CN113766188A - 一种带uvc摄像头的智能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带UVC摄像头的智能监控系统，它包括主控芯片、图像传感器、SD卡、随机存取存储器、USB侦测模块、UVC camare、wifi camare、步进电机、咪头、喇叭和红绿双色指示灯；主控芯片分别与图像传感器、SD卡、随机存取存储器、USB侦测模块、步进电机、咪头、喇叭和红绿双色指示灯相连接。它具有结构简单、构思巧妙和工作安全可靠等特点。其能通过USB数据线连接PC电脑或电视机顶盒、会议终端，实现网络直播、网课线上学习和视频会议等。通过人形追逐算法摄像头跟着人移动，解决了普通USB摄像头不能跟着人移动的技术难点。用户可以通过网络去控制和配置摄像机，设置监控区域，以及通过咪头、喇叭和摄像头实现与家人的交互。

Description

一种带UVC摄像头的智能监控系统
技术领域
本发明涉及一种带UVC摄像头的智能监控系统。
背景技术
随着自媒体直播和带货直播的兴起，自媒体是指普通大众通过网络等途径向外发布他们本身的事实和新闻的传播方式。“自媒体”，英文为“We Media”。是普通大众经由数字科技与全球知识体系相连之后，一种提供与分享他们本身的事实和新闻的途径。是私人化、平民化、普泛化、自主化的传播者，以现代化、电子化的手段，向不特定的大多数或者特定的单个人传递规范性及非规范性信息的新媒体的总称。直播带货，是指通过一些互联网平台，使用直播技术进行商品线上展示、咨询答疑、导购销售的新型服务方式，具体形式可由店铺自己开设直播间，或由职业主播集合进行推介。由于疫情的影响在线上课和线上培训替代线下教育，简单的USB摄像头需求出现爆炸性增长，而且家庭安防和小孩在家看护也慢慢成为必须，本智能监控系统考虑到这两方面的需求，把两个功能二合一结合起来构造一种带UVC直播摄像头的智能监控系统。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题在于提供一种带UVC摄像头的智能监控系统。它具有结构简单、构思巧妙和工作安全可靠等特点。其能通过USB数据线连接PC电脑或电视机顶盒、会议终端，不用特别安装驱动，即插即用，实现网络直播、网课线上学习和视频会议等，其也能通过电源适配器，连接网络以后通过移动端app(包括手机、平板等带有无线模块的可视化移动设备)实现智能远程监控，看护老人和孩子。通过人形追逐算法摄像头跟着人移动，解决了普通USB摄像头不能跟着人移动的技术难点。用户可以通过网络去控制和配置摄像机，设置监控区域，以及通过咪头、喇叭和摄像头实现与家人的交互。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带UVC摄像头的智能监控系统。它包括主控芯片(DSP)、图像传感器(Image Sensor)、SD卡(SD card)、随机存取存储器(flash)、USB侦测模块(USB switch)、UVC camare(直播摄像头)、wifi camare(wifi智能监控摄像头)、步进电机(motor)、咪头(MIC)、喇叭(Speak)和红绿双色指示灯(LED(G,R))；主控芯片(DSP)分别与图像传感器(Image Sensor)、SD卡(SD card)、随机存取存储器(flash)、USB侦测模块(USB switch)、步进电机(motor)、咪头(MIC)、喇叭(Speak)和红绿双色指示灯(LED(G,R))相连接，主控芯片(DSP)用于数字信号处理，图像传感器(Image Sensor)用于感应图像，SD卡(SD card)用于储存信号媒体数据，随机存取存储器(flash)用于随机存取，USB侦测模块(USB switch)分别与UVC camare(直播摄像头)、wifi camare(wifi智能监控摄像头)相连接，USB侦测模块(USB switch)用于侦测；UVC camare(直播摄像头)用于直播摄像，wificamare(wifi智能监控摄像头)用于智能监控，步进电机(motor)用于控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能，咪头(MIC)用于将声音信号转换为电信号的能量转换器件，喇叭(Speak)用于输出声音，红绿双色指示灯(LED(G,R))用于红绿双色指示。
所述USB侦测模块通过GPIO接口与主控DSP相连，通过GPIO高低电平来获取USB主从模式信息。
所述USB camare与pc电脑或者机顶盒相连接，进而切换UVC camare(直播摄像头)模式实现网络直播功能。
所述wifi camare与电源适配器相连接，进而切换wifi智能监控摄像头模式实现智能远程监控功能
所述步进电机motor模块与主控芯片(DSP)相连接，控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能。所述摄像头为UVC camare(直播摄像头)或wifi camare(wifi智能监控摄像头)。
所述SD card通过SDIO接口与主控芯片(DSP)相连接。
所述随机存取存储器(flash)通过SPI接口与主控芯片(DSP)相连接。
所述图像传感器(Image Sensor)通过mipi接口与主控芯片(DSP)相连接。
所述智能监控系统可以通过USB数据线切换来实现UVC camare(直播摄像头)和wifi camare(wifi智能监控摄像头)的二合一。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果是：由于采用了上述结构，在现有的网络摄像机上巧妙的通过一根差分USB数据线，它包含UVC camare插头和wifi智能监控摄像头插头，通过硬件和现有软件(只用于使用工具)判断加载不同的内核和应用软件(只用于使用工具)实现功能的切换。其能通过USB数据线连接PC电脑或电视机顶盒、会议终端，不用特别安装驱动，即插即用，实现网络直播、网课线上学习和视频会议等，其也能通过电源适配器，连接网络以后通过移动端app(包括手机、平板等带有无线模块的可视化移动设备)实现智能远程监控，看护老人和孩子。通过人形追逐算法摄像头跟着人移动，解决了普通USB摄像头不能跟着人移动的技术难点。用户可以通过网络去控制和配置摄像机，设置监控区域，以及通过咪头、喇叭和摄像头实现与家人的交互。
附图说明
图1是本发明组成原理结构示意图；
图2是本发明使用软件(现有技术)功能组成结构示意图；
图3是本发明整个系统工作场景示意图；
图4为本发明组成部分1电路原理示意图；
图5为本发明组成部分2电路原理示意图；
图6为本发明组成部分3电路原理示意图；
图7为本发明组成部分4电路原理示意图；
图8为本发明组成部分5电路原理示意图；
图9为本发明组成部分6电路原理示意图；
图中：1－主控芯片、2－图像传感器、3－SD卡、4－随机存取存储器、5－USB侦测模块、6－直播摄像头、7－wifi智能监控摄像头、8－步进电机、9－咪头、10－喇叭和11－红绿双色指示灯、12－USB数据线、13－USB插头、14－wifi智能监控摄像头插头和15－直播摄像头插头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1至图9示出了本发明各种结构示意图。如图1至图9所示，本发明提供了一种带UVC摄像头的智能监控系统。它包括主控芯片1(DSP)、图像传感器2(Image Sensor)、SD卡3(SD card)、随机存取存储器4(flash)、USB侦测模块5(USB switch)、UVC camare(直播摄像头6)、wifi camare(wifi智能监控摄像头7)、步进电机8(motor)、咪头9(MIC)、喇叭10(Speak)和红绿双色指示灯11(LED(G,R))；主控芯片1(DSP)分别与图像传感器2(ImageSensor)、SD卡3(SD card)、随机存取存储器4(flash)、USB侦测模块5(USB switch)、步进电机8(motor)、咪头9(MIC)、喇叭10(Speak)和红绿双色指示灯11(LED(G,R))相连接，主控芯片1(DSP)用于数字信号处理，图像传感器2(Image Sensor)用于感应图像，SD卡3(SD card)用于储存信号媒体数据，随机存取存储器4(flash)用于随机存取，USB侦测模块5(USBswitch)分别与UVC camare(直播摄像头6)、wifi camare(wifi智能监控摄像头7)相连接，USB侦测模块5(USB switch)用于侦测；UVC camare(直播摄像头6)用于直播摄像，wificamare(wifi智能监控摄像头7)用于智能监控，步进电机8(motor)用于控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能，咪头9(MIC)用于将声音信号转换为电信号的能量转换器件，喇叭10(Speak)用于输出声音，红绿双色指示灯11(LED(G,R))用于红绿双色指示。所述USB侦测模块5通过GPIO接口与主控DSP相连，通过GPIO高低电平来获取USB主从模式信息。所述USB camare与pc电脑或者机顶盒相连接，进而切换UVC camare(直播摄像头6)模式实现网络直播功能。所述wifi camare与电源适配器相连接，进而切换wifi智能监控摄像头模式实现智能远程监控功能。所述步进电机8motor模块与主控芯片1(DSP)相连接，控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能。所述摄像头为UVC camare(直播摄像头6)或wifi camare(wifi智能监控摄像头7)。所述SD card通过SDIO与主控芯片1(DSP)相连接。所述图像传感器2(Image Sensor)通过mipi与主控芯片1(DSP)相连接。所述智能监控系统可以通过USB数据线12切换来实现UVC camare(直播摄像头6)和wifi camare(wifi智能监控摄像头7)的二合一。该一种带UVC摄像头的智能监控系统通过一根差分USB数据线12分别连接直播摄像头6和wifi智能监控摄像头7，差分USB数据线12的一端为USB插头13、另一端分别为直播摄像头插头15和wifi智能监控摄像头插头14，USB插头13与PC电脑、电视机顶盒或会议终端相连接，直播摄像头插头15与直播摄像头6相连接，wifi智能监控摄像头插头14与wifi智能监控摄像头7相连接。
本发明工作原理为：该一种带UVC摄像头的智能监控系统通过一根差分USB数据线12分别连接直播摄像头6和wifi智能监控摄像头7，差分USB数据线12的一端为USB插头13、另一端分别为直播摄像头插头15和wifi智能监控摄像头插头14，通过硬件和现有软件(只用于使用工具)判断加载不同的内核和应用软件(只用于使用工具)实现功能的切换。其能通过USB数据线12连接PC电脑或电视机顶盒、会议终端，不用特别安装驱动，即插即用，实现网络直播、网课线上学习和视频会议等，其也能通过电源适配器，连接网络以后通过移动端app(包括手机、平板等带有无线模块的可视化移动设备)实现智能远程监控，看护老人和孩子。通过人形追逐算法摄像头跟着人移动，解决了普通USB摄像头不能跟着人移动的技术难点。用户可以通过网络去控制和配置摄像机，设置监控区域，以及通过咪头9、喇叭10和摄像头实现与家人的交互。
本发明在使用时：
1.USB插机顶盒后工作。硬件上电，首先，开始启动bootloader程序，通过USB_switch输出的gpio的高电平状态，加载UVC直播摄像头6环境变量，支持usb device、UVC协议的内核，以及USB camare应用(USB app),通过QQ、微信、钉钉、skype、抖音等即时通讯软件进行视频直播通话或者网课直播平台在线授课和学习。
2.USB插电源适配器后工作
硬件上电，首先，开始启动bootloader程序，通过USB switch输出的gpio的高电平状态，加载wifi智能监控摄像头7环境变量，加载支持USB host的内核，加载wifi驱动，ipcam app设备端应用程序启动完成以后，首先，音视频编码参数进行配置。如果是首次启动还需要对wifi信息进行配置，wifi配置有扫码方式，按设置键3秒以后进入配置模式，将摄像机镜头在配置模式下对准wifi二维码即可。摄像机连接到网络之后就可以推送实时流，移动端app就可以连接到平台远程查看视频和对摄像机进行参数配置。
3.直播人形追踪
工作在UVC camare模式下时，UVC camare(直播摄像头6)上电初始化Imagesensor，编码器，DSP输出每一帧画面的YUV数据，数据不经过缓存，直接通过内置神经网络人形追踪算法，根据算法输出属性，控制云台水平和垂直转动，跟踪人转动。
4.看家移动追踪
在wifi camare模式下时，用户打开移动端app，点击app端移动追踪按钮，开启自动追踪功能，点击保存并通过网络发送给设备，设备端收到开启移动追踪的指令以后，将状态数据保存在wifi智能监控摄像头7本地，开启追踪功能，看护小孩或者老人，还能跟踪宠物转动。
以上描述的所有流程均有在设备端的程序(只是一种现有技术的交互工具)中实现。设备端整体软件框架均为现有技术如图2所示，包括底层的嵌入式linux系统，以及与其结合的音频、图像、以及系统相关的一些中间件，还有系统之上的设备端应用程序，主要包括设备配置模块、推流模块、与云端交互模块、UVC直播模块。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。

Claims (9)

1.一种带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：它包括主控芯片、图像传感器、SD卡、随机存取存储器、USB侦测模块、UVC camare、wifi camare、步进电机、咪头、喇叭和红绿双色指示灯；主控芯片分别与图像传感器、SD卡、随机存取存储器、USB侦测模块、步进电机、咪头、喇叭和红绿双色指示灯相连接，主控芯片用于数字信号处理，图像传感器用于感应图像，SD卡用于储存信号媒体数据，随机存取存储器用于随机存取，USB侦测模块分别与UVCcamare、wifi camare相连接，USB侦测模块用于侦测；UVC camare用于直播摄像，wificamare用于智能监控，步进电机用于控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能，咪头(MIC)用于将声音信号转换为电信号的能量转换器件，喇叭用于输出声音，红绿双色指示灯用于红绿双色指示。
2.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述USB侦测模块通过GPIO接口与主控DSP相连，通过GPIO高低电平来获取USB主从模式信息。
3.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述USB camare与pc电脑或者机顶盒相连接，进而切换模式实现网络直播功能。
4.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述wifi camare与电源适配器相连接，进而切换wifi智能监控摄像头模式实现智能远程监控功能。
5.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述步进电机motor模块与主控芯片相连接，控制摄像头水平和垂直转动，实现智能移动追逐功能，所述摄像头为直播摄像头或wifi智能监控摄像头。
6.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述SD card通过SDIO接口与主控芯片相连接。
7.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述随机存取存储器通过SPI接口与主控芯片相连接。
8.如权利要求1所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述图像传感器通过mipi接口与主控芯片相连接。
9.如权利要求1至8中任一项中所述的带UVC摄像头的智能监控系统，其特征在于：所述智能监控系统通过USB数据线切换来实现直播摄像头和wifi智能监控摄像头的二合一。
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