CN104967768A - 一种摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，特征在于：包括雨刷、浸水检测机构、微控制器和雨刷电机，雨刷置于摄像机窗口玻璃的外侧，用于对窗口玻璃上的雨水和灰尘进行清理，浸水检测结构与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端对雨刷电机进行控制。本发明的除尘装置的控制方法，首先判断是否有雨水浸渍在摄像机的窗口玻璃上，如果有则控制雨刷电机驱使雨刷对窗口玻璃执行时间段为T0的刮雨操作。本发明的雨刷除尘装置及方法，当雨天窗口玻璃表面布满雨水的情况下，微控制器检测到浸水信号有效时则控制雨刷电机执行一定时间段的刮雨动作，以除去窗口玻璃上的雨水和灰尘，可使摄像机在雨天以及以后均可获取清晰的图像，有益效果显著。

Description

一种摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法

技术领域

本发明涉及一种摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法，更具体的说，尤其涉及一种集浸水检测和自动刮雨于一体的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法。

背景技术

当前国内空气质量普遍较差，空气中有很多灰尘等悬浮物微粒，夜视仪长时间露天工作，摄像机窗口玻璃极易落上灰尘，当灰尘过多时将会严重地影响成像质量。刚开始下雨时雨水中灰尘的含量最高，容易粘附在摄像机窗口玻璃上，如果不及时进行雨水的清理，会影响下雨及以后时间段内摄像机的清晰成像，对摄像机的监控造成不利影响。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，其特别之处在于：包括雨刷、浸水检测机构、微控制器和雨刷电机，雨刷置于摄像机窗口玻璃的外侧，用于对窗口玻璃上的雨水和灰尘进行清理，浸水检测结构与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端对雨刷电机进行控制；微控制器利用浸水检测机构对窗口玻璃上是否浸渍有雨水进行检测，并根据检测结果通过雨刷电机驱动雨刷执行刮雨动作。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，所述窗口玻璃设置于刮水区中，浸水检测机构由开设于刮水区外围壳体上的开孔和位于开孔内两相互平行但不接触的金属导体组成。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，所述微控制器通过雨刷电机驱动电路驱使雨刷电机工作，雨刷电机通过驱动轴带动雨刷进行摆动。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，所述微控制器为单片机，浸水检测机构中的一个金属导体接于地上，另一个金属导体接于二极管D2的负极，D2的正极经电阻R1接于+5V电源上，D2与电阻R1的连接处与单片机的输入端相连接；雨刷电机驱动电路由三极管Q2、电磁铁、缠绕于电磁铁上的线圈、二极管D1组成，三极管Q2的发射极接于地上，Q2的集电极与二极管D1的正极相连接，D1的负极接于+12V电源上，单片机的输出端经电阻R2接于Q2的基极上，线圈并联于二极管D1的两端；电磁铁对雨刷电机所在回路的通断进行控制。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法，其特别之处在于，通过以下方法来实现：首先通过浸水检测机构判断是否有雨水浸渍在摄像机的窗口玻璃上，如果判断结构为是，则控制雨刷电机驱使雨刷对窗口玻璃执行时间段为T0的刮雨操作，以去除摄像机窗口玻璃上的雨水和灰尘。

本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法，具体通过以下步骤来实现：a).变量设置，设置刮雨时间标志位flag_T1min和刮雨动作自锁标志位flag_lock，并将其值均初始化为零；flag_T1min为1表示刮雨时间结束，flag_lock为1表示已执行一次刮雨动作，这次刮雨结束后，在这场刮雨中不会再执行刮雨动作；b).判断刮雨条件是否有效，微控制器通过判断浸水检测机构的输入信号SENSE是否为浸水状态的0，且雨动作完成标志位flag_lock是否为0状态同时成立，如果不同时成立，则继续判断，如果同时成立，则执行步骤c)；c).执行刮雨动作，微控制器将刮雨控制信号SW置1，使刮雨控制信号有效，进行刮雨动作，并开中断，flag_lock置1，执行步骤d)；d).判断刮雨时间，通过flag_T1min的状态来判断刮雨时间是否已到，如果没到，则继续刮雨；如果已到则将flag_T1min置0、关闭flag_T1min的定时器，并关闭刮雨控制信号SW，停止刮雨动作；e).判断浸水检测部分是否风干，判断信号SENSE是否为1，如果不为1，则表明浸水检测部位没有风干，保证一次下雨仅执行一次刮雨动作，继续判断；如果为1，则表明浸水检测部位已经风干，将lag_T1min和flag_lock均置0，以备下次下雨时可正常执行刮雨动作。

本发明的有益效果是：本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置及方法，窗口玻璃外围设置至少一个浸水检测机构，当雨天窗口玻璃表面布满雨水的情况下，微控制器检测到浸水信号有效时则控制雨刷电机执行一定时间段的刮雨动作，以除去窗口玻璃上的雨水和灰尘，可使摄像机在雨天以及以后的时间段内均可获取清晰的图像，有益效果显著。

本发明的自动雨刷除尘装置及方法，优点主要体现在：（1）浸水为自动检测，更加方便、实用；（2）一场雨仅执行一次刮雨动作，对摄像机的窗口玻璃清理后不再动作，不会对正常的视频监控造成影响；（3）整个浸水、刮雨动作均为自动完成，无需人工参与。

附图说明

图1为本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的结构原理图；

图2为本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的电路原理图；

图3为本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的电路图；

图4为本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法流程图。

图中：1刮水区，2窗口玻璃，3雨刷，4驱动轴，5浸水检测机构，6底座，7载重云台，8镜头载体，9遮雨板，10微控制器，11雨刷电机驱动电路，12雨刷电机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，分别给出了本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的结构原理图和电路原理图，其由雨刷2、驱动轴4、浸水检测机构5、微控制器10、雨刷电机驱动电路11以及雨刷电机12组成；摄像机设置于镜头载体8上，镜头载体8的下方为载重云台7，载重云台7的下方为底座6。所示刮水区1开设于镜头载体8的壳体上，窗口玻璃2设置于刮水区1中，雨刷3设置窗口玻璃2的外围，通过雨刷3的摆动可对窗口玻璃2上的雨水和灰尘进行清理，雨刷3的摆动通过驱动轴4进行驱动。

浸水检测机构5设置于镜头载体8的壳体上，浸水检测机构5由开设于刮水区1外围壳体上的开孔和位于开孔内的两个金属导体组成，两金属导体相互平行但不接触，当雨水进入开孔中后，由于雨水的泥土中含有大量的矿物质，使得两金属导体导通。因此，通过检测量金属导体之间的状态，即可对窗口玻璃2的浸水状态进行判断。如图2所示，微控制器10通过浸水检测结构5对窗口玻璃2上是否浸水进行检测，通过雨刷电机驱动电路11驱使雨刷电机12进行刮雨作业。

如图3所示，给出了本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的电路图，所示的一个金属导体与电源地相连接，另一个金属导体与二极管D2的负极相连接，二极管D2的正极经电阻R1与5V电源的正极相连接。微控制器10采用单片机，单片机的P01端口接于二极管D2与电阻R1之间，以实现对浸水信号的检测。由于雨水中含有矿物质，可形成大量的导电离子，当两个金属导体之间有足够的雨水时，形成导电通路，P01口为低电平。通过判断P01口的状态可以知道当前是否是雨水天气。如果有多个浸水检测端同时连到单片机，对应的各个端口都变为低电平时才判断为雨水天气，这样可以进一步提高判断的准确性，更合理地确定开雨刷的时刻。

所示的雨刷驱动电路11由三极管Q2、二极管D1、电磁铁以及缠绕于电磁铁上的线圈组成，所示单片机的输出端P02经电阻R2与三极管Q2的基极相连接，三极管Q2的发射极接于电源地上，Q2的集电极与二极管D1的正极相连接，D1的负极基于12V电源的正极，线圈与二极管D1相并联。当单片机的输出端P02输出高电平时，三极管Q2导通，线圈中就会有电流通过，电磁铁就会吸附雨刷电机12所在的回路导通，执行刮雨动作。

如图4所示，给出了本发明的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法流程图，其方法为：首先通过浸水检测机构（5）判断是否有雨水浸渍在摄像机的窗口玻璃（2）上，如果判断结构为是，则控制雨刷电机（12）驱使雨刷（3）对窗口玻璃执行时间段为T0（如T0=1min，在后面的程序中，执行刮雨动作的时间为T1MS*60000≈1min）的刮雨操作，以去除摄像机窗口玻璃上的雨水和灰尘。

其具体通过以下步骤来实现：

a).变量设置，设置刮雨时间标志位flag_T1min和刮雨动作自锁标志位flag_lock，并将其值均初始化为零；flag_T1min为1表示刮雨时间结束，flag_lock为1表示已执行一次刮雨动作，这次刮雨结束后，在这场刮雨中不会再执行刮雨动作；

b).判断刮雨条件是否有效，微控制器通过判断浸水检测机构的输入信号SENSE是否为浸水状态的0，且雨动作完成标志位flag_lock是否为0状态同时成立，如果不同时成立，则继续判断，如果同时成立，则执行步骤c)；

c).执行刮雨动作，微控制器将刮雨控制信号SW置1，使刮雨控制信号有效，进行刮雨动作，并开中断，flag_lock置1，执行步骤d)；

d).判断刮雨时间，通过flag_T1min的状态来判断刮雨时间是否已到，如果没到，则继续刮雨；如果已到则将flag_T1min置0、关闭flag_T1min的定时器，并关闭刮雨控制信号SW，停止刮雨动作；

e).判断浸水检测部分是否风干，判断信号SENSE是否为1，如果不为1，则表明浸水检测部位没有风干，保证一次下雨仅执行一次刮雨动作，继续判断；如果为1，则表明浸水检测部位已经风干，将lag_T1min和flag_lock均置0，以备下次下雨时可正常执行刮雨动作。

对应图3所示的自动雨刷除尘装置的电路图，程序代码如下：

#define FOSC 11059200L

#define T1MS (65536-FOSC/1000)

unsigned int   count=0;

bit            flag_T1min=0;

bit            flag_lock=0;

sbit SENSE=P0^1;

sbit SW=P0^2;

void delay(int t)                 

{

   int i,j;

   for(i=0;i<t;i++)

   {

       for(j=0;j<1000;j++)

       {}

   }

}

void init_TIMER()

{

   TMOD=0x11;

   TL0 = T1MS;

   TH0 = T1MS >> 8;

   ET0 = 1;

   EA = 1;

}

void IntTimer0() interrupt 1

{

   TL0 = T1MS;

   TH0 = T1MS >> 8;

   if (count++ >= 60000)

   {

       count = 0;

       flag_T1min=1;

   }

}

main()

{

   SENSE=1; 

   SW=0;

   init_TIMER();

   while (1)

   { 

       if(SENSE==0&&flag_lock==0)

       {

          delay(10);

          if(SENSE==0)

          {

              SW=1;

              TR0 = 1;

              flag_lock=1;

          } 

       }

       if(SENSE==1&&flag_lock==1)

       {

          delay(10);

          if(SENSE==1)

          {

              SW=0;

              TR0 = 0;

              flag_T1min=0;

              flag_lock=0;

          } 

       }

       if(flag_T1min==1)

       {

          SW=0;

          TR0 = 0;

          flag_T1min=0;

       }

   }

}

Claims (6)

1.一种摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，其特征在于：包括雨刷（3）、浸水检测机构（5）、微控制器（10）和雨刷电机（12），雨刷置于摄像机窗口玻璃（2）的外侧，用于对窗口玻璃上的雨水和灰尘进行清理，浸水检测结构与微控制器的输入端相连接，微控制器的输出端对雨刷电机进行控制；微控制器利用浸水检测机构对窗口玻璃上是否浸渍有雨水进行检测，并根据检测结果通过雨刷电机驱动雨刷执行刮雨动作。

2.根据权利要求1所述的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，其特征在于：所述窗口玻璃（2）设置于刮水区（1）中，浸水检测机构（5）由开设于刮水区（1）外围壳体上的开孔和位于开孔内两相互平行但不接触的金属导体组成。

3.根据权利要求2所述的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，其特征在于：所述微控制器（10）通过雨刷电机驱动电路（11）驱使雨刷电机（12）工作，雨刷电机通过驱动轴（4）带动雨刷（3）进行摆动。

4.根据权利要求3所述的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置，其特征在于：所述微控制器（10）为单片机，浸水检测机构中的一个金属导体接于地上，另一个金属导体接于二极管D2的负极，D2的正极经电阻R1接于+5V电源上，D2与电阻R1的连接处与单片机的输入端相连接；雨刷电机驱动电路由三极管Q2、电磁铁、缠绕于电磁铁上的线圈、二极管D1组成，三极管Q2的发射极接于地上，Q2的集电极与二极管D1的正极相连接，D1的负极接于+12V电源上，单片机的输出端经电阻R2接于Q2的基极上，线圈并联于二极管D1的两端；电磁铁对雨刷电机（12）所在回路的通断进行控制。

5.一种基于权利要求1所述的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法，其特征在于，通过以下方法来实现：首先通过浸水检测机构（5）判断是否有雨水浸渍在摄像机的窗口玻璃（2）上，如果判断结构为是，则控制雨刷电机（12）驱使雨刷（3）对窗口玻璃执行时间段为T0的刮雨操作，以去除摄像机窗口玻璃上的雨水和灰尘。

6.根据权利要求5所述的摄像机窗口玻璃自动雨刷除尘装置的控制方法，其特征在于，具体通过以下步骤来实现：

a).变量设置，设置刮雨时间标志位flag_T1min和刮雨动作自锁标志位flag_lock，并将其值均初始化为零；flag_T1min为1表示刮雨时间结束，flag_lock为1表示已执行一次刮雨动作，这次刮雨结束后，在这场刮雨中不会再执行刮雨动作；

b).判断刮雨条件是否有效，微控制器通过判断浸水检测机构的输入信号SENSE是否为浸水状态的0，且雨动作完成标志位flag_lock是否为0状态同时成立，如果不同时成立，则继续判断，如果同时成立，则执行步骤c)；

c).执行刮雨动作，微控制器将刮雨控制信号SW置1，使刮雨控制信号有效，进行刮雨动作，并开中断，flag_lock置1，执行步骤d)；

d).判断刮雨时间，通过flag_T1min的状态来判断刮雨时间是否已到，如果没到，则继续刮雨；如果已到则将flag_T1min置0、关闭flag_T1min的定时器，并关闭刮雨控制信号SW，停止刮雨动作；

e).判断浸水检测部分是否风干，判断信号SENSE是否为1，如果不为1，则表明浸水检测部位没有风干，保证一次下雨仅执行一次刮雨动作，继续判断；如果为1，则表明浸水检测部位已经风干，将lag_T1min和flag_lock均置0，以备下次下雨时可正常执行刮雨动作。