CN116962877A - 一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法及相关装置，所述方法包括：S1、布撒式监控设备的传感器检测目标区域内的人员信号；S2、当所述传感器检测到目标区域内有人员信号，传感器向微控制单元发送唤醒指令；S3、所述微控制单元接收唤醒指令并启动主控CPU，所述主控CPU上电启动RTOS系统进行拍摄图像信息并存储至内存区域；S4、引导启动Linux系统，从所述内存区域中读取所述图像信息数据进行处理并将处理后的图像信息数据保存至存储卡。本申请设置双系统架构，缩短布撒式监控设备中摄像头的启动时间，实现对目标区域的快速检测并进行拍摄。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法及相关装置。
背景技术
布撒式监控设备是指部署在野外的一种监控摄像头设备，用于人员入侵监测，当有人员入侵时自动触发进行拍照和视频录制。布撒式监控设备部署在野外，采用电池供电，设备功耗控制尤为重要。布撒式监控设备为满足拍照和录像功能，常采用高性能主控芯片(运行linux系统)，高性能主控芯片功耗较高，电池供电难以满足长时间运行需求。为了满足低功耗要求，有的布撒式监控设备采用主控芯片电源关闭状态，人员感应电路控制主控芯片上电的工作方式，但这种方式下主控芯片重新上电需要一段时间完成linux系统初始化和启动后，才能进行拍照和视频录制，但由于主控芯片部分初始化和启动的耗时较长，可能会造成入侵人员已经走出了布撒式监控设备拍摄范围，主控芯片还未启动的情况。
中国专利CN108024096A公开了一种低功耗监控系统及其控制方法，终端向网络通信设备发送唤醒指令，网络通信设备通过第一低功耗通信模块向外发送，视频采集设备的第二低功耗通信模块接收并根据唤醒指令使用视频采集设备的摄像头进行视频采集，视频采集设备将采集的视频数据通过第二高速通信模块向外发送，其技术方案视频采集设备在没有拍摄任务时处于待机状态，会产生待机功耗。中国专利CN114415579B公开了一种低功耗户外监控控制系统，当感应到有人靠近时，主控模块控制摄像供电电路和外围供电电路对摄像模块和通讯模块供电，使得摄像模块从休眠状态唤醒并开始录像，其技术方案摄像模块处于休眠状态会产生功耗，主控模块重新上电，导致启动耗时较长。
因此，寻找一种能够使主控芯片部分快速上电的低功耗监控方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法及装置，其使用双系统架构从而快速启动摄像头对目标区域进行检测，实现对目标区域的快测检测并进行拍摄，提高检测效果。
本发明的技术方案是这样实现的：第一方面，本发明提供了一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，所述方法包括：
S1、布撒式监控设备的传感器检测目标区域内的人员信号；
S2、当所述传感器检测到目标区域内有人员信号，传感器向微控制单元发送唤醒指令；
S3、所述微控制单元接收唤醒指令并启动主控CPU，所述主控CPU上电启动RTOS系统进行拍摄图像信息并存储至内存区域；
S4、引导启动Linux系统，从所述内存区域中读取所述图像信息数据进行处理并将处理后的图像信息数据保存至存储卡。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S3具体包括：
所述微控单元接收唤醒指令并发送至电源模块；
所述电源模块进行供电，使主控CPU上电并启动RTOS系统；
打开所述布撒式监控设备的摄像头并初始化摄像头传感器，利用初始化后的摄像头拍摄目标区域内图像信息；
将拍摄的所述图像信息存储至内存区域。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S4具体包括：
通过实时操作系统或Uboot引导启动所述Linux系统；
所述Linux系统启动后通过内建接口和融合通信的方式加载内核模块驱动文件；
加载完成后，所述Linux系统的应用程序启动。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述方法还包括：
当所述图像信息拍摄完毕后，在预设时间内布撒式监控设备的传感器没有在目标区域内检测到人员信号，所述传感器给微控制单元发送休眠指令；
所述微控制单元接收休眠指令，进入低功耗休眠状态，并使主控CPU断电。
第二方面，本发明还提供了一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，采用如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，包括：
传感器信息采集模块，用于检测目标区域内是否有人员进入；
拍摄模块，用于拍摄目标区域内人员入侵的图像信息；其中拍摄模块包括主控CPU和摄像头，主控CPU包括RTOS系统和Linux系统，采用所述RTOS系统和Linux系统快速启动摄像头对目标区域进行拍摄；
电源模块，用于给传感器信息采集模块和拍摄模块进行供电。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述传感器信息采集模块包括EEPROM存储电路，用于读取或写入传感器信息采集模块的系统参数，其中，
所述EEPROM存储电路的串行时钟输入引脚与微控制单元的I2C总线的时钟引脚PA6连接，所述EEPROM存储电路的串行数据引脚与微控制单元的I2C总线的数据引脚PA7连接；
所述EEPROM存储电路包括用于电源控制电路的场效应管G5和电阻R153，所述场效应管G5的栅极与微控制单元的使能端PC0_EN连接，所述场效应管G5的漏极与EEPROM存储电路的电源管脚连接，所述场效应管G5的源极与传感器信息采集模块的系统电源连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述拍摄模块还包括红外补光灯电路，所述红外补光灯电路包括红外补光灯、电阻R38、电阻R39和场效应管G3，
其中，红外补光灯通过连接器P2接入所述红外补光灯电路，微控制单元通过PB4_LED0进行供电控制，所述微控制单元的PB4_LED0与电阻R38的第一端连接，电阻R38的第二端与场效应管G3的栅极连接，在电阻R38和场效应管G3的栅极的节点处还通过电阻R39接地，场效应管G3的源极接地，场效应管G3的漏极通过连接器P2与外红补光灯连接。
更进一步优选的，所述传感器信息采集模块还包括光敏采集电路，用于感应目标区域的光照强度，所述光敏采集电路包括光敏传感器、电阻R25和场效应管G6，
其中，所述光敏传感器的第一端接地，第二端通过电阻R25与场效应管G6的漏极连接，场效应管G6的源极与微控制单元连接，场效应管G6的栅极与微控制单元的使能端PC1_EN连接，在光敏传感器与电阻R25的节点处与微控制单元的AD管脚PB5_LDR连接。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法相对于现有技术具有以下
有益效果：
(1)通过设置双系统架构，当微控制单元唤醒后启动主控CPU，使RTOS系统进行快速上电启动，使用摄像头拍摄目标区域的图像信息并存储至内存区域，同时引导移动Linux系统读取数据进行处理并保存至存储卡，缩短布撒式监控设备中摄像头的启动时间，实现对目标区域的快速检测并进行拍摄；
(2)在无拍摄任务时，将微控制单元设置为休眠状态，并使布撒式监控设备的拍摄模块和通信模块处于断电状态，降低布撒式监控设备的功耗，实现布撒式监控设备的长时间低功耗待机，延长布撒式监控设备的使用时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法的流程图；
图2为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法的红外感应电路图；
图3为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法的系统启动流程图；
图4为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法的RTOS系统的架构图；
图5为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法的低功耗微控制单元的电路图；
图6为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的框图；
图7为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的拍摄装置的电源控制电路的电路图；
图8为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的EEPROM存储电路的电路图；
图9为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的EEPROM存储电路的电源控制电路的电路图；
图10为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的红外补光灯电源控制电路的电路图；
图11为本发明的低功耗布撒式监控设备的快速启动装置的光敏采集电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，所述方法包括：
S1、布撒式监控设备的传感器检测目标区域内的人员信号；
S2、当所述传感器检测到目标区域内有人员信号，传感器向微控制单元发送唤醒指令；
S3、所述微控制单元接收唤醒指令并启动主控CPU，所述主控CPU上电启动RTOS系统进行拍摄图像信息并存储至内存区域；
S4、引导启动Linux系统，从所述内存区域中读取所述图像信息数据进行处理并将处理后的图像信息数据保存至存储卡。
可以理解的，当布撒式监控设备的传感器检测区域无人员入侵时，微控制单元(MCU)处于休眠状态，布撒式监控设备的摄像头处于断电状态，当有人员入侵目标区域，传感器通过唤醒指令唤醒微控制单元(MCU)，并启动主控CPU，此时主控CPU快速上电并启动RTOS系统对目标区域进行拍摄，并将拍摄的图像信息存储到内存区域，同时引导启动Linux系统，Linux系统启动后从内存区域读取图像信息并进行数据处理，将数据处理后的数据保存在存储卡(SD卡)中。通过使用双系统架构对目标区域进行检测以及拍摄，缩短布撒式监控设备中摄像头的启动时间，使布撒式监控设备可在1.2秒迅速启动，实现对目标区域的快速检测并进行拍摄，提高检测效果；同时将无拍摄任务的摄像头设置为断电状态，减少布撒式监控设备的运行功耗，延长布撒式监控设备的使用时间。
优选的，主控CPU选用联咏科技的NT98566。内存区域可以是内置内存区域，也可以是外置内存区域，本申请并不对此做具体限定，可以根据实际需求进行设置。
进一步的，布撒式监控设备采用红外感应对目标区域进行红外信号检测，其中红外感应包括菲涅尔透镜、2个双元热释电传感器(第一热释电传感器PIR1和第二热释电传感器PIR2)和2片低功耗热释电传感器信号处理芯片(第一热释电传感器控制芯片U2和第二热释电传感器控制芯片U4)。优选的，热释电传感器采用LHI778传感器，热释电传感器的控制芯片采用超低功耗芯片，单热释电传感器的控制芯片消耗电流为6uA左右。
如图2所示，具体的，红外感应的电路原理为：第一热释电传感器控制芯片U2的1引脚(VSS引脚)、6引脚(NPIRIN引脚)和8引脚(TEST引脚)均接地，2引脚(INT引脚)与PB3_INT2连接，3引脚(SERIN引脚)与PB1_SERIN2连接，4引脚(VDD引脚)与传感器信息采集模块的系统电源连接进行供电，4引脚(VDD引脚)通过电容C14接地，5引脚(VPIR引脚)与第一热释电传感器PIR1的漏极D连接，5引脚(VPIR引脚)与电容C12第一端连接，电容C12第二端接地，7引脚(PIRIN引脚)通过电容C13与第一热释电传感器PIR1的源极S连接，7引脚(PIRIN引脚)通过电阻R4接地，第一热释电传感器PIR1的栅极G接地，第一热释电传感器PIR1的源极S分别与电容C15的第一端和电阻R3的第一端连接，电容C15的第二端和电阻R3的第二端均接地。
第二热释电传感器控制芯片U4的1引脚(VSS引脚)、6引脚(NPIRIN引脚)和8引脚(TEST引脚)均接地，2引脚(INT引脚)与PB2_INT3连接，3引脚(SERIN引脚)与PB0_SERIN1连接，4引脚(VDD引脚)与传感器信息采集模块的系统电源连接进行供电，4引脚(VDD引脚)通过电容C19接地，5引脚(VPIR引脚)与第二热释电传感器PIR2的漏极D连接，5引脚(VPIR引脚)与电容C17的第一端连接，电容C17的第二端接地，7引脚(PIRIN引脚)通过电容C18与第二热释电传感器PIR2的源极S连接，7引脚(PIRIN引脚)通过电阻R13接地，第二热释电传感器PIR2的栅极G接地，第二热释电传感器PIR2的源极S分别与电容C20的第一端和电阻R12的第一端连接，电容C20的第二端和电阻R12的第二端均接地。
可以理解的，当第一热释电传感器PIR1检测到信号后，第一人员检测信号会传入第一热释电传感器控制芯片U2，第一热释电传感器控制芯片U2此时会通过2引脚(INT/DOCI引脚)产生一个中断信号给微控制单元(MCU)；当第二热释电传感器PIR2检测到信号后，第二人员检测信号会传入第二热释电传感器控制芯片U4，第二热释电传感器控制芯片U4此时也会通过2引脚(INT/DOCI引脚)产生一个中断信号给微控制单元(MCU)；只有当微控制单元(MCU)同时接收到第一热释电传感器控制芯片U2和第二热释电传感器控制芯片U4传来的中断信号后，红外感应才会判定有人员进入目标区域。通过采用双热释电传感器对目标区域进行人员检测，增加了红外感应的检测范围与检测的准确度。
其中，在微控制单元(MCU)接收双热释电传感器电路触发信号的同时，微控制单元(MCU)可以通过第一热释电传感器控制芯片U2的3引脚(SERIN引脚)和第二热释电传感器控制芯片U4的3引脚(SERIN引脚)分别对2个热释电传感器的灵敏度参数进行设置，可以设置成相同的灵敏度参数，也可以设置成不同的灵敏度参数。
作为本申请一优选实施例，所述步骤S3具体包括：
所述微控单元接收唤醒指令并发送至电源模块；
所述电源模块进行供电，使主控CPU上电并启动RTOS系统；
打开所述布撒式监控设备的摄像头并初始化摄像头传感器，利用初始化后的摄像头拍摄目标区域内图像信息；
将拍摄的所述图像信息存储至内存区域。
可以理解的，RTOS系统启动后立刻打开布撒式监控设备的摄像头，并初始化摄像头fdt传感器，使用初始化后的摄像头拍摄目标区域内的图像，满足布撒式监控设备快速启动后对图像的拍摄，提高目标区域的检测效果。
作为本申请一优选实施例，所述步骤S4具体包括：
通过实时操作系统或Uboot引导启动所述Linux系统；
所述Linux系统启动后通过内建接口和融合通信的方式加载内核模块驱动文件；
加载完成后，所述Linux系统的应用程序启动。
如图3所示，可以理解的，当RTOS系统启动后，主控CPU内存储器的程序进行代码装载，主控CPU处于调试模式时，使用Uboot引导启动Linux系统，用于查看系统状态，设置环境变量和系统参数；主控CPU处于正常使用模式时，采用实时操作系统(FreeRTOS)引导启动Linux系统。当Linux系统启动后，通过内建接口和融合通信的方式加载内核模块驱动文件，加载完成后，所述Linux系统的应用程序启动。
如图4所示，具体的，实时操作系统(FreeRTOS)的具体操作如下：
在主控CPU代码装载后包括两部分，第一部分为系统，第二部分为摄像头传感器，第一部分先加载实时操作系统模块，再流引导Linux系统启动，同时使桥接元件初始化；第二部分先获取摄像头fdt传感器数据，并将摄像头传感器初始化。在将摄像头传感器初始化后执行接口线程，快速启动摄像头传感器，使用模数转换器(ADC)获取摄像头的参数设置，根据拍摄的图像信息采集摄像头的相关参数，与此同时，执行Linux线程，获取摄像头fdt传感器数据，Linux系统加载启动。
在本申请实施例中，Linux系统在内核引导前通过内置的内核接口(Hdal)以融合通信的方式加载固件，并下载到vmlinuz，再进入内核启动过程，在内核引导完成后，通过融合通信(RCS)的方式加载完成的内核驱动文件，进一步提高布撒式监控设备的启动时间，实现对目标区域的快速检测。
作为本申请一优选实施例，所述方法还包括：
当所述图像信息拍摄完毕后，在预设时间内布撒式监控设备的传感器没有在目标区域内检测到人员信号，所述传感器给微控制单元发送休眠指令；
所述微控制单元接收休眠指令，进入低功耗休眠状态，并使主控CPU断电。
当布撒式监控设备无拍摄任务时，微控制单元(MCU)进入休眠状态，同时主控CPU、通信模块以及摄像头均断电，减少布撒式监控设备的运行功耗，延长布撒式监控设备的使用时间。
作为本申请一优选实施例，所述方法还包括：
所述主控CPU在启动后开启WIFI，终端与所述布撒式监控设备WIFI连接，所述终端读取查看存储卡内的图像数据。用户可以根据所述终端对布撒式监控设备的参数进行设置。
当主控CPU开启WIFI后，终端可以与布撒式监控设备进行无线通信，使用者可以通过终端查看布撒式监控设备拍摄的图像信息，也可以通过终端对布撒式监控设备的参数进行修改设置。
可以理解的，当主控CPU开启WIFI后，若预设之间内没有终端连接，则主控CPU会关闭WIFI，减小运行功耗。其中，预设时间可以根据实际使用需求进行设置，本申请并不对此进行具体限定。
其中，终端可以是手机、穿戴式设备、平板电脑、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备等等，在此本申请不做具体限制。
作为本申请一优选实施例，所述微控制单元采用低功耗微控制处理器。如选用新唐的低功耗处理器M251LD2AE，低功耗微控制处理器休眠时运行在闲置模式下，消耗电流可以达到100uA以下，当传感器唤醒低功耗微控制处理器后，低功耗微控制处理器进入到正常运行模式下，功耗电流在2mA以下，低功耗微控制处理器闲置模式下进行定时唤醒，防止低功耗微控制处理器程序偏离正常的运行路径，造成低功耗微控制处理器的程序混乱。
如图5所示，具体的，低功耗微控制处理器的电路原理为：
低功耗微控制处理器的11引脚和12引脚分别与晶体振荡器Y1的第一端和第二端连接，晶体振荡器Y1的第一端还与电容C1的第一端连接，电容C1的第二端接地，晶体振荡器Y1的第二端还与电容C2的第一端连接，电容C2的第二端接地，其中电容C1和电容C2均选用20pF的电容。
低功耗微控制处理器的24引脚为微控制单元(MCU)的复位引脚，低功耗微控制处理器的24引脚与电阻R23的第一端和电容C26的第一端连接，电阻R23的第二端与电源连接，电容C26的第二端接地，电阻R23和电容C26构成微控制单元(MCU)的上电复位电路，低功耗微控制处理器的24引脚与电阻R23的节点处和按键开关K1的第一端连接，按键开关K1的第二端接地，通过按键开关K1完成微控制单元(MCU)的手动复位，其中电阻R23的阻值为10k，电容C26选用10uF的电容，按键开关K1的型号为DTSM-61-V。
低功耗微控制处理器的39引脚和37引脚分别与和电容C4、电容C5和电容C6连接，电容C4、电容C5和电容C6之间为并联，微控制单元与低功耗微控制处理器的39引脚和电容C4的节点连接，用于通过电源模块给低功耗微控制处理器进行供电，低功耗微控制处理器的37引脚和电容C4的节点接地，其中电容C4和电容C6选用0.1uF的电容，电容C5选用10uF的电容。
微控制单元通过磁珠B1与低功耗微控制处理器的45引脚连接，用于给低功耗微控制处理器通过模拟电源进行供电，低功耗微控制处理器的46引脚通过磁珠B2接地，低功耗微控制处理器的45引脚与高频变压器B1的节点处分别与电容C7、电容C8和电容C9的第一端连接，低功耗微控制处理器的46引脚与高频变压器B2的节点处分别与电容C7、电容C8和电容C9的第二端连接，电容C7、电容C8和电容C9之间为并联，其中电容C7选用0.01uF的电容，电容C8选用0.1uF的电容，电容C9选用1uF的电容。
低功耗微控制处理器的23引脚与微控制单元连接，用于给低功耗微控制处理器通过电源模块进行供电，且低功耗微控制处理器的23引脚还通过电容C10接地，其中，电容C10选用0.1uF的电容。
低功耗微控制处理器的38引脚通过电容C11接地，其中电容C11选用1uF的电容。
如图6所示，与上述方法实施例相对应，本发明还提供一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，采用如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，包括：传感器信息采集模块、拍摄模块和电源模块，传感器信息采集模块用于检测目标区域内是否有人员进入；拍摄模块用于拍摄目标区域内人员入侵的图像信息；其中拍摄模块包括主控CPU和摄像头，主控CPU包括RTOS系统和Linux系统，采用所述RTOS系统和Linux系统快速启动摄像头对目标区域进行拍摄；电源模块，用于给传感器信息采集模块和拍摄模块进行供电。
具体的，传感器信息采集模块包括人员感应单元和微控制处理单元，拍摄模块包括存储卡、主控CPU和摄像头，人员感应单元实时检测目标区域内是否有人员进入，当检测到有人员入侵目标区域后，人员感应单元产生触发信号，从而唤醒微控制处理单元，微控制单元给电源模块发送信号，使电源模块给拍摄模块进行供电，此时，主控CPU迅速上电启动RTOS系统，使用摄像头对目标区域内图像进行拍摄并存储至内存区域，同时引导启动Linux系统，读取内存区域的图像并进行数据处理，将处理后的数据保存至存储卡内，通过采用双系统架构对布撒式监控设备的目标区域进行检测拍摄，在无拍摄任务时，将拍摄模块处于断电状态，并将微控制处理单元处于休眠状态，降低布撒式监控设备的运行功耗，延长使用时间；当有人员入侵目标区域时，迅速启动拍摄模块，实现对目标区域的快速检测拍摄，提高检测效果。优选的，拍摄模块的摄像头可以采用高清摄像头，提高检测图像的画质，进而提高检测效果。电源模块包括锂电池和电源管理单元，电源管理单元用于控制锂电池给传感器信息采集模块和拍摄模块进行供电或断电。
人员检测单元使用红外感应，其中红外感应的电路原理如上述所述，在此不再赘述。
在本申请一实施例中，快速启动装置还包括通信模块，终端通过通信模块与布撒式监控设备连接，终端与布撒式监控设备连接后可以读取存储卡内的图像，同时还可以更改布撒式监控拍摄模块中摄像头的参数设置。优选的，通信模块为WIFI通信。
如图7所示，布撒式监控设备在无拍摄任务状态下，微控制单元完全关断拍摄模块和通信模块电源，拍摄模块和通信模块电源处于掉电状态，不消耗电流。其中拍摄模块包含主处理器最小系统电路、时钟电路、存储电路、通信电路，通信模块包含WIFI通信模块电路。此时，电源模块的电路原理为：
使能端PA9_EN与电阻R149的第一端连接，电阻R149的第二端与电阻R148的第一端连接，电阻R148的第二端接地，在电阻R149和电阻R148的节点与三极管Q4的基极连接，发射极接地，集电极通过电阻R150与电源模块中的系统电源引脚V_SYS连接，集电极还与场效应管G4的栅极连接，场效应管G4的源极与电源模块中的系统电源引脚V_SYS连接，场效应管G4的漏极与V_CAM连接，微控制单元(MCU)通过PA9_EN管脚控制场效应管G4给拍摄模块进行供电或断电。
使用微控制单元内部的RTC实现守时功能，即在预设时间内没有人员感应单元没有检测到人员侵入，则将拍摄模块进入断电状态，将微控制单元进入休眠状态。当拍摄模块断电后，拍摄电路中的时钟电路也断电，主控CPU完成Linux系统启动后与微控制处理单元通信，获取检测时间。
在本申请的进一步实施例中，拍摄模块还包括红外补光灯，用于使用摄像头拍摄时进行补光，提高拍摄图像的质量。
具体的，传感器信息采集模块包括功能电路EEPROM和光敏采集电路，拍摄模块还包括红外补光灯电路，且均采用电源可控电路进行低功耗设计，当需要采集光照强度时微控制单元才打开光敏测量电路电源进行AD测量，测量完立即关闭电源模块以节省电源开销；当需要读取或写入传感器采集模块系统参数时才开启电路EEPROM电源，进行EEPROM的读写操作，操作完后立即关闭电源节省电源开销；当需要进行红外补光时才开启红外补光灯，进行红外补光，当系统不需要进行红外补光后立即关闭电源节省电源开销。
其中，如图8所示，电路EEPROM的原理为：所述传感器信息采集模块包括EEPROM存储电路，用于读取或写入传感器信息采集模块的系统参数，其中，所述EEPROM存储电路的串行时钟输入引脚与微控制单元的I2C总线的时钟引脚PA6连接，所述EEPROM存储电路的串行数据引脚与微控制单元的I2C总线的数据引脚PA7连接。具体的，EEPROM存储电路采用K24C512-SITXA芯片，芯片的4引脚(VSS引脚)和7引脚(WP引脚)均接地，1引脚(A0引脚)、2引脚(A1引脚)和3引脚(A2引脚)分别通过电阻R144、电阻R145和电阻R146接地，8引脚(VCC引脚)通过电容C43接地，8引脚(VCC引脚)还与电源模块连接，用于给EEPROM存储电路进行供电，6引脚(SCL引脚)通过电阻R132与电源模块连接，在6引脚(SCL引脚)与电阻R132的节点处还与PA7_I2C1_SCL连接，即与传感器信息采集模块的I2C总线的时钟线连接，5引脚(SDA引脚)通过电阻R40与电源模块连接，在5引脚(SDA引脚)与电阻R40的节点处与PA6_I2C1_SDA连接，即与传感器信息采集模块的I2C总线的数据线连接连接。其中电阻R132、电阻R144、电阻R145和电阻R146的阻值均为10k，电阻R40的阻值为2k，电容C43选用0.1uF的电容。
如图9所示，所述EEPROM存储电路包括用于电源控制电路的场效应管G5和电阻R153，所述场效应管G5的栅极与微控制单元的使能端PC0_EN连接，所述场效应管G5的漏极与EEPROM存储电路的电源管脚连接，所述场效应管G5的源极与传感器信息采集模块的系统电源连接。
如图10所示，红外补光灯通过连接器P2接入所述红外补光灯电路，微控制单元通过PB4_LED0进行供电控制，所述微控制单元的PB4_LED0与电阻R38的第一端连接，电阻R38的第二端与场效应管G3的栅极连接，在电阻R38和场效应管G3的栅极的节点处还通过电阻R39接地，场效应管G3的源极接地，场效应管G3的漏极通过连接器P2与外红补光灯连接，其中电阻R38的阻值为10R，电阻R39的阻值为10k。
如图11所示，光敏采集电路的原理为：所述光敏传感器的第一端接地，第二端通过电阻R25与场效应管G6的漏极连接，场效应管G6的源极与微控制单元连接，场效应管G6的栅极与微控制单元的使能端PC1_EN连接，在光敏传感器与电阻R25的节点处与微控制单元的AD管脚PB5_LDR连接。其中，光敏传感器采用LDR5506光敏电阻，电阻R25的阻值为10k。
本发明还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现如上述任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，其特征在于：所述方法包括：
S1、布撒式监控设备的传感器检测目标区域内的人员信号；
S2、当所述传感器检测到目标区域内有人员信号，传感器向微控制单元发送唤醒指令；
S3、所述微控制单元接收唤醒指令并启动主控CPU，所述主控CPU上电启动RTOS系统进行拍摄图像信息并存储至内存区域；
S4、引导启动Linux系统，从所述内存区域中读取所述图像信息数据进行处理并将处理后的图像信息数据保存至存储卡。
2.如权利要求1所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：
所述微控单元接收唤醒指令并发送至电源模块；
所述电源模块进行供电，使主控CPU上电并启动RTOS系统；
打开所述布撒式监控设备的摄像头并初始化摄像头传感器，利用初始化后的摄像头拍摄目标区域内图像信息；
将拍摄的所述图像信息存储至内存区域。
3.如权利要求1所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：
通过实时操作系统或Uboot引导启动所述Linux系统；
所述Linux系统启动后通过内建接口和融合通信的方式加载内核模块驱动文件；
加载完成后，所述Linux系统的应用程序启动。
4.如权利要求1所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，其特征在于：所述方法还包括：
当所述图像信息拍摄完毕后，在预设时间内布撒式监控设备的传感器没有在目标区域内检测到人员信号，所述传感器给微控制单元发送休眠指令；
所述微控制单元接收休眠指令，进入低功耗休眠状态，并使主控CPU断电。
5.一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，采用如权利要求1-4任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法，其特征在于，包括：
传感器信息采集模块，用于检测目标区域内是否有人员进入；
拍摄模块，用于拍摄目标区域内人员入侵的图像信息；其中拍摄模块包括主控CPU和摄像头，主控CPU包括RTOS系统和Linux系统，采用所述RTOS系统和Linux系统快速启动摄像头对目标区域进行拍摄；
电源模块，用于给传感器信息采集模块和拍摄模块进行供电。
6.如权利要求5所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，其特征在于，所述传感器信息采集模块包括EEPROM存储电路，用于读取或写入传感器信息采集模块的系统参数，其中，
所述EEPROM存储电路的串行时钟输入引脚与微控制单元的I2C总线的时钟引脚PA6连接，所述EEPROM存储电路的串行数据引脚与微控制单元的I2C总线的数据引脚PA7连接；
所述EEPROM存储电路包括用于电源控制电路的场效应管G5和电阻R153，所述场效应管G5的栅极与微控制单元的使能端PC0_EN连接，所述场效应管G5的漏极与EEPROM存储电路的电源管脚连接，所述场效应管G5的源极与传感器信息采集模块的系统电源连接。
7.如权利要求5所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，其特征在于，所述拍摄模块还包括红外补光灯电路，所述红外补光灯电路包括红外补光灯、电阻R38、电阻R39和场效应管G3，
其中，红外补光灯通过连接器P2接入所述红外补光灯电路，微控制单元通过PB4_LED0进行供电控制，所述微控制单元的PB4_LED0与电阻R38的第一端连接，电阻R38的第二端与场效应管G3的栅极连接，在电阻R38和场效应管G3的栅极的节点处还通过电阻R39接地，场效应管G3的源极接地，场效应管G3的漏极通过连接器P2与外红补光灯连接。
8.如权利要求7所述的一种低功耗布撒式监控设备的快速启动装置，其特征在于，所述传感器信息采集模块还包括光敏采集电路，用于感应目标区域的光照强度，所述光敏采集电路包括光敏传感器、电阻R25和场效应管G6，
其中，所述光敏传感器的第一端接地，第二端通过电阻R25与场效应管G6的漏极连接，场效应管G6的源极与微控制单元连接，场效应管G6的栅极与微控制单元的使能端PC1_EN连接，在光敏传感器与电阻R25的节点处与微控制单元的AD管脚PB5_LDR连接。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，
所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如权利要求1～4任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现如权利要求1～4任一项所述的低功耗布撒式监控设备的快速启动方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118214946A (zh) * | 2024-05-21 | 2024-06-18 | 杭州华橙软件技术有限公司 | 图像采集设备的图像处理方法、电子设备以及存储介质 |
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2023
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