CN207869215U - 一体化音视频采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化音视频采集装置，包括摄像头，所述摄像头内设有音频采集模块、音频A/D转换模块、视频采集模块、视频A/D转换模块、数据合成加密模块、微处理器、无线传输模块、存储器、扬声器、显示屏和电源电路，音频采集模块采集声音信号并将其传送到音频A/D转换模块，音频A/D转换模块将声音信号转换为数字音频信号并传送到数据合成加密模块；电源电路包括第一电感、桥式整流器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻、第一电容、第二电容、第一二极管和直流电源。本实用新型节省成本、能同时采集音视频信号、方便管理人员随时随地了解监控情况、电路结构较为简单、电路的安全性和可靠性较高。

Description

一体化音视频采集装置

技术领域

本实用新型涉及信号采集传输领域，特别涉及一种一体化音视频采集装置。

背景技术

校园监控系统主要是网络化实时高清视频监控。它使管理人员在控制室中能观察到所有重要地点的情况，将监测区的情况以视频图像等方式实时传送到管理中心，值班人员通过主控显示器可以随时了解学校各个地方的实时情况。校园监控系统一般会采用摄像头进行视频图像的采集，当需要采集音频设备时，需要另外使用音频采集设备进行音频信号的采集，可见需要采用两个设备才能完成对视频和音频的采集，这样不仅成本较高，使用也不方便。传统监控的图像只能在值班室才能看到，当管理人员不在值班室时，则看不到监控情况，因此不能随时随地了解监控状况。另外，现有的摄像头内部的电路结构较为复杂，成本较高，且由于缺少相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种节省成本、能同时采集音视频信号、方便管理人员随时随地了解监控情况、电路结构较为简单、电路的安全性和可靠性较高的一体化音视频采集装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种一体化音视频采集装置，包括摄像头，所述摄像头内设有音频采集模块、音频A/D转换模块、视频采集模块、视频A/D转换模块、数据合成加密模块、微处理器、无线传输模块、存储器、扬声器、显示屏和电源电路，所述音频采集模块采集声音信号并将其传送到所述音频A/D转换模块，所述音频A/D转换模块将所述声音信号转换为数字音频信号并传送到所述数据合成加密模块，所述视频采集模块采集视野范围内的图像数据并将其传送到所述视频A/D转换模块，所述视频A/D转换模块将所述图像数据转换为数字视频信号并传送到所述数据合成加密模块，所述数据合成加密模块对所述数字音频信号和数字视频信号合成，并对合成后的信号进行加密并将得到的加密数据传送到所述微处理器，所述微处理器将所述加密数据发送到所述存储器进行存储，同时将所述加密数据通过所述无线传输模块传送到移动终端，所述微处理器还将所述加密数据传送到所述扬声器进行播放和显示屏进行显示，所述电源电路与所述微处理器连接、用于供电；

所述电源电路包括第一电感、桥式整流器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻、第一电容、第二电容、第一二极管和直流电源，所述第一电感的一端分别与所述第一二极管的阳极、第一MOS管的漏极和桥式整流器的一个输入端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电感的另一端和桥式整流器的另一个输入端连接并接地，所述桥式整流器的一个输出端分别与所述直流电源和第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述桥式整流器的另一个输出端分别与所述第一电容的一端、第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极连接，所述第一电容的另一端和第二MOS管的源极均接地，所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的源极连接，所述第一电阻的阻值为22kΩ，所述第一二极管的型号为S-701。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述电源电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第三电容的另一端与所述第三MOS管的源极连接，所述第三电容的电容值为470pF。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述第一MOS管和第二MOS管均为N沟道MOS管。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述音频A/D转换模块包括模拟电源、数字电源、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第八电阻、第九电阻和第八电容，所述第一光电耦合器中发光二极管的阳极分别与所述模拟电源和第八电阻的一端连接，所述第一光电耦合器中发光二极管的阴极分别与所述第八电阻的另一端、第九电阻的一端和模拟地连接，所述第二光电耦合器中发光二极管的阳极分别与所述模拟电源和第九电阻的另一端连接，所述第二光电耦合器中发光二极管的阴极接所述模拟地，所述第一光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述数字电源连接，所述第一光电耦合器中光敏三极管的发射极与所述第八电容的一端连接，所述第八电容的另一端接数字地，所述第二光电耦合器中光敏三极管的集电极接所述数字地，所述第二光电耦合器中光敏三极管的发射极接所述数字地，所述第八电容的电容值为450pF。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述音频A/D转换模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第九电阻的一端连接，所述第五二极管的阴极连接所述模拟地，所述第五二极管的型号为E-501。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述音频A/D转换模块还包括第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第八电阻的另一端连接，所述第十电阻的另一端与所述第九电阻的一端连接，所述第十电阻的阻值为15kΩ。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述音频A/D转换模块还包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第二光电耦合器中发光二极管的阴极连接，所述第十一电阻的另一端与所述模拟地连接，所述第十一电阻的阻值为26kΩ。

在本实用新型所述的一体化音视频采集装置中，所述无线传输模块为蓝牙模块、WIFI模块、CDMA模块、WCDMA模块、GSM模块、GPRS模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的一体化音视频采集装置，具有以下有益效果：由于摄像头内设有音频采集模块、音频A/D转换模块、视频采集模块、视频A/D转换模块、数据合成加密模块、微处理器、无线传输模块、存储器、扬声器、显示屏和电源电路，摄像头不仅可以采集视频信号，也能采集音频信号，这样可以节省成本，增加使用的方便性，加密数据通过无线传输模块传送到移动终端，这样就能方便管理人员随时随地了解监控情况，电源电路包括第一电感、桥式整流器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻、第一电容、第二电容、第一二极管和直流电源，该电源电路相对于传统的电源模块，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，第一电阻用于进行限流保护，第一二极管用于进行限流保护，因此节省成本、能同时采集音视频信号、方便管理人员随时随地了解监控情况、电路结构较为简单、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一体化音视频采集装置一个实施例中摄像头的结构示意图；

图2为所述实施例中电源电路的电路原理图；

图3为所述实施例中音频A/D转换模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型一体化音视频采集装置实施例中，该一体化音视频采集装置包括摄像头，该摄像头的结构示意图如图1所示。图1中，该摄像头内设有音频采集模块1、音频A/D转换模块2、视频采集模块3、视频A/D转换模块4、数据合成加密模块5、微处理器6、无线传输模块7、存储器8、扬声器9、显示屏10和电源电路11，其中，音频采集模块1采集声音信号并将其传送到音频A/D转换模块2，音频A/D转换模块2将声音信号转换为数字音频信号并将其传送到数据合成加密模块5，视频采集模块3采集视野范围内的图像数据并将其传送视频A/D转换模块4，视频A/D转换模块4将图像数据转换为数字视频信号并传送到数据合成加密模块5，数据合成加密模块5对数字音频信号和数字视频信号合成，并对合成后的信号进行加密并将得到的加密数据传送到微处理器6，在对数字音频信号和数字视频信号进行合成时，可以采用现有技术中的合成算法，在进行加密时可以采用现有技术中的一些加密算法。微处理器6将加密数据发送到存储器8进行存储，同时将加密数据通过无线传输模块7传送到移动终端，移动终端可以是智能手机、平板电脑或PDA等。微处理器6还将加密数据传送到扬声器9进行播放，传送到显示屏10进行显示，也就是播放授课课件，电源电路11与微处理器6连接、用于供电。可见，该摄像头不仅具有视频采集功能，还具有音频采集和播放功能，该摄像头能同时采集音视频信号，省去了音频采集器，这样可以降低成本，同时也增加使用的方便性。

值得一提的是，上述无线传输模块7可以是蓝牙模块、WIFI模块、CDMA模块、WCDMA模块、GSM模块、GPRS模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线传输方式，可以满足不同用户的需求，增加使用的灵活性。尤其是采用LoRa模块时，传输的距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。在实际应用中，用户可以根据自身需要灵活选择相应的无线传输方式。通过无线传输模块7将加密数据传送到移动终端，这样就方便管理人员随时随地了解监控情况。

图2为本实施例中电源电路的电路原理图，图2中，该电源电路11包括第一电感L1、桥式整流器T、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1和直流电源VCC，其中，第一电感L1的一端分别与第一二极管D1的阳极、第一MOS管M1的漏极和桥式整流器T的一个输入端连接，第一二极管D1的阴极与第一MOS管M1的栅极连接，第一MOS管M1的源极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第一电感L1的另一端和桥式整流器T的另一个输入端连接并接地，桥式整流器T的一个输出端分别与直流电源VCC和第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地，桥式整流器T的另一个输出端分别与第一电容C1的一端、第二MOS管M2的漏极和第三MOS管M2的漏极连接，第一电容C1的另一端和第二MOS管M2的源极均接地，第二MOS管M2的栅极与第三MOS管M3的源极连接。

该电源电路11相对于传统的电源模块，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第一电阻R1为限流电阻，用于对第一MOS管M1的源极电流进行限流保护，第一二极管D1为限流二极管，用于对第一MOS管M1的栅极电流进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一电阻R1的阻值为22kΩ，第一二极管D1的型号为S-701，当然，在实际应用中，第一电阻R1的阻值可以根据具体情况进行相应调整，第一二极管D1可以选择其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，第一电感L1通过电磁耦合感应出交流电，经整流后在第二电容C2端产生直流电压VCC。第一电容C1在第二MOS管M2导通后构成放电回路，使前端的电流开始对第一电容C1充电而停止对第二电容C2充电，使第二电容C2两端的电压保持稳定，即为负载电路提供稳定的电源电压。

本实施例中，该电源电路11还包括第三电容C3，第三电容C3的一端与第二MOS管M2的栅极连接，第三电容C3的另一端与第三MOS管M3的源极连接。第三电容C3为耦合电容，用于防止第二MOS管M2与第三MOS管M3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容C3的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，第一MOS管M1和第二MOS管M2均为N沟道MOS管，当然，在实际应用中，第一MOS管M1和第二MOS管M2也可以均采用P沟道MOS管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

图3为本实施例中音频A/D转换模块的电路原理图，图3中，该音频A/D转换模块2包括模拟电源VDD、数字电源VEE、第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第八电阻R8、第九电阻R9和第八电容C8，其中，第一光电耦合器U1中发光二极管的阳极分别与模拟电源VDD和第八电阻R8的一端连接，第一光电耦合器U1中发光二极管的阴极分别与第八电阻R8的另一端、第九电阻R9的一端和模拟地DGND连接，第二光电耦合器U2中发光二极管的阳极分别与模拟电源VEE和第九电阻R9的另一端连接，第二光电耦合器U2中发光二极管的阴极接模拟地EGND，第一光电耦合器U1中光敏三极管的集电极与数字电源VEE连接，第一光电耦合器U1中光敏三极管的发射极与第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另一端接数字地EGND，第二光电耦合器U2中光敏三极管的集电极接数字地DGND，第二光电耦合器U2中光敏三极管的发射极接数字地DGND。

该频A/D转换模块2相对于传统的AD转换电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第八电容C8为耦合电容，用于防止第一光电耦合器U1与第二光电耦合器U2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第八电容C8的电容值为450pF，当然，在实际应用中，第八电容C8的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，上述模拟电源VDD提供的电压为+25V，数字电源VEE提供的电压为+3.3V。该频A/D转换模块2利用第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2导通电压较低的特点，当输入模拟地DGND时，第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2导通，导通电流大概为1.3mA，从而第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2输出数字地EGND。

本实施例中，该音频A/D转换模块2还包括第五二极管D5，第五二极管D5的阳极与第九电阻R9的一端连接，第五二极管D5的阴极连接模拟地。第五二极管D5为限流二极管，用于对第二光电耦合器U2与模拟地DGND之间的支路进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五二极管D5的型号为E-501，当然，在实际应用中，第五二极管D5也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该音频A/D转换模块2还包括第十电阻R10，第十电阻R10的一端与第八电阻R8的另一端连接，第十电阻R10的另一端与第九电阻R9的一端连接。第十电阻R10为限流电阻，用于对第一光电耦合器U1与第二光电耦合器U2之间的支路进行限流保护，以更进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第十电阻R10的阻值为15kΩ，当然，在实际应用中，第十电阻R10的阻值也可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该音频A/D转换模块2还包括第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端与第二光电耦合器U2中发光二极管的阴极连接，第十一电阻R11的另一端与模拟地连接。第十一电阻R11为限流电阻，用于对第二光电耦合器U2进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第十一电阻R11的阻值为26kΩ，当然，在实际应用中，第十一电阻R11的阻值也可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，视频A/D转换模块4的电路结构与上述音频A/D转换模块2的电路结构是相同的。

总之，本实施例中，该摄像头能同时采集音视频信号，省去了音频采集器，这样可以降低成本，同时也增加使用的方便性。通过无线传输模块7将加密数据传送到移动终端，这样就方便管理人员随时随地了解监控情况。另外，该电源电路11相对于传统的电源模块，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。该电源电路11中设有限流电阻和限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种一体化音视频采集装置，其特征在于，包括摄像头，所述摄像头内设有音频采集模块、音频A/D转换模块、视频采集模块、视频A/D转换模块、数据合成加密模块、微处理器、无线传输模块、存储器、扬声器、显示屏和电源电路，所述音频采集模块采集声音信号并将其传送到所述音频A/D转换模块，所述音频A/D转换模块将所述声音信号转换为数字音频信号并传送到所述数据合成加密模块，所述视频采集模块采集视野范围内的图像数据并将其传送到所述视频A/D转换模块，所述视频A/D转换模块将所述图像数据转换为数字视频信号并传送到所述数据合成加密模块，所述数据合成加密模块对所述数字音频信号和数字视频信号合成，并对合成后的信号进行加密并将得到的加密数据传送到所述微处理器，所述微处理器将所述加密数据发送到所述存储器进行存储，同时将所述加密数据通过所述无线传输模块传送到移动终端，所述微处理器还将所述加密数据传送到所述扬声器进行播放和显示屏进行显示，所述电源电路与所述微处理器连接、用于供电；

所述电源电路包括第一电感、桥式整流器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第一电阻、第一电容、第二电容、第一二极管和直流电源，所述第一电感的一端分别与所述第一二极管的阳极、第一MOS管的漏极和桥式整流器的一个输入端连接，所述第一二极管的阴极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电感的另一端和桥式整流器的另一个输入端连接并接地，所述桥式整流器的一个输出端分别与所述直流电源和第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述桥式整流器的另一个输出端分别与所述第一电容的一端、第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极连接，所述第一电容的另一端和第二MOS管的源极均接地，所述第二MOS管的栅极与所述第三MOS管的源极连接，所述第一电阻的阻值为22kΩ，所述第一二极管的型号为S-701。

2.根据权利要求1所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述电源电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二MOS管的栅极连接，所述第三电容的另一端与所述第三MOS管的源极连接，所述第三电容的电容值为470pF。

3.根据权利要求2所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述第一MOS管和第二MOS管均为N沟道MOS管。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述音频A/D转换模块包括模拟电源、数字电源、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第八电阻、第九电阻和第八电容，所述第一光电耦合器中发光二极管的阳极分别与所述模拟电源和第八电阻的一端连接，所述第一光电耦合器中发光二极管的阴极分别与所述第八电阻的另一端、第九电阻的一端和模拟地连接，所述第二光电耦合器中发光二极管的阳极分别与所述模拟电源和第九电阻的另一端连接，所述第二光电耦合器中发光二极管的阴极接所述模拟地，所述第一光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述数字电源连接，所述第一光电耦合器中光敏三极管的发射极与所述第八电容的一端连接，所述第八电容的另一端接数字地，所述第二光电耦合器中光敏三极管的集电极接所述数字地，所述第二光电耦合器中光敏三极管的发射极接所述数字地，所述第八电容的电容值为450pF。

5.根据权利要求4所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述音频A/D转换模块还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极与所述第九电阻的一端连接，所述第五二极管的阴极连接所述模拟地，所述第五二极管的型号为E-501。

6.根据权利要求5所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述音频A/D转换模块还包括第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第八电阻的另一端连接，所述第十电阻的另一端与所述第九电阻的一端连接，所述第十电阻的阻值为15kΩ。

7.根据权利要求6所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述音频A/D转换模块还包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第二光电耦合器中发光二极管的阴极连接，所述第十一电阻的另一端与所述模拟地连接，所述第十一电阻的阻值为26kΩ。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的一体化音视频采集装置，其特征在于，所述无线传输模块为蓝牙模块、WIFI模块、CDMA模块、WCDMA模块、GSM模块、GPRS模块、Zigbee模块或LoRa模块。