CN110398923B - 摄像头远程控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的摄像头远程控制系统，所述脉冲接收电路通过光电耦合器接收控制器输出的控制脉冲，经缓冲后输出到脉冲谐振电路，通过可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，经三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路输出位移差值信号，并经运放AR2、三极管Q6、三极管Q7反馈放大，LC滤波后输出，提高了差值信号的精度，所述脉冲调节输出电路将脉冲频率信号经可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值来改变调制脉冲频率，使控制脉冲实际产生的步进电机位移与应产生的位移一致，以此来提高摄像头移动的精度。
Description
技术领域
本发明涉及远程控制技术领域，特别是涉及摄像头远程控制系统。
背景技术
传统的监控摄像头大多数位置固定，监控范围有限，容易出现监控死角，随着技术的发展，出现了云台摄像头监控系统，目前摄像头远程控制系统，通常在摄像头处设置摄像头控制设备（云台控制设备）、控制处设置远程控制中心，远程控制中心的监控人员将摄像头控制指令经互联网传送到摄像头控制设备，经解调后转换成控制指令，并经摄像头控制设备内部设置的控制器输出控制脉冲到步进电机以此远程控制云台转动，进而控制摄像头的移动。
但由于步进电机的驱动电压偏高或偏低、以及步进电机的磁性材料退磁等原因，均会造成控制器输出控制脉冲到步进电机产生的力矩偏移乃至于失步，也即步进电机实际运转的步数与理论上应产生的步数不一致，无法保证摄像头的移动精度。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供摄像头远程控制系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，有效的解决了步进电机实际运转的步数与理论上应产生的步数不一致，无法保证摄像头移动精度的问题。
其解决的技术方案是，包括摄像头控制设备、远程控制中心，所述远程控制中心将摄像头控制指令经互联网传送到摄像头控制设备，经解调后转换成控制指令，并经摄像头控制设备内部设置的控制器输出控制脉冲到步进电机以此远程控制摄像头的移动，其特征在于，控制脉冲到步进电机之间设置有脉冲接收电路、脉冲谐振电路、调节信号计算电路、脉冲调节输出电路；
所述脉冲接收电路通过光电耦合器接收控制器输出的控制脉冲，并经三极管Q1缓冲后输出到脉冲谐振电路，通过三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，分别经单向导电和放大后加到三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路，输出位移差值信号，并经运放AR2、三极管Q6、三极管Q7反馈放大，最后通过LC滤波后输出，所述脉冲调节输出电路接收脉冲谐振电路输出的脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，提高摄像头的移动的精度。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1，采用三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路计算出期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号的差值信号，之后进入三极管Q6、三极管Q7组成的推挽放大电路进行放大，放大后信号高于3.2V或低于-3.2V时，稳压管Z1或Z2击穿、经反向后并经电阻R18、电阻R19反馈到运放AR1的反相输入端，使运放AR1输出的信号在也即复合电路的输入端的信号在放大后信号相应的降低或抬高，最后通过LC滤波后输出，提高了差值信号的精度；
2，光电耦合器接收控制器输出的控制脉冲，经三极管Q1缓冲后进入三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，使控制器输出的控制脉冲实际产生的步进电机位移与应产生的位移一致，以此提高摄像头的移动的精度。
附图说明
图1以分割线为界限，从左至右依次为本发明的脉冲接收电路、脉冲谐振电路、脉冲调节输出电路原理图。
图2为本发明的调节信号计算电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
摄像头远程控制系统，包括摄像头控制设备、远程控制中心，所述远程控制中心将摄像头控制指令经互联网传送到摄像头控制设备，经解调后转换成控制指令，并经摄像头控制设备内部设置的控制器输出控制脉冲到步进电机以此远程控制摄像头的移动，控制脉冲到步进电机之间设置有脉冲接收电路、脉冲谐振电路、调节信号计算电路、脉冲调节输出电路；
所述脉冲接收电路通过光电耦合器U1接收控制器输出的控制脉冲，在上升沿下降沿去除抖动后输出稳定的反向的控制脉冲，之后经三极管Q1反向、缓冲后输出到脉冲谐振电路，通过三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，具体过程为，控制脉冲经电容C2加到三极管Q2的基极，触发三极管Q2、电感L2、电容C4、电容C3组成的电容震荡电路产生震荡脉冲，并经电感L2、电阻R6、电容C4组成的谐振电路产生的阻抗判断震荡脉冲与控制脉冲是否谐振，产生的阻抗与电阻R7对+5V进行分压，分压电压改变变容二极管DC1的电容值，改变电容震荡电路产生震荡脉冲的频率，以此产生控制脉冲谐振的脉冲频率信号，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，分别经二极管D1单向导电和运放AR1放大后加到三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路的输入端（也即三极管Q4的基极）和电源端（也即三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极），三极管Q5的集电极和发射极输出期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号的差值信号，之后进入三极管Q6、三极管Q7组成的推挽放大电路进行放大，放大后信号高于3.2V或低于-3.2V时，稳压管Z1或Z2击穿、经反向后并经电阻R18、电阻R19反馈到运放AR1的反相输入端，使运放AR1输出的信号在也即复合电路的输入端的信号在放大后信号相应的降低或抬高，最后通过LC滤波后输出，所述脉冲调节输出电路接收脉冲谐振电路输出的脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6、三极管Q3及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，也即起到修正加到步进电机驱动电路上的控制脉冲，使控制器输出的控制脉冲实际产生的步进电机位移与应产生的位移一致，以此提高摄像头的移动的精度。
在上述技术方案中，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号（控制器接收的控制信号，摄像头应产生的位移信号，由控制器计算输出）和测量步进电机位移信号（由角位移传感器检测输出），分别经二极管D1单向导电和运放AR1放大后加到三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路的输入端（也即三极管Q4的基极）和电源端（也即三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极），三极管Q5的集电极和发射极输出期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号的差值信号，之后进入三极管Q6、三极管Q7组成的推挽放大电路进行放大，放大后信号高于3.2V或低于-3.2V时，稳压管Z1或Z2击穿、经反向后并经电阻R18、电阻R19反馈到运放AR1的反相输入端，使运放AR1输出的信号在也即复合电路的输入端的信号在放大后信号相应的降低或抬高，最后通过LC滤波后输出，包括二极管D1、电阻R8，二极管D1的正极和电阻R8的一端分别连接期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，电阻R8的另一端连接运放AR1的同相输入端，运放AR1的反相输入端分别连接接地电阻R9的一端、电阻R10的一端，运放AR1的输出端分别连接电阻R11的一端、电阻R12的一端、三极管Q4的基极、电阻R10的另一端，三极管Q4的发射极分别连接电阻R11的另一端、二极管D1的负极、电阻R14的一端、三极管Q5的集电极，三极管Q4的集电极连接三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极分别连接电阻R12的另一端、接地电阻R13的一端、三极管Q7的基极、电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接电阻R14的另一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极通过电阻R15连接电源+5V，三极管Q6的发射极分别连接电阻R16的一端、电感L7的一端、稳压管Z1的正极、稳压管Z2的负极，电阻R16的另一端连接三极管Q7的发射极，三极管Q7的集电极连接地，电感L7的另一端和接地电容C11的一端连接变容二极管DC2的正极，稳压管Z2的正极、稳压管Z1的负极分别经接地电解电容E2的正极、接地电解电容E1的负极连接电阻R18的一端、电阻R19的一端，电阻R18的另一端、电阻R19的另一端均连接运放AR1的反相输入端。
在上述技术方案中，所述脉冲谐振电路接收脉冲接收电路输出的控制脉冲，通过三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，具体过程为，控制脉冲经电容C2加到三极管Q2的基极，触发三极管Q2、电感L2、电容C4、电容C3组成的电容震荡电路产生震荡脉冲，并经电感L2、电阻R6、电容C4组成的谐振电路产生的阻抗判断震荡脉冲与控制脉冲是否谐振，产生的阻抗与电阻R7对+5V进行分压，分压电压改变变容二极管DC1的电容值，改变电容震荡电路产生震荡脉冲的频率，以此产生控制脉冲谐振的脉冲频率信号，其中电阻R4、电阻R5为基极偏置电阻，电感L1为三极管Q2提供集电极偏置电压，包括电容C2，电容C2的一端连接三极管Q1的集电极，电容C2的另一端分别连接电阻R4的一端、接地电阻R5的一端、变容二极管DC1的负极、三极管Q1的基极，三极管Q2的集电极分别连接电感L1的一端、电感L2的一端、电阻R6的一端、电容C4的一端，电感L2的另一端分别连接电阻R6的另一端、电容C4的另一端、变容二极管DC1的正极、接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，三极管Q1的发射极连接地，电阻R4的另一端、电感L1的另一端连接电源+5V；
所述脉冲调节输出电路接收脉冲谐振电路输出的脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6、三极管Q3及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，也即起到修正加到步进电机驱动电路上的控制脉冲，使控制器输出的控制脉冲实际产生的步进电机位移与应产生的位移一致，以此提高摄像头的移动的精度，包括电容C5，电容C5的一端连接接地电容C6的一端、电感L3的一端，电感L3的另一端分别连接接地电感L4的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极通过电阻R17连接地，三极管Q3的集电极分别连接电感L5的一端、电容C7的一端，电感L5的另一端连接电源+5V，电容C7的另一端分别连接电感L6的一端、电容C8的一端、电容C9的一端，电容C8的另一端连接变容二极管DC2的正极，变容二极管DC2的负极和电感L6的另一端连接地，电容C9的另一端连接步进电机的驱动电路。
在上述技术方案中，所述脉冲接收电路通过光电耦合器U1接收控制器输出的控制脉冲，在上升沿下降沿去除抖动后输出稳定的反向的控制脉冲，之后经三极管Q1反向、缓冲后输出，其中电阻R1和电容C1为RC滤波电路，用于滤除控制脉冲的脉动成分，电阻R2、电阻R3为上拉电阻，提供偏置电压，包括电阻R1，电阻R1的一端连接控制器输出的控制脉冲，电阻R1的另一端分别连接光电耦合器U1的引脚1、电容C1的一端，电容C1的另一端和光电耦合器U1的引脚2连接地，光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的基极，光电耦合器U1的引脚3、三极管Q1的发射极连接地，三极管Q1的集电极连接电阻R3 的一端，电阻R2的另一端、电阻R3 的另一端连接电源+5V。
本发明具体使用时，所述远程控制中心将摄像头控制指令经互联网传送到摄像头控制设备，经解调后转换成控制指令，并经摄像头控制设备内部设置的控制器输出控制脉冲到步进电机以此远程控制摄像头的移动，控制脉冲到步进电机之间设置有脉冲接收电路、脉冲谐振电路、调节信号计算电路、脉冲调节输出电路；
所述脉冲接收电路通过光电耦合器U1接收控制器输出的控制脉冲，在上升沿下降沿去除抖动后输出稳定的反向的控制脉冲，之后经三极管Q1反向、缓冲后输出到脉冲谐振电路，通过三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，具体过程为，控制脉冲经电容C2加到三极管Q2的基极，触发三极管Q2、电感L2、电容C4、电容C3组成的电容震荡电路产生震荡脉冲，并经电感L2、电阻R6、电容C4组成的谐振电路产生的阻抗判断震荡脉冲与控制脉冲是否谐振，产生的阻抗与电阻R7对+5V进行分压，分压电压改变变容二极管DC1的电容值，改变电容震荡电路产生震荡脉冲的频率，以此产生控制脉冲谐振的脉冲频率信号，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，分别经二极管D1单向导电和运放AR1放大后加到三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路的输入端（也即三极管Q4的基极）和电源端（也即三极管Q4的发射极和三极管Q5的集电极），三极管Q5的集电极和发射极输出期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号的差值信号，之后进入三极管Q6、三极管Q7组成的推挽放大电路进行放大，放大后信号高于3.2V或低于-3.2V时，稳压管Z1或Z2击穿、经反向后并经电阻R18、电阻R19反馈到运放AR1的反相输入端，使运放AR1输出的信号在也即复合电路的输入端的信号在放大后信号相应的降低或抬高，最后通过LC滤波后输出，提高了差值信号的精度，所述脉冲调节输出电路接收脉冲谐振电路输出的脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6、三极管Q3及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，也即起到修正加到步进电机驱动电路上的控制脉冲，使控制器输出的控制脉冲实际产生的步进电机位移与应产生的位移一致，以此提高摄像头的移动的精度。
Claims (2)
1.摄像头远程控制系统，包括摄像头控制设备、远程控制中心，所述远程控制中心将摄像头控制指令经互联网传送到摄像头控制设备，经解调后转换成控制指令，并经摄像头控制设备内部设置的控制器输出控制脉冲到步进电机以此远程控制摄像头的移动，其特征在于，控制脉冲到步进电机之间设置有脉冲接收电路、脉冲谐振电路、调节信号计算电路、脉冲调节输出电路；
所述脉冲接收电路通过光电耦合器接收控制器输出的控制脉冲，并经三极管Q1缓冲后输出到脉冲谐振电路，通过三极管Q2、电感L2、电容C3、变容二极管DC1组成的可调谐振电路谐振产生脉冲频率信号，所述调节信号计算电路接收期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，分别经单向导电和放大后加到三极管Q4、三极管Q5组成的复合电路，输出位移差值信号，并经运放AR2、三极管Q6、三极管Q7反馈放大，最后通过LC滤波后输出，所述脉冲调节输出电路接收脉冲谐振电路输出的脉冲频率信号，脉冲频率信号经电容C5-C8、电感L3-电感L6及变容二极管DC2组成的可变震荡频率的震荡电路产生调制脉冲，其中调制脉冲由调节信号计算电路输出的位移差值信号的大小改变变容二极管DC2的电容值，改变调制脉冲频率，提高摄像头的移动的精度；
所述调节信号计算电路包括二极管D1、电阻R8，二极管D1的正极和电阻R8的一端分别连接期望步进电机位移信号和测量步进电机位移信号，电阻R8的另一端连接运放AR1的同相输入端，运放AR1的反相输入端分别连接接地电阻R9的一端、电阻R10的一端，运放AR1的输出端分别连接电阻R11的一端、电阻R12的一端、三极管Q4的基极、电阻R10的另一端，三极管Q4的发射极分别连接电阻R11的另一端、二极管D1的负极、电阻R14的一端、三极管Q5的集电极，三极管Q4的集电极连接三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极分别连接电阻R12的另一端、接地电阻R13的一端、三极管Q7的基极、电容C10的一端，电容C10的另一端分别连接电阻R14的另一端、三极管Q6的基极，三极管Q6的集电极通过电阻R15连接电源+5V，三极管Q6的发射极分别连接电阻R16的一端、电感L7的一端、稳压管Z1的正极、稳压管Z2的负极，电阻R16的另一端连接三极管Q7的发射极，三极管Q7的集电极连接地，电感L7的另一端和接地电容C11的一端连接变容二极管DC2的正极，稳压管Z2的正极、稳压管Z1的负极分别经接地电解电容E2的正极、接地电解电容E1的负极连接电阻R18的一端、电阻R19的一端，电阻R18的另一端、电阻R19的另一端均连接运放AR1的反相输入端；
所述脉冲谐振电路包括电容C2，电容C2的一端连接三极管Q1的集电极，电容C2的另一端分别连接电阻R4的一端、接地电阻R5的一端、变容二极管DC1的负极、三极管Q1的基极，三极管Q2的集电极分别连接电感L1的一端、电感L2的一端、电阻R6的一端、电容C4的一端，电感L2的另一端分别连接电阻R6的另一端、电容C4的另一端、变容二极管DC1的正极、接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，三极管Q1的发射极连接地，电阻R4的另一端、电感L1的另一端连接电源+5V；
所述脉冲调节输出电路包括电容C5，电容C5的一端连接接地电容C6的一端、电感L3的一端，电感L3的另一端分别连接接地电感L4的一端、三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极通过电阻R17连接地，三极管Q3的集电极分别连接电感L5的一端、电容C7的一端，电感L5的另一端连接电源+5V，电容C7的另一端分别连接电感L6的一端、电容C8的一端、电容C9的一端，电容C8的另一端连接变容二极管DC2的正极，变容二极管DC2的负极和电感L6的另一端连接地，电容C9的另一端连接步进电机的驱动电路。
2.如权利要求1所述摄像头远程控制系统，其特征在于，所述脉冲接收电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接控制器输出的控制脉冲，电阻R1的另一端分别连接光电耦合器U1的引脚1、电容C1的一端，电容C1的另一端和光电耦合器U1的引脚2连接地，光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R2的一端、三极管Q1的基极，光电耦合器U1的引脚3、三极管Q1的发射极连接地，三极管Q1的集电极连接电阻R3 的一端，电阻R2的另一端、电阻R3 的另一端连接电源+5V。
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