CN210578872U - 太阳能供电的网络摄像头系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能供电的网络摄像头系统，通过太阳能为网络摄像头系统进行供电，使得其更方便安装和维护；并且，摄像头中的感光元件为高清感光元件，提高了所拍摄图像或视频的清晰度；在夜间拍摄时，通过LED对摄像头进行可见光补光，可拍摄彩色图像或视频，更便于所拍摄信息的识别；另外，通过人体感应模块在感应到移动物体时，向主控模块发送触发信号，使得网络摄像头系统从休眠状态中被唤醒，使得网络摄像头系统在外界环境没有移动物体时处于休眠状态，降低了系统的功耗。

Description

太阳能供电的网络摄像头系统

技术领域

本实用新型涉及网络摄像领域，具体涉及一种太阳能供电的网络摄像头系统。

背景技术

网络摄像头是一种结合传统摄像机和网络技术所产生的新一代摄像机，现有网络摄像头多通过市电供电，其安装和维护较为复杂；且现有网络摄像头的感光元件多为标清感光元件，其拍摄的图像或视频为标清，而主流摄像头已经由标清渐渐转为高清；另外，在夜间拍摄时，现有网络摄像头均采用红外补光来进行补光，导致所拍摄图像或视频均为黑白的，不便于图像或视频中信息的识别。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种太阳能供电的网络摄像头系统。

一种实施例中提供一种太阳能供电的网络摄像头系统,包括：太阳能板、电池充电控制模块、充电电池、电源管理模块、主控模块、LED补光模块、人体感应模块和摄像头；

所述电池充电控制模块的输入端与太阳能板的输出端相连，电池充电控制模块的输出端与充电电池的正极相连，用于控制太阳能板对充电电池进行充电的充电电流的大小；

所述电源管理模块的输入端与充电电池相连，用于将充电电池输出电压配置为预设电压；

所述电源管理模块的输出端与主控模块相连，用于对主控模块进行供电；

所述主控模块与摄像头相连，用于控制摄像头进行图像采集，所述摄像头包括高清感光元件；

所述LED补光模块与主控模块相连，用于网络摄像头系统在夜间拍摄时进行可见光补光；

所述人体感应模块与主控模块相连，用于当人体感应模块没有感应到摄像头前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统进入休眠模式；当人体感应模块感应到摄像头前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统从休眠模式转向工作模式。

进一步地，所述LED补光模块包括LED和LED驱动模块，所述主控模块通过LED驱动模块与LED相连，所述LED用于在夜间拍摄时对摄像头进行可见光补光。

进一步地，还包括无线通信模块，所述人体感应模块的输出端通过无线通信模块与主控模块相连接，无线通信模块用于实现人体感应模块和主控模块之间的无线通信；所述无线通信模块还用于网络摄像头系统上传数据和接收数据。

进一步地，所述电池充电控制模块包括用于控制充电电流关断的第二控制单元和用于控制充电电流大小的第一控制单元；

所述太阳能板与第二控制单元的输入端相连，所述第二控制单元的输出端与第一控制单元的输入端相连，所述第一控制单元的输出端与充电电池的正极相连。

进一步地，所述第二控制单元包括第二开关和第二控制器，所述第二开关包括第一极、第二极和控制极，所述太阳能板的输出端与第二开关的第一极相连，所述第二控制器与第二开关的控制极相连，用于控制第二开关的导通和/或关断；

第一控制单元包括第一开关和第一控制器，所述第一开关包括第一极、第二极和控制极，所述第一开关的第一极与第一开关的第二极相连，第一开关的第二极与充电电池的正极相连，第一控制器与第一开关的控制极相连，用于控制第一开关的导通和/或关断。

进一步地，还包括电池保护模块，用于在充电电池的充电或放电电流过大时，停止对充电电池进行充电或放电，包括电池充放电检测模块和保护开关；

所述电池充放电检测模块用于检测充电电池的电压和/或充电电池的充电电流，所述保护开关包括第一极、第二极和控制极，所述保护开关的第一极与充电电池的负极相连，保护开关的第二极与太阳能板相连，保护开关的控制极与电池充放电检测模块相连，用于在电池充放电检测模块检测到充电电池的电压小于预设电压值，或充电电池的充电电流大于预设电流值时，控制保护开关进行关断。

进一步地，所述电源管理模块包括升压模块和电压配置模块，所述升压模块的输入端与充电电池的输出端相连，用于对充电电池输出电压进行升压，所述升压模块的输出端与电压配置模块的输入端相连，用于将升压后的电压配置为一个或至少两个预设电压。

进一步地，所述网络摄像头还包括：与主控模块分别相连的音频模块、图像处理模块、开关及配网模块和存储模块；

所述音频模块用于采集音频信号；

所述图像处理模块的输入端与摄像头相连，用于对摄像头采集的图像进行图像处理；

所述开关及配网模块用于控制网络摄像头系统的开启和关闭，以及网络摄像头的网络连接；

所述存储模块用于存储网络摄像头系统采集的图像和音频信号。

依据上述实施例的太阳能供电的网络摄像头系统，由于通过太阳能为网络摄像头系统进行供电，使得其更方便安装和维护；并且，摄像头中的感光元件为高清感光元件，提高了所拍摄图像或视频的清晰度；在夜间拍摄时，通过LED对摄像头进行可见光补光，可拍摄彩色图像或视频，更便于所拍摄信息的识别；另外，通过人体感应模块在感应到移动物体时，向主控模块发送触发信号，使得网络摄像头系统从休眠状态中被唤醒，使得网络摄像头系统在外界环境没有移动物体时处于休眠状态，降低了系统的功耗。

附图说明

图1为一种实施例的太阳能供电的网络摄像头系统的结构示意图；

图2为一种实施例的电池充电控制模块的电路示意图；

图3为一种实施例的电池保护模块的电路示意图；

图4为一种实施例的电源管理模块不同输出电压的外接电路示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参见图1，图1为一种实施例的太阳能供电的网络摄像头系统的结构示意图，包括太阳能板101、充电电池103、电池充电控制模块102、电源管理模块104、主控模块107、LED补光模块110、人体感应模块109和摄像头113；

其中，太阳能板101为多个太阳能电池片组装的组装件，每个太阳能电池片均可以利用太阳光直接发电，并通过组装件向外部输出电能。本实施例中太阳能板利用太阳光发电的方式可以是利用光电效应将太阳辐射转换成电能，其中产生光电效应的器件为半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流，所述网络摄像头系统采用太阳能进行供电，便于安装和维护。

所述电池充电控制模块102的输入端与太阳能板101的输出端相连，电池充电控制模块102的输出端与充电电池103的正极相连，用于控制太阳能板对充电电池进行充电的充电电流的大小，以防止充电电流过大对电池造成的损坏。

如图2所示为电池充电控制模块的电路示意图，其中电池充电控制模块102包括用于控制充电电流关断的第二控制单元1202和用于控制充电电流大小的第一控制单元1201。

所述太阳能板101与第二控制单元1202的输入端相连，所述第二控制单元1202的输出端与第一控制单元1201的输入端相连，所述第一控制单元1201的输出端与充电电池103的正极BAT+相连。

第二控制单元1202包括第二开关Q5和第二控制器1202-2，所述第二开关Q5包括第一极、第二极和控制极，所述太阳能板101的输出端与第二开关Q5的第一极相连，所述第二控制器1202-2与第二开关Q5的控制极相连，用于控制第二开关Q5的导通和/或关断。

第一控制单元包括第一开关Q1和第一控制器1202-1，所述第一开关Q1包括第一极、第二极和控制极，所述第一开关Q1的第一极与第二开关Q5的第二极相连，第一开关Q1的第二极与充电电池103的正极BAT+相连，第一控制器1202-1与第一开关Q1的控制极相连，用于控制第一开关Q1的导通和/或关断。

第二控制器1202-2包括第一控制开关Q4、第二控制开关Q3、电阻R3、电阻R4、电阻R5；所述第二控制开关Q3的控制极与电阻R3的输入端相连，电阻R3的输出端与地相连，在第二控制开关Q3的控制极处还引入第二控制支路，所述第二控制支路用于输入控制第二控制开关Q3导通和/或关断的电信号，第二控制开关Q3的第一极与地相连，在第二控制开关的第二极处引出一节点A，在节点A处引出三条支路，其中第一条支路中节点A与电阻R5的输入端相连，电阻R5的输出端与太阳能板的输出端相连，第二条支路中节点A与第一控制开关Q4的控制极相连，第三条支路中节点A与电阻R4的输入端相连，电阻R4的输出端与地相连，第一控制开关Q4的第二极与地相连，第一控制开关Q4的第一极与第二开关Q5的控制极相连；其中，第二开关Q5的第一极通过电阻R6与第一控制开关Q4的第一极相连。

当检测到充电电池103的充电电压达到充满电压时，外部控制单元通过第二控制控制支路向第二控制开关Q3的控制极输入使第二控制开关Q3关断的信号，当第二控制开关Q3关断时，节点A的电压可使得第一控制开关Q4处于导通状态，此时第二开关Q5的控制极与地相连，第二开关Q5关断，第二开关Q5关断就切断了太阳能板101的输出端向充电电池103充电的电流正向连接，因此停止了充电电池103的充电；若需要恢复充电电池103的充电，只需通过外部控制单元向第二控制开关Q3的控制极输入使第二控制开关Q3导通的信号，同理，第二控制开关Q3导通时，第一控制开关Q4关断，则第二开关Q5导通。

第一控制器包括第三控制开关Q2和电阻R1，所述第三控制开关Q2的控制极与电阻R1的输入端相连，电阻R1的输出端与地相连，在第三控制开关Q2的控制极处引出第一控制支路，所述第一控制支路用于输入控制第三控制开关Q2导通和/或关断的电信号，第三控制开关Q2的第二极与地相连，第三控制开关Q2的第一极与第一开关的控制极相连。

当检测到充电电池103的充电电压达到其充满电压的90％时，外部控制单元通过第一控制支路向第三控制开关Q2的控制极输入关断信号，使得第三控制开关Q2关断，这时第一开关Q1工作在可变电阻区，电流由第一开关Q1的控制极和第二极之间的电压控制，第一开关Q1的控制极和第二极之间连接有电阻R2，可实现小电流对充电电池103的正极BAT+充电；若需要恢复大电流进行充电时，同理，外部控制单元向第三控制开关Q2输入导通信号，第三控制开关Q2导通，则第一开关Q1导通。

其中，检测充电电池的充电电压可通过现有具有电压检测功能的芯片进行，当其检测到电压充至90％或充满时，向外部控制单元(如单片机或ARM等主控芯片)发送触发信号，外部控制单元接收到触发信号后，通过第一控制支路或第二控制支路来分别控制第一开关Q1或第二开关Q5。其中，该外部控制单元也可通过太阳能板进行供电。

本实施例中的第一开关Q1、第二开关Q5、第一控制开关Q4、第二控制开关Q3、第三控制开关Q2均为场效应管，其中第一极为集电极或发射极，对应的第二极为发射极或集电极，第三极为栅极。

所述电源管理模块104的输入端与充电电池103相连，用于将充电电池103输出电压配置为预设电压；所述电源管理模块104的输出端与主控模块107相连，用于对主控模块进行供电。

由于网络摄像头在启动瞬间的功耗能够达到1-2W的输出，此时充电电池的电压在大电流需求下容易发生瞬间电压跌落的情况，从而不能保证网络摄像头的稳定工作，因此本实施例通过电源管理模块104对充电电池103的输出电压进行独立的电压管理，以实现网络摄像头的稳定工作。本实施例采用先升后降的方式对充电电池103的电压进行管理，故电源管理模块包括升压模块和电压配置模块，所述升压模块的输入端与充电电池103的输出端相连，用于对充电电池输出电压进行升压，本实施例中的升压模块为现有DC-DC升压芯片，例如STI3508芯片，其可将充电电池103的输出电压升至VIN(5V)，所述升压模块的输出端与电压配置模块的输入端相连，用于将升压后的电压配置为一个或至少两个预设电压，本实施例中的电压配置模块为现有电源管理芯片，例如RT9992电源管理芯片，其可将升压模块输出的VIN(5V)电压，转换输出为主控模块107所需电压，例如5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.1V等。如图4所示为RT9992电源管理芯片不同输出电压VOUTn的外接电路，其是通过给电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C2和电容C3配置不同的电阻或电容值来使其输出电压VOUTn不同。

所述主控模块107与摄像头113相连，用于控制摄像头进行图像采集，所述摄像头包括高清感光元件，用于拍摄高清图像或视频。

为了使网络摄像头能够在夜间拍摄彩色照片，所述LED补光模块110与主控模块相连，用于网络摄像头在夜间拍摄时进行可见光补光。当网络摄像头在夜间进入工作状态后，主控模块会驱动LED补光模块110对摄像头进行补光，保证所采集图像为全彩的效果，本实施例中的LED补光模块包括LED和LED驱动模块，所述主控模块通过LED驱动模块与LED相连，所述LED用于在夜间拍摄时对摄像头进行可见光补光,所述LED驱动模块为现有LED驱动电路或芯片。

所述人体感应模块109与主控模块107相连，用于当人体感应模块109没有感应到摄像头113前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统进入休眠模式；当人体感应模块109感应到摄像头113前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统从休眠模式转向工作模式。本实施例的人体感应模块109可以为现有的PIR人体感应传感器，在网络摄像头系统开机后，当PIR人体感应传感器没有感应到外界环境中有移动的物体时，整个网络摄像头系统进入休眠模式，所述休眠模式是指摄像头不再进行拍摄；当PIR人体感应传感器感应到外界环境有移动物体时，向主控模块107发送触发信号，主控模块107接收到触发信号后向网络摄像头系统的各模块发送唤醒信号以唤醒网络摄像头系统，使其进入工作模式，本实施例中的工作模式是指网络摄像头系统中所有模块均在正常工作状态下；此外，网络摄像头还可以通过远程APP操作其唤醒，使得网络摄像头系统不必一直处于工作模式，可以在外界环境中无移动物体时处于休眠状态，降低了网络摄像头系统的功耗。

本实施例中的网络摄系统系统还包括电池保护模块105，所述电池保护模块105与充电电池103相连，用于在充电电池103的充电或放电电流过大时，停止对充电电池103进行充电或放电。

如图3所示为电池保护模块105的电路示意图，包括电池充放电检测模块1501和保护开关1502；电池充放电检测模块1501用于检测充电电池的电压和/或充电电池的充电电流。

在一种具体实施方式下，保护开关1502包括第一极、第二极和控制极，保护开关1502的第一极与充电电池103的负极相连，保护开关1502的第二极与太阳能板101相连，保护开关1502的控制极与电池充放电检测模块1501相连，用于在电池充放电检测模块1501检测到充电电池103的电压小于预设电压值，或充电电池103的充电电流大于预设电流值时，控制保护开关进行关断。

在另一种具体实施方式下，保护开关包括第一保护开关U1和第二保护开关U2，其中第一保护开关U1的第一极与充电电池103的负极相连，第一保护开关U1的第二极与第二保护开关U2的第一极相连，第二保护开关U2的第二极与太阳能板101的负极相连，第一保护开关U1的控制极与第二保护开关U2的控制极均与电池充放电检测模块1501相连，通过电池充放电检测模块1501对第一保护开关U1和第二保护开关U2进行控制。

本实施例中第一保护开关U1和第二保护开关U2为场效应晶体管，其采用集成AO8820芯片，电池充放电检测模块1501为S1261-G1T2充放电检测芯片，第一保护开关U1和第二保护开关U2，S1261-G1T2充放电检测芯片的VDD端通过电阻R7与充电电池103的正极BAT+相连，VDD端和电阻R7之间引出一点B，点B通过电容C1与充电电池103的负极相连，S1261-G1T2充放电检测芯片的VSS端与充电电池103的负极相连，S1261-G1T2充放电检测芯片的DP端悬空，S1261-G1T2充放电检测芯片的VM端通过电阻R8与第一保护开关U1、第二保护开关U2的S21端和S20端相连，S1261-G1T2充放电检测芯片的CO端分别与第一保护开关U1、第二保护开关U2的G2端相连，S1261-G1T2充放电检测芯片的DO端分别与第一保护开关U1、第二保护开关U2的G1端相连，第一保护开关U1和第二保护开关U2的D1端、D2端均相连，第一保护开关U1和第二保护开关U2的S21端、S20端均通过电阻R10与太阳能板相连，第一保护开关U1和第二保护开关U2的S11端、S10端均与充电电池103的负极相连。其中，第一保护开关U1和第二保护开关U2的S11端、S10端相连的点C为保护开关的第一极，第一保护开关U1和第二保护开关U2的S21端、S20端相连的点D为保护开关的第二极，第一保护开关U1和第二保护开关U2的G2端、G1端为保护开关的控制极，其中G2端通过S1261-G1T2充放电检测芯片的CO端进行控制，G1端通过S1261-G1T2充放电检测芯片的DO端进行控制。

基于上述电路，在充电电池103进行充电时，在S1261-G1T2充放电检测芯片的VDD端和VSS端检测到充电电池103的充电电流达到预设电流值时，CO端变成低电平，第一保护开关U1和第二保护开关U2关断，充电截止，当VDD端的电压至过充解除电压或者VDD端电压降低至过充电关断电压以下时，恢复充电状态；在充电电池103进行放电时，在S1261-G1T2充放电检测芯片的VDD端和VSS端检测到充电电池103的电压下降到预设电压值时，DO端输出低电平，第一保护开关U1和第二保护开关U2关断，放电截止，当VDD端电压上升至过放解除电压以上或过放关断电压以上时，恢复放电状态。

本实施例中的网络摄像头还包括与主控模块107分别相连的音频模块106、图像处理模块114、开关及配网模块和存储模块112；所述音频模块106用于采集音频信号，其包括喇叭等音频采集设备；所述图像处理模块114的输入端与摄像头113相连，用于对摄像头113采集的图像进行图像处理，本实施例中的图像处理主要为对所采集图像进行处理使其更加清晰；所述开关及配网模块112用于控制网络摄像头的开启和关闭，以及网络摄像头的网络连接；所述存储模块111用于存储网络摄像头采集的图像和音频信号，本实施例中的存储模块111采用DDR3存储器进行存储。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种太阳能供电的网络摄像头系统,其特征在于，包括：太阳能板、电池充电控制模块、充电电池、电源管理模块、主控模块、LED补光模块、人体感应模块和摄像头；

所述电池充电控制模块的输入端与太阳能板的输出端相连，电池充电控制模块的输出端与充电电池的正极相连，用于控制太阳能板对充电电池进行充电的充电电流的大小；

所述电源管理模块的输入端与充电电池相连，用于将充电电池输出电压配置为预设电压；

所述电源管理模块的输出端与主控模块相连，用于对主控模块进行供电；

所述主控模块与摄像头相连，用于控制摄像头进行图像采集，所述摄像头包括高清感光元件；

所述LED补光模块与主控模块相连，用于网络摄像头系统在夜间拍摄时进行可见光补光；

所述人体感应模块与主控模块相连，用于当人体感应模块没有感应到摄像头前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统进入休眠模式；当人体感应模块感应到摄像头前端存在移动物体时，控制网络摄像头系统从休眠模式转向工作模式。

2.如权利要求1所述的网络摄像头系统,其特征在于，所述LED补光模块包括LED和LED驱动模块，所述主控模块通过LED驱动模块与LED相连，所述LED用于在夜间拍摄时对摄像头进行可见光补光。

3.如权利要求1所述的网络摄像头系统，其特征在于，还包括无线通信模块，所述人体感应模块的输出端通过无线通信模块与主控模块相连接，无线通信模块用于实现人体感应模块和主控模块之间的无线通信；所述无线通信模块还用于网络摄像头系统上传数据和接收数据。

4.如权利要求1所述的网络摄像头系统，其特征在于，所述电池充电控制模块包括用于控制充电电流关断的第二控制单元和用于控制充电电流大小的第一控制单元；

所述太阳能板与第二控制单元的输入端相连，所述第二控制单元的输出端与第一控制单元的输入端相连，所述第一控制单元的输出端与充电电池的正极相连。

5.如权利要求4所述的网络摄像头系统，其特征在于，所述第二控制单元包括第二开关和第二控制器，所述第二开关包括第一极、第二极和控制极，所述太阳能板的输出端与第二开关的第一极相连，所述第二控制器与第二开关的控制极相连，用于控制第二开关的导通和/或关断；

第一控制单元包括第一开关和第一控制器，所述第一开关包括第一极、第二极和控制极，所述第一开关的第一极与第一开关的第二极相连，第一开关的第二极与充电电池的正极相连，第一控制器与第一开关的控制极相连，用于控制第一开关的导通和/或关断。

6.如权利要求1所述的网络摄像头系统，其特征在于，还包括电池保护模块，用于在充电电池的充电或放电电流过大时，停止对充电电池进行充电或放电，包括电池充放电检测模块和保护开关；

所述电池充放电检测模块用于检测充电电池的电压和/或充电电池的充电电流，所述保护开关包括第一极、第二极和控制极，所述保护开关的第一极与充电电池的负极相连，保护开关的第二极与太阳能板相连，保护开关的控制极与电池充放电检测模块相连，用于在电池充放电检测模块检测到充电电池的电压小于预设电压值，或充电电池的充电电流大于预设电流值时，控制保护开关进行关断。

7.如权利要求1所述的网络摄像头系统，其特征在于，所述电源管理模块包括升压模块和电压配置模块，所述升压模块的输入端与充电电池的输出端相连，用于对充电电池输出电压进行升压，所述升压模块的输出端与电压配置模块的输入端相连，用于将升压后的电压配置为一个或至少两个预设电压。

8.如权利要求1至7任一项所述的网络摄像头系统，其特征在于，所述网络摄像头系统还包括：与主控模块分别相连的音频模块、图像处理模块、开关及配网模块和存储模块；

所述音频模块用于采集音频信号；

所述图像处理模块的输入端与摄像头相连，用于对摄像头采集的图像进行图像处理；

所述开关及配网模块用于控制网络摄像头系统的开启和关闭，以及网络摄像头的网络连接；

所述存储模块用于存储网络摄像头系统采集的图像和音频信号。

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