CN202205308U - 基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统 - Google Patents

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夏光超
陈梅
李鑫
陈薇
方敏
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Abstract

本实用新型涉及反窃电领域，具体涉及一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统。本智能反窃电系统包括热释电红外传感器和摄像头，所述热释电红外传感器和摄像头均与控制器电连接，所述控制器的输出端与报警电路的输入端电连接，且控制器的输出端还通过无线传输电路与设置在监控室中的中央控制装置电连接。本实用新型由摄像头、热释电红外传感器、控制器和报警电路组成，响应速度快，抗干扰能力强，灵敏度高。本实用新型通过将摄像头和热释电红外传感器相配合，极大地提高了防误报的性能。

Description

基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统
技术领域
本实用新型涉及反窃电领域，具体涉及一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统。
背景技术
目前市场上的同类反窃电产品均没有视频图像捕捉功能。一旦发生窃电，能在第一现场就捕捉到盗窃嫌疑人的视频图像，将会为公安机关追查窃电分子以及为法庭提供窃电嫌疑人窃电证据提供强有力的线索。另一方面，反窃电系统带视频捕捉功能，将会对窃电分子产生很大的心理震慑作用。从而有效遏制非法窃电行为，为供电企业挽回大量的经济损失，也有效降低因大肆窃电行为而导致的电网运行故障及人身伤亡与设备损坏的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，本反窃电系统构造简单，工作可靠且性能好。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，本智能反窃电系统包括热释电红外传感器和摄像头，所述热释电红外传感器和摄像头均与控制器电连接，所述控制器的输出端与报警电路的输入端电连接，且控制器的输出端还通过无线传输电路与设置在监控室中的中央控制装置电连接。
同时本实用新型还可以通过以下方式得以进一步实现：
所述热释电红外传感器为双探测元热释电红外传感器。
所述摄像头为装设在电表箱中的针孔摄像头。
所述报警电路为声光报警电路。
所述中央控制装置包括主机和用于显示摄像头所拍摄图像的显示器。
所述双探测元热释电红外传感器包括设置在探测元组前侧的光学滤波片，所述探测元组由一对特性一致且极性相反的探测元串接而成，所述探测元组与电阻并联后串接在场效应管的栅极和电源负极之间；所述场效应管的漏极与电源正极相接，源极为与信号放大处理电路电连接的信号输出端，所述信号处理电路的输出端与控制器的输入端电连接；所述场效应管的源极与电源负极之间连接有滤波电容。
所述针孔摄像头为采用CMOS感光芯片的数字摄像头OV6620。
所述光学滤波片为使0.2～20μm波长范围的红外辐射通过的菲涅尔透镜。
所述控制器为dsPIC30F3013数字信号控制器。
所述控制器中设有将摄像头采集到的数据进行二值化处理的人像轮廓特征处理模块。
本实用新型的有益效果：
1)、本实用新型由摄像头、热释电红外传感器、控制器和报警电路组成，响应速度快，抗干扰能力强，灵敏度高。本实用新型通过将摄像头和热释电红外传感器相配合，极大地提高了防误报的性能。
2)、本实用新型中的控制器还通过无线传输电路与设置在监控室中的中央控制装置电连接，所述中央控制装置包括主机和用于显示摄像头所拍摄图像的显示器。则当有人非法开启电表箱时，一旦热释电红外传感器检测到人体信息，系统将自动激活针孔摄像头，将其灰度化、进行人像特征提取，确认热释电红外传感器的报警，进行声光报警并将图片无线传至监控室中的显示器上，有利于小区的保安做出及时的反应。
附图说明
图1是本实用新型的整体方框图；
图2是双探测元热释电红外传感器的结构示意图；
图3是热释电红外传感器的接口电路图；
图4是摄像头与控制器连接图；
图5是人像轮廓特征处理模块的工作过程示意图。
图中标注符号的含义如下：
10-热释电红外传感器  20-摄像头  11-光学滤波片
12-探测元  13-场效应管  30-控制器  40-报警电路
50-无线传输电路  60-中央控制装置
具体实施方式
如图1所示，一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，本智能反窃电系统包括热释电红外传感器10和摄像头20，所述热释电红外传感器10和摄像头20均与控制器30电连接，所述控制器30的输出端与报警电路40的输入端电连接，且控制器30的输出端还通过无线传输电路50与设置在监控室中的中央控制装置60电连接。
优选的，所述热释电红外传感器10为双探测元热释电红外传感器；所述摄像头20为装设在电表箱中的针孔摄像头。
进一步的，所述针孔摄像头为采用CMOS感光芯片的数字摄像头OV6620。
报警电路40可以采用单独的声音报警电路，也可以采用单独的闪光报警电路，作为本实用新型的优选方案，所述报警电路40为声光报警电路，也即报警电路40为声音报警电路和闪光报警电路的组合。
所述中央控制装置60包括主机和用于显示摄像头20所拍摄图像的显示器，以将窃电者的图像显示在显示器上，以有利于小区的保安能够做出准确地反应。
如图2所示，所述双探测元热释电红外传感器包括设置在探测元组前侧的光学滤波片11，所述探测元组由一对特性一致且极性相反的探测元12串接而成，所述探测元组与电阻RG并联后串接在场效应管13的栅极G和电源负极GND之间；所述场效应管13的漏极D与电源正极相接，源极S为与信号放大处理电路电连接的信号输出端，所述信号处理电路的输出端与控制器30的输入端电连接；所述场效应管13的源极S与电源负极GND之间连接有滤波电容EMI。
该双探测元热释电红外传感器将两个极性相反且特性一致的探测元串接在一起，以消除环境干扰和自身干扰。
双探测元热释电红外传感器中的光学滤波片11为使0.2～20μm波长范围的红外辐射通过的菲涅尔透镜，菲涅尔透镜将红外线聚焦后，加在两个探测元12上产生压差，从而使双探测元热释电红外传感器能够输出电压信号。具体地讲，当人体进入双探测元热释电红外传感器的探测区，人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜聚焦到热释电红外传感器的探测元上，由于人体温度与环境温度有差别，从而产生温差，因而在两个电极上产生电荷，该电荷经源极跟随器后，以电压信号输出。
图3所示热释电红外传感器的接口电路也即信号处理电路，热释电红外传感器输出的是一个在1V基础上变化的信号，而且变化幅度只有20mV左右，所以需要对热释电红外传感器输出的电压信号进行信号调理。所述信号处理电路包括带通滤波器、一级放大、二级放大三个环节组成。第一环节：带通滤波器，由于探测器输出的有用信号集中在0.1～10Hz范围内，设计滤波器截取该段频率范围内的脉冲信号，滤除带外噪声，以降低系统的误报率。第二环节：一级放大，经过上述带通滤波器可以抑制带外噪声，但传感器输出的脉冲信号只有20mV左右，还不可避免的会夹杂比有用信号大得多的共模信号干扰，将有用信号淹没，因此需要先通过一级放大滤波电路抑制共模信号、放大差模信号，保证后续电路的正确检测。第三环节：二级放大。一级放大主要是抑制共模信号，因此不可能有很大的放大倍数；二级放大采用电压跟随器，以实现阻抗变换功能。
如图4所示，所述控制器30为dsPIC30F3013数字信号控制器。
图4中所示的Y0～Y7为灰度信号输出口，SDA为SCCB数据接口，SCL为SCCB数据时钟，FODD为奇偶场同步信号，HREF为行中断信号，VSYN为场中断信号。摄像头采集一场图像的时间为20ms，但为了减小耗电量，当只有热释电红外传感器检测到人体信息时，才进行摄像头采集数据。
所述控制器30中设有将摄像头20采集到的数据进行二值化处理的人像轮廓特征处理模块。
图5为人像轮廓特征处理过程，将原始图片也即场图像依次进行平滑滤波、阈值分割、边缘检测等处理得到识别结果，也即将原始图像变成二值黑白位图，比较不同时间的多幅图片，以便将窃电人的图像与背景图像识别开来，并捕捉窃电人的视频图像。

Claims (10)

1.一种基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：本智能反窃电系统包括热释电红外传感器(10)和摄像头(20)，所述热释电红外传感器(10)和摄像头(20)均与控制器(30)电连接，所述控制器(30)的输出端与报警电路(40)的输入端电连接，且控制器(30)的输出端还通过无线传输电路(50)与设置在监控室中的中央控制装置(60)电连接。
2.根据权利要求1所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述热释电红外传感器(10)为双探测元热释电红外传感器。
3.根据权利要求1所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述摄像头(20)为装设在电表箱中的针孔摄像头。
4.根据权利要求1所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述报警电路(40)为声光报警电路。
5.根据权利要求1所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述中央控制装置(60)包括主机和用于显示摄像头(20)所拍摄图像的显示器。
6.根据权利要求2所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述双探测元热释电红外传感器包括设置在探测元组前侧的光学滤波片(11)，所述探测元组由一对特性一致且极性相反的探测元(12)串接而成，所述探测元组与电阻并联后串接在场效应管(13)的栅极和电源负极之间；所述场效应管(13)的漏极与电源正极相接，源极为与信号放大处理电路电连接的信号输出端，所述信号处理电路的输出端与控制器(30)的输入端电连接；所述场效应管(13)的源极与电源负极之间连接有滤波电容。
7.根据权利要求3所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述针孔摄像头为采用CMOS感光芯片的数字摄像头OV6620。
8.根据权利要求6所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述光学滤波片(11)为使0.2～20μm波长范围的红外辐射通过的菲涅尔透镜。
9.根据权利要求6所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述控制器(30)为dsPIC30F3013数字信号控制器。
10.根据权利要求9所述的基于视频采集与热释电红外传感器的智能反窃电系统，其特征在于：所述控制器(30)中设有将摄像头(20)采集到的数据进行二值化处理的人像轮廓特征处理模块。
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