CN114999147A - 一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统，包括主摄像装置和从摄像装置，所述主摄像装置包括主电源模块、主控制模块、上位通讯模块、主485通讯模块和摄像模块，所述上位通讯模块与所述主控制模块连接，用于和管理平台之间的通讯，所述摄像模块与所述主控模块连接，用于车辆检测，所述主485通讯模块与所述主控模块连接，所述从摄像装置包括从电源模块、从控制模块、从485通讯模块与从摄像控制模块，所述从485通讯模块与所述从控制模块连接，用于连接所述主485通讯模块，所述从摄像控制模块与所述从控制模块连接，用于将采集到的车辆画面信息传递给所述从控制模块；本发明减少了偏僻道路旁车辆监控摄像头的用电，节约了成本。

Description

一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统
技术领域
本发明涉及摄像头控制技术领域，具体而言，涉及一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，摄像头控制系统在城市交通的智慧管理中发挥了重要的作用，在传统的城市智慧摄像头控制系统中，路侧的摄像装置实时监控道路上的车辆信息，并且在路侧的摄像装置上设置有通讯模块，可将摄像信息传送给管理平台，但是，在城市郊区偏远路段及山区，道路旁没有居民建筑，车辆较少，尤其是夜间，长时间没用车辆通过，而路侧的摄像头一直开启采集画面信息，并通过通讯模块实时传输画面信息，会造成电力能源浪费。
发明内容
本发明解决的问题是如何提供一种低功耗的摄像头控制系统，减少偏僻道路旁车辆监控摄像头的用电量。
为解决上述问题，本发明提供一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统，包括：主摄像装置和从摄像装置，所述从摄像装置的数量至少为一个，且设置于道路路侧，所述主摄像装置的数量至少为两个，且设置在道路路口处，所述主摄像装置包括主电源模块、主控制模块、上位通讯模块、主485通讯模块和摄像模块，所述上位通讯模块与所述主控制模块连接，用于和管理平台之间的通讯，所述摄像模块与所述主控模块连接，用于车辆检测，所述主485通讯模块与所述主控模块连接，所述从摄像装置包括从电源模块、从控制模块、从485通讯模块与从摄像控制模块，所述从485通讯模块与所述从控制模块连接，用于连接所述主485通讯模块，所述从摄像控制模块与所述从控制模块连接，用于将采集到的车辆画面信息传递给所述从控制模块。
进一步的，所述主摄像装置还包括环境检测模块，所述环境检测模块包括：
温度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境温度信息；
湿度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境湿度信息；
光强检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境光强信息。
进一步的，所述主摄像装置还包括主红外补光电路，所述主红外补光电路的受控端与所述主控制模块连接，输入端与所述主电源模块连接，输出端接主红外灯，所述主红外灯用于根据所述环境光强信息对所述主摄像模块进行补光。
进一步的，所述从摄像装置还包括从红外补光电路，所述从红外补光电路的受控端与所述从控制模块连接，输入端与所述从电源模块连接，输出端接从红外灯，所述从红外灯用于根据所述环境光强信息对所述从摄像头进行补光。
进一步的，所述上位通讯模块包括4G通讯电路、SIM卡接口电路、4G通讯指示电路和4G通讯保护电路，所述4G通讯电路的通讯端与所述主控模块连接，所述SIM卡接口电路与所述4G通讯电路的收发端连接，所述4G通讯指示电路与所述4G通讯电路的输出端连接，用于指示4G网络的信号状态，所述4G通讯保护电路的一端接所述4G通讯电路的收发端，另一端接地。
进一步的，所述主摄像装置还包括交互模块，所述交互模块包括：
显示电路，与所述主控模块连接，用于显示系统的工作状态和参数信息；
按键电路，与所述主控模块连接，用于维护人员进行参数设置和调阅。
进一步的，所述主摄像装置还包括超声波测速模块，所述超声波测速模块与所述主控模块连接，用于检测车辆的速度信息。
进一步的，所述从摄像控制模块包括从摄像头电源控制电路和从摄像头电路，所述从摄像头电源控制电路的输入端与所述从电源模块连接，受控端与所述从控制模块连接，输出端与所述从摄像头电路的电源端连接，所述从摄像头电路的信号端与所述从控制模块连接。
进一步的，所述从摄像头电源控制电路包括第一MOS管、从摄像稳压控制电路和滤波电路，所述第一MOS管的基极与所述从控制模块连接，源极接地，漏极与所述从摄像稳压控制电路的受控端连接，所述从摄像稳压控制电路的输入端接所述从电源模块，输出端经滤波电路与所述从摄像头电路的电源端连接。
进一步的，所述从摄像装置还包括太阳能模块，所述太阳能模块包括太阳能充电电路和电池保护电路，所述太阳能充电电路的输入端连接太阳能板，控制端与所述从控制模块连接，输出端连接太阳能电池，所述电池保护电路与所述太阳能电池连接，用于对所述太阳能电池充电过程中的过流保护。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在郊区偏僻路段使用时，在道路路口处设置主摄像装置，在道路路侧设置从摄像装置，当路口的主摄像装置的摄像模块实时对车辆进行监控，并将车辆信息传送至主控模块，从摄像头不工作，当发现有车辆通过，主控模块判断车辆所要行驶进的路段，通过主485通讯模块向该路段内的从摄像装置发出激活信号，从485通讯模块收到激活信号并发送给从控制模块，从控制模块给从摄像控制模块发出指令，从摄像控制模块控制从摄像头开始图像采集，采集到的图像可经485通讯传送至主控模块，再由上位通讯模块传送至管理平台；当车辆行驶到道路尾部，下一个路口的主摄像装置采集到车辆驶出该道路，对该道路内的从摄像装置发出关闭信号，从摄像装置的从控制模块经从485通讯模块接收到关闭信号，从控制模块给从摄像控制模块发出指令，关闭从摄像头，采用这种方法，从摄像装置不需要实时进行画面监控和传输，只需在有车辆通过所在路段时开启，大大节省了电量，而485通讯是一种低耗能的有线通讯方式，相比从摄像头的实时画面采集待机时耗能很少，换言之，主摄像装置和从摄像装置之间采用485通讯的方式信号稳定，可实现主摄像装置对从摄像装置的稳定控制，且耗能少，上位通讯模块实现了主摄像装置与管理平台间的通讯，方便了管理平台对主、从摄像装置集中管理，以及对控制方式的调控。
附图说明
图1为本发明的整体原理结构示意图；
图2为本发明主摄像装置的原理结构示意图；
图3为本发明从摄像装置的原理结构示意图；
图4为本发明主控制模块的原理结构示意图；
图5为本发明主485通讯模块的原理结构示意图；
图6为本发明温度检测电路的原理结构示意图；
图7为本发明光强检测电路的原理结构示意图；
图8为本发明湿度检测电路的原理结构示意图；
图9为本发明从摄像头电源控制电路的原理结构示意图；
图10为本发明从摄像头电路的原理结构示意图；
图11为本发明太阳能充电电路的原理结构示意图；
图12为本发明电池保护电路的原理结构示意图；
图13为本发明上位通讯模块的原理结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
为解决上述技术问题，如图1所示，本发明实施例提供一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统，包括主摄像装置和从摄像装置，所述从摄像装置的数量至少为一个，且设置于道路路侧，所述主摄像装置的数量至少为两个，且设置在道路路口处，所述主摄像装置包括主电源模块、主控制模块、上位通讯模块、主485通讯模块和摄像模块，所述上位通讯模块与所述主控制模块连接，用于和管理平台之间的通讯，所述摄像模块与所述主控模块连接，用于车辆检测，所述主485通讯模块与所述主控模块连接，所述从摄像装置包括从电源模块、从控制模块、从485通讯模块与从摄像控制模块，所述从485通讯模块与所述从控制模块连接，用于连接所述主485通讯模块，所述从摄像控制模块与所述从控制模块连接，用于将采集到的车辆画面信息传递给所述从控制模块。
需要说明的是，本发明在郊区偏僻路段使用时，在道路路口处设置主摄像装置，在道路路侧设置从摄像装置，当路口的主摄像装置的摄像模块实时对车辆进行监控，并将车辆信息传送至主控模块，从摄像头不工作，当发现有车辆通过，主控模块判断车辆所要行驶进的路段，通过主485通讯模块向该路段内的从摄像装置发出激活信号，从485通讯模块收到激活信号并发送给从控制模块，从控制模块给从摄像控制模块发出指令，从摄像控制模块控制从摄像头开始图像采集，采集到的图像可经485通讯传送至主控模块，再由上位通讯模块传送至管理平台，当车辆行驶到道路尾部，下一个路口的主摄像装置采集到车辆驶出该道路，对该道路内的从摄像装置发出关闭信号，从摄像装置的从控制模块经从485通讯模块接收到关闭信号，从控制模块给从摄像控制模块发出指令，关闭从摄像头，采用这种方法，从摄像装置不需要实时进行画面监控和传输，只需在有车辆通过所在路段时开启，大大节省了电量，而485通讯是一种低耗能的有线通讯方式，相比从摄像头的实时画面采集待机时耗能很少，如果采用WIFI通讯、Lora通讯等无线通讯方式，耗能较多，且在偏远地段可能存在山地等地形，影响无线信号传输，主摄像装置和从摄像装置之间采用485通讯的方式信号稳定，可实现主摄像装置对从摄像装置的稳定控制，且耗能少，上位通讯模块实现了主摄像装置与管理平台间的通讯，方便了集中管理，管理平台还可根据所述路段实时情况，调整管理方式，例如，在节假日时，如果判断通过该区域车辆会增加，可控制该时段主、从摄像装置均实时监控，当车辆较少时，调整为上述的从摄像装置由主摄像装置发出激活信号的控制方式，使用更加灵活，满足了监控的需求，同时节约了摄像系统的电能消耗；本实施例中，主控制模块如图4所示，可采用型号为STM32L412的单片机作为控制芯片，主485通讯模块结构如图5所示，采用型号为MAX3485的转换芯片U20将主控制模块的通讯信号转化为485信号，接口T2连接通讯电缆，485信号经通讯电缆传输至从485通讯模块，从485通讯模块结构可参考主485通讯模块。
在本发明的一个实施例中，所述主摄像装置还包括环境检测模块，所述环境检测模块包括：
如图6所示，温度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境温度信息；
如图8所示，湿度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境湿度信息；
如图7所示，光强检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境光强信息。
需要说明的是，环境检测模块可检测主摄像装置所在区域的温湿度、光强信息，并传递给管理平台，为管理平台掌握各区域环境情况提供依据。
在本发明的一个实施例中，所述主摄像装置还包括主红外补光电路，所述主红外补光电路的受控端与所述主控制模块连接，输入端与所述主电源模块连接，输出端接主红外灯，所述主红外灯用于根据所述环境光强信息对所述主摄像模块进行补光。
需要说明的是，主红外灯可对所述主摄像模块进行补光，由于主摄像装置还包括了光强检测电路，可以检测环境光强信息，主控制模块可根据光强信息进行判断，检测到光线较暗，会开启主红外灯，使主摄像模块采集到的画面更清晰。
在本发明的一个实施例中，所述从摄像装置还包括从红外补光电路，所述从红外补光电路的受控端与所述从控制模块连接，输入端与所述从电源模块连接，输出端接从红外灯，所述从红外灯用于根据所述环境光强信息对所述从摄像头进行补光。
需要说明的是，主控制模块可根据光强信息进行判断，需要进行补光时，若此时该路段内的从摄像装置发出激活信号，会在同时发出需开启从红外灯的信号，从摄像装置在开启摄像时，从控制模块会对从红外补光电路发出控制信号，对从摄像头进行补光，保证了从摄像装置在较暗光线下监控画面的清晰。
在本发明的一个实施例中，如图13所示，所述上位通讯模块包括4G通讯电路、SIM卡接口电路、4G通讯指示电路和4G通讯保护电路，所述4G通讯电路的通讯端与所述主控模块连接，所述SIM卡接口电路与所述4G通讯电路的收发端连接，所述4G通讯指示电路与所述4G通讯电路的输出端连接，用于指示4G网络的信号状态，所述4G通讯保护电路的一端接所述4G通讯电路的收发端，另一端接地。
需要说明的是，本实施例中，上位通讯模块采用了4G通讯的方式，可以远距离的与管理平台进行通讯，同时，从摄像装置的信号经485通讯传送给主摄像装置，再有4G网络传送至管理平台，无需在从摄像装置处设置4G芯片和SIM卡，在实现远距离传输的同时节约了成本，在4G通讯电路的收发端还连接有4G通讯保护电路，4G通讯保护电路可有效防止浪涌电流对通讯芯片的损伤。
在本发明的一个实施例中，所述主摄像装置还包括交互模块，所述交互模块包括：
显示电路，与所述主控模块连接，用于显示系统的工作状态和参数信息；
按键电路，与所述主控模块连接，用于维护人员进行参数设置和调阅。
需要说明的是，由于主、从摄像装置通过485通讯连接，当发生故障时，维护人员只需在主摄像装置处，通过交互模块就可方便查阅主、从摄像装置的运行状态信息，合理判断故障情况，同时，通过交互模块也可以对控制参数进行调节。
在本发明的一个实施例中，所述主摄像装置还包括超声波测速模块，所述超声波测速模块与所述主控模块连接，用于检测车辆的速度信息。
需要说明的是，超声波测速模块可以检测车辆的速度信息，不仅可以将速度信息经通讯模块上传，同时，在路段较长、从摄像装置间隔距离较远时，主摄像装置还可根据车辆速度依次对路段上的从摄像装置发出激活信号，进一步精确控制从摄像装置的工作，节省电能。
在本发明的一个实施例中，所述从摄像控制模块包括从摄像头电源控制电路和从摄像头电路，所述从摄像头电源控制电路的输入端与所述从电源模块连接，受控端与所述从控制模块连接，输出端与所述从摄像头电路的电源端连接，所述从摄像头电路的信号端与所述从控制模块连接。
需要说明的是，在使用时，当从控制模块收到激活信号，对从摄像头电源控制电路的受控端发送摄像头供电信号，从摄像头电源控制电路对从摄像头电路供电，进行画面采集，当从控制模块收到关闭信号，取消所述摄像头供电信号，从摄像头电路不再工作，采用电源控制的方式，可以稳定控制从摄像头的电量消耗。
在本发明的一个实施例中，如图9所示，所述从摄像头电源控制电路包括第一MOS管Q4、从摄像稳压控制电路和滤波电路，所述第一MOS管Q4的基极与所述从控制模块连接，源极接地，漏极与所述从摄像稳压控制电路的受控端连接，所述从摄像稳压控制电路的输入端接所述从电源模块，输出端经滤波电路与所述从摄像头电路的电源端连接，所述从摄像头电路如图10所示。
需要说明的是，所述第一MOS管Q4的基极接收到摄像头供电信号时导通，从摄像稳压控制电路中的稳压芯片的受控端接地，低电平有效，稳压芯片的输入端对的输出端供电，稳压芯片的输出端对从摄像头电路的电源端供电，从摄像头电路工作，并将采集到画面信息经其信号端传送给主控模块，采用MOS管加稳压芯片的方式进行从摄像头的电源控制，结构简单，采用芯片少，能耗更低。
在本发明的一个实施例中，所述从摄像装置还包括太阳能模块，所述太阳能模块包括太阳能充电电路和电池保护电路，如图11所示，所述太阳能充电电路的输入端连接太阳能板，控制端与所述从控制模块连接，输出端连接太阳能电池，如图12所示，所述电池保护电路与所述太阳能电池连接，用于对所述太阳能电池充电过程中的过流保护。
需要说明的是，太阳能模块可对从摄像装置进行供电，从而进一步减少了从摄像装置的用电，电池保护电路可在太阳能电池充电过程中，防止太阳能电池的过流和过充。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，包括：主摄像装置和从摄像装置，所述从摄像装置的数量至少为一个，且设置于道路路侧，所述主摄像装置的数量至少为两个，且设置在道路路口处，所述主摄像装置包括主电源模块、主控制模块、上位通讯模块、主485通讯模块和摄像模块，所述上位通讯模块与所述主控制模块连接，用于和管理平台之间的通讯，所述摄像模块与所述主控模块连接，用于车辆检测，所述主485通讯模块与所述主控模块连接，所述从摄像装置包括从电源模块、从控制模块、从485通讯模块与从摄像控制模块，所述从485通讯模块与所述从控制模块连接，用于连接所述主485通讯模块，所述从摄像控制模块与所述从控制模块连接，用于将采集到的车辆画面信息传递给所述从控制模块。
2.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述主摄像装置还包括环境检测模块，所述环境检测模块包括：
温度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境温度信息；
湿度检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境湿度信息；
光强检测电路，与所述主控制模块连接，用于检测环境光强信息。
3.根据权利要求2所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述主摄像装置还包括主红外补光电路，所述主红外补光电路的受控端与所述主控制模块连接，输入端与所述主电源模块连接，输出端接主红外灯，所述主红外灯用于根据所述环境光强信息对所述主摄像模块进行补光。
4.根据权利要求2所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述从摄像装置还包括从红外补光电路，所述从红外补光电路的受控端与所述从控制模块连接，输入端与所述从电源模块连接，输出端接从红外灯，所述从红外灯用于根据所述环境光强信息对所述从摄像头进行补光。
5.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述上位通讯模块包括4G通讯电路、SIM卡接口电路、4G通讯指示电路和4G通讯保护电路，所述4G通讯电路的通讯端与所述主控模块连接，所述SIM卡接口电路与所述4G通讯电路的收发端连接，所述4G通讯指示电路与所述4G通讯电路的输出端连接，用于指示4G网络的信号状态，所述4G通讯保护电路的一端接所述4G通讯电路的收发端，另一端接地。
6.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述主摄像装置还包括交互模块，所述交互模块包括：
显示电路，与所述主控模块连接，用于显示系统的工作状态和参数信息；
按键电路，与所述主控模块连接，用于维护人员进行参数设置和调阅。
7.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述主摄像装置还包括超声波测速模块，所述超声波测速模块与所述主控模块连接，用于检测车辆的速度信息。
8.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述从摄像控制模块包括从摄像头电源控制电路和从摄像头电路，所述从摄像头电源控制电路的输入端与所述从电源模块连接，受控端与所述从控制模块连接，输出端与所述从摄像头电路的电源端连接，所述从摄像头电路的信号端与所述从控制模块连接。
9.根据权利要求8所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述从摄像头电源控制电路包括第一MOS管、从摄像稳压控制电路和滤波电路，所述第一MOS管的基极与所述从控制模块连接，源极接地，漏极与所述从摄像稳压控制电路的受控端连接，所述从摄像稳压控制电路的输入端接所述从电源模块，输出端经滤波电路与所述从摄像头电路的电源端连接。
10.根据权利要求1所述的低功耗的智慧城市摄像头控制系统，其特征在于，所述从摄像装置还包括太阳能模块，所述太阳能模块包括太阳能充电电路和电池保护电路，所述太阳能充电电路的输入端连接太阳能板，控制端与所述从控制模块连接，输出端连接太阳能电池，所述电池保护电路与所述太阳能电池连接，用于对所述太阳能电池充电过程中的过流保护。
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