CN104994269B - 用于图像采集设备的供电设备、供电控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于图像采集设备的供电设备、供电控制方法和装置。其中，该供电设备包括：阻抗采集电路，用于采集图像采集设备的阻抗；处理电路，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制电路，用于在接收到控制信号时，控制电源为图像采集设备供电。采用本申请，解决了现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，实现了对图像采集设备的安全供电。

Description

用于图像采集设备的供电设备、供电控制方法和装置

技术领域

本申请涉及设备供电领域，具体而言，涉及一种用于图像采集设备的供电设备、供电控制方法和装置。

背景技术

使用POC技术可以在同轴传输电缆上同时传输电能和POC设备(如支持POC传输的摄像机)的视频信号，往往在同轴传输电缆上传输的电能的电压较高，当POC设备接入时，同轴传输电缆和POC设备能够正常工作；而当普通设备误接入时，同轴传输电缆不能自动识别该设备是否为POC设备，由于普通设备能够承受的电压范围较小，该设备会因为承受较高的电压而烧毁。

针对现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于图像采集设备的供电设备、供电控制方法和装置，以至少解决现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用于图像采集设备的供电设备，该供电设备包括：阻抗采集电路，用于采集图像采集设备的阻抗；处理电路，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制电路，用于在接收到控制信号时，控制电源为图像采集设备供电。

进一步地，供电设备还包括：传输装置，连接在控制电路和图像采集设备之间，用于传输复合信号，其中，复合信号包括电源输出的第一直流电和图像采集设备输出视频信号。

进一步地，阻抗采集电路包括：电压采集卡，与传输装置连接于第一节点，用于采集第一节点的电压信号；计算器，与信号采集电路连接，用于计算电压信号对应的阻抗。

进一步地，处理电路包括：微处理器，与计算器连接，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制电路包括：第一控制开关，与微处理器连接，用于在接收到控制信号时闭合，以加载电源为图像采集设备供电。

进一步地，电压采集卡包括：采集接口，与第一节点连接，用于采集第一节点的模拟的电压信号；模数转换器，与采集接口连接，用于将模拟的电压信号转换为数字的电压信号；计算器基于数字的电压信号计算阻抗。

进一步地，供电设备还包括：第二控制开关，连接于采集接口与传输装置之间，用于在接收到微处理器的启动信号时闭合，以将传输装置接入到采集接口。

进一步地，微处理器包括：信号检测器，与第一控制开关连接，用于在检测到图像采集设备断开与传输装置的连接时，生成断开信号，第一控制开关在接收到断开信号时，断开电源与传输装置的电连接。

进一步地，供电设备还包括：直流电源耦合电路，分别与电源、控制电路和传输装置连接，用于在控制信号的触发下，将对第一直流电进行滤波得到的滤波电流输出至传输装置；直流电源分离电路，与传输装置连接，用于从复合信号中分离出滤波电流。

进一步地，供电设备还包括：电压转换电路，与直流电源分离电路连接，用于将滤波电流的电压转换为符合图像采集设备的工作电压的供电电流；恒流输出电路，分别与电压转换电路和图像采集设备连接，用于控制供电电流为恒流的电流。

进一步地，供电设备还包括：视频信号耦合电路，连接于传输装置和图像采集设备之间，用于输出视频信号至传输装置；视频信号分离电路，连接于传输装置和存储器之间，用于将从复合信号中分离出的视频信号输出至存储器。

进一步地，传输装置包括同轴传输电缆。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种用于图像采集设备的供电控制方法，该供电控制方法包括：检测图像采集设备的阻抗；在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；基于控制信号控制电源为图像采集设备供电。

进一步地，在基于控制信号控制电源为图像采集设备供电之后，供电控制方法还包括：检测图像采集设备与传输装置的连接状态，其中，传输装置用于传输电源输出的第一直流电；在检测到图像采集设备断开与传输装置的连接时，断开电源与传输装置的连接。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种用于图像采集设备的供电控制装置，该供电控制装置包括：检测模块，用于检测图像采集设备的阻抗；信号生成模块，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制模块，用于基于控制信号控制电源为图像采集设备供电。

采用本申请，利用阻抗采集电路采集图像采集设备的阻抗，在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，如图像采集设备的阻抗符合预设阻抗范围，处理电路，生成控制信号，控制电路在该控制信号的触发下，接通电源和传输装置，为图像采集设备供电。采用本申请提供的供电设备，在判断出图像采集设备为同轴缆供电设备的情况下为图像采集设备供电，解决了现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，实现了对图像采集设备的安全供电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的图像采集设备的供电设备的示意图；

图2是根据本申请实施例的一种可选的图像采集设备的供电设备的示意图；

图3是根据本申请实施例的另一种图像采集设备的供电设备的示意图；

图4是根据本申请实施例的直流电源分离电路的示意图；

图5是根据本申请实施例的电压转换电路的示意图；

图6是根据本申请实施例的恒流输出电路的示意图；

图7是根据本申请实施例的视频信号分离电路的示意图；

图8是根据本申请实施例的用于图像采集设备的供电控制方法的流程图；以及

图9是根据本申请实施例的用于图像采集设备的供电控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

CVBS：英文全称是Compos ite Video Broadcast Signal，中文名称是复合视频广播信号，是国家电视标准委员会电视信号的传统图像数据传输方法，它以模拟波形来传输信号。

ISP技术：是一种摄像机专用的技术,是按照人眼视觉的要求对摄像机拍摄到的数据进行转换处理的一种技术。

模拟高清摄像机：模拟高清摄像机可以将数字信号转换成模拟CVBS复合信号，它提高了传统CVBS模拟视频的清晰度，延展了模拟高清的影像传输距离，还支持模拟式的高清视频信号(如720P和1080P的高清视频信号)、影音信号及数字信号传输方式。为了适应更多应用，模拟高清ISP在图像去噪、宽动态等功能上有了很大的提升。模拟高清ISP采用3D降噪技术，在原有的帧内去噪的基础上，增加了帧间降噪的功能，降噪效果更为明显。在宽动态处理方面，模拟高清ISP也实现了帧间宽动态技术，并把宽动态范围提高到120dB，大大超过了原有的160倍宽动态效果。模拟高清摄像机延续了模拟机系统的优势，不需编码，无延时，图像还原效果更为逼真，性价比较高。

同轴缆供电技术：即Power Over Cable，简称POC。该技术利用同轴传输电缆整合数据传输与供电，以单一缆线解决工业视频与电力传输应用的需求。

根据本申请实施例，提供了一种图像采集设备的供电设备的实施例，图1是根据本申请实施例的图像采集设备的供电设备的示意图，如图1所示，该供电设备包括：阻抗采集电路11，用于采集图像采集设备50的阻抗；处理电路13，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制电路15，用于在接收到控制信号时，控制电源为图像采集设备供电。

通过上述实施例，利用阻抗采集电路采集图像采集设备的阻抗，在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，如图像采集设备的阻抗符合预设阻抗范围，处理电路，生成控制信号，控制电路在该控制信号的触发下，接通电源和传输装置，为图像采集设备供电。采用本申请提供的供电设备，在判断出图像采集设备为同轴缆供电设备的情况下为图像采集设备供电，解决了现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，实现了对图像采集设备的安全供电。

如图2所示的实施例中，供电设备还包括：传输装置30，连接在控制电路和图像采集设备之间，用于传输复合信号，其中，复合信号包括电源输出的第一直流电和图像采集设备输出视频信号。

其中，上述实施例中的阻抗采集电路、处理电路和控制电路可以分别设置，也可以集成为阻抗检测控制电路10。

可选地，传输装置可以包括同轴传输电缆，图像采集设备可以为摄像机。

可选地，电源与控制电路连接，支持POC功能的摄像机即同轴缆供电POC摄像机。为了防止不支持POC功能的普通摄像机接入到系统中导致该普通摄像机损坏，本申请提供的图像采集设备的供电设备，当有新的摄像机接入时，阻抗采集电路采集该摄像机的阻抗，在检测到该摄像机的阻抗符合POC摄像机的要求(即符合预设阻抗范围)时，处理电路生成控制信号以接通电源和同轴传输电缆，利用传输装置将第一直流电输送至POC摄像机以为其供电，且当POC摄像机工作时，POC摄像机采集到的视频信号也通过同轴传输电缆传输。

需要说明的是，目前大部分摄像机正常工作时都需要使用两条线缆，一条用于传输数据，另一条则是电源线。本申请能在原有的用于传输模拟视频信号的同轴缆电缆上叠加直流电源，直流电源不会影响模拟视频信号的传输，且模拟视频信号不用经过调制解调即可正常传输。其基本理论基础如下：给摄像机供电的电源一般是低压直流电源，理想情况下电源信号频率是0Hz，而模拟视频信号频率主要是在几十Hz到几十MHz之间。当电源信号和模拟视频信号同时在同轴传输电缆上传输时，可以利用电容能通过交流信号阻止直流信号、电感能通过直流信号阻碍交流信号的原理对不同频率的信号进行分离，因此，理论上存在模拟视频信号和电源信号混合传输的可行性。

如图2所示的实施例中，阻抗采集电路11可以包括：电压采集卡111，与传输装置连接于第一节点A，用于采集第一节点A的电压信号；计算器113，与信号采集电路连接，用于计算电压信号对应的阻抗。

进一步地，处理电路13包括：微处理器131，与计算器113连接，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制电路15包括：第一控制开关151，与微处理器连接，用于在接收到控制信号时闭合，以加载电源为图像采集设备供电。

如图2所示，该供电设备可以包括测试电压17和电阻R，电阻R也与传输装置连接于第一节点A；第一控制开关与传输装置连接于第二节点B，第一节点可以与第二节点是同一节点。

由于支持POC功能的摄像机的阻抗(即输入阻抗)与不支持POC功能的摄像机的阻抗不同，因此可以通过检测摄像机的阻抗来识别接入的摄像机是否是POC摄像机。在检测摄像机的阻抗时，与摄像机的阻抗相比，传输装置的阻抗值较小，可以忽略，由于阻抗与电压成正比，可以通过检测第一节点处的电压来确定摄像机的阻抗。

具体地，如图2所示，测试电压为3.3V的直流电压，电阻R的阻值可以为10KΩ。阻抗采集电路可以通过检测来获取第一节点A的电压V1，通过公式计算摄像机的阻抗R(单位为KΩ)，并在摄像机的阻抗符合POC设备的阻抗时生成控制信号，第一控制开关接通电源与传输装置，以为摄像机供电。

其中，公式为：R＝10×V1÷(3.3-V1)。

需要说明的是，若传输装置和视频信号耦合电路的阻抗值较大，在通过上述公式计算得到R之后可以减去传输装置和视频信号耦合电路的阻抗值，以得到更为准确的摄像机的阻抗。

通过上述实施例，可以通过获取第一节点的电压来获取图像采集设备的输入阻抗。

上述实施例中电压采集卡包括：采集接口，与第一节点连接，用于采集第一节点的模拟的电压信号；模数转换器，与采集接口连接，用于将模拟的电压信号转换为数字的电压信号；计算器基于数字的电压信号计算阻抗。

具体地，在电压采集卡采集到第一节点的电压信号之后，模数转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号，计算器根据该转换后数字信号计算出图像采集设备的阻抗。

可选地，上述处理电路可以包括比较器，具体地，比较器与计算器连接，用于比较图像采集设备的阻抗是否在预设阻抗范围内，若比较得到图像采集设备的阻抗在预设阻抗范围内，则生成控制信号，以触发第一控制开关接通电源和传输装置。

通过上述实施例，可以在图像采集设备的输入阻抗符合POC设备的阻抗要求时接通电源为图像采集设备供电，从而有效地保护误接入的不支持POC功能的设备因电压过高而损坏。

在一个可选地实施例中，供电设备还可以包括：第二控制开关，连接于采集接口与传输装置之间，用于在接收到微处理器的启动信号时闭合，以将传输装置接入到采集接口。

下面以摄像机为例并结合图2详述本申请的实施例。

如图2所示微处理器是单片机(如51单片机)。在第一节点处，连接一个10KΩ的电阻R(即上拉电阻)，并将该电阻与3.3V的测试电压连接。在摄像机的供电设备为摄像机供电前(上电前)，单片机生成触发信号以控制第二控制开关把传输装置接入到电压采集卡的采集接口(即单片机的AD采集口)，电压采集卡采集得到第一节点的电压的模拟信号，然后通过模数转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号，并通过计算器计算出摄像机的阻抗，微处理器通过阻抗判断该摄像机是否是POC摄像机，当判断出摄像机为POC设备时，单片机触发第一控制开关将电源接入到传输装置，以为摄像机供电。

可选地，上述接入传输装置的电源的电压可以为48V。

通过上述实施例，可以避免误接入不支持POC功能的摄像机时，摄像机因承受电压过高而损坏。

在一个可选的实施例中，进一步地，微处理器包括：信号检测器，与第一控制开关连接，用于在检测到图像采集设备断开与传输装置的连接时，生成断开信号，第一控制开关在接收到断开信号时，断开电源与传输装置的电连接。

具体地，在POC摄像机(即图像采集设备)工作时，信号检测器实时检测POC摄像机与传输装置的连接状态，当检测到POC摄像机断开与传输装置的连接时，生成断开信号，第一控制开关在该断开信号的触发下，断开电源与传输装置的连接，以防新接入的不支持POC功能的摄像机被损坏。

通过上述实施例，可以进一步提高本申请的供电设备的安全性，防止新接入的设备受损。

需要说明的是，若POC摄像机与传输装置是间接相连的，如POC摄像机通过视频信号耦合电路与传输装置相连，微处理也能实时检测POC摄像机的连接状态，并且在POC摄像机断开与视频信号耦合电路的连接时，生成开关触发信号以控制第一控制开关断开电源与传输装置的连接。

可选地，如图3所示，供电设备还包括：直流电源耦合电路70，分别与电源20、控制电路和传输装置30连接，用于在控制信号的触发下，将对第一直流电进行滤波得到的滤波电流输出至传输装置；直流电源分离电路，与传输装置连接，用于从复合信号中分离出滤波电流。

图3中未示出控制电路，图3中示出了阻抗检测控制电路10。

在图像采集设备的阻抗符合POC设备的要求时，阻抗检测控制电路中的处理电路生成控制信号，以接通电源和传输装置，具体是将电源接入到第一侧的直流电源耦合电路，直流电源耦合电路对电源的第一直流电进行滤波，并将得到的滤波电流加载至传输装置以传输至第二侧，第二侧的直流电源分离电路从传输装置传输的复合信号中分离出滤波电流以为图像采集设备供电。

上述实施例中的直流电源耦合电路和直流电源分离电路的作用是允许直流电通过而对交流的视频信号呈现高阻抗状态，从而避免视频信号与直流电信号之间的干扰。其中，直流电源耦合电路的主要作用是对电源的第一直流电滤波，过滤第一直流电中的交流成分，从而得到滤波电流，以避免交流成分对视频信号造成干扰；直流电源分离电路的主要作用是从传输装置传输的复合信号中分离出滤波电流，下面结合图4对直流电源分离电路的工作原理做进一步地说明。

如图4所示，第一电阻R1的第一端与传输装置连接，第一电阻R1的第二端分别与第二电阻R2的第一端、第一电感L1的第一端以及第一二极管D1的第一端连接，第二电阻R2的第二端、第一电感L1的第二端以及第一二极管D1的第二端连接于第二节点B；第三电阻R3的第一端与第二节点B连接，第二端分别与第四电阻R4的第一端、第一电容C1的第一端以及第一三极管Q1的第一端连接；第一三极管Q1的第三端与第二节点B连接，第二端与第二三极管Q2的第一端连接；第二三极管Q2的第二端和第四端与第二节点B连接，第三端与第五电阻R5的第一端连接；第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端连接；第六电阻R6的第二端、第四电阻R4的第二端以及第一电容C1的第二端连接于第二节点E；整流器U1的第一端接地，第二端与第二节点E连接；第二电容C2的第一端接地，第二端与第二节点E连接。由第二节点E输出的电流即滤波电流。

需要说明的是，第一电感L1可以采用33uH的电感；第一电容C1和第二电容C2采用的是4700uF的耐压能力为50V的电容；整流器U1的型号是SMBJ28CA。

如图4所示，第一三极管Q1和第二三极管Q2组成达林顿结构，也即达林顿三极管，达林顿三极管工作在放大状态。由于第一三极管Q1的基极电容(即第一电容C1)的存在，达林顿三极管的基极与发射极之间的电压不会发生突变，从而使流过第二三极管Q2的电流不会突变，因此，由达林顿三极管组成的这部分电路的功能类似于电感(即模拟电感)，模拟电感可以阻值中频视频信号通过，而允许直流电流(如本申请的滤波电流)通过，但是由于三极管自身的结电容的存在，在高频信号通过时，模拟电感会呈现一个较低的阻抗，因此，还需要串接一个较小的第一电感L1和磁珠(即第一电阻R1)以保证在高频信号通过时，直流电源分离电路依然能呈现一个高阻抗，阻止高频信号通过，而允许直流电流通过。

可选地，如图4所示的第一电容C1和第二电容C2的作用是用于保持输出电压的稳定性，其体积较大，难以放进体积较小的摄像机的中，而且在摄像机的比较耗费功率的开启红外灯功能或者进行ICR切换时会造成系统重启。采用本申请的在第二侧(即摄像机端)电源部分增加恒流输出电路的技术方案，可以不使用50V大容量大体积的电容，而是用其它体积较小的电容代替，以使直流电源分离电路等能够集成到体积较小的摄像机内，并且在开启红外灯和ICR切换时不会出现摄像机重启。

进一步地，如图3所示，供电设备还可以包括：电压转换电路110，与直流电源分离电路连接，用于将滤波电流的电压转换为符合图像采集设备50的工作电压的供电电流；恒流输出电路130，分别与电压转换电路和图像采集设备连接，用于控制供电电流为恒流的电流。

需要说明的是，同轴传输电缆的直流阻抗较大，一般为0.1Ω/m左右，当同轴传输电缆的长度较长时，损耗在同轴传输电缆上的能量较多，因此，本申请采用了48V直流电压供电，以减小同轴传输电缆的功率损耗。图5示出的即为第二侧(即摄像机端)的电压转换电路，这部分电路能把输入的12V-48V直流电压变换为摄像机(即图像采集设备)工作需要的12V直流电压。

下面结合图5详述本申请的电压转换电路。

如图5所示，直流转换器U2的第二端分别与直流电源分离电路的输出端(即第三节点E)、第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端、第五电容C5的第一端以及第七电阻R7的第一端连接；第七电阻R7的第二端分别与第八电阻R8的第一端和直流转换器U2的第三端连接；第六电容C6的第一端与直流转换器U2的第四端连接；第九电阻R9的第一端与直流转换器U2的第五端连接；直流转换器U2的第八端分别与第十电阻R10的第一端和第八电容C8的第一端连接；第十电阻R10的第二端与第七电容C7的第一端连接；直流转换器U2的第一端通过第九电容C9与第十一电阻R11的第一端连接于第四节点F；第十一电阻R11的第二端与第十电容C10的第一端连接；直流转换器U2的第十端、第二二极管D2的第一端以及第二电感L2的第一端与第四节点F连接；第二电感L2的第二端与第十二电阻R12的第一端连接于第五节点G；第十二电阻R12的第二端与第十三电阻R13的第一端连接于第六节点H，第十三电阻R13的第二端输出的即为供电电流；第十四电阻R14的第一端与第五节点G连接，第二端与第十五电阻R15的第一端连接；第十五电阻R15的第二端分别与直流转换器U2的第七端和第十六电阻R16的第一端连接；第十一电容C11的第一端、第十二电容C12的第一端以及第十三电容C13的第一端与第五节点G连接；第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第五电容C5的第二端、第八电阻R8的第二端、第六电容C6的第二端、第九电阻R9的第二端、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端、直流转换器U2的第九端和第十一端、第二二极管D2的第二端、第十电容C10的第二端、第十六电阻R16的第二端、第十一电容C11的第二端、第十二电容C12的第二端以及第十三电容C13的第二端接地。

需要说明的是，直流转换器U2的第一端至第十一端对应于图4中直流转换器U2的标号为“1”至“11”的引脚，直流转换器U2的第六端悬空。

可选地，上述直流转换器U2可以是型号为TPS54260DGQ的降压转换器，工作开关频率高达2.5MHz，可以有效减小开关噪声对视频信号的干扰。

在实际运行中，摄像机的功率会在一定范围内波动，从而导致传输装置中的电流波动，甚至产生交流成分的电流造成视频信号被干扰，因此，本申请中增加了如图6所示的恒流输出电路，以保证同轴传输电缆中流过的供电电流不会产生波动。

下面结合图6详述本申请的恒流输出电路。

如图6所示，第十九电阻R19的第一端与第五节点G连接，第二端分别与第十四电容C14的第一端、第十七电阻R17的第一端、第三二极管D3的第一端、第二十电阻R20的第一端连接；第十七电阻R17的第二端分别与第三二极管D3的第二端和第十八电阻R18的第一端连接；第二十电阻R20的第二端分别与第二十一电阻R21的第一端和运算放大器U3A的第三端连接；第十四电容C14的第二端分别与第十八电阻R18的第二端、第三二极管D3的第三端、第二十一电阻R21的第二端以及第二十二电阻R22的第一端连接；第二十三电阻R23的第一端与第六节点H连接，第二端与运算放大器U3A的第二端连接；第二十四电阻R24的第一端与第五节点G连接，第二端分别与运算放大器U3A的第八端和第十五电容C15的第一端连接；第二十五电阻R25的第一端与运算放大器U3A的第一端连接，第二端与第四三极管Q4的第一端连接；第四三极管Q4的第三端与第十六电容C16的第一端连接与第七节点I；第三三极管Q3的第一端与第四三极管Q4的第二端连接；第二十六电阻R26的第一端与第三三极管Q3的第三端连接，第二端与第二十七电阻R27的第一端连接；第二十七电阻R27的第二端与电压转换电路的第十三电阻R13的第二端连接；第三三极管Q3的第二端、第二十八电阻R28的第一端、第二十九电阻R29的第一端分别与第七节点I连接；第二十八电阻R28的第二端与第三十电阻R30的第一端连接；第二十九电阻R29的第一端与第三十一电阻R31的第一端连接；第二十二电阻R22的第二端、运算放大器U3A的第四端、第十五电容C15的第二端、第十六电容C16的第二端、第三十电阻R30的第二端以及第三十一电阻R31的第二端接地。

在上述恒流输出电路中，第三三极管Q3和第四三极管Q4构成达林顿三级管，达林顿三级管和运算放大器U3A一起组成调整管结构以调整供电电流，达林顿三极管工作在放大状态，且和运算放大器U3A一起工作在深度负反馈状态，电压转换电路中的第十二电阻R12是电流采样电阻，在电路正常工作时，第十二电阻R12两端的电压，即第五节点G和第六节点H之间的电压会实时跟踪于第二十电阻R20两端的电压，在恒流输出电路中，当第三二极管D3周围的电阻确定之后，第二十电阻R20两端的电压即为一个固定值，也即第十二电阻R12两端的电压也为固定值，从而使得流过采样电阻(即第十二电阻R12)上的电流不会产生变化，从而实现了控制供电电流为恒流电流。

具体地，在摄像机工作时，同轴传输电缆(即传输装置)用于传输复合信号，将视频信号由第二侧传输至第一侧，将电能由第一侧传输至第二侧。在第二侧的直流电源分离电路从传输装置传输的复合信号中分离出滤波电流之后，电压转换电路将电压为12V-48V的滤波电流转换为电压值为12V的供电电流，由于电路参数设定时的电流值稍大于摄像机正常工作时需要的电流，滤波电流中多余的电流会通过恒流输出电路的第三三极管Q3流出，以保证第二端(即摄像机端)负载的总功耗不会波动，既确保了同轴传输电缆上传输的电流为恒定值，也能满足摄像机的正常工作的功率需求，在摄像机的功率波动时，将多余的电流通过第三三极管Q3流出。

需要说明的是，实际安装应用时摄像机放置在离存储器较远的地方，常用传输装置，如型号为75-3和75-5的同轴传输电缆的直流阻抗约为10-20Ω/100m，在使用12V电源供电时，由于同轴传输电缆的损耗较大，只能支持小功率摄像机在非常短的距离内使用。若使用本申请的48V直流电源为摄像机供电，在摄像机端使用高压直流转换器(如DCDC芯片)将电源电压降压到12V给摄像机供电，这样在电能传输时能够减小电能损耗，从而增加传输距离，还能满足各种设备的不同功率需求。

通过上述实施例，利用48V的直流电源供电能够减少传输损耗，增加传输距离，通过电压转换电路和恒流输出电路能够将48V的直流电转换为恒压恒流电为摄像机供电，且能满足各种摄像机的不同功率需求。

可选地，如图3所示，供电设备还可以包括：视频信号耦合电路150，连接于传输装置和图像采集设备之间，用于输出视频信号至传输装置；视频信号分离电路170，连接于传输装置和存储器40之间，用于将从复合信号中分离出的视频信号输出至存储器。

由于视频信号是几十Hz到几十MHz的交流信号，因此，将从摄像机输出的视频信号耦合到同轴传输电缆上以及从同轴传输电缆上分离出视频信号时均需要一个高通的滤波器，该高通滤波器能够允许视频信号通过而阻止直流电源信号通过。下面结合图7详述本申请的视频信号分离电路。

如图7所示，第十七电容C17的第一端、第十八电容C18的第一端以及第四二极管D4的第一端与传输装置连接，第十七电容C17的第二端、第十八电容C18的第二端以及第四二极管D4的第二端连接于第八节点J；保护器TVS的第一端与第八节点J连接，第二端接地；第五二极管D5的第一端与第八节点连接，第二端与第六二极管D6的第一端连接，第六二极管D6的第二端接地；第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9以及第十二极管D10串联连接组成二极管电路，该二极管电路的第一端与第八节点J连接，第二端接地；第八节点J与摄像机的视频信号输出接口连接。

在如图7所示的实施例中，保护器TVS的型号是BS0060M或者P0060BA，用于对后面的摄像机的视频信号输出端口的提供浪涌防护；高频二极管(即第四二极管D4)的型号是1N4148WS，用于为第十七电容C17和第十八电容C18提供保护；第五二极管D5至第十二极管D10的型号是1N4148WS，用于在摄像机接入到电路中和断开连接时保护摄像机。

需要说明的是，由第十七电容C17、第十八电容C18和第四二极管D4组成的电路相当于高通滤波器，该高通滤波器用于将视频信号耦合到同轴传输电缆上，还用于从同轴传输电缆的复合信号中分离出视频信号。

可选地，视频信号分离电路也可以采用如图7所示的电路。

在摄像机接通电源开始工作以后，摄像机的视频信号输出至视频信号耦合电路，视频信号耦合电路将视频信号加载至同轴传输电缆，视频信号分离电路通过高通滤波器从同轴传输电缆的复合信号中分离出视频信号并将视频信号传输至存储器。

通过上述实施例，可以实现视频信号的高效、稳定传输，将摄像机的视频信号存储到远端的存储器。

根据本申请实施例，提供了一种用于图像采集设备的供电控制方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图8是根据本申请实施例的用于图像采集设备的供电控制方法的流程图，如图8所示，该方法包括如下步骤：

步骤S802，检测图像采集设备的阻抗。

步骤S804，在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号。

步骤S806，基于控制信号控制电源为图像采集设备供电。

采用本申请，在采集图像采集设备的阻抗，在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，如图像采集设备的阻抗符合预设阻抗范围时，生成控制信号，并基于该控制信号接通电源和传输装置，为图像采集设备供电。采用本申请提供的供电控制方法，在判断出图像采集设备为同轴缆供电设备的情况下为图像采集设备供电，解决了现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，实现了对图像采集设备的安全供电。

根据上述实施例，在基于控制信号控制电源为图像采集设备供电之后，供电控制方法还包括：检测图像采集设备与传输装置的连接状态，其中，传输装置用于传输电源输出的第一直流电；在检测到图像采集设备断开与传输装置的连接时，断开电源与传输装置的连接。

通过上述实施例，可以将电源提供的12V至48V的直流电转换为图像采集设备的工作电压，并控制通过同轴传输电缆传输的电流为恒流电流，从而避免电流的波动造成对视频信号的影响。

通过上述实施例，可以防止新接入的设备受损。

本申请实施例还提供了一种用于图像采集设备的供电控制装置。图9是根据本申请实施例的用于图像采集设备的供电控制装置的示意图。如图9所示，该供电控制装置可以包括：检测模块910、信号生成模块930以及控制模块950。

其中，检测模块，用于检测图像采集设备的阻抗；信号生成模块，用于在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；控制模块，用于基于控制信号控制电源为图像采集设备供电。

采用本申请，在利用同轴传输电缆传输电流和视频信号的复合信号时，检测模块检测图像采集设备的阻抗，信号生成模块在阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号，控制模块基于控制信号控制电源为图像采集设备供电。采用本申请提供的供电装置，在判断出图像采集设备为同轴缆供电设备的情况下为图像采集设备供电，解决了现有技术中同轴传输电缆的供电安全性低的问题，实现了对图像采集设备的安全供电。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于图像采集设备的供电设备，其特征在于，包括：

阻抗采集电路，用于采集图像采集设备的阻抗；

处理电路，用于在所述阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；

控制电路，用于在接收到所述控制信号时，控制电源为所述图像采集设备供电；

所述供电设备还包括：传输装置，连接在所述控制电路和所述图像采集设备之间，用于传输复合信号，其中，所述复合信号包括所述电源输出的第一直流电和所述图像采集设备输出视频信号；

所述供电设备还包括：直流电源耦合电路，分别与所述电源、所述控制电路和所述传输装置连接，用于在所述控制信号的触发下，将对所述第一直流电进行滤波得到的滤波电流输出至所述传输装置；

所述阻抗采集电路包括：电压采集卡，与所述传输装置连接于第一节点，用于采集所述第一节点的电压信号；计算器与信号采集电路连接，用于通过公式计算所述电压信号对应的所述阻抗；所述公式为：R=电阻R₁*V₁/（测试电压-V₁）；其中R是图像采集设备的阻抗值，V₁是第一节点的电压值，电阻R₁是电路中与第一节点连接的电阻的值，测试电压是输入电路中的测试电压值。

2.根据权利要求1所述的供电设备，其特征在于，

所述处理电路包括：微处理器，与所述计算器连接，用于在所述阻抗符合所述同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成所述控制信号；

所述控制电路包括：第一控制开关，与所述微处理器连接，用于在接收到所述控制信号时闭合，以加载所述电源为所述图像采集设备供电。

3.根据权利要求2所述的供电设备，其特征在于，所述电压采集卡包括：

采集接口，与所述第一节点连接，用于采集所述第一节点的模拟的电压信号；

模数转换器，与所述采集接口连接，用于将所述模拟的电压信号转换为数字的电压信号；

所述计算器基于所述数字的电压信号计算所述阻抗。

4.根据权利要求3所述的供电设备，其特征在于，所述供电设备还包括：

第二控制开关，连接于所述采集接口与所述传输装置之间，用于在接收到所述微处理器的启动信号时闭合，以将所述传输装置接入到所述采集接口。

5.根据权利要求2所述的供电设备，其特征在于，所述微处理器包括：

信号检测器，与所述第一控制开关连接，用于在检测到所述图像采集设备断开与所述传输装置的连接时，生成断开信号，

所述第一控制开关在接收到所述断开信号时，断开所述电源与所述传输装置的电连接。

6.根据权利要求1所述的供电设备，其特征在于，所述供电设备还包括：

直流电源分离电路，与所述传输装置连接，用于从所述复合信号中分离出所述滤波电流。

7.根据权利要求6所述的供电设备，其特征在于，所述供电设备还包括：

电压转换电路，与所述直流电源分离电路连接，用于将所述滤波电流的电压转换为符合所述图像采集设备的工作电压的供电电流；

恒流输出电路，分别与所述电压转换电路和所述图像采集设备连接，用于控制所述供电电流为恒流的电流。

8.根据权利要求1所述的供电设备，其特征在于，所述供电设备还包括：

视频信号耦合电路，连接于所述传输装置和所述图像采集设备之间，用于输出所述视频信号至所述传输装置；

视频信号分离电路，连接于所述传输装置和存储器之间，用于将从所述复合信号中分离出的所述视频信号输出至所述存储器。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的供电设备，其特征在于，所述传输装置包括同轴传输电缆。

10.一种用于图像采集设备的供电控制方法，其特征在于，包括：

检测图像采集设备的阻抗；

在所述阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；

基于所述控制信号控制电源为所述图像采集设备供电；

在基于所述控制信号控制电源为所述图像采集设备供电之后，所述供电控制方法还包括：

检测所述图像采集设备与传输装置的连接状态，其中，所述传输装置用于传输所述电源输出的第一直流电；

将电源接入到直流电源耦合电路，直流电源耦合电路对电源的第一直流电进行滤波，并将得到的滤波电流加载至传输装置；

在检测到所述图像采集设备断开与所述传输装置的连接时，断开所述电源与所述传输装置的连接；

所述检测图像采集设备的阻抗包括：通过采集电路采集第一节点的电压信号，再通过公式计算所述电压信号对应的所述阻抗，所述公式为：R=电阻R₁*V₁/（测试电压-V₁）；其中R是图像采集设备的阻抗值，V₁是第一节点的电压值，电阻R₁是电路中与第一节点连接的电阻的值，测试电压是输入电路中的测试电压值。

11.一种实施权利要求10的方法的供电控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测图像采集设备的阻抗；

信号生成模块，用于在所述阻抗符合同轴缆供电设备的阻抗要求时，生成控制信号；

控制模块，用于基于所述控制信号控制电源为所述图像采集设备供电。