CN203608272U - 一种具有保护功能的智能监控摄像头及摄像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有保护功能的智能监控摄像头，包括摄像头、智能控制单元、电机以及用于容纳所述摄像头、智能控制单元、电机的外壳，所述的外壳包括位于顶端的盖板、与盖板连接的外罩以及遮挡罩，所述外罩包括圆柱面状的外罩上部以及与上部连为一体的球面状的且具有开口的外罩下部，所述遮挡罩呈球面状且与外罩下部开口适配，所述智能控制单元包括通信模块，通过所述通信模块接收来自网络的控制指令，驱动电机带动遮挡罩绕铰接轴旋转，打开或关闭遮挡罩。本实用新型除了能够实现本地遥控遮挡罩开关，还具有远程控制的功能，及时保护用户隐私；并且通过声光报警和远程数据传送让用户及时知晓摄像头的状态，获得更好的用户体验。

Description

一种具有保护功能的智能监控摄像头及摄像系统

技术领域

本发明涉及物联网智能监控技术，特别涉及家庭智能视频监控领域。 

背景技术

随着社会流动性的加大，社会人群结构日益复杂，社会的安全防范也成为日益突出的问题，监控正是目前安全防范较为有效的手段。然而拥有24小时不间断的全方位监控职能的摄像头极易对公民个人隐私权造成影响，冲击了公众的心理安全防线，造成了公众个人隐私安全感的丧失。 

对于事关公民个人隐私的空间，是不允许安装视频监控的，这一点在我国已经有了相应地方性立法的尝试，然而局域空间的禁止摄像也同时留下了监控的空白，给犯罪分子可乘之机。为了达到屏蔽隐私的目的，目前许多网络监控摄像机的厂商通过后端管理软件来实现这项功能，或者是在录像回放时对监控画面加以处理，但是因为监控画面在传输过程中，如果遭到恶意窃取，仍然会有泄露隐私的风险。 

所以，有人开始在摄像头本身的结构进行加工和改造的尝试。《一种具有保护功能的电脑数码摄像头》（申请号：200820092370.2）公开了一种具有保护功能的电脑数码摄像头，包含镜头和主芯片以及智能控制单元、电机、摄像头旋转齿轮和镜头档板，通过智能控制单元控制电机正转或反转，电机与摄像头旋转齿轮相连或电机与镜头档板相连，用于使摄像头转入或转出镜头档板；还有一种方案：镜头档板打开或关闭露出、遮住摄像头的镜头。 

但是这种电脑数码摄像头的保护结构不完全适用于目前物联网市场的智能监控摄像头。因为一般情况下，电脑数码摄像头安装位置都比 较高，给手动操作带来麻烦，为了解决这个问题，除了能够简单的进行镜头挡板的开关，还需要具有远程控制的功能；如果让用户及时知晓摄像头的状态会带来更好的用户体验，且该专利没有给出电机如何驱动挡板的具体技术方案。 

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的监控摄像装置远程控制的问题以及电机驱动挡板的结构不完整的问题。 

本实用新型采用的技术方案为：一种具有保护功能的智能监控摄像头，包括摄像头、智能控制单元、电机以及用于容纳所述摄像头、智能控制单元、电机的外壳，其特征在于，所述的外壳包括位于顶端的盖板、与盖板连接的外罩以及遮挡罩，所述外罩包括圆柱面状的外罩上部以及与上部连为一体的球面状的且具有供摄像头露出的开口的外罩下部，所述遮挡罩呈球面状且与外罩下部开口适配，所述遮挡罩的上端与所述外罩下部开口处上端铰接，且铰接中心位于球面的中心线位置；所述电机轴与所述遮挡罩连接用于驱动遮挡罩绕铰接轴旋转；所述智能控制单元包括通信模块，通过所述通信模块接收来自网络的控制指令，驱动电机带动遮挡罩绕铰接轴旋转，从关闭位置旋转到打开位置或者相反。 

作为优选方案，所述外罩下部的开口角度选定在60度至90度之间的范围，既可以保证摄像头的视野，也方便控制；所述遮挡罩为球面状，其角度略大于所述外罩下部的开口角度。 

为了进一步方便电机对遮挡罩的驱动，以及安装拆卸的方便，在所述遮挡罩外部设有一摇臂，该摇臂的一端有一垂直设置的销轴，所述销轴的端部设有一供所述电机轴端伸入并连接的孔，所述销轴穿过所述遮挡罩及外罩的铰接孔与外罩内的所述电机轴连接，所述销轴的端部的孔与电机轴端部为过盈配合的紧连接或者为键连接；所述摇臂的另一端连 接于所述遮挡罩的前缘处。 

为了便于安装电机以及摄像头，作为优选方式，在所述外壳内设有用于安装电机的电机支架；以及用于安装摄像头的摄像头支架。 

为了方便控制以及驱动遮挡罩，作为优选方式，所述智能控制单元输出的控制电机转动的信号为脉宽调制信号，所述电机为舵机。 

为了提供更好的用户体验，本发明还实现了遮挡罩位置提醒功能，具体方案为：当遮挡罩旋转到关闭位置时，智能控制单元控制LED指示灯亮（或灭）显示进入关闭摄像头，隐私保护状态；同时智能控制单元还可以通过通信模块发送遮挡罩已关闭信号，通知远程的客户端，本地摄像头遮挡罩已关闭的状态。当遮挡罩旋转到打开位置时，智能控制单元控制LED指示灯灭（或亮）显示摄像头进入工作状态，提醒用户注意隐私保护，避免泄密或者及时关闭；同时智能控制单元还可以通过通信模块发送遮挡罩已打开信号，通知远程的客户端，本地摄像头遮挡罩已打开的状态。 

在遮挡罩旋转到打开位置或者关闭位置时，智能控制单元可以通过蜂鸣器的鸣响来提醒用户注意。蜂鸣器的鸣响可以根据状态设置成不同的鸣响，比如：2声代表打开，3声代表关闭；也可以设置成相同的，仅用于提示本地用户注意摄像头状态发生变化。 

为了确保在电机驱动失灵或者其他故障造成遮挡罩未能按指令开启或者关闭时，用户能及时发现，确保安全。本发明还在外罩上安装有位置传感器，当遮挡罩处于完全开启或者完全关闭的位置时，会触发位置传感器，单片机接收到传感器信号，才确认开启或者关闭已经完成，发出相应的提醒信号。如果驱动电机使遮挡罩到相应位置，但是没有触发位置传感器，则发出故障信号，提醒用户检查设备。同时，本地的提醒，只受控于位置传感器的信号，这样可以避免用户由于忙碌，而疏忽了安全管理，造成意外泄密，也防止了由于黑客侵入可能造成的安全事故。 

通信模块可以是有线形式的网络，如以太网；也可以是无线形式，如：Zigbee、Wifi，还可以是红外线等形式。 

为了达到节省能源的目的，当遮挡罩处于关闭位置时，摄像头的工作已经失去意义，单片机通过设置在智能控制单元的电源开关器件将摄像头的电源断开。 

上述智能监控摄像头还可以NVS（网络视频系统）网关和云服务器、智能终端组成一种智能监控摄像系统；各部分通过网络连结；实现远程的监控。网络可以是无线网络也可以是有线网络。 

其中，智能终端通过网络控制智能监控摄像头的遮挡罩的开启和关闭，还可以接收智能监控摄像头的遮挡罩的实时状态，在智能监控摄像头开启时，可以接收智能监控摄像头传来的视频信号。 

NVS网关用于网络协议的转换，服务器用于响应智能终端的请求和视频的处理等服务。 

本实用新型所述的保护功能的智能监控摄像头，通过将摄像头的外壳上端设计为盖板，能够方便摄像头的安装；将外壳下端设计为柱状及半球状的外罩，巧妙地在外罩半球面状的下部开一供摄像头露出的开口，并设有一能遮挡该开口的球面状的遮挡罩，从而简单而方便地实现摄像头的遮挡和开启；球面状的遮挡罩即使在开启状态，也紧贴于外壳的外表面，不影响整个摄像头外壳的外部形态。并且，所述智能控制单元的通信模块可以接收来自网络的控制指令，从而实现远程控制，使用户及时知晓摄像头的状态从而带来更好的用户体验。 

附图说明

图1具有保护功能的智能监控摄像头结构示意图。 

图2具有保护功能的智能监控摄像头外罩图。 

图3具有保护功能的智能监控系统拓扑图。 

图4智能控制单元系统图。 

图5摇臂安装图。 

具体实施方式

实施例一，参见图1，图中展示了一种具有保护功能的智能监控摄像头，其包括摄像头6、智能控制单元10、电机3以及用于容纳所述摄像头6、智能控制单元10及电机3的外壳；其中，外壳包括盖板9、外罩2和遮挡罩7；盖板9位于顶端；参见图2，外罩2的上部是圆柱面状的外罩上部21，其与盖板9连接，外罩2的下部是与上部21连为一体的半球面状的外罩下部22，外罩下部22具有一供摄像头露出的开口23；遮挡罩7呈球面状且与外罩下部的开口23适配，遮挡罩7的上端与外罩下部开口23处上端铰接，且铰接中心位于球面的中心线位置；电机轴31与遮挡罩7连接用于驱动遮挡罩7绕铰接轴旋转；参见图4，能控制单元10通过通信模块103接收来自网络的控制指令，驱动电机3带动遮挡罩7绕铰接轴旋转，从关闭位置旋转到打开位置或者相反。 

在外壳内设有摄像头支架1，用于固定安装摄像头6和智能控制单元（即控制板）10；还设有电机支架4，用于通过螺钉将电机3固定在外罩2上。参见图4，智能控制单元10包括单片机101、电机驱动模块102、摄像头电源开关104、通信模块103、LED指示灯和控制电路107、蜂鸣器和控制电路106以及位置传感器及电路105。通信模块103用于接收来自网络的指令信号，并输送给单片机，通过单片机101向电机驱动模块102发出控制电机旋转的控制信号，从而驱动电机3带动遮挡罩7旋转至开启或关闭位置。 

本实施例中，驱动遮挡罩7的开闭的电机3采用的是舵机。单片机输出的信号经过电平转换电路，控制舵机转动。舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms，相对应舵盘的位置为0－180度，呈线性变化。也就是说，给它提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上，无论外界转矩怎样改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应的位置上。因此，根据智能终端的指令，可以通过给舵机不 同的脉冲信号，使它旋转至不同的角度。由于舵机的控制信号是脉宽调制信号，而不是模拟信号，使得系统只选用普通的单片机芯片即可，使控制电路和程序达到大量简化，从而增加了整个系统的可靠性。相反，如果选用模拟量控制方式，则需要选用昂贵的集成有模拟量输出的单片机，或者选用普通单片机配备数字模拟转换芯片。舵机轴31与遮挡罩7连接，可以带动遮挡罩7旋转至完全打开或者完全关闭的位置；外罩2的开口23位于外罩下部的球面上，开口23是自外罩上部圆柱面底端的水平面向下旋转80度，也可以根据摄像头的拍摄角度，设置成60度到90度，遮挡罩7的旋转范围不大于180度。遮挡罩7的大小与外罩开口23对应。 

舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。 

其中，电机还可以用步进电机或者直流伺服电机、交流伺服电机代替，将控制信号和驱动电路更换为对应的电路就可以实现。 

本实施例中，为了避免由于意外或者误操作，致使遮挡罩打开时，导致用户因疏忽未能察觉，而造成泄密。在智能控制单元10中增加了LED指示灯和控制电路107、蜂鸣器和控制电路106。当遮挡罩7状态发生改变时，单片机101将通过LED指示灯和控制电路107、蜂鸣器和控制电路106，发出声光提示，提醒现场人员注意，及时采取防范措施。当然，还可以用短信或者彩信的形式通过手机或者智能终端提醒用户。 

本实施例中，电机3可以是开环控制，为了避免在电机或者驱动电路或机构发生故障时，不能按指令打开或者关闭遮挡罩，从而存在泄露隐私的风险。因此，作为优选方式，需要增加位置传感器及电路，用于 反馈遮挡罩7的位置信息。本实施例是在智能控制单元10中增加了位置传感器及电路105，和磁钢8（参见图1）配合用以反馈遮挡罩7的位置。两个霍尔传感器分别安装在外罩上，传感器J3安装在外罩上部开口的中部，据下缘5毫米处，传感器J4安装在外罩下部开口的中部，据上缘5毫米处，与霍尔传感器对应的磁钢8，安装在遮挡罩7上缘的中部，与遮挡罩上缘距离为6毫米。当遮挡罩7处于打开和关闭的终点位置时，磁钢8分别与相应的霍尔传感器基本对齐，当磁钢8和霍尔传感器接近时，会触发传感器信号。单片机101读取霍尔传感器的信号，可以判断出遮挡罩的具体位置。通信模块103采用用射频模块，单片机101通过通信模块103即射频模块与NVS网关通信，接收指令和发送反馈信号；通过电机驱动模块102驱动电机工作。位置传感器还可以选用微动开关、红外等形式。本领域技术人员可以根据不同的传感器选用相应的电路和传感器安装方式。 

当遮挡罩处于关闭状态时，摄像头已无法有效工作，为了降低系统的能耗，可以切断摄像头电源，因此，本实施例中智能控制单元10中增加了摄像头电源开关104，当单片机101根据位置传感器及电路105的信号或者不用根据位置传感器的信号也能判断出遮挡罩处于关闭位置时，将摄像头电源开关104关闭摄像头电源。本实施例中开关器件为三极管，同理，还可以采用继电器等电子开关。 

实施例二，参见图5，与实施例一不同，为了达到减轻舵机负荷的效果，需要减少遮挡罩的厚度，减轻遮挡罩的重量，还要提供足够的强度；该结构还便于遮挡罩的安装。本实施例设置了特殊结构，在所述电机轴与所述遮挡罩7之间设有一摇臂5，该摇臂5的一端有一垂直设置的销轴51，所述销轴51的端部设有一供所述电机轴31上花键53伸入并连接的孔，所述销轴51穿过所述遮挡罩7及外罩2的铰接孔与外罩内的所述电机轴31连接，所述销轴51的端部的孔为花键孔，电机轴为花键轴；所述摇臂5的另一端连接于所述遮挡罩7的前缘处。电机通过摇臂5带动遮挡罩7旋转。 

实施例三，参见图3，上述所有智能监控摄像头还可以和NVS网关、云服务器、智能终端等组合成具有保护功能的智能监控摄像系统。如果装置和传动装置控制遮挡罩的开启和关闭，当遮挡罩的动作到位时，触发位置传感器的信号发生变化。随之智能监控摄像头通过Zigbee模块将该节点的无线信号传递到具有提醒、控制模块的NVS网关中，NVS网关通过以太网与云服务器连接，云服务器和各种用户终端通过以太网链接，其中：对于用户手机客户端则通过接受短信和彩信得到摄像头的工作状态，而电脑客户端接受信号后会以弹出对话框以及声音提示进行报警提醒，并且可以点击客户端屏幕上的摄像头控制按钮，将控制指令通过以太网沿云服务器、NVS网关传送到智能监控摄像头，控制摄像头保护壳的开合。该控制过程需要通过密码验证，以保证安全。同时最重要的是本地可以实时提醒用户摄像头外壳的开启和关闭。系统中的服务器不限于本实施例中的云服务器。 

上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，本领域技术人员阅读本专利说明书之后可进行依据本实用新型的原理，采用等同的技术手段，进行种种变更和修改，但这些变更和修改均在本发明特批的权利要求范围之内。 

Claims (10)

1.一种具有保护功能的智能监控摄像头，包括摄像头、智能控制单元、电机以及用于容纳所述摄像头、智能控制单元、电机的外壳，其特征在于，所述外壳包括位于顶端的盖板、与盖板连接的外罩以及遮挡罩，所述外罩包括圆柱面状的外罩上部以及与上部连为一体的球面状的且具有供摄像头露出的开口的外罩下部，所述遮挡罩呈球面状且与外罩下部开口适配，所述遮挡罩的上端与所述外罩下部开口处上端铰接，且铰接中心位于球面的中心线位置；电机轴与所述遮挡罩连接用于驱动遮挡罩绕铰接轴旋转；所述智能控制单元包括通信模块，通过所述通信模块接收来自网络的控制指令，驱动电机带动遮挡罩绕铰接轴旋转，从关闭位置旋转到打开位置或者相反。 

2.根据权利要求1所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：遮挡罩外设有一摇臂，该摇臂的一端有一垂直设置的销轴，所述销轴的端部设有一供所述电机轴端伸入并连接的孔，所述销轴穿过所述遮挡罩及外罩的铰接孔与外罩内的所述电机轴连接，所述销轴的端部的孔与电机轴端部为过盈配合的紧连接或者为键连接；所述摇臂的另一端连接于所述遮挡罩的前缘处。 

3.根据权利要求2所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：在所述外壳内设有用于安装电机的电机支架；以及用于安装摄像头的摄像头支架。 

4.根据权利要求3所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特 征在于：所述智能控制单元为输出脉宽调制信号以控制电机转动的控制单元，所述电机为舵机。 

5.根据权利要求1-4其中任一项所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：所述智能控制单元还包括LED指示灯和控制电路，用于指示遮挡罩的位置状态。 

6.根据权利要求5所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：所述智能控制单元还包括蜂鸣器和控制电路，用于提示遮挡罩的位置状态。 

7.根据权利要求6所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：所述智能控制单元还包括位置传感器，用于反馈遮挡罩的位置。 

8.根据权利要求7所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：所述位置传感器为霍尔传感器。 

9.根据权利要求8所述的具有保护功能的智能监控摄像头，其特征在于：所述智能控制单元还包括摄像头电源开关，当遮挡罩处于关闭位置时，智能控制单元通过控制摄像头电源开关切断摄像头电源。 

10.一种具有保护功能的智能监控摄像系统，由智能监控摄像头、NVS网关和服务器、智能终端组成；各部分通过网络连接；其特征在于：智能监控摄像头为权利要求1所述的具有保护功能的智能监控摄像头。 

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