CN104914809B - 环境侦测装置及其电源控制方法、应急监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环境侦测装置、一种应急监控系统，以及一种环境侦测装置的电源控制方法；所述环境侦测装置包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括距离检测模块，所述距离检测模块与所述控制模块连接；所述距离检测模块用于检测所述数据采集模块与被测物的距离；所述控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电。本发明的环境侦测装置、应急监控系统和环境侦测装置的电源控制方法能对电源模块进行有效控制，其电能损耗较少。

Description

环境侦测装置及其电源控制方法、应急监控系统

技术领域

本发明涉及环境监控技术领域，特别是涉及一种环境侦测装置、一种应急监控系统，以及一种环境侦测装置的电源控制方法。

背景技术

当前，人类社会要面对诸多由于自然灾害或人为因素所导致的突发性事件，比如面临火灾情况解救被困人员、遇到地震灾情进行现场救援、发生矿难进行井下救援、执行解救人质任务遭遇绑匪的攻击等。针对诸如此类的特殊情况，由于无法了解现场的具体情况，对于进入这些存在大量未知因素的危险区域进行现场救援，会给现场救援人员造成极大的生命安全威胁。

现有的环境侦测装置，可应用在所述应急场景中，能在狭小空间、密闭环境等不适合人进入的区域中进行图像、音频、视频、温度等环境信息的采集，并将采集的数据传输至外部的监控中心。

现有的环境监控装置在监控过程中，由于环境信息的持续采集需要耗费较大的电量，其电能损耗较大，电能使用效率较低，缺乏有效的电源管理技术。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种环境侦测装置，该装置在进行环境侦测时能对电源模块进行有效控制，其电能损耗较少。

本发明的另一目的是提供一种应急监控系统，该系统在进行应急监控时能对电源模块进行有效控制，其电能损耗较少

本发明的另一目的是提供一种环境侦测装置的电源控制方法，该方法能对电源进行有效控制，减少电能损耗。

一种环境侦测装置，包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括距离检测模块，所述距离检测模块与所述控制模块连接；

所述距离检测模块用于检测所述数据采集模块与被测物的距离；

所述控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电。

一种应急监控系统，包括上述的环境侦测装置，所述环境侦测装置包括无线传输模块，还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

一种环境侦测装置的电源控制方法，所述环境侦测装置，包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块和数据采集模块；所述方法包括如下步骤：

检测所述数据采集模块与被测物的距离

根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；

在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电。

上述环境侦测装置、应急监控系统和环境侦测装置的电源控制方法，通过距离检测模块检测数据采集模块与被测物的距离，控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；因此在数据采集模块被物体遮挡，即该距离较小时，由于此时无法采集到有效信息，因此可判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电，从而实现对电源模块进行有效控制，显著减少电能损耗，提高了装置的电能使用效率。

附图说明

图1为本发明一种环境侦测装置在实施例一的结构示意图；

图2为本发明一种应急监控系统在实施例三中的结构示意图；

图3为本发明一种应急监控系统在实施例三中接收端监控系统的结构示意图；

图4为本发明环境侦测装置的电源控制方法在实施例四中的流程示意图。

具体实施方式

实施例一、

如图1所示，是本发明一种环境侦测装置在实施例一的结构示意图，包括一空心球状外壳(未示出)，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块11，数据采集模块12和控制模块13，其中，还包括距离检测模块14，所述距离检测模块14与所述控制模块13连接；

所述距离检测模块14用于检测所述数据采集模块12与被测物的距离；

所述控制模块13用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块11停止为所述数据采集模块12供电；

本实施例的环境侦测装置，通过距离检测模块检测数据采集模块与被测物的距离，控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；因此在数据采集模块被物体遮挡，即该距离较小时，由于此时无法采集到有效信息，因此可判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电，从而实现对电源模块进行有效控制，显著减少电能损耗，提高了装置的电能使用效率。

对于所述环境侦测装置，包括一空心球状外壳，在空心球状外壳中设置有电源模块11，数据采集模块12和控制模块13，电源模块11为数据采集模块12和控制模块13供电，数据采集模块12可为摄像设备，控制模块13用于启动或关闭所述数据采集模块12，以及获取数据采集模块12采集的数据进行处理及传输。

对于所述距离检测模块14，用于检测所述数据采集模块12与被测物的距离；

本实施例的距离检测模块14，可包括激光测距传感器或红外测距传感器，将其安装空心球状外壳内部，并设置在数据采集模块周围，每个数据采集模块对应一个距离检测模块，并将距离检测模块的输出端与控制模块的输入端连接，将检测到的数据输出至控制模块；

对于所述控制模块13，用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块11停止为所述数据采集模块12供电；

本实施例中，所述断电条件可为预设的距离阈值，例如可为50cm、1m等距离值，当环境侦测装置的数据采集模块在进行数据采集，例如在拍摄图像或拍摄视频时，若环境侦测装置被墙壁等物体遮挡，则无法采集到有效信息，因此根据距离检测模块14采集到的距离进行判断，控制所述电源模块11停止为所述数据采集模块12供电，从而显著减少电能损耗，对电源模块进行有效管理，提高了装置的电能使用效率。

本实施例的环境侦测装置，具有体积小成本低即抛即用的优点，在应对情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施监测的紧急事故时，根据实际情况将一个或多个环境侦测装置抛掷到无法接近或存在安全隐患的环境中，并通过数据采集模块稳定地采集环境信息。

在一较佳实施例中，所述控制模块13还用于：若所述距离小于预设阈值，则判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

若所述距离大于或等于预设阈值，则判断不满足所述断电条件，控制所述电源模块为所述数据采集模块供电；

环境侦测装置开始进行数据采集时，可控制电源模块为数据采集模块供电；当环境侦测装置在现场滚动，通过距离检测模块实时采集各个数据采集模块与被测物的距离，并由控制模块将该距离与预设阈值进行比较，在数据采集模块处于较差的拍摄条件下，例如被墙壁等物体遮挡，则可根据距离值判断得出；所述的预设阈值，可根据实际需要而设定，例如可为50cm、1m等距离值；当数据采集模块与被测物的距离较小，则判断数据采集模块被遮挡，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；若环境侦测装置进一步运动到数据采集模块与被测物的距离较大的时候，则可及时控制所述电源模块为所述数据采集模块供电，使数据采集模块12能及时工作，从而能对装置的电源进行有效管理，提高装置的工作效率。

实施例二、

以下是本发明环境侦测装置的第二实施方式，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的距离检测模块，可包括激光测距传感器或红外测距传感器；

所述距离检测模块还用于：发射预设频率的激光脉冲；检测发射所述激光脉冲后返回的与所述预设频率相同的散射光脉冲；

所述控制模块还用于根据发射所述激光脉冲和检测到返回的散射光脉冲的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离。

所述距离检测模块还用于：发射预设频率的红外信号；检测发射所述红外信号后返回的与所述预设频率相同的红外信号；

所述控制模块还用于根据发射所述红外信号和检测到返回的红外信号的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离。

本实施例中，距离检测模块可通过激光测距传感器或红外测距传感器实现；

对于激光测距传感器，激光测距传感器工作时，可先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到激光测距传感器，被接收后可通过内部具有放大功能的器件检测到返回的散射光脉冲，并记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。

对于红外测距传感器，红外测距测距仪具有一对红外信号发射与接收二极管，利用红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后获得发射与接收的时间差的数据，控制模块处理后计算出与物体的距离。红外测距传感器的测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。

实施例三、

本发明还提供一种应急监控系统，如图2所示，是应急监控系统在实施例三中的结构示意图，包括实施例一中的环境侦测装置，所述环境侦测装置包括无线传输模块，还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统；

本发明的应急监控系统，可由专业人员将环境侦测装置抛入需监控区域，从而深入应急现场，环境侦测装置可根据需要采集现场的信息，比如可拍摄现场情况照片、采集语音数据和其他环境数据等，然后通过无线传输模块输出上述采集的环境信息至接收端监控系统；接收端监控系统接收所述环境信息，能及时确定应急现场的具体情况，方便专业人员做出救援决策和控制措施。接收端监控系统也可以将所接收到的图像、声音和环境等各种信息转发到指挥控制中心，供指挥控制中心了解事故现场的具体情况。

本实施例的环境侦测装置，其空心球状外壳内部，可设置多种传感器进行数据采集，例如，数据采集模块可为视频传感器、音频传感器，还可包括环境信息采集传感器，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器都与控制模块连接；控制模块将上述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器采集的数据进行压缩编码等处理后，通过无线传输模块输出；电源模块则为各个传感器或模块供电。

上述视频传感器可为六个，分别设置在所述球状外壳球心的上下左右前后六个相互垂直的方向上，控制模块可将每个视频传感器拍摄的图片进行拼接，既能保证全方位无死角地拍摄到侦测区域的全景图片，也能较好地控制装置成本。

上述的环境信息采集传感器可包括温度传感器、湿度传感器、有害物质传感器或辐射传感器，用于采集现场的温度、湿度、有害物质含量、放射性物质含量等信息。

空心球状外壳内部可有多个与其内腔相通的通孔，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器、控制模块、电源模块、距离检测模块等器件可分别固定在各个通孔中；或者，空心球状外壳内部也可设置支撑部件，上述器件可分别固定在支撑部件上。

空心球状外壳内部还可设置与控制模块连接的驱动模块，由驱动模块控制环境侦测装置运动。其中，驱动模块可包括第一滚珠和第二滚珠、连接机构和驱动机构；第一滚珠和第二滚珠可滚动地设置在所述连接机构的两端，第一滚珠和第二滚珠都与空心球体内壁相抵；第一滚珠和第二滚珠位于经过所述空心球体球心的一条直径上；驱动机构固定在所述空心球体内部，与所述第一滚珠连接，用于驱动所述第一滚珠滚动。

如图3所示，是本实施例的接收端监控系统的结构示意图，可设置有无线模块1010、解压解码模块1020、处理模块1030、显示模块1040和指令生成模块1050；

接收端监控系统主要是对环境侦测装置中的无线传输模块传输的数据进行接收、处理、显示、分析等；无线模块1010接收环境侦测装置发送的数据，解压解码模块1020对数据进行解压解码处理，处理模块1030通过显示模块1040将解压解码的数据进一步处理后进行显示，监控人员可通过指令生成模块1050，进行控制指令的触发，将控制指令生成的控制信号通过无线网络发送给环境侦测装置，无线传输方法可以是GSM/GPRS、CDMA、3G、wifi和COFDM等方式的一种或多种。

本实施例的应急监控系统，环境侦测装置具有体积小、成本低、操作简单，能应用于情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域；环境侦测装置能代替专业人员进入事故发生环境，减少了人员受意外伤害的可能性；环境侦测装置具有移动灵活的特点，方便适用于多种特殊场景，具有广泛用途；环境侦测装置具有高度集成性，可以根据需要集成多种类型的信息采集单元，能一次性完成多种信息数据的采集。

环境侦测装置中通过一组大冗余、低成本的简单传感器协同工作，以更直接、更精确的方式对环境信息进行全面检测，进而实现对复杂环境或复杂事件的精确感知。环境侦测装置具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即抛即用等特点，尤其适合人员无法直接进入的突发安全事故场合，比如地震、核辐射泄露、化学品泄漏、河流污染、火灾、矿难等需要快速、灵活部署的突发性灾难事件等。

实施例四、

如图四所示，是本发明环境侦测装置的电源控制方法在实施例四中的流程示意图，所述环境侦测装置包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块和数据采集模块；所述方法包括如下步骤：

S41、检测所述数据采集模块与被测物的距离

S42、根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；

S43、在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电。

本实施例的环境侦测装置的电源控制方法，通过检测数据采集模块与被测物的距离，并根据所述距离判断是否满足预设的断电条件；因此在数据采集模块被物体遮挡，即该距离较小时，由于此时无法采集到有效信息，因此可判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电，从而实现对电源模块进行有效控制，显著减少电能损耗，提高了装置的电能使用效率。

对于步骤S41、检测所述数据采集模块与被测物的距离；

本实施例可通过激光测距传感器或红外测距传感器实现，将激光测距传感器或红外测距传感器安装空心球状外壳内部，并设置在数据采集模块周围，每个数据采集模块对应一个激光测距传感器或红外测距传感器，并将传感器的输出端与控制模块的输入端连接，在检测到数据时输出至控制模块。

对于步骤S42、根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；

对于步骤S43、在判断满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

本实施例中，所述断电条件可为预设的距离阈值，例如可为50cm、1m等距离值，当环境侦测装置的数据采集模块在进行数据采集，例如在拍摄图像或拍摄视频时，若环境侦测装置被墙壁等物体遮挡，则无法采集到有效信息，因此根据采集到的距离进行判断，控制所述电源模块11停止为所述数据采集模块12供电，从而显著减少电能损耗，对电源模块进行有效管理，提高了装置的电能使用效率。

在一较佳实施例中，还可包括步骤：

若所述距离小于预设阈值，则判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

和/或，

若所述距离大于或等于预设阈值，则判断不满足所述断电条件，控制所述电源模块为所述数据采集模块供电；

环境侦测装置开始进行环境侦测时，可控制电源模块为数据采集模块供电；当环境侦测装置在现场滚动，通过实时采集各个数据采集模块与被测物的距离，并由控制模块将该距离与预设阈值进行比较，在数据采集模块处于较差的拍摄条件下，例如被墙壁等物体遮挡，则可根据距离值判断得出；所述的预设阈值，可根据实际需要而设定，例如可为50cm、1m等距离值；当数据采集模块与被测物的距离较小，则判断数据采集模块被遮挡，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；若环境侦测装置进一步运动到数据采集模块与被测物的距离较大的时候，则可及时控制所述电源模块为所述数据采集模块供电，使数据采集模块能及时工作，从而能对装置的电源进行有效管理，提高装置的工作效率。

在一较佳实施例中，还可包括步骤：

所述距离检测模块发射预设频率的激光脉冲；检测发射所述激光脉冲后返回的与所述预设频率相同的散射光脉冲；

所述控制模块根据发射所述激光脉冲和检测到返回的散射光脉冲的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离；

和/或，

所述距离检测模块发射预设频率的红外信号；检测发射所述红外信号后返回的与所述预设频率相同的红外信号；

所述控制模块根据发射所述红外信号和检测到返回的红外信号的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离；

本实施例中，通过激光测距传感器或红外测距传感器实现距离信息的检测；对于激光测距传感器，激光测距传感器工作时，可先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到激光测距传感器，被接收后可通过内部具有放大功能的器件检测到返回的散射光脉冲，并记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。对于红外测距传感器，红外测距测距仪具有一对红外信号发射与接收二极管，利用红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后获得发射与接收的时间差的数据，控制模块处理后计算出与物体的距离。红外测距传感器的测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。

本发明的环境侦测装置、应急监控系统和环境侦测装置的电源控制方法，通过距离检测模块检测数据采集模块与被测物的距离，控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；因此在数据采集模块被物体遮挡，即该距离较小时，由于此时无法采集到有效信息，因此可判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电，从而实现对电源模块进行有效控制，显著减少电能损耗，提高了装置的电能使用效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种环境侦测装置，包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，其特征在于，还包括距离检测模块，所述距离检测模块与所述控制模块连接；

所述距离检测模块用于检测所述数据采集模块与被测物的距离，其中，所述数据采集模块包括视频传感器、音频传感器，每个数据采集模块对应一个距离检测模块；

所述控制模块用于根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；若所述距离小于预设阈值，则判定满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

所述控制模块还用于：若所述距离大于或等于预设阈值，则判断不满足所述断电条件，控制所述电源模块为所述数据采集模块供电；

所述控制模块还用于启动或关闭所述数据采集模块。

2.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述距离检测模块包括激光测距传感器或红外测距传感器。

3.根据权利要求2所述的环境侦测装置，其特征在于，所述距离检测模块还用于：发射预设频率的激光脉冲；检测发射所述激光脉冲后返回的与所述预设频率相同的散射光脉冲；

所述控制模块还用于根据发射所述激光脉冲和检测到返回的散射光脉冲的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离。

4.根据权利要求2所述的环境侦测装置，其特征在于，所述距离检测模块还用于：发射预设频率的红外信号；检测发射所述红外信号后返回的与所述预设频率相同的红外信号；

所述控制模块还用于根据发射所述红外信号和检测到返回的红外信号的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离。

5.一种应急监控系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的环境侦测装置，所述环境侦测装置包括无线传输模块，还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

6.一种环境侦测装置的电源控制方法，所述环境侦测装置，包括一空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块；其特征在于，所述数据采集模块包括视频传感器和音频传感器，每个数据采集模块对应一个距离检测模块，所述方法包括如下步骤：

检测所述数据采集模块与被测物的距离；

根据所述距离，判断是否满足预设的断电条件；

在所述距离小于预设阈值时，判定满足所述断电条件时，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

其中，

若所述距离小于预设阈值，则判断满足所述断电条件，控制所述电源模块停止为所述数据采集模块供电；

和/或，

若所述距离大于或等于预设阈值，则判断不满足所述断电条件，控制所述电源模块为所述数据采集模块供电。

7.根据权利要求6所述的环境侦测装置的电源控制方法，其特征在于，包括步骤：

所述距离检测模块发射预设频率的激光脉冲；检测发射所述激光脉冲后返回的与所述预设频率相同的散射光脉冲；

所述控制模块根据发射所述激光脉冲和检测到返回的散射光脉冲的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离；

和/或，

所述距离检测模块发射预设频率的红外信号；检测发射所述红外信号后返回的与所述预设频率相同的红外信号；

所述控制模块根据发射所述红外信号和检测到返回的红外信号的时间差，以及所述预设频率，计算得到所述距离。