CN108737709A - 一种太阳能双摄物联网相机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能双摄物联网相机，包括太阳能电池板、低功耗摄像机、横向支架、上支架、下支架、4G天线、防水设备盒、时分电源管理模块、太阳能充电管理模块、4G网络传输模块。具有经济实惠、体积小、重量轻、安装简单、免开挖、免接电、可迁移、监控区域大，平台功能丰富和手机APP随时调取等优点。本发明是传统有线视频监控手段的有益补充，该设备最大优点是性价比高，设备采购和安装费用是有线监控的五分之一，网络传输费用是视频监控的十分之一。相对于普通的静态区域监控，该设备提供的高清照片可以满足用户的日常应用，为广大用户提供了一项廉价、环保、灵活、便捷的图像采集解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及图像采集技术领域，具体是一种太阳能双摄物联网相机。
背景技术
目前室外(野外)图像采集设备主要包括四类1、传统有线视频监控探头，2、太阳能4G视频监控探头，3、户外移动侦测相机(运动相机、野外打猎相机、现场记录仪等)，4、车载4G视频监控探头，然而在实际应用中上述4类设备都存在着各自的技术局限，导致在很多行业应用领域无法大面积推广和使用，局限性包括4点；1、传统有线监控探头，需要立杆、开挖、布线，施工周期长，建设成本高，无法灵活迁移，每年还要支付高昂的额外光纤线路租用费用，且由于对光纤和接电有要求，因此很多偏远地方都无法架设有线监控探头；2、太阳能4G视频监控探头，一般采用200W以上的太阳能板电池进行供电，体量巨大，需要单独开挖和立杆、建设周期较长且无法灵活迁移，建设费用一般在3万以上，每年还需支付大量的4G流量费用，性价比很低，所以只是作为个别偏远地点监控补盲之用；3、户外移动侦测相机，一般采用本地SD存储和电池供电，不具备远程监控能力，需要将设备带回充电和下载图像文件，操作繁琐，不利于行业推广；4、车载4G视频监控探头，需要进行车辆改装，成本较大，视频回传会产生大量的4G流量费用，每个探头还需占用一台车辆，无法大面积推广。因此，本领域技术人员提供了一种太阳能双摄物联网相机，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能双摄物联网相机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能双摄物联网相机，包括太阳能电池板、低功耗摄像机、横向支架、上支架、下支架、4G天线、防水设备盒、时分电源管理模块、太阳能充电管理模块、4G网络传输模块、磷酸铁锂电池组、设备管理软件平台、时分影像软件平台、探头安装APP和时分影像APP，所述上支架位于中间位置处通过螺栓固定在防水设备盒上，且上支架位于下侧位置通过螺栓连接在横向支架上，所述横向支架通过螺栓与防水设备盒进行连接，所述下支架与上支架之间连接有与水平角度呈45度夹角的太阳能电池板，所述横向支架两侧分别通过螺栓固定一台低功耗摄像机，所述防水设备盒的内部由左至右从上到下依次设置有时分电源管理模块、太阳能充电管理模块、4G网络传输模块、磷酸铁锂电池组，所述太阳能电池板的输出端连接太阳能充电管理模块，太阳能充电管理模块的电池端与磷酸铁锂电池组连接，太阳能充电管理模块的输出端连接时分电源管理模块，时分电源管理模块的输出端连接低功耗摄像机和4G网络传输模块。所述低功耗摄像机连接4G传输模块通过FTP协议将抓拍的照片传输到服务器，设备管理软件平台对上传的原图进行实时抓取、压缩和建立管理数据库，所述时分影像软件平台、时分影像APP、探头安装APP和设备管理软件平台之间通过互联网传输。
作为本发明进一步的方案：本发明在能耗管理上首创使用了时分技术，平时让4G网络传输模块和摄像机处于断电状态，每隔5分钟唤醒4G网络传输模块和一台摄像机(轮流)，摄像机自动抓拍和上传图片后关机断电，让整机平均功耗处于1W以下。
作为本发明进一步的方案：所述上支架的内侧设置了8个穿孔，用于不锈钢箍捆扎，便于将设备整体牢固的捆扎在路灯杆或其他立柱上。
作为本发明再进一步的方案：所述上支架、下支架、太阳能电池板之间安装后形成一个三角结构，所述上支架、下支架、横向支架均为一种铝合金材质的构件。
作为本发明再进一步的方案：本发明的图片数据传输模式由前端低功耗摄像机拍照后通过FTP协议传输到图片服务器，设备管理软件平台对上传的图片进行实时抓取、压缩和建立图片管理数据库，为各类应用平台提供图片浏览服务。
作为本发明再进一步的方案：所述设备管理软件平台包括用户信息维护模块、用户权限维护模块、设备基础信息维护模块和设备抓拍参数维护模块。
作为本发明再进一步的方案：所述时分影像平台软件包括实时监控模块、地图展示模块、历史查询模块和综合分析模块。
作为本发明再进一步的方案：所述时分影像APP包括实时监控模块、照片浏览模块和历史查询模块。
作为本发明再进一步的方案：所述太阳能电池板采用单晶硅电池片材质的构件，且采用功率为20W，所述太阳能电池板的尺寸为395mm*345mm*18mm。
作为本发明再进一步的方案：所述低功耗摄像机共设置有两台，分别通过螺栓固定在横向支架上。
与现有技术相比；
本发明的有益效果一是：设备采用一体化设计，在满足了大部分行业对于室外(野外)图像采集需求的前提下，具有能耗低、体积小、重量轻、安装便捷、免开挖、免接电、可迁移、性价比高、监控面积广，后台比对分析和手机快捷浏览等优点，具体特点包括：
1、性价比高：设备采购成本低、施工费用小、运行成本更低。使用4G物联网卡传送图片，每月流量不到2G，无开挖、拉线等施工费用，总体使用成本不到传统监控的五分之一。
2、小巧轻便：采用时分技术，让设备平均功耗降低到1W，太阳能电池板使用转换效率更高的单晶硅电池，设备整体体积缩小到266mm*312mm*352mm；整机采用轻量化设计，大量运用铝合金等轻质材料，让整机重量有效控制在5.6公斤以内。
3、阴雨天不断电：采用20W大功率太阳能电池板供电，20倍功率冗余，让设备全年供电率超过99％。
4、可靠耐用、免维护：采用磷酸铁锂电池储电，安全防爆，衰减小，正常寿命5年以上。
5、安装区域广：采用太阳能供电和物联网传输，无须开挖和接线，适合广大农村、景区、河流沿岸和道路沿线等地方安装。
6、双倍监控区域：采用双摄像头设计，每台设备配有两个可独立设置拍摄角度的探头，两个探头轮流采集上传照片，实现更大区域的图像采集。
7、分析比对功能：后台软件，除了提供点位照片浏览、多机轮询，历史查询等功能外，还提供点位历史照片时段对比、多点位对比分析等辅助分析功能，实现照片信息的横向比较和纵向比较应用。
8、手机APP功能：配有专业手机APP软件，可以通过手机快捷浏览各个点位最新图像和历史照片，也可通过定位查看附近点位的信息。
本发明的有益效果二是：设备具有小巧轻便、安装快捷、可迁移、免开挖、免接电、清晰度高和操作简便等特点，因此可广泛运用于多种行业，具体包括：
1、低成本室外静态布控：市容监管、市场周边监管、健身设施监管、早点摊监管、共享单车监管、道板停车监管、公交站亭监管、马路市场监管、绿地监管、路灯监管、城市内涝区域监管、治安监控盲区补点、河堤海塘监控、环卫设施监管、校园周边秩序监管、商业街门前三包监管、农作物生长监管、森林防火监管、水利设施监管、水产养殖监管、海岛监控、风景区游步道监控、野生动物保护监管、重点监管区域周边补盲等。
2、季节性、临时性布控：庙会秩序监控、夏季夜排档监管、清明扫墓监管、工地出入口监管、台风灾害监控、洪峰过境监控、垃圾偷倒点布控、大型体育赛事监管、应急突发灾害监控、综合展会周边布控等。
3、沿线监控：国省干道沿线监控、河道沿线监控、桥梁监控、应急车道监管、隧道出入口监控、匝道补盲、智慧高速补盲、铁路沿线监控、管道监控等。
附图说明
图1为一种太阳能双摄物联网相机的结构示意图；
图2为一种太阳能双摄物联网相机4G传输模块的安装示意图；
图3为一种太阳能双摄物联网相机的原理示意图。
图中：1、上支架；2、下支架；3、横向支架；4、太阳能电池板；5、防水设备盒；6、4G天线；7、低功耗摄像机；8、太阳能充电管理模块；9、磷酸铁锂电池组；10、时分电源管理模块；11、4G网络传输模块；12、设备管理软件平台；13、时分影像软件平台；14、时分影像APP；15、探头安装APP。
具体实施方式
请参阅图1～3，本发明实施例中，
一种太阳能双摄物联网相机，包括太阳能电池板4、低功耗摄像机7、横向支架3、上支架1、下支架2、4G天线6、防水设备盒5、时分电源管理模块10、太阳能充电管理模块8、4G网络传输模块11、磷酸铁锂电池组9、设备管理软件平台12、时分影像软件平台13、探头安装APP15和时分影像APP14，设备采用一体化设计，便于运输和安装，降低了施工和物流成本，提高了设备的可靠性，安装便捷、工期短、可迁移，使用四根不锈钢箍就可以锁紧在电线杆、路灯杆等立柱上，即装即用，根据测算，两个工人，一把梯子，一天可以安装20套以上，适合大批量安装、迁移，也可用于突发事件补点。
上支架1的内侧设置了8个穿孔，用于不锈钢箍捆扎，且上支架1中间位置通过螺栓固定在防水设备盒5上，防水设备盒5采用铸铝一次成型，重量轻、耐高温、耐腐蚀、散热强，防水防尘IP66，安全可靠。
下支架2与上支架1之间连接有与水平角度呈45度夹角的太阳能电池板4，横向支架3两侧安装有低功耗摄像机7，采用高感光芯片组，超强夜视能力，1920*1080分辨力，低功耗设计，平均功耗小于1W，开机后自动联网检测并抓拍上传高清照片，低功耗摄像机7共设置有两台，分别通过螺栓固定在横向支架3上。
太阳能电池板4采用单晶硅电池片材质的构件，且采用功率为20W，太阳能电池板4的尺寸为395mm*345mm*18mm，可以将光伏电池转换效率达到19％以上，体积更小巧，20倍功率冗余，让设备全年供电率超过99％，且自带短路雷电保护，发电寿命长达15年以上。
防水设备盒5的内部由左至右从上到下依次设置有时分电源管理模块(10)、太阳能充电管理模块(8)、4G网络传输模块(11)、磷酸铁锂电池组(9)，4G网络传输模块11采用全网通模块，支持APN网络设置，低功耗设计，用于摄像头联网数据传输。
太阳能电池板4的输出端与太阳能充电管理模块8连接，太阳能充电管理模块8使用高端MCU芯片，实现智能控制，具有过充保护、过放保护、电子短路保护、过载保护、蓄电池反接保护、太阳能电池反接等保护。太阳能充电管理模块8电池端与磷酸铁锂电池组9进行双向连接，太阳能充电管理模块8的输出端连接时分电源管理模块10。
时分电源管理模块10的输出端连接低功耗摄像机7和4G网络传输模块11，采用时分技术控制负载轮换运行，每隔5分钟唤醒一台低功耗摄像机7，上传图片后继续休眠，采用负载电压管理技术避免充电呼吸效应，当电池电压过低时，停止设备启动，当电池充电到30％后再次唤醒设备，避免弱光充电产生的呼吸效应设备反复启动，造成设备损坏，采用大容量磷酸铁锂电池进行储能和供电，确保设备在连续阴雨天正常运行，磷酸铁锂电池组9具有安全性高、寿命长5-7年、大容量、重量轻、耐高温、防爆等特点，被广泛应用于电动汽车领域，使用磷酸铁锂电池能够确保本产品在户外夏季高温暴晒环境中的用电安全。
低功耗摄像机7连接4G网络传输模块11通过FTP协议将抓拍的照片传输到服务器，设备管理软件平台12对上传的原图进行实时抓取、压缩和建立管理数据库，时分影像软件平台13、时分影像APP14、探头安装APP15和设备管理软件平台12之间通过互联网传输。
探头安装APP15主要供设备安装维护人员使用，实现设备信息的维护管理，一是安装人员在进行设备安装时，通过APP对设备基本信息进行采集上报，包括设备基本信息、设备地理信息、设备多媒体信息、设备类型、监控场景等；二是维护人员在设备维护时可对设备启用状态、设备地理信息等进行更新上报。
设备管理软件平台12包括用户信息维护模块、用户权限维护模块、设备基础信息维护模块和设备抓拍参数维护模块，用户信息维护模块，提供系统管理员对平台用户基本信息进行维护管理，维护内容包括用户名、账号、密码、联系方式等内容；
用户权限维护模块，提供系统管理员对用户权限进行配置管理；
设备基础信息维护模块，提供系统管理员对设备基础信息进行维护更新，包括设备编号、设备类型、设备监控场景、设备地理信息、现场照片等；
设备抓拍参数维护模块，提供系统管理员对设备的抓拍参数进行配置维护，包括抓拍频率、抓拍模式、图片上传路径等。
时分影像软件平台13包括实时监控模块、地图展示模块、历史查询模块和综合分析模块。
实时监控模块，提供用户对前端设备抓拍的图片进行实时查看，可对点位抓拍图片进行轮巡显示，显示方式包括单点位展示、四宫格展示和九宫格展示，支持抓拍大图查询、放大、缩小等操作；
地图展示模块，提供用户对前端设备分布情况在地图上进行直观的查看，并可对各个点位设备基本信息和最新抓拍图片进行查看；
历史查询模块，提供用户根据时间检索前端设备抓拍的历史图片，检索结果以缩略图方式显示，支持大图查看、放大和缩小操作；
综合分析模块，一是提供用户对单个点位不同时刻的场景进行横向比对分析；二是提供多个点位同一时刻的场景进行纵向比对分析；
时分影像APP14主要提供用户对前端设备抓拍图片的查询、浏览，包括实时监控模块、图片浏览模块和历史查询模块。
实施监控模块，提供用户对前端设备列表和实时抓拍图片进行查看，支持大图查看。
历史查询模块，提供用户根据时间检索前端设备抓拍的历史图片，检索结果以缩略图方式显示。
本发明的工作原理是：太阳能电池板4的输出端与太阳能充电管理模块8连接，太阳能充电管理模块8的电池端与磷酸铁锂电池组9进行双向连接，太阳能充电管理模块8的输出端连接时分电源管理模块10，时分电源管理模块10的输出端连接低功耗摄像机7和4G网络传输模块11，采用时分技术控制负载轮换运行，每隔5分钟唤醒一台低功耗摄像机7，上传图片后继续休眠，低功耗摄像机7连接4G传输模块11通过FTP协议将抓拍的照片传输到服务器，设备管理软件平台12对上传的原图进行实时抓取、压缩和建立管理数据库，时分影像软件平台13、时分影像APP14、探头安装APP15和设备管理软件平台12之间通过互联网传输，提供用户对前端设备抓拍图片的查询、浏览、历史查询和综合比对分析。
本发明的组装说明：1、将磷酸铁锂电池9通过安装支架固定在防水设备盒5内；2、将4G网络传输模块11、太阳能充电管理模块8、磷酸铁锂电池9和时分电源管理模块10固定在防水设备盒内；3、将4G天线6安装在防水设备盒5上，将太阳能电池板4与太阳能充电管理模块8对接线连接；4、将磷酸铁锂电池9与太阳能充电管理模块8的充电口连接；5、将时分电源管理模块10与太阳能充电管理模块8的供电口连接；6、将时分电源管理模块10的供电接口与4G网络传输模块11、低功耗摄像机7分别连接；将低功耗摄像机7的网络输出线接入4G网络传输模块11；将上支架1、下支架2、横向支架3固定在防水设备盒5上；将低功耗摄像机7固定在横向支架3上，将太阳能电池板4固定在上支架1和下支架2上；将外壳安装在上支架1和下支架2上。
本发明的施工安装说明：1、在灯杆上需要安装产品的区域，包裹两条橡胶带；2、用四根不锈钢箍将设备固定在橡胶带上；3、使用六角螺丝刀松紧螺丝调整摄像头的方向；4、调整太阳能电池板4的位置，将太阳能面板调整到正南方位；5、调整4G天线6的位置，调整到空旷的地方；6、打开探头安装APP15，登记设备基础信息并查看设备抓拍图是否正常。
本发明的软件安装说明：1、部署FTP服务器；2、设置摄像头参数，图片存储目录指向FTP服务器；3、部署设备管理软件平台12，将摄像头添加到管理列表；4、手机安装探头安装APP15，查看是否可对设备基础信息进行上报；5、部署时分影像软件平台13，通过电脑浏览器登录查看是否可以看到前端摄像头每隔10分钟上传的照片；6、手机安装时分影像APP14登录查看是否可以看到前端摄像头每隔10分钟上传的照片。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能双摄物联网相机，包括上支架(1)、下支架(2)、横向支架(3)、太阳能电池板(4)、防水设备盒(5)、4G天线(6)、低功耗摄像头(7)、时分影像软件平台(13)、时分影像APP(14)、时分电源管理模块(10)、太阳能充电管理模块(8)、4G网络传输模块(11)、磷酸铁锂电池组(9)、设备管理软件平台(12)和探头安装APP(15)，其特征在于，所述上支架(1)位于中间位置处通过螺栓固定在防水设备盒(5)上，且上支架(1)位于下侧位置通过螺栓连接在横向支架(3)上，所述横向支架(3)通过螺栓与防水设备盒(5)进行连接，所述下支架(2)与上支架(1)之间连接有与水平角度呈45度夹角的太阳能电池板(4)，所述横向支架(3)两侧分别通过螺栓固定一台低功耗摄像机(7)，所述防水设备盒(5)的内部由左至右从上到下依次设置有时分电源管理模块(10)、太阳能充电管理模块(8)、4G网络传输模块(11)、磷酸铁锂电池组(9)，所述太阳能电池板(4)的输出端连接有太阳能充电管理模块(8)，所述太阳能充电管理模块(8)电池端连接磷酸铁锂电池组(9)，所述太阳能充电管理模块(8)的输出端连接时分电源管理模块(10)，所述时分电源管理模块(10)的输出端连有低功耗摄像机(7)和4G网络传输模块(11)，所述低功耗摄像机(7)通过4G网络传输模块(11)与时分影像软件平台(13)之间实现无线传输，所述设备管理软件平台(12)与时分影像软件平台(13)、时分影像APP(14)和探头安装APP(15)之间通过互联网传输。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，在能耗管理上使用了时分技术，每隔5分钟唤醒4G网络传输模块(11)和一台摄像机(7)(轮流)，摄像机自动抓拍和上传图片后关机断电。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述上支架(1)的内侧设置了8个穿孔，用于不锈钢箍捆扎，便于将设备整体牢固的捆扎在路灯杆或其他立柱上。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，将4G天线(6)、时分电源管理模块(10)、太阳能充电管理模块(8)、4G网络传输模块(11)和磷酸铁锂电池组(9)安置于防水设备盒中，并通过上支架(1)、下支架(2)、横向支架(3)将太阳能电池板(4)、低功耗摄像机(7)、防水设备盒(5)巧妙地组装在一起形成一个稳固的三角体便于运输与施工，所述上支架(1)、下支架(2)、横向支架(3)均为一种铝合金材质的构件。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述设备管理软件平台(12)包括用户信息维护模块、用户权限维护模块、设备基础信息维护模块和设备抓拍参数维护模块。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述时分影像软件平台(13)包括实时监控模块、地图展示模块、历史查询模块和综合分析模块。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述时分影像APP(14)包括实时监控模块、图片浏览模块和历史查询模块。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，照片数据传输模式为由前端摄像头拍照后通过FTP协议传输到服务器，设备管理软件平台(12)对上传的原图进行实时抓取、压缩和建立管理数据库，为各类应用平台提供图片浏览服务。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述太阳能电池板(4)采用单晶硅电池片材质的构件，且采用功率为20W，所述太阳能电池板(4)的尺寸为395mm*345mm*18mm。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能双摄物联网相机，其特征在于，所述低功耗摄像机(7)共设置有两台，分别通过螺栓固定在横向支架(3)上。
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