CN214278460U - 轻型先进边防监测瞭望系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轻型先进边防监测瞭望系统，包括机架，所述机架侧壁转动连接有太阳能光伏发电板，所述太阳能光伏发电板背面底部转动连接有两个支撑杆，所述机架支腿上转动连接有两个支撑管，所述支撑杆一端内置在支撑管中，本实用新型通过旋转电机驱动转盘转动，转盘带着顶部固定连接的摄像机旋转，旋转的摄像机采集和监测的区域增大，同时湿度传感器、温度传感器、风速传感器和高度传感器对周围的地理环境、高度、湿度、温度、风速等第一手的边防或边境态势和气象水文情报信息通过北斗卫星通讯模块发送给地球同步卫星，再由地球同步卫星发送给后方的基地监视平台，方便使用，减少巡逻人员的劳动强度。

Description

轻型先进边防监测瞭望系统

技术领域

本实用新型涉及边防监测技术领域，具体是轻型先进边防监测瞭望系统。

背景技术

边防涉及国家的政治、经济、军事、外交、文化、民族、宗教、科技、地缘等诸多方面。基本问题主要包括边防的构成要素、主要任务、边防体制、指导原则、基本特征、地位和作用等。包括边防范围、边防力量、边防法、边防内容与方式、边防设施等。为了解边防的信息，需要用到防监测瞭望系统对边境的信息实时采集和监测。

但是，边防的监测基本上靠着边防巡逻的武警和军事人员的定期巡逻，需要大量的人力，且不能及时的反馈边防或边境态势和气象水文情报信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供轻型先进边防监测瞭望系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

轻型先进边防监测瞭望系统，包括机架，所述机架侧壁转动连接有太阳能光伏发电板，所述太阳能光伏发电板背面底部转动连接有两个支撑杆，所述机架支腿上转动连接有两个支撑管，所述支撑杆一端内置在支撑管中，且支撑杆与支撑管内壁滑动连接，所述机架顶部固定安装有机箱，所述机箱底部固定连接有湿度传感器、温度传感器、风速传感器和北斗卫星通讯模块，所述机箱上转动连接有箱门，所述机箱内固定连接有隔板，所述机箱内壁底部固定安装有耐低温可充电电池，所述隔板顶部固定连接有光伏控制器、三端稳压器、高度传感器、单片机、驱动电路芯片和固态继电器，所述机箱内壁顶部固定连接有旋转电机，所述机箱顶部转动连接有转盘，所述旋转电机输出端贯穿机箱顶部与转盘的连接轴固定连接，所述转盘顶部固定连接有摄像机，所述摄像机的拍摄端上固定连接有光学变焦望远镜头，所述摄像机顶罩有防雨罩，防雨罩底部通过螺栓与转盘顶部固定连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述防雨罩水平径向尺寸大于机箱的水平径向尺寸。

作为本实用新型再进一步的方案：所述支撑管通过管口螺纹连接有紧定螺栓，紧定螺栓用于将支撑杆固定在支撑管中。

作为本实用新型再进一步的方案：所述太阳能光伏发电板通过导线与光伏控制器电性连接，所述光伏控制器通过导线与耐低温可充电电池电性连接，所述耐低温可充电电池通过导线与三端稳压器电性连接，所述三端稳压器通过导线分别与湿度传感器、温度传感器、风速传感器、北斗卫星通讯模块、高度传感器、单片机、驱动电路芯片和摄像机电性连接，并通过固态继电器的输出控制端电性连接旋转电机，所述单片机通过信号线与湿度传感器、温度传感器、风速传感器、北斗卫星通讯模块、高度传感器、旋转电机和摄像机电性连接，并通过驱动电路芯片电性连接固态继电器的输入控制端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型通过旋转电机驱动转盘转动，转盘带着顶部固定连接的摄像机旋转，旋转的摄像机采集和监测的区域增大，同时湿度传感器、温度传感器、风速传感器和高度传感器对周围的地理环境、高度、湿度、温度、风速等第一手的边防或边境态势和气象水文情报信息通过北斗卫星通讯模块发送给地球同步卫星，再由地球同步卫星发送给后方的基地监视平台，方便使用，减少巡逻人员的劳动强度。

2. 本实用新型总体轻量化设计，将湿度传感器、温度传感器、风速传感器、北斗卫星通讯模块、耐低温可充电电池、隔板、光伏控制器、三端稳压器、高度传感器、单片机、驱动电路芯片、固态继电器、旋转电机、转盘、摄像机、光学变焦望远镜头集成在机箱上，方便巡逻人员的携带。

3. 本实用新型通过调节支撑杆伸出支撑管的长度，方便调节太阳能光伏发电板的角度。

附图说明

图1为轻型先进边防监测瞭望系统的结构示意图。

图2为轻型先进边防监测瞭望系统的剖视图。

图3为轻型先进边防监测瞭望系统的硬件电路结构连接框图。

图中：机架1、机箱2、防雨罩3、箱门4、太阳能光伏发电板5、支撑管6、支撑杆7、湿度传感器8、温度传感器9、风速传感器10、北斗卫星通讯模块11、耐低温可充电电池12、隔板13、光伏控制器14、三端稳压器15、高度传感器16、单片机17、旋转电机18、转盘19、摄像机20、光学变焦望远镜头21。

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。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，轻型先进边防监测瞭望系统，包括机架1，机架1侧壁转动连接有太阳能光伏发电板5（又名太阳能电池板），太阳能光伏发电板5背面底部转动连接有两个支撑杆7，机架1支腿上转动连接有两个支撑管6，支撑杆7一端内置在支撑管6中，且支撑杆7与支撑管6内壁滑动连接，机架1顶部固定安装有机箱2，机箱2底部固定连接有湿度传感器8、温度传感器9、风速传感器10和北斗卫星通讯模块11，风速传感器10的安装位置应固定位于湿度传感器8、温度传感器9与北斗卫星通讯模块11三者的下方，以便于风速传感器11（超声风速风向传感器）在敞开的外界环境中基本不受阻碍地实时监测风速与风向，湿度传感器8型号为GW110，生产厂家为南京能兆科技有限公司，或湿度传感器8型号为C15-M53R，其经销厂家为上海大毅经贸有限公司，或湿度传感器8型号为HDC1080DMBR，其生产厂家为美国德州仪器公司，温度传感器9型号为AD7417ARUZ-REEL7，由美国亚德诺半导体技术有限公司生产市售，或温度传感器9的型号为MCHC908QT2CDWE，其生产厂家为美国飞思卡尔半导体公司，风速传感器10为同时能感测风速与风向的超声风速风向传感器，其型号为HCD6812，生产厂家为邯郸市耘农智慧农业科技有限公司，北斗卫星通讯模块11由我国电信科学技术第一研究所有限公司研发生产，其具有北斗短报文通信、北斗1/北斗2/GPS定位、授时功能，机箱2上转动连接有箱门4，机箱2内固定连接有隔板13，机箱2内壁底部固定安装有耐低温可充电电池12，耐低温可充电电池12选用现有市售的耐低温特种锂电池，由东莞市浩博光电科技有限公司生产市售且型号规格为20180420-BB-2590/U-SMBUS或Li-ion 18650 21700 29.6V16.8Ah 8S4P CL，型号规格为20180420-BB-2590/U-SMBUS的耐低温特种锂电池：充电温度：-40℃至+55℃，放电温度：-40℃至+45℃，充电截止电压：14.4V/28.8V，放电截止电压：10.0V/20.0V标称电压：14.4V/28.8V，型号规格为Li-ion 18650 21700 29.6V16.8Ah 8S4P CL的耐低温特种锂电池：充电温度：-40℃～+45℃，放电温度：-40℃～+55℃，充电截止电压：33.6V，放电截止电压：20V，标称电压：29.6V，此种耐低温特种锂电池具备防止外部充电电源对其内部可充电电芯过充的功能，保障可充电电芯过不被过度充电；隔板13顶部固定连接有光伏控制器14、三端稳压器15、高度传感器16、单片机17、驱动电路芯片和固态继电器，高度传感器16（基于大气气压的高度计原理）的型号为MS5611-01BA03，其生产厂家为美国MEAS传感器公司，光伏控制器14即为太阳能电池充电控制器，由台州市椒江万胜电子有限公司生产市售且型号为WS-M300-27.6V，三端稳压器15又名稳压集成电路芯片，由美国德州仪器公司生产市售且型号为LM317LZ/NOPB，最大输入电压40V，输出电压1.2V-37V，单片机17又名微处理器，由韩国Samsung集团生产市售且型号为Cortex-A9系列，机箱2内壁顶部固定连接有旋转电机18，机箱2顶部转动连接有转盘19，旋转电机18输出端贯穿机箱2顶部与转盘19的连接轴固定连接，转盘19顶部固定连接有可光学变焦放大成像的摄像机20，摄像机20为长焦可见光云台摄像机，它是一种可实现超远距离视频成像的望远式高空瞭望摄像机，由深圳智泰联创科技有限公司生产市售且型号为ZTLC-KJG6200，此种摄像机20的拍摄端（镜头）自带有光学变焦望远镜头21，摄像机20顶罩有防雨罩3，防雨罩3底部通过螺栓与转盘19顶部固定连接。

防雨罩3水平径向尺寸大于机箱2的水平径向尺寸。

支撑管6通过管口螺纹连接有紧定螺栓，紧定螺栓用于将支撑杆7固定在支撑管6中。

太阳能光伏发电板5通过导线与光伏控制器14电性连接，光伏控制器14通过导线与耐低温可充电电池12电性连接，耐低温可充电电池12通过导线与三端稳压器15电性连接，三端稳压器15通过导线分别与湿度传感器8、温度传感器9、风速传感器10、北斗卫星通讯模块11、高度传感器16、单片机17、驱动电路芯片和摄像机20电性连接，并通过固态继电器的输出控制端电性连接旋转电机18，单片机17通过信号线与湿度传感器8、温度传感器9、风速传感器10、北斗卫星通讯模块11、高度传感器16、旋转电机18和摄像机20电性连接，并通过驱动电路芯片有线电性连接固态继电器的输入控制端，三端稳压器15给驱动电路芯片稳定供电，使其加电工作，耐低温可充电电池12通过三端稳压器、固态继电器的输出控制端有线电性连接旋转电机的电源输入端，固态继电器由英国库顿KUDOM公司生产市售且型号为KSJ100D100-L，驱动电路芯片由美国德州仪器公司生产市售且型号为ULN2003A，所述旋转电机为小型直流减速旋转电动机23，由深圳市通瑞电机有限公司生产市售且型号为TRM16P系列，供电电压9V\12V\18V，单片机通过驱动电路芯片给固态继电器的输入控制端施加控制电流信号，继而相应控制固态继电器的输出控制端的导通或断开，主动控制耐低温可充电电池12是否通过三端稳压器15、固态继电器给旋转电机18加电工作或停机，继而通过旋转电机18驱动转盘19控制摄像机20的转动角度与其成像成镜头的朝向。

本实用新型的工作原理是：

太阳照射在太阳能光伏发电板5上，太阳能光伏发电板5的供电或充电电压应适当大于耐低温可充电电池12的供电电压，确保耐低温可充电电池12能被有效稳定充电，光伏控制器14控制太阳能光伏发电板5给耐低温可充电电池12输送的供电电压，给作为负载的耐低温可充电电池12提供电压稳定的直流充电电源，主要给耐低温可充电电池12和太阳能光伏发电板5提供良好的电路保护，并给耐低温可充电电池12提供稳定的放电电流，抑制耐低温可充电电池12通过太阳能光伏发电板5反向放电或充电，即在太阳能光伏发电板5基本不发电时，光伏控制器14也能避免耐低温可充电电池12电倒流，而且能防止太阳能光伏发电板5过高的电压对耐低温可充电电池12造成过度充电损害，继而使耐低温可充电电池12给三端稳压器15提供稳定的直流电压电源；一般情况下，只要将本瞭望系统防止光照资源较为充足的边境区域，太阳能光伏发电板5就能充分利用较好的自然光照，将太阳能及时转换为电能经光伏控制器给耐低温可充电电池12充电，总是能使耐低温可充电电池12将足量的电能转化为化学能预先存储其电芯内，当光照充足时，太阳能光伏发电板5将其采收的太阳能转换为电能，通过光伏控制器14给耐低温可充电电池12充电，耐低温可充电电池12可在被充电状态同时通过三端稳压器15给其它用电器件（单片机17、三端稳压器15、摄像机20、旋转电机18、高度传感器16、湿度传感器8、温度传感器9、风速传感器10、北斗卫星通讯模块11等）供电/放电，当光照不充足时，光伏控制器14自动断开太阳能光伏发电板5与耐低温可充电电池12的电流通路，防止耐低温可充电电池12反向给太阳能光伏发电板5放电/放电，仍然由预先存储有足够化学能的耐低温可充电电池12开始通过三端稳压器给其它用电器件供电，当耐低温可充电电池12已被充满电且光照充足时，由太阳能光伏发电板5通过光伏控制器14、三端稳压器15给其它用电器件供电/放电。本瞭望系统通过自身的机架1水平固定地势或海拔较高、环境温度在-40℃以上且光照资源较为充足的边境边防管控区或军事防御区，即摄像机20成像镜头的光轴与水平面明显平行为佳，且放置在边防巡逻的武警/军事人员的巡逻路线上，以便于对本瞭望系统进行管护，安装有光学变焦望远镜头21的摄像机20通过旋转电机驱动在水平面360°转动，从高处对附近边境区域进行录像或拍照或视频直播，将放大光学图像信号、测瞭望系统自身所在的地理位置、高度、湿度、温度、风速等第一手的边防或边境态势和气象水文情报信息通过北斗卫星通讯模块11发送给地球同步卫星，再由地球同步卫星发送给后方的基地监视平台，使用基地监视平台的有关边防、边境或军事管控/巡逻单位可将这些第一手的边防或边境态势和气象水文情报作为后续任务执行的主要依据；基地监视平台还可通过地球同步卫星主动无线通信北斗卫星通讯模块11，以此通过北斗卫星通讯模块11、单片机17、驱动电路芯片、固态继电器电动控制旋转电动机23的转动角度，继而达到实时无线控制摄像机20的成像镜头的水平朝向/角度的技术目的，起到遥控定向拍摄成像视频的作用；当本瞭望系统所在地区有雨雪天气（光照不足）时，由预先被太阳能光伏发电板5充有足量电能的耐低温可充电电池12通过三端稳压器给其它用电器件供电，为防止太阳能光伏发电板5长期被冰雪覆盖而影响给本瞭望系统的用电器件正常供电或给耐低温可充电电池12，有关边防、边境或军事管控/巡逻单位可通过基地监视平台应该根据实时天气情况提示定期巡逻在边防巡逻的武警/军事人员在雨雪停降后，及时对路过的本瞭望系统的太阳能光伏发电板5受光面上的冰雪进行人工清除即可，并顺带对本瞭望系统进行保养和维护。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (4)

1.轻型先进边防监测瞭望系统，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)侧壁转动连接有太阳能光伏发电板(5)，所述太阳能光伏发电板(5)背面底部转动连接有两个支撑杆(7)，所述机架(1)支腿上转动连接有两个支撑管(6)，所述支撑杆(7)一端内置在支撑管(6)中，且支撑杆(7)与支撑管(6)内壁滑动连接，所述机架(1)顶部固定安装有机箱(2)，所述机箱(2)底部固定连接有湿度传感器(8)、温度传感器(9)、风速传感器(10)和北斗卫星通讯模块(11)，所述机箱(2)上转动连接有箱门(4)，所述机箱(2)内固定连接有隔板(13)，所述机箱(2)内壁底部固定安装有耐低温可充电电池(12)，所述隔板(13)顶部固定连接有光伏控制器(14)、三端稳压器(15)、高度传感器(16)、单片机(17)、驱动电路芯片和固态继电器，所述机箱(2)内壁顶部固定连接有旋转电机(18)，所述机箱(2)顶部转动连接有转盘(19)，所述旋转电机(18)输出端贯穿机箱(2)顶部与转盘(19)的连接轴固定连接，所述转盘(19)顶部固定连接有摄像机(20)，所述摄像机(20)的拍摄端上固定连接有光学变焦望远镜头(21)，所述摄像机(20)顶罩有防雨罩(3)，防雨罩(3)底部通过螺栓与转盘(19)顶部固定连接。

2.根据权利要求1所述的轻型先进边防监测瞭望系统，其特征在于：所述防雨罩(3) 水平径向尺寸大于机箱(2)的水平径向尺寸。

3.根据权利要求1所述的轻型先进边防监测瞭望系统，其特征在于：所述支撑管(6)通过管口螺纹连接有紧定螺栓，紧定螺栓用于将支撑杆(7)固定在支撑管(6)中。

4.根据权利要求1所述的轻型先进边防监测瞭望系统，其特征在于：所述太阳能光伏发电板(5)通过导线与光伏控制器(14)电性连接，所述光伏控制器(14)通过导线与耐低温可充电电池(12)电性连接，所述耐低温可充电电池(12)通过导线与三端稳压器(15)电性连接，所述三端稳压器(15)通过导线分别与湿度传感器(8)、温度传感器(9)、风速传感器(10)、北斗卫星通讯模块(11)、高度传感器(16)、单片机(17)、驱动电路芯片和摄像机(20)电性连接，并通过固态继电器的输出控制端电性连接旋转电机(18)，所述单片机(17)通过信号线与湿度传感器(8)、温度传感器(9)、风速传感器(10)、北斗卫星通讯模块(11)、高度传感器(16)、旋转电机(18)和摄像机(20)电性连接，并通过驱动电路芯片电性连接固态继电器的输入控制端。

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