各种客户端的用户打开客户端软件，就能够观看监控现场的图像信息、接收报警信号、调取异常的录像信息和对该照明系统进行布防设防设置。为了防止其他网络用户看到隐私的图像，本发明采用二级密码保护，一级在PLC传输时采用一对一的编码；二级在设备端与电脑或手机客户端的加密码保护。

本发明还涉及一种上述系统的方法，该方法包括以下步骤：

（1）系统上电，电源模块、人体感应器、光控单元、控制单元、网络摄像模组、PLC调制传输单元和PLC解调器开始工作。

人体感应器对监控区域内是否有移动物体进入进行检测，并将检测结果发送至控制单元。

光控单元对监控区域的光照强度进行检测，并将检测结果发送至控制单元。

网络摄像模组实时采集监控区域的图像信息，并将图像信息存储至其缓存区。

（2）控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号。

（3）LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态。

进一步的，步骤（2）和步骤（3）中所述的“控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号；LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态”的具体过程为：

a. 若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，且光控单元检测到监控区域的光照强度小于设定值，则控制单元发送控制信号使LED灯开启。若否，则控制单元发送控制信号使LED灯关闭。

b. 若人体感应器检测到没有移动物体进入监控区域，则控制单元将网络摄像模组采集的图像信息通过控制单元发送至PLC调制传输单元，由PLC调制传输单元调制加载到电力线上进行传输至客户端，客户端可观看监控区域的实时图像信息。与此同时，网络摄像模组将采集的图像信息按时间顺序依次存入到缓存区；

若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，则控制单元发送控制信号使网络摄像模组进行录像操作，并通过网络摄像模组向客户端报警信号。与此同时，网络摄像模组将缓存区内存储的报警前T秒内的图像信息和录像信息同时发送至控制单元的网络摄像模组数据存储电路中进行存储。

c. 当客户端收到报警信号后会在客户端发出警示信号，通过客户端软件向控制单元发送控制信号，调取存储在控制单元网络摄像模组实时数据和存储电路中的数据信息进行观看或撤销报警。

进一步的，所述的报警前T秒中T的取值范围为10~20秒。当出现异常情况时，本发明不仅能够查看异常情况当时的录像情况，还能调取出现异常情况前一段时间内的图像信息，不仅可以避免丢失报警瞬间及报警之前的图像信息，还能报警情况作出合理的判断。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有监控功能的人体感应照明系统，其特征在于：包括LED灯（1）、人体感应器（2）、光控单元（3）、控制单元（4）、网络摄像模组（5）、PLC调制传输单元（6）、电源模块（7）和PLC解调器（8）；所述的控制单元（4）包括与门芯片、网络摄像模组数据传输电路、人体感应器输出信号处理电路和网络摄像模组数据存储电路；

所述的人体感应器（2）的信号输出端与光控单元（3）的信号输出端分别与与门芯片的第一输入端、第二输入端相连，所述的与门芯片的输出端与LED灯（1）的输入端相连；所述的人体感应器（2）的信号输出端还与人体感应器输出信号处理电路的输入端相连，所述的人体感应器输出信号处理电路的输出端与网络摄像模组（5）的信号输入端相连；

所述的网络摄像模组（5）的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连，所述的网络摄像模组数据传输电路的输出端分别与PLC调制传输单元（6）的调制信号输入端、网络摄像模组数据存储电路的输入端相连；所述的网络摄像模组数据存储电路的输出端与网络摄像模组数据传输电路的输入端相连；

所述的PLC调制传输单元（6）的调制信号输出端和电源模块（7）的信号输入端相连，所述的电源模块（7）的信号输出端通过电力线与PLC解调器（8）的信号输入端相连；所述的电源模块（7）的电源信号输出端分别与PLC调制传输单元（6）的电源信号输入端、控制单元（4）的电源信号输入端相连；

所述的人体感应器（3）包括微波发射电路、微波接收电路、放大器电路、信号比较器电路和控制输出信号电路；所述的控制输出信号电路的输出端分别与与门芯片的第一输入端、人体感应器输出信号处理电路的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统，其特征在于：所述的LED灯（1）为白光灯。

3.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统，其特征在于：所述的光控单元（3）为光敏电阻。

4.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统，其特征在于：所述的网络摄像模组数据存储电路包括SD卡（9）和SD卡驱动电路。

5.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统，其特征在于：所述的PLC解调器（8）通过网线与客户端计算机或路由器的网络端口相连。

6.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）系统上电，电源模块、人体感应器、光控单元、控制单元、网络摄像模组、PLC调制传输单元和PLC解调器开始工作；

人体感应器对监控区域内是否有移动物体进入进行检测，并将检测结果发送至控制单元；

光控单元对监控区域的光照强度进行检测，并将检测结果发送至控制单元；

网络摄像模组实时采集监控区域的图像信息，并将图像信息存储至其缓存区；

（2）控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号；

（3）LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态；

步骤（2）和步骤（3）中所述的“控制单元对人体感应器及光控单元发送的检测结果进行分析判断，并根据分析判断结果分别向LED灯、网络摄像模组、PLC调制传输单元发送控制信号；LED灯、网络摄像模组和PLC调制传输单元根据接收到的控制信号进入不同的工作状态”的具体过程为：

a. 若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，且光控单元检测到监控区域的光照强度小于设定值，则控制单元发送控制信号使LED灯开启；若否，则控制单元发送控制信号使LED灯关闭；

b. 若人体感应器检测到没有移动物体进入监控区域，则控制单元将网络摄像模组采集的图像信息通过控制单元发送至PLC调制传输单元，由PLC调制传输单元调制加载到电力线上进行传输至客户端，客户端可观看监控区域的实时图像信息；与此同时，网络摄像模组将采集的图像信息按时间顺序依次存入到缓存区；

若人体感应器检测到有移动物体进入监控区域，则控制单元发送控制信号使网络摄像模组进行录像操作，并通过网络摄像模组向客户端发送报警信号；与此同时，网络摄像模组将缓存区内存储的报警前T秒内的图像信息和报警瞬间及之后的图像信息同时发送至控制单元的网络摄像模组数据存储电路中进行存储；

c. 当客户端收到报警信号后会在客户端发出警示信号，通过客户端软件向控制单元发送控制信号，调取存储在控制单元网络摄像模组实时数据和存储电路中的数据信息进行观看或撤销报警。

7.根据权利要求6所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统的方法，其特征在于：所述的报警前T秒中T的取值范围为10~20秒。

8.根据权利要求6所述的一种具有监控功能的人体感应照明系统的方法，其特征在于：所述的图像信息在电力线上传输前后，采用一对一的编码；所述的图像信息在PLC解调器与客户端之间传输时设有密码保护。