CN219960198U - 户外太阳能充电监控摄像头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种户外太阳能充电监控摄像头，包括主控模块、摄像头模组和通信模块，摄像头模组和通信模块分别与主控模块相连接；还包括太阳能面板、太阳能电压检测模块、充电开关模块、充电电流检测模块、充电模块和蓄电池；太阳能面板依次通过太阳能电压检测模块、充电开关模块、充电电流检测模块和充电模块与蓄电池相连接。充电模块用于为蓄电池充电；蓄电池用于为主控模块、摄像头模组和通信模块供电。本实用新型可以对太阳能的输出电压和电流进行检测，并根据检测结果控制充电功能的开关，实现对充电电路及蓄电池的保护，同时还具有远程开关摄像头等功能。

Description

户外太阳能充电监控摄像头

技术领域

本实用新型涉及一种户外使用的视频监控装置。

背景技术

为了便于管理，共享单车停车区域需要设置监控摄像头。传统的监控摄像头都需要单独布设供电电路，施工周期长，成本高昂。为解决该问题，现有技术提出了使用太阳能为摄像头供电的方案，但仍存在以下问题亟待解决：

一、太阳能的输出电压和电流，都随光照条件波动频繁，现有的充电方案缺乏相应的保护措施，导致充电模块在电压、电流超出工作范围的情况下工作，不仅影响充电效率，而且容易造成元件的损坏。

二、设备安装完成后，摄像头处于长时间开机状态，当需要临时关闭时（比如午夜，或停车区域维修施工等暂不投入使用的情况），只能由工作人员在现场将其关闭，控制不方便，浪费电能资源。

实用新型内容

本实用新型提出了一种户外太阳能充电监控摄像头，其目的是：（1）对太阳能的输出电压和电流进行检测，根据检测结果控制充电功能的开关；（2）增加摄像头模组的开关功能。

本实用新型技术方案如下：

一种户外太阳能充电监控摄像头，包括主控模块、摄像头模组和通信模块，所述摄像头模组和通信模块分别与主控模块相连接，还包括太阳能面板、太阳能电压检测模块、充电开关模块、充电电流检测模块、充电模块和蓄电池；

所述太阳能面板依次通过太阳能电压检测模块、充电开关模块、充电电流检测模块及充电模块与所述蓄电池相连接；

所述太阳能电压检测模块还与主控模块相连接，用于检测太阳能面板的输出电压，并将检测结果发送至主控模块；

所述充电开关模块还与主控模块相连接，用于控制太阳能面板与蓄电池之间连接电路的通断；

所述充电电流检测模块还与主控模块相连接，用于检测太阳能面板输出至充电模块的电流，并将检测结果发送至主控模块；

所述充电模块用于为蓄电池充电；

所述蓄电池用于为主控模块、摄像头模组和通信模块供电。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述太阳能电压检测模块包括串联在太阳能面板正输出端与接地端之间的电阻R11和电阻R18，还包括与电阻R18相并联的电容C15，所述电阻R11和电阻R18之间的节点即为与所述主控模块相连接的太阳能电压检测输出端。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述充电开关模块包括设置在太阳能面板与蓄电池之间连接电路上的MOS管Q1，还包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17和三极管Q2；

所述MOS管Q1的源极用于太阳能面板相连接，漏极用于与蓄电池相连接，栅极通过电阻R15与三极管Q2的集电极相连接，栅极还通过电阻R13与MOS管Q1的源极相连接；

三极管Q2的基极通过电阻R17及电阻R14与MOS管Q1的源极相连接，电阻R17与电阻R14之间的节点即为与所述主控模块相连接的充电开关控制端；三极管Q2的发射极接地。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述充电电流检测模块包括第一检测电阻、放大器U6、电阻R28、电阻R25和电容C22；

所述第一检测电阻设置在太阳能面板与充电模块之间的连接电路上，所述放大器U6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，所述放大器U6的输出端依次通过电阻R28及电阻R25与接地端相连接，所述电阻R28与电阻R25之间的节点即为与所述主控模块相连接的充电电流检测输出端；所述电容C22与电阻R25并联。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述蓄电池的输出端通过摄像头开关模块与摄像头模组相连接；

所述摄像头开关模块包括设置在蓄电池与摄像头模组之间供电电路上的MOS管Q7，还包括电阻R38、电阻R32、电阻R35和三极管Q8；

所述MOS管Q7的源极与蓄电池的正输出端相连接，漏极与摄像头模组相连接，栅极通过电阻R35与三极管Q8的集电极相连接，栅极还通过电阻R32与MOS管Q7的源极相连接；

三极管Q8的基极通过电阻R38与用于连接主控模块的摄像头开关控制端相连接，三极管Q8的发射极接地。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：还包括电压转换模块，所述电压转换模块基于开关电压调节器U3，用于将蓄电池输出的12V电压转换为4V，然后分别供给主控模块和通信模块。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述电压转换模块的输出端通过主控电流检测模块与主控模块相连接；

所述主控电流检测模块包第二检测电阻、放大器U5、电阻R24、电阻R22和电容C21；

所述第二检测电阻设置在电压转换模块与主控模块之间的供电电路上，所述放大器U5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器U5的输出端依次通过电阻R24及电阻R22与接地端相连接，所述电阻R24与电阻R22之间的节点即为与所述主控模块相连接的主控电流检测输出端；所述电容C21与电阻R22并联。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述电压转换模块的输出端通过通信开关模块与通信模块相连接；

所述通信开关模块包括设置在电压转换模块与通信模块之间供电电路上的MOS管Q4，还包括电阻R7、电阻R1、电阻R6和三极管Q6；

所述MOS管Q4的源极与电压转换模块的正输出端相连接，漏极与通信模块相连接，栅极通过电阻R6与三极管Q6的集电极相连接，栅极还通过电阻R1与MOS管Q4的源极相连接；

三极管Q6的基极通过电阻R7与用于连接主控模块的通信开关控制端相连接，三极管Q6的发射极接地。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：还包括分别与主控模块相连接的电池温度检测模块和环境温度检测模块；所述电池温度检测模块用于检测蓄电池的温度，所述环境温度检测模块用于检测环境温度。

作为所述户外太阳能充电监控摄像头的进一步改进：所述通信模块为GRPS模块或4G模块或5G模块。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本装置通过太阳能电压检测模块和充电电流检测模块对太阳能面板的输出电压和电流进行检测，同时通过充电开关模块对供电电路进行控制，当电压或电流不在预设的范围时，主控模块可以通过充电开关模块断开供电电路，停止充电，避免影响充电效率或造成元件的损坏；（2）在刚上电时，主控模块尚处于初始化阶段，其各个输出端口的状态不稳定，本装置在充电开关模块中增加上拉电阻R14，上电瞬间可直接导通三极管Q2和MOS管Q1，自动为蓄电池充电；（3）本装置还通过摄像头开关模块控制摄像头模组的开关状态，在不需要拍摄时可以远程将摄像头模组关闭。

附图说明

图1为各模块之间通信连接的示意图；

图2为各模块之间供电连接的示意图；

图3为太阳能电压检测模块和充电开关模块部分的电路图；

图4为充电电流检测模块的电路图；

图5为充电模块的电路图；

图6为摄像头开关模块的电路图；

图7为电压转换模块的电路图；

图8为主控电流检测模块的电路图；

图9为主控模块的电路图；

图10为通信开关模块的电路图；

图11为通信模块的电路图；

图12为温度检测部分的电路图，其中左侧部分是参考电压电路，中间是环境温度检测模块的电路图，右侧是电池温度检测模块的电路图。

实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1，一种户外太阳能充电监控摄像头，包括主控模块1、摄像头模组14和通信模块5，所述摄像头模组14和通信模块5分别与主控模块1相连接。

如图2，所述户外太阳能充电监控摄像头还包括太阳能面板11、太阳能电压检测模块2、充电开关模块7、充电电流检测模块3、充电模块12和蓄电池13。

其中，所述太阳能面板11依次通过太阳能电压检测模块2、充电开关模块7、充电电流检测模块3及充电模块12与所述蓄电池13相连接。

所述太阳能电压检测模块2还与主控模块1相连接，用于检测太阳能面板11的输出电压，并将检测结果发送至主控模块1。

所述充电开关模块7还与主控模块1相连接，用于控制太阳能面板11与蓄电池13之间连接电路的通断。

所述充电电流检测模块3还与主控模块1相连接，用于检测太阳能面板11输出至充电模块12的电流，并将检测结果发送至主控模块1。

所述充电模块12用于将太阳能输出的电能充给蓄电池13。所述蓄电池13用于为主控模块1、摄像头模组14和通信模块5供电。

所述主控模块1为本装置的核心，其基于如图9所示的HC32L136K8TA芯片。

如图3，所述太阳能电压检测模块2包括串联在太阳能面板11正输出端与接地端之间的电阻R11和电阻R18，还包括与电阻R18相并联的电容C15，电容C15用于滤波。所述电阻R11和电阻R18之间的节点即为与所述主控模块1相连接的太阳能电压检测输出端。主控模块1通过电阻R18两端的电压求得太阳能的输出电压值。

如图3，所述充电开关模块7包括设置在太阳能面板11与蓄电池13之间连接电路上的MOS管Q1，还包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17和三极管Q2。

所述MOS管Q1的源极用于太阳能面板11相连接，漏极用于与蓄电池13相连接，栅极通过电阻R15与三极管Q2的集电极相连接，栅极还通过电阻R13与MOS管Q1的源极相连接。

三极管Q2的基极通过电阻R17及电阻R14与MOS管Q1的源极相连接，电阻R17与电阻R14之间的节点即为与所述主控模块1相连接的充电开关控制端；三极管Q2的发射极接地。

当主控模块1向充电开关控制端发送高电平，三极管Q2和MOS管Q1导通，太阳能电池板与后侧连接的充电模块12相导通。

进一步的，如图4，所述充电电流检测模块3包括第一检测电阻、放大器U6、电阻R28、电阻R25和电容C22。

所述第一检测电阻设置在太阳能面板11与充电模块12之间的连接电路上，所述放大器U6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，检测其电压。所述放大器U6的输出端依次通过电阻R28及电阻R25与接地端相连接，所述电阻R28与电阻R25之间的节点即为与所述主控模块1相连接的充电电流检测输出端。所述电容C22与电阻R25并联。

主控模块1通过充电电流检测输出端得到放大器U6的输出电压，及第一检测电阻电压的放大值，然后换算出太阳能面板11与充电模块12之间电路上的电流，即充电电流。

当主控模块1检测到太阳能的输出电压或充电电流超出正常范围时，将向充电开关控制端发送低电平，三极管Q2和MOS管Q1截止，太阳能电池板与后侧连接的充电模块12之间的电路断开，停止充电。

如图5，所述充电模块12基于CN3722芯片，具有太阳能电池最大功率点跟踪功能（MPTT）。

如图2，所述蓄电池13的输出端通过摄像头开关模块8与摄像头模组14相连接。

具体的，如图6，所述摄像头开关模块8包括设置在蓄电池13与摄像头模组14之间供电电路上的MOS管Q7，还包括电阻R38、电阻R32、电阻R35和三极管Q8。

所述MOS管Q7的源极与蓄电池13的正输出端相连接，漏极与摄像头模组14相连接，栅极通过电阻R35与三极管Q8的集电极相连接，栅极还通过电阻R32与MOS管Q7的源极相连接。

三极管Q8的基极通过电阻R38与用于连接主控模块1的摄像头开关控制端相连接，三极管Q8的发射极接地。

需要关闭摄像头模组14时，主控模块1向摄像头开关控制端发送低电平，三极管Q8和MOS管Q7截止，断开向摄像头模组14的供电。结合通信模块5，可以实现摄像头模组14的远程开关控制。

如图2，还包括电压转换模块15。如图7，所述电压转换模块15基于开关电压调节器U3，用于将蓄电池13输出的12V电压转换为4V，然后分别供给主控模块1和通信模块5。

进一步的，所述电压转换模块15的输出端通过主控电流检测模块4与主控模块1相连接。

如图8，所述主控电流检测模块4包第二检测电阻、放大器U5、电阻R24、电阻R22和电容C21。

所述第二检测电阻设置在电压转换模块15与主控模块1之间的供电电路上，所述放大器U5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器U5的输出端依次通过电阻R24及电阻R22与接地端相连接，所述电阻R24与电阻R22之间的节点即为与所述主控模块1相连接的主控电流检测输出端；所述电容C21与电阻R22并联。

放大器U5放大第二检测电阻的电压，主控模块1根据该电压换算出提供给主控模块1的电流值。

如图2，所述电压转换模块15的输出端通过通信开关模块6与通信模块5相连接。

如图10，所述通信开关模块6包括设置在电压转换模块15与通信模块5之间供电电路上的MOS管Q4，还包括电阻R7、电阻R1、电阻R6和三极管Q6。

所述MOS管Q4的源极与电压转换模块15的正输出端相连接，漏极与通信模块5相连接，栅极通过电阻R6与三极管Q6的集电极相连接，栅极还通过电阻R1与MOS管Q4的源极相连接。

三极管Q6的基极通过电阻R7与用于连接主控模块1的通信开关控制端相连接，三极管Q6的发射极接地。

需要关闭通信模块5时，主控模块1向通信开关控制端发送低电平，三极管Q6和MOS管Q4截止，断开向通信模块5的供电。

所述通信模块5为GRPS模块或4G模块或5G模块。如图11为本实施例中通信模块5的电路图。

如图12，还包括分别与主控模块1相连接的电池温度检测模块9和环境温度检测模块10。所述电池温度检测模块9用于检测蓄电池13的温度，所述环境温度检测模块10用于检测环境温度。图中左侧部分提供参考电压Vref，中间的环境温度检测模块10和右侧的电池温度检测模块9分别通过热敏电阻获取到温度值，然后输出至主控模块1。当电池温度或环境温度过高时，同样可以通过断开充电开关模块7，保护充电模块12和蓄电池13等元件。

Claims (10)

1.一种户外太阳能充电监控摄像头，包括主控模块（1）、摄像头模组（14）和通信模块（5），所述摄像头模组（14）和通信模块（5）分别与主控模块（1）相连接，其特征在于：还包括太阳能面板（11）、太阳能电压检测模块（2）、充电开关模块（7）、充电电流检测模块（3）、充电模块（12）和蓄电池（13）；

所述太阳能面板（11）依次通过太阳能电压检测模块（2）、充电开关模块（7）、充电电流检测模块（3）及充电模块（12）与所述蓄电池（13）相连接；

所述太阳能电压检测模块（2）还与主控模块（1）相连接，用于检测太阳能面板（11）的输出电压，并将检测结果发送至主控模块（1）；

所述充电开关模块（7）还与主控模块（1）相连接，用于控制太阳能面板（11）与蓄电池（13）之间连接电路的通断；

所述充电电流检测模块（3）还与主控模块（1）相连接，用于检测太阳能面板（11）输出至充电模块（12）的电流，并将检测结果发送至主控模块（1）；

所述充电模块（12）用于为蓄电池（13）充电；

所述蓄电池（13）用于为主控模块（1）、摄像头模组（14）和通信模块（5）供电。

2.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述太阳能电压检测模块（2）包括串联在太阳能面板（11）正输出端与接地端之间的电阻R11和电阻R18，还包括与电阻R18相并联的电容C15，所述电阻R11和电阻R18之间的节点即为与所述主控模块（1）相连接的太阳能电压检测输出端。

3.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述充电开关模块（7）包括设置在太阳能面板（11）与蓄电池（13）之间连接电路上的MOS管Q1，还包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17和三极管Q2；

所述MOS管Q1的源极用于太阳能面板（11）相连接，漏极用于与蓄电池（13）相连接，栅极通过电阻R15与三极管Q2的集电极相连接，栅极还通过电阻R13与MOS管Q1的源极相连接；

三极管Q2的基极通过电阻R17及电阻R14与MOS管Q1的源极相连接，电阻R17与电阻R14之间的节点即为与所述主控模块（1）相连接的充电开关控制端；三极管Q2的发射极接地。

4.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述充电电流检测模块（3）包括第一检测电阻、放大器U6、电阻R28、电阻R25和电容C22；

所述第一检测电阻设置在太阳能面板（11）与充电模块（12）之间的连接电路上，所述放大器U6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，所述放大器U6的输出端依次通过电阻R28及电阻R25与接地端相连接，所述电阻R28与电阻R25之间的节点即为与所述主控模块（1）相连接的充电电流检测输出端；所述电容C22与电阻R25并联。

5.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述蓄电池（13）的输出端通过摄像头开关模块（8）与摄像头模组（14）相连接；

所述摄像头开关模块（8）包括设置在蓄电池（13）与摄像头模组（14）之间供电电路上的MOS管Q7，还包括电阻R38、电阻R32、电阻R35和三极管Q8；

所述MOS管Q7的源极与蓄电池（13）的正输出端相连接，漏极与摄像头模组（14）相连接，栅极通过电阻R35与三极管Q8的集电极相连接，栅极还通过电阻R32与MOS管Q7的源极相连接；

三极管Q8的基极通过电阻R38与用于连接主控模块（1）的摄像头开关控制端相连接，三极管Q8的发射极接地。

6.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：还包括电压转换模块（15），所述电压转换模块（15）基于开关电压调节器U3，用于将蓄电池（13）输出的12V电压转换为4V，然后分别供给主控模块（1）和通信模块（5）。

7.如权利要求6所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述电压转换模块（15）的输出端通过主控电流检测模块（4）与主控模块（1）相连接；

所述主控电流检测模块（4）包第二检测电阻、放大器U5、电阻R24、电阻R22和电容C21；

所述第二检测电阻设置在电压转换模块（15）与主控模块（1）之间的供电电路上，所述放大器U5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器U5的输出端依次通过电阻R24及电阻R22与接地端相连接，所述电阻R24与电阻R22之间的节点即为与所述主控模块（1）相连接的主控电流检测输出端；所述电容C21与电阻R22并联。

8.如权利要求6所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述电压转换模块（15）的输出端通过通信开关模块（6）与通信模块（5）相连接；

所述通信开关模块（6）包括设置在电压转换模块（15）与通信模块（5）之间供电电路上的MOS管Q4，还包括电阻R7、电阻R1、电阻R6和三极管Q6；

所述MOS管Q4的源极与电压转换模块（15）的正输出端相连接，漏极与通信模块（5）相连接，栅极通过电阻R6与三极管Q6的集电极相连接，栅极还通过电阻R1与MOS管Q4的源极相连接；

三极管Q6的基极通过电阻R7与用于连接主控模块（1）的通信开关控制端相连接，三极管Q6的发射极接地。

9.如权利要求1所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：还包括分别与主控模块（1）相连接的电池温度检测模块（9）和环境温度检测模块（10）；所述电池温度检测模块（9）用于检测蓄电池（13）的温度，所述环境温度检测模块（10）用于检测环境温度。

10.如权利要求1至9任一所述的户外太阳能充电监控摄像头，其特征在于：所述通信模块（5）为GRPS模块或4G模块或5G模块。