CN112594508B - 校园安防监测系统 - Google Patents
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Abstract
本方案属于安防设备技术领域，具体为校园安防监测系统，包括有数据采集功能的采集模组、具有向网关发送采集数据的协调器、对数据进行汇集与转发的网关、提供存储空间的服务器和使数据可视化的显示终端，所述采集模组包括摄像头和采集节点，还包括传动结构和立杆，所述传动结构包括气缸、弹簧、竖杆、踏板、横杆和齿条，所述气缸包括活塞和缸体。在有人闯入摄像头下方的监控盲区后，踩踏到踏板，通过竖杆、气缸、弹簧、横杆、齿条、齿轮和转动轴等联动的作用，使摄像头能及时的拍摄到闯入者，在闯入者离开后摄像头又能及时的恢复到最初的拍摄角度，不影响正常监控，方便、快捷并且效率高，解决了无法监控到摄像头下方监控盲区的问题。
Description
技术领域
本方案属于安防设备技术领域，具体涉及一种校园安防监测系统。
背景技术
安防监测系统是应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频信号，并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统，能实时、形象、真实地反映被监控对象，可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，通过录像机记录下来。校园内的安防监测系统对于校园的安防工作起着至关重要的作用。
现有申请号为CN201821089138.3的中国实用新型专利公开了一种家居安防监控装置，包括摄像头，还包括往复运动监控结构，往复运动监控结构包括设有开口的空心基架，基架开口处的上下侧壁上开设有滑道，滑道内滑动卡接有滑板，基架内部水平固定有同步带，同步带上下面均设有带齿，同步带上下对称啮合有同步轮，同步轮通过转轴转动连接在滑板上，滑板上安装有电机，电机转动轴与同步轮之间设有传动结构，电机的左侧通过直角支架安装有摄像头；本实用新型能够有效地解决现有技术的监控摄像头均为定点安装，定点监控，监控范围十分有限，且容易被不法分子进行故意遮挡，造成安防漏洞的问题。摄像头一般只能绕水平方向转动，下方为监控盲区，在监控盲区内的活动无法被摄像头捕捉到。因此需要解决无法拍摄到监控盲区的问题。
发明内容
本方案提供一种校园安防监测系统，以解决无法监控到摄像头下方监控盲区的问题。
为了达到上述目的，本方案提供一种校园安防监测系统，包括有数据采集功能的采集模组、具有向网关发送采集数据的协调器、对数据进行汇集与转发的网关、提供存储空间的服务器和使数据可视化的显示终端，所述采集模组包括摄像头和采集节点，其特征在于：还包括传动结构和立杆，所述传动结构包括气缸、弹簧、竖杆、踏板、横杆和齿条，所述气缸包括活塞和缸体，所述活塞和竖杆固定连接，所述竖杆和踏板固定连接，所述竖杆和齿条通过横杆固定连接，所述齿条啮合有齿轮，所述立杆上转动连接有转动轴，所述齿轮和摄像头通过转动轴转动连接在立杆上，所述弹簧两端分别固定设在活塞和气缸底部，所述气缸上设有开口，所述开口配合有单向阀，所述单向阀固定连接有音哨。
本方案原理：当有人进入监控盲区后，踩踏到踏板，踏板压住竖杆向下移动，竖杆带动横杆和活塞向下运动，杆带动齿条向下移动，齿条带动齿轮转动，齿轮带动与齿轮同轴的摄像头向被踩踏的踏板方向转动，使摄像头能够拍摄到闯入到摄像头下方监控盲区的人。当人离开后，踏板不再被踩踏，也没有向下的压力，气缸内的弹簧由于弹力推动活塞向上移动，带动竖杆、横杆、齿条、齿轮和转动轴运动，使摄像头转动恢复最初的拍摄角度。同时，活塞移动会把气体从气缸开口处排出，气体经过开口、单向阀和音哨，使音哨发出蜂鸣声，实现报警功能。气缸为密封，单向阀防止排出的气体从气缸上的开口再次进入。
本方案有益效果：在有人闯入摄像头下方的监控盲区后，踩踏到踏板，通过竖杆、气缸、弹簧、横杆、齿条、齿轮和转动轴等联动的作用，使摄像头能及时的拍摄到闯入者，在闯入者离开后摄像头又能及时的恢复到最初的拍摄角度，不影响正常监控，方便、快捷并且效率高，解决了无法监控到摄像头下方监控盲区的问题。在踩踏到踏板的同时，由于气缸是密闭的，踏板使活塞向下移动，活塞压迫气缸内气体从气缸的开口出排出，气体经过音哨，音哨发出蜂鸣声，实现报警功能。
进一步，所述传动结构为两个且通过转动轴对称分布。两个传动结构对称分布在转动轴两侧，使闯入者无论踩踏到哪个气缸，摄像头都可以相应的顺时针或者逆时针转动，拍摄到闯入者，扩大监控范围。
进一步，所述摄像头、齿轮和转动轴数量为两个，且所述摄像头和摄像头之间、齿轮和齿轮之间、转动轴和转动轴之间分别在同一平面内相互垂直分布，所述传动结构的数量为四个，并且所述传动结构分别两两通过立杆对称分布。两个摄像头在同一平面内相互垂直分布，两个摄像头分别能围绕转动轴顺时针和逆时针转动，能监控到各自的下方监控盲区，扩大监控区域。
进一步，所述立杆上设有与转动轴相配合的滑道，所述转动轴两端滑动连接在滑道中。转动轴可以在立杆的滑道中滑动，摄像头可以通过转动轴绕立杆转动，使拍摄的角度和范围更大。
进一步，所述弹簧的数量大于两个。弹簧数量越多，在踏板不再被踩踏时，活塞回复到原始状态的速度越快，摄像头归位的速度也越快，使摄像头监控空窗期越短。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为本发明实施例的系统拓扑图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：气缸1、弹簧2、竖杆3、踏板4、横杆5、音哨6、单向阀7、齿条8、齿轮9、立杆10、摄像头11、转动轴12。
实施例基本如附图1和图2所示：
传动结构包括气缸1、弹簧2、竖杆3、踏板4、横杆5和齿条8。每两个传动结构分别通过转动轴12对称分布。
气缸1的数量为四个，气缸1内有活塞，气缸1起到缓冲、支撑竖杆3和踏板4的作用，当有人踩踏到踏板4上时，踏板4带动竖杆3移动，竖杆3带动活塞移动，活塞下方固定连接有弹簧2，活塞在弹簧2的弹力反作用下缓慢向下移动。
弹簧2为金属弹簧，弹簧2的数量为大于八个。弹簧数量越多，在踏板不再被踩踏时，活塞回复到原始状态的速度越快，摄像头归位的速度也越快，使摄像头监控空窗期越短。
竖杆3为金属的矩形杆，竖杆3两端分别与踏板4的下端和活塞的上端固定连接。竖杆3用于连接踏板4和气缸1的活塞，使踏板4和气缸1的活塞能同步移动。
踏板4为金属板，踏板4无人踩踏时的初始状态与地面齐平，踏板4用于承受闯入摄像头11下方监控盲区的人踩踏，把踩踏的力通过一系列构件和结构的联动转化为使摄像头11转动的力。踏板4的数量为四个。
横杆5为金属杆，水平设置在竖杆3和齿条8之间，用于连接竖杆3和齿条8。横杆5的一端与竖杆3固定连接，另一端与齿条8固定连接，横杆5能够使竖杆3和齿条8实现相同方向的同步运动。横杆5的数量为四个。
音哨6为可以发出蜂鸣声的哨子，气体通过音哨6时可使音哨6发出蜂鸣声。音哨6固定连接在单向阀7上，当气缸1的活塞向下压时，密封的气缸1内的气体从气缸1的开口冲出，通过单向阀7流过音哨6，使音哨6发出蜂鸣声，起到警报的作用。音哨6的数量有四个。
单向阀7为只出气不进气的阀门，单向阀7固定连接在气缸1的开口上。气缸1内的气体只能从单向阀7内出去，不能从单向阀7处流入。单向阀的数量为四个。
齿条8为金属齿条，与齿轮9啮合。齿条8移动可以带动齿轮9转动。齿轮9的数量为四个。
齿轮9为金属齿轮，同轴固定连接在转动轴12上。齿轮9的转动可带动转动轴9转动。齿轮9的数量为两个。
立杆10为固定在地面上的中空竖直金属杆，摄像头11通过转动轴12滑动在立杆10上。一方面立杆8可以为摄像头11提供拍摄和监控所需要的高度，使摄像头11不容易被破坏。另一方面，立杆10为摄像头11提供可滑动的滑道，使摄像头11的拍摄范围更广。
摄像头11固定连接在转动轴12上，可随转动轴12运动。摄像头11的数量为两个。
转动轴12的数量为两个，并且皆为竖直实心的金属杆，滑动连接在立杆10的滑道内。
如图3所示：
系统拓扑图如图所示，系统由采集模组、协调器、网关、服务器、显示终端五部分组成。采集模组由摄像头和校园已有的 LoRa、NB-IoT、ZigBee 三种采集节点组成，通过在传感器节点上搭载温湿度、NO2、SO2等传感器对环境信息进行周期性采集。其中视频数据由服务器通过学校的 VPN 软件连接校园内网，通过调用海康威视 Web3.0 控件开发包中的API 接口，实现对视频监控的实时获取与存储。而传感器数据则由网关统一汇集上传，其中LoRa 和 ZigBee 节点通过各自对应的协议与协调器建立传输网络，协调器通过 USART，I2C 等硬件通信协议实时将数据向网关发送；而 NB-IoT 节点直接通过蜂窝网络将数据上传至云平台。
网关通过硬件接口以及云平台的 API 接口汇集数据，通过 Wi-Fi 将各类传感器数据上传至嵌入式服务器。服务器作为系统的大脑，对网关上传的数据根据统一的数据格式对其进行解析、存储与处理。显示终端通过监测平台等展示设备实现数据的可视化。
具体实施时：
监控盲区附近设置有围栏和警示标语等，但仍有人无视警告标志闯入安防监测系统视野盲区时，踩踏到踏板4，踏板4受到压力后带动竖杆3向下移动。竖杆3带动气缸1的活塞和横杆5向下移动，活塞向下移动时，由于气缸1为密封的，气体从气缸1的开口处冲出，经过单向阀7和音哨6，使音哨6发出蜂鸣声，起到警报的作用。横杆5向下移动时带动齿条8向下移动，齿条8向下移动带动齿轮9的转动，齿轮9和摄像头11均固定连接到转动轴12上，齿轮9转动带动摄像头11的转动，摄像头11向被踩踏的踏板4的方向转动，拍摄到闯入到摄像头11下监控盲区的人。
当闯入者离开踏板4时，踏板4受到上方的压力消失，气缸1的活塞在弹簧弹力的作用下向上移动，活塞向上移动带动竖杆3和踏板4向上移动，踏板4恢复到未被踩踏时的原始位置。横杆5在竖杆3的带动下向上移动，横杆5带动齿条8向上移动，齿条8带动齿轮9旋转，齿轮9带动与其同轴连接的摄像头11转动，使摄像头11向踏板4未被踩踏时的方向转动，恢复到初始位置。在闯入者离开后，摄像头11能快速的恢复到常态的拍摄位置，不会给监控留下空窗期。
四个气缸1几乎可以覆盖立杆10下的监控盲区位置，当有人闯入踩踏到任何一个气缸1，都可以触发音哨6发出警报，并且使摄像头11绕转动轴12转动，拍摄盲区。每两个气缸1控制同一个摄像头11，使摄像头11可以进行顺时针和逆时针的转动，并且进行相应的拍摄。
当摄像头11拍摄收集信息后，视频数据由服务器通过学校的 VPN 软件连接校园内网，进行实时监控。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.一种校园安防监测系统，包括有数据采集功能的采集模组、具有向网关发送采集数据的协调器、对数据进行汇集与转发的网关、提供存储空间的服务器和使数据可视化的显示终端，所述采集模组包括摄像头（11）和采集节点，其特征在于：所述采集模组还包括传动结构和立杆（10），所述传动结构包括气缸（1）、弹簧（2）、竖杆（3）、踏板（4）、横杆（5）和齿条（8），所述气缸（1）包括活塞和缸体，所述活塞和竖杆（3）固定连接，所述竖杆（3）和踏板（4）固定连接，所述竖杆（3）和齿条（8）通过横杆（5）固定连接，所述齿条（8）啮合有齿轮（9），所述立杆（10）上转动连接有转动轴（12），所述齿轮（9）和摄像头（11）通过转动轴（12）转动连接在立杆（10）上，所述弹簧（2）两端分别固定设在活塞和气缸（1）底部，所述气缸（1）上设有开口，所述开口配合有单向阀（7），所述单向阀（7）固定连接有音哨（6）；
所述摄像头（11）、齿轮（9）和转动轴（12）数量为两个，且所述摄像头（11）和摄像头（11）之间、齿轮（9）和齿轮（9）之间、转动轴（12）和转动轴（12）之间分别在同一平面内相互垂直分布，所述传动结构的数量为四个，并且所述传动结构分别两两通过立杆（10）对称分布。
2.根据权利要求1所述的校园安防监测系统，其特征在于：所述传动结构为两个且通过转动轴（12）对称分布。
3.根据权利要求1所述的校园安防监测系统，其特征在于：所述立杆上（10）设有与转动轴（12）相配合的滑道，所述转动轴（12）两端滑动连接在滑道中。
4.根据权利要求1所述的校园安防监测系统，其特征在于：所述弹簧（2）的数量大于两个。
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