CN105052120A - 为监视摄像机和此类摄像机的保护壳体供电的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于摄像机(2)和摄像机保护壳体(1)的供电系统。该系统包括第一装置(13)，也称为被供电装置，因为其从远端装置接收电力，能从供电输入线(18)分流出供应电压(131)和数据信号(130)。多个供电线(14a-14e)连接至被供电装置(13)的第一输出，并且它们通过从被供电装置(13)获取的供应电压(131)为多个电构件(7,8,9,10)供电。该系统还包括连接至被供电装置(13)的供电设备(19)，以便接收由被供电装置分流的供应电压和数据信号来作为输入。供电设备(19)在输出线(20)上供应输出电压和数据信号，并且其通知控制电路(16)关于在输出线(20)上的由连接至该线的摄像机所需的电力。控制电路(16)操作地连接至电构件(7,8,9,10)的供电线(14a-14e)，并且在电构件和供电设备所需的电力超过预定值时，其停止或降低从一个或更多供电线(14a-14e)的电力吸收。还描述了壳体和用于为其供电的方法。

Description

为监视摄像机和此类摄像机的保护壳体供电的系统和方法
技术领域
本发明涉及视频监视系统领域，并且具体涉及用于监视摄像机的壳体领域。
具体而言，本发明涉及用于摄像机和用于容纳其的相关保护壳体的供电系统和方法。
背景技术
在视频监视领域，所熟知的是将摄像机安装在旨在保护摄像机免受周围事件和擅动行为影响的保护壳体中。
壳体通常设有用于保持壳体内空气温度在摄像机运行范围内或用于摄像机通过其来摄取监控环境图片的透明面板除雾所必要的风扇、加热元件和传感器。
风扇、加热元件和传感器需要电力，在许多情况下，电力通过与摄像机的视频信号在其上传输的数据线分开的专用线来传输。
为降低安装时间和成本，最近POE(PowerOverEthernet以太网供电)技术的运用被推广，以便通过相同的网络线缆向壳体提供用于壳体构件的供电和控制数据两者。
欧洲专利EP2026496公开了一种壳体，其中POE分流器容纳在壳体中，其能够使以太网线缆上传输的电力和数据分流。分流器因此连接至用于为加热元件和/或风扇提供必要电力的板上。
虽然这是可行的，但这样的解决方案具有一些缺点。
POE标准(802.3af-2003)或POE增强型标准(802.3at-2009)提供用于可在以太网线缆上传输的来自于PSE(电源设备)供电装置向待供电装置(也称为被供电装置)的电力的最大限制。在构件故障或壳体的若干构件有突发供电增益需求的情况下，提供电力至分流器的远端供电设备可能将停止供电(以便避免失效或故障)，因此会有停止监视服务的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点。
具体而言，本发明的目的在于控制壳体的构件的电能消耗。
这些目的通过实施所附权利要求中的特征的方法和系统来实现，这些所附权利要求是本描述的组成部分。
本发明的基本想法是用于摄像机以及用于摄像机的保护壳体的供电系统。系统包括第一装置，也称为被供电装置(powereddevice)，因为其从远端装置接收电力，能从输入供电线分流出供应电压和数据信号。多个供电线连接至被供电装置的第一出口，并且它们通过来自于被供电装置的供应电压为多个电构件供电。该系统还包括连接至被供电装置的供电设备，以便接收由被供电装置分开的供应电压和数据信号来作为输入。供电设备在输出线上提供输出电压和数据信号，并且其通知控制电路关于在输出线上的由连接至该线的摄像机所需的电力。控制电路可操作地连接至构件的供电线，并且在电构件和供电设备所需的电力超过预定值时，其停止或降低从一个或多个供电线的电力吸收。
该供电系统允许摄像机和壳体的构件仅借助于一根输入线来供电，该输入线用于数据和供电。有利地，该系统允许与摄像机(其可在壳体中被替换且可具有不同类型)的通信，以便了解吸收，从而控制壳体的若干装置，由此避免过多电力消耗，在壳体需要太多电流时，为壳体供电的远端装置构造成用于停止电流供应的系统中，除了环境方面以外，过多电力消耗可造成系统中服务停止。
在一个实施例中，系统包括与电构件的供电线串联设置的多个开关。这些开关由控制电路控制，控制电路继而又配置成断开或闭合开关，以便停止由连接至供电线的构件的电力吸收。
由于开关可由低成本构件制造，例如晶体管或SCR(硅可控整流器)，这个解决方案在控制壳体供电上是有效且便宜的。
优选地，供电系统还包括模式开关以用于设置供电系统的运行模式。模式开关适于在第一位置和第二位置之间切换，由壳体可吸收的不同的最大电力值与第一位置和第二位置关联。取决于模式开关的位置，控制电路限定由壳体可吸收的最大电力值，以便在超过与所述模式开关的所在的位置相关联的最大电力值的情况下，其停止或降低由电构件所吸收的电力。
因此，该解决方案允许提供灵活的壳体，其能够在不同视频监视系统中运行。
在一个非常适用于POE和POE增强型系统的有利的实施例中，控制电路配置成基于模式开关的位置来调节被供电装置的输入阻抗。由于在POE和POE增强型系统中，供电设备提供被供电装置电力取决于后者在交流相中所展现的输入阻抗，因此该解决方案特别有利。
随后有利地，该系统包括连接至壳体的输入线的电涌保护电路
因此，本发明涉及如上文所述的供电系统，以及包括其的用于监视摄像机的壳体。
本发明还涉及用于摄像机的壳体以及相关摄像机的供电方法。根据该方法，供应电压由输入线接收，数据通过该输入线交换；借助于供应电压，多个壳体的构件被供电，具体而言，至少一个风扇和/或加热元件。由来自输入线的电力还给摄像机供电。供应至摄像机的电力提供在输出线上，通过输出线，同一摄像机传输数码视频信号，例如但不限于，POE或POE增强型线。壳体的构件的电力吸收因此基于由摄像机吸收的电力来控制，以便保持吸收在预定值以内。
在该方法的一个实施例中，由电构件的电力吸收的控制通过在由构件和摄像机的供电需求超过预定值时停止一个或更多构件的供电来实现。
作为备选或与停止供电线结合，还可能在由构件和摄像机的电力需求超过预定值时，控制电构件使得它们关闭或降低电力吸收。
本发明的其它特征，目的和优点将通过详细描述而变得更清楚。
附图说明
下文将参考在附图中通过举例而非限制地提供的非限制性范例来描述本发明。这些附图示出本发明的不同方面和实施例，且其中适当地，在不同视图中，示出相同的结构，构件，材料和/或元件的参考数字由相同的参考数字来标记。
图1是根据本发明的壳体在打开状态下的透视图，其中容纳有摄像机。
图2是图1中的壳体所携带电路的框图。
图3是用于控制视频监视摄像机和容纳其的壳体的供电的方法的流程图。
具体实施方式
尽管本发明容许各种修改和备选形式，但一些优选的实施例在附图中示出，并且将在下文中详细描述。然而，应当理解，并不旨在通过具体公开的实施例来限制本发明，恰恰相反，本发明的目的在于覆盖落入权利要求所限定的本发明的范围内的所有的修改，备选形式以及等同方案。
所使用的“例如”,“等”,“或”指的是非排他性的备选方案，而除另外限定外是非限定的。所使用的“包括”除另外限定外都意指“包括但不限于”。
图1示出了壳体1，其中监视摄像机2容纳在其中，监视摄像机2适合地安装在支架3上。
壳体1以已知方式包括可彼此连接的第一半壳4和第二半壳5，以便限定容纳至少一个摄像机2的容积。半壳5包括透明前面板6，前面板6组成摄像机2穿过其可摄取图像的窗口。
本身通过已知的方式，壳体1包括保证视频监视系统正常运行所必要的多个构件，例如空气循环风扇7、加热元件8、除雾系统9（例如向壳体的透明面板传送温热空气的系统）、用于加热壳体的附加加热元件10等等。
图2示出了壳体1所携带的电路的框图；该框图特别强调了为壳体构件供电的系统，因此其不应视为壳体构件的完整图。图2的电路和供电系统允许用于给监视摄像机和用于该类摄像机的保护壳体供电的方法得以实施，该方法将在下文参考图3来描述。
壳体具有用于连接至网络线缆的输入连接器11，网络线缆具体而言为以太网线缆，其为用于传输依据以太网协议的数据的四对线缆，例如FTP线缆（带箔双绞线）或UTP线缆（非屏蔽双绞线）或STP线缆（屏蔽双绞线）。
电涌保护器12设置成连接至输入连接器，因此壳体内的电路以及与其连接的更重要的摄像机受到保护。
壳体适于与POE和POE增强型信号一起操作，因此在电涌保护器12下游设有被供电装置13，被供电装置13通过线18接收数据和供应电压两者作为输入(300)。被供电装置13使数据130与供应电压131分流（301）。
被供电装置13通过由控制电路控制的开关15a-15e连接至若干个构件的供电线14a-14e，控制电路在本文所描述的范例中包括微控制器16，但在不同的实施例中，其可包括一个或更多处理器，SoC单元（芯片上的系统），逻辑布线（wiredlogic）等。
在线的开关闭合时，各个构件连接至被供电装置13并且其接收运行所必要的电流（302）。
微控制器16控制开关使得将由整个电路所吸收的电力保持在预定极限值以下。
模式开关，具体而言，DIP(双列直插式)开关17允许用户选择壳体的运行模式，例如POE或POE增强型。
取决于开关的位置，微控制器16控制被供电装置13使得其具有在输入线18上的适当的阻抗，该阻抗根据POE和POE增强型的标准被远端供电设备解释(interpreted)，以便理解必须要多少电力供应至壳体。明显地，其它通信方式可提供在被供电装置13和在输入线18上供应电力的远端供电设备之间。
通过设置双列直插式开关17，微控制器16因此了解其能从在输入线18上供应数据和电力的远端供电设备接收多少电力。例如如果双列直插式开关设置在POE位置，则被供电装置13将要求远端供电设备提供大约15.4W，而如果双列直插式开关设置在POE增强型位置，则被供电装置13将要求远端供电设备提供多至25.5W。
在优选实施例中，双列直插式开关17决定壳体的运行模式，因此如果后者设置在POE增强位置上，但远端供电设备不能提供25W，则后者停止通信并且壳体不能运行。异常优选通过壳体的LED灯发出信号（例如由缓冲电池供电）或在供电设备结束与壳体的交流相之前发送信号至远端装置。
然而，作为变型，可能提供被供电装置13能够接收由远端供电设备设定的供电条件并且能接受在POE模式而不是由DIP开关17所设定的POE增加模式下运行。因此，壳体将在降低模式下运行，而仅一部分功能可用；有利地，可能将这样的运行异常通过壳体的LED灯和发光装置发出信号或向远端发出信号。
POE或POE增强型供电设备19通过采自被供电装置13的供电线中的一者（14e）供电（303）。供电设备19连接至被供电装置13以用于接收由被供电装置从输入线18获取的数据作为输入。
供电设备19在输出线20上使由被供电装置13获取的数据和来自线14e的供应电压再组合（304）。供电线20结束于输出连接器21，摄像机2连接至输出连接器21。优选地，连接器21是RJ45连接器并且其允许摄像机2借助于以太网线缆22连接。
供电设备19是智能装置，其设有通信单元以与其它装置通信，并且具体而言，一方面，与微处理器16通信并且另一方面，与摄像机2通信（通过线20连接至供电设备的输出）。
特别地，供电设备19与摄像机2通信，既用于接收从摄像机2取得的数据视频信号也用于与其交换关于可得的电力以及关于由摄像机所需求的电力的信息(306)。
在一个实施例中，微控制器16配置成使得了解由壳体中每一个构件所吸收的平均电力。作为备选或将微控制器16的配置与构件的电力消耗结合，壳体可设有用于侦测若干构件的瞬时电力消耗的传感器，因此微控制器16可了解实际消耗的电力。传感器能够连接或整合在微控制器16中。
在正常运行中，摄像机2将其所需用于运行的电力通信至供电设备19，这样的通信可为精准通信或更简单地，其可为所需电力的最大值。在POE或POE增强型系统的情况中，摄像机与供电设备19决定运行等级并且由此决定供电系统能供应至其的最大电力。
供电设备19提供给微处理器16关于用于摄像机2必须的电力的信息。因此微控制器了解壳体的每个构件的电力消耗，包括摄像机，并且其决定哪一个开关作用以停止对一个或更多构件的供电（307），使得保持整体电力消耗在由远端供电设备所设置的限定值以下。
被保持激活的构件的选择由微控制器基于壳体的运行状态和优先级来决定。
例如，在这样的温度和湿度条件下增大透明面板6起雾的风险，则除雾系统9具有相对于加热元件8更高的优先级，因为如果壳体透明面板起雾，则不可能监测壳体外的环境。因此，如果摄像机2需要大量的电力，则微控制器16将决定断开加热元件8同时保持除雾系统9运行。
类似地，在构件之一失效或短路的情况中，微控制器可决定使其停用，停止供电，使得保持壳体内的整体电力吸收受控制。优选地，故障可通过壳体的LED灯来发送信号，但作为备选，微控制器发出该故障信号至远端装置（例如，视频监视系统的计算机或同个系统的其它壳体），使得允许操作者干预或如果可能使得允许其它摄像机覆盖当时由受损壳体的摄像机监测的区域，因为由于该故障，摄像机2可能不再运行，例如，由于壳体的面板起雾并且除雾系统不再运行。
上文所述的解决方案因此允许提供的目的被实现。
壳体和其构件有利地被保护以免可能传播到壳体内过电压，因为壳体包裹在外。
微控制器16保证壳体内的电力控制并且其能够通过取决于优先级标准来停用它们来干预若干构件，这保证摄像机的正常运行并且获得适于监视需求的视频信号。
在使用中，摄像机2在输出线20上传输数字视频信号，数字视频信号由供电设备20接收，并且其被传输至被供电装置13。在被供电装置13和供电设备19之间的通信线是双向通信线，并且数据例如通过以太网协议传输。
考虑从上文所得到的教导，本领域技术人员现在可对上文所述的电力管理系统和方法作出若干改变，而不会因此而偏离本发明的保护范围，因为其从所附的权利要求书得到。
上文参考电路框图描述的构件可不同地连结，整合或连接，并且由它们所执行的功能可等同地分配给一个或更多模块。
即使优选的实施例参考用于在同一线上传输数据和电力的POE和POE增强型标准来描述，但清楚的是本发明还可与在同一线上提供传输数据和电力的其它传输协议一起使用。例如，数据和电力可通过电力线通信系统传输，在该情况中，被供电装置13和供电设备19应当包括用于接收和传输数据的各自的电力线调制解调器。
然后，应当注意的是，在上文描述的实施例中，微控制器作用在供电线上以用于使构件断路并且用于控制壳体的整体电力消耗。
然而，作为备选，微控制器可通过通信线连接至若干构件，例如数据总线，以用于执行更精细的电力调整。例如微控制器16可与风扇7通信以降低运行速度并且因此降低其消耗或其可控制被激活的加热元件8的数量。
明显地，并非所有构件可设有通信系统或可配置成响应于在适当输入上接收的信号来改变它们的运行模式。在一个实施例中，微控制器将因此作用于一些构件的一些电力供应线上，以及作用在其它构件的通信线上，以用于控制整体电力消耗。
开关15a-15e可为集成类型（例如MOSFET或SCR）或可为机电类型（例如，继电器）。

Claims (10)

1.用于摄像机和摄像机的保护壳体的供电系统，其包括：
被供电装置(13)，所述被供电装置(13)能够将来自于供电输入线(18)的供应电压和数据信号分流，
多个内部供电线(14a-14e)，所述多个内部供电线(14a-14e)连接至所述被供电装置(13)的第一输出以借助于所述供应电压来为多个电构件(7,8,9,10)供电，
其特征在于，所述供电系统包括：
供电设备(19)，所述供电设备(19)连接至所述被供电装置(13)以便接收由所述被供电装置(13)分流的所述供应电压和所述数据信号来作为输入，所述供电设备(19)能够在输出线(20)上供应输出电压和所述数据信号，
控制电路(16)，所述控制电路(16)操作地连接至所述多个内部供电线(14a-14e)以及所述供电设备(19)，
其中，所述供电设备(19)旨在通知所述控制电路(16)关于在所述输出线(20)上所需的电力，并且其中，所述控制电路(16)配置成使得在由所述电构件(7,8,9,10)和所述供电设备(19)所需的电力超过预定值时停止或降低来自一个或更多所述内部供电线的电力吸收。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述内部供电线串联设置并由所述控制电路控制的多个开关，其中所述控制电路配置成断开和闭合所述开关以便停止由连接至所述内部供电线的构件的电力吸收。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于设置所述供电系统的运行模式的模式开关(17)，所述模式开关(17)能够在与不同的最大电力值相关联的第一位置和第二位置之间切换，所述控制电路(16)操作地连接至所述模式开关(17)并且配置成在由所述电构件(7,8,9,10)和所述供电设备(19)所需的电力超过与所述模式开关所在的位置相关的所述最大电力值时停止或降低由一个或更多内部供电线的电力吸收。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制电路配置成基于所述模式开关(17)的位置来调整所述被供电装置(13)的输入阻抗。
5.根据在前权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连接至所述输入线(18)的电涌保护电路(12)。
6.用于监视摄像机的壳体，其包括：
多个电构件(7,8,9,10),具体而言至少一个风扇(7)和加热元件(8)，
用于摄像机(2)的支架，以及
根据权利要求1至5中任一项所述的系统，
其中所述控制电路(16)操作地连接至所述多个电构件(7,8,9,10)并且配置成在由所述电构件(7,8,9,10)和所述供电设备(19)所需的电力超过预定值时命令关闭或降低电力消耗。
7.用于为摄像机壳体(1)和相关摄像机(2)供电的方法，其中供应电压通过数据交换所通过的供电输入线(18)接收，借助于所述供应电压，所述壳体的多个构件(7,8,9,10)被供电，具体而言至少一个风扇(7)和/或加热元件(8)，
所述方法特征在于，借助于来自所述输入线(18)的电力给所述摄像机(2)供电，在输出线(20)上提供至所述摄像机(2)的供电，其中同一摄像机(2)传输数字视频信号，并且通过基于所述摄像机(2)所吸收的电力来控制所述壳体(1)的所述构件(7,8,9,10)的电力吸收。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在由所述构件和所述摄像机的电力需求超过预定值时，停止至所述多个构件中的一个或更多的供电。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述构件受控制，使得在由所述构件和所述摄像机的电力需求超过预定值时它们被关闭或降低它们的电力吸收。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述预定值能够由用户设定。
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