CN202103759U - 基于目标检测的低功耗视频摄像系统 - Google Patents

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谢剑斌
庄钊文
李沛秦
闫玮
刘通
唐朝京
徐晖
谢昌颐
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Abstract

一种基于目标检测的低功耗视频摄像系统，包括电源转换模块、红外传感器、雷达传感器、电源控制模块和视频摄像机；其中，电源转换模块包括输出+5V端和输出+12V端；其中红外传感器和雷达传感器与电源转换模块输出+5V端相连接，电源控制模块与电源转换模块输出+5V端和输出+12V端相连接；电源控制模块包括MCU和+12V开关电路，+12V开关电路与视频摄像机相连接，红外传感器2和雷达传感器3的输出信号分别与电源控制模块4相连接。本装置以较小的代价降低系统功耗，延长系统使用寿命。

Description

基于目标检测的低功耗视频摄像系统
所属技术领域
本实用新型涉及一种基于目标检测的低功耗视频摄像系统，尤其是采用红外传感器和雷达传感器控制摄像子系统的开关，从而降低系统整体功耗的视频摄像系统。 
背景技术
随着公众安全意识的不断增强，安全防控越来越成为公众关注的焦点，视频摄像系统得到了普遍的推广应用，我国绝大多数县级以上城市以及乡镇重点场所均已依法建立视频摄像体系，实现多方位全天候的视频摄像和存储。目前公共安全视频摄像网络主要采用全天候不间断摄像的方式，不论当前监视范围内是否存在目标，摄像机始终处于工作状态。目前公共安全监视网络中常用视频摄像机功耗不低于1500mW，当开启红外照明功能时功耗不低于5000mW，其价格在300元以上，有的高达万元。因此视频摄像系统在现有工作模式下存在巨大的能源浪费，并有损摄像机的使用寿命。 
红外传感器和雷达传感器是技术成熟、价格低廉的目标检测设备，其中红外传感器主要从温度方面检测目标，雷达传感器主要从运动方面检测目标。红外传感器功耗约为0.25mW，雷达传感器功耗约为150mW，两种传感器价格均为人民币10多元。相对于单价数百元的视频摄像机及其产生的较大功耗，采用红外传感器和雷达传感器可有效检测监视范围内是否存在具有温度和速度的目标存在，并以此控制监控摄像机的开、关机状态，使监控摄像机仅在监控区域内存在目标时工作，没有目标时则关闭，从而降低整个视频摄像系统的功耗，并延长视频摄像机的使用寿命。 
发明内容
为了克服现有视频摄像系统24小时不间断工作，有损摄像机使用寿命，无目标时间段存在巨大功率浪费的不足，本实用新型提供一种基于目标检测的低功耗视频摄像系统，可以自动检测监视范围内是否存在目标，并输出信号控制摄像机的开、关机状态，控制视频摄像机仅在目标存在时开机，简便通用。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统包括电源转换模块1、红外传感器2、雷达传感器3、电源控制模块4和视频摄像机5，其中，电源转换模块包括输出+5V端和输出+12V端；其中红外传感器和雷达传感器与电源转换模块输出+5V端相连接，电源控制模块与电源转换模块输出+5V端和输出+12V端相连接；电源控制模块包括MCU和+12V开关电路，+12V开关电路与视频摄像机相连接，红外传感器2和雷达传感器3的输出信号分别与电源控制模块4相连接。 
传感器检测结果信号与MCU相连接，其中红外传感器将检测结果以高低电平信号通过开关SW1与电源控制模块中MCU第15脚相连接，雷达传感器将检测结果以高低电平信号通过开关SW2与电源控制模块中MCU第14脚相连接。 
MCU第13脚输出开关信号与+12V开关电路相连接。 
电源转换模块将外部输入+12V电源转换为+5V和+12V两种电源，其中+5V电源一直处于开启状态，用于对红外传感器、雷达传感器和电源控制模块供电；+12V电源在电源控制模块的控制下，仅在目标出现时对视频摄像机供电，其余时间处于关闭状态。红外传感器与雷达传感器实时检测监视范围内是否存在人体及运动目标，当检测到目标时输出高电平，未检测到目标时输出低电平，并将此高低电平信号分别通过SW1、SW2与单片机MCU的I/O管脚相连接，单片机输出控制信号与电源开关电路相连接。通过开关SW1和SW2，使用者可根据实际需求灵活选择是否接入传感器以及接入何种传感器。电源控制模块中的MCU通过检测输入的两种传感器检测结果信号，输出对应的开关信号，控制+12V开关电路的开闭，从而实现对视频摄像机开、关机的控制。 
本实用新型的有益效果是，该装置可以根据监视范围内是否存在目标，控制视频采集终端的开关。常开部分主要包括电源转换模块、红外传感器、雷达传感器、电源控制模块，其中电源转换模块功耗约为1mW，红外传感器功耗约为0.25mW，雷达传感器功耗约为150mW，MCU功耗约为25mW，常开部分总功耗不超过180mW，总价格约为30元；开关可控部分主要为视频摄像机，目前公共安全监视网络中常用视频摄像机功耗不低于1500mW，当开启红外照明功能时功耗不低于5000mW，其价格在300元以上，有的高达万元。本发明方案可以较小的代价有效降低视频摄像系统的总功耗，并延长系统使用寿命。此装置操作方便，适用范围广。 
附图说明
图1是本实用新型的系统框图。 
图2是本实用新型的电源转换模块电路连接图。 
图3是本实用新型的电源控制模块中MCU电路连接图。 
图4是本实用新型的电源控制模块中电源开关电路连接图。 
具体实施方式
在图1中，电源转换模块1，红外传感器2，雷达传感器3，电源控制模块4，视频摄像机5。电源转换模块1将外部输入+12V电压转换为+5V和+12V两种电源，其中+5V电源一直处于开启状态，对红外传感器2、雷达传感器3和电源控制模块4供电；+12V电源通过电源控制模块对视频摄像机5供电，该部分开关状态可控。红外传感器2与雷达传感器3的输出信号与电源控制模块4相连接。 
在图2中，通过DC/DC压降芯片LM2596-5以及简单的外围电路，可将外部输入+12V电源转化为+5V电源；同时输入+12V电源通过电容滤波之后输出给+12V开关电路。 
在图3中，电源控制模块中的MCU读取并判断两种传感器检测结果信号，输出对应的开关信号。为使本装置更加灵活通用，红外传感器和雷达传感器的检测结果信号分别通过开关SW1和SW2与MCU相连接，使用者可根据实际需求，通过开关选择是否接入传感器以及接入何种传感器。具体为：MCU第13脚初始为低电平输出，+12V开关电路断开。当SW1闭合、SW2断开时，仅红外传感器检测结果有效，当MCU检测到第15脚为高电平时，第13脚输出高电平，使+12V开关电路接通；当SW1断开、SW2闭合时，仅雷达传感器检测结果有效，当MCU检测到第14脚为高电平时，第13脚输出高电平，使+12V开关电路接通；当SW1、SW2均闭合时，红外传感器、雷达传感器检测结果均有效，当MCU检测到第14、15脚同时为高电平时，第13脚输出高电平，使+12V开关电路接通；当SW1、SW2均断开时，红外传感器、雷达传感器检测结果均无效，第13脚始终输出高电平，使+12V开关电路接通。 
在图4中，MMBT3904与SI4431DY以及电阻R2构成开关电路，当开关信号为高时，开关电路接通，输出+12V使视频摄像机工作；当开关信号为低时，开关电路断开，视频摄像机断电关机。 

Claims (3)

1.一种基于目标检测的低功耗视频摄像系统，包括电源转换模块(1)、红外传感器(2)、雷达传感器(3)、电源控制模块(4)和视频摄像机(5)；其特征是：电源转换模块包括输出+5V端和输出+12V端；其中红外传感器和雷达传感器与电源转换模块输出+5V端相连接，电源控制模块与电源转换模块输出+5V端和输出+12V端相连接，电源控制模块包括MCU和+12V开关电路，+12V开关电路与视频摄像机相连接，红外传感器(2)和雷达传感器(3)的输出信号分别与电源控制模块(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于目标检测的低功耗视频摄像系统，其特征是：传感器检测结果信号与MCU相连接，其中红外传感器将检测结果以高低电平信号通过开关SW1与电源控制模块中MCU第15脚相连接，雷达传感器将检测结果以高低电平信号通过开关SW2与电源控制模块中MCU第14脚相连接。
3.根据权利要求1所述的基于目标检测的低功耗视频摄像系统，其特征是：MCU第13脚输出开关信号与+12V开关电路相连接。 
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