礦用本安型便攜式無線攝像儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用本安型便攜式無線攝像儀，涉及礦用圖像采集設備。該攝像儀包括密閉殼體和安裝在密閉殼體內的控制電路，控制電路包括CPU模塊，分別與CPU模塊U3連接的鋰電池模塊、攝像儀紅外照明LED模塊、視頻壓縮模塊、網絡信號處理模塊和無線網絡通信模塊；鋰電池模塊給其它各個模塊進行供電，CPU模塊為計算機進行底層配置留有端口，所述的攝像儀紅外照明LED模塊通過CPU模塊與視頻壓縮模塊連接，網絡信號處理模塊分別與視頻壓縮模塊、2.4G無線網絡通信模塊連接。將采集到的圖像進行壓縮處理后轉換成無線網絡信號，使其能夠在無線網絡覆蓋的環境中進行傳輸，通過無線基站將視頻信號傳輸到地面進行顯示。
【專利說明】礦用本安型便攜式無線攝像儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及礦用圖像采集設備，具體是一種礦用本安型無線攝像儀，尤其適合在煤礦井下含瓦斯及煤塵較多的易燃易爆的環境中使用，也適合于煤炭、冶金、化工、建材、交通、電力、糧食等行業地面惡劣環境中使用。
【背景技術】
[0002]目前，無線攝像儀在人們的日常生活中是一種常見的設備，它主要是提供無線基站對有線局域網和從有線局域網對無線基站的訪問，只要在無線基站WIFI信號覆蓋范圍內，通過Web瀏覽的方式就可以觀察到無線攝像儀采集到的圖像。根據井下環境的特殊性及危險性，地面上的無線攝像儀不能夠在煤礦井下使用。目前在煤礦井下都安裝使用了比較成熟無線設備，實現了 WIFI信號的區域性的全覆蓋，在一些固定監控設備無法安裝的豎井、斜井、綜采掘進工作面等場所，需要實時的了解前方環境的具體情況，采用有線的方式來傳輸圖像將會變得異常困難，并且增加了礦上線纜費用的開銷。如何有效、低成本的將移動設備前方的具體情況傳輸到井上來觀看，選擇什么樣的傳輸方式和設備顯得尤為重要。因此采用無線方式來傳輸視頻信號將會變得方便、簡單。
【發明內容】
[0003]為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種礦用本安型便攜式無線攝像儀，將采集到的圖像進行壓縮處理后轉換成無線網絡信號，使其能夠在無線網絡覆蓋的環境中進行傳輸，通過無線基站將語音視頻信號傳輸到地面進行顯示。
[0004]本實用新型主要是以如下方案實現的:一種礦用本安型無線攝像儀，包括密閉殼體和安裝在密閉殼體內的控制電路，其特征是:所述的控制電路包括CPU模塊U3，分別與CPU模塊U3連接的鋰電池模塊Ul、攝像儀紅外照明LED模塊U2、視頻壓縮模塊U4、用于將視頻數據轉換成能夠在以太網進行傳輸的網絡信號處理模塊U5和無線網絡通信模塊U6 ;所述的鋰電池模塊Ul給其它各個模塊進行供電，所述的CPU模塊U3為計算機進行底層配置留有端口，所述的攝像儀紅外照明LED模塊U2通過CPU模塊U3與視頻壓縮模塊U4連接，網絡信號處理模塊U5分別與視頻壓縮模塊U4、2.4G無線網絡通信模塊U6連接。
[0005]本實用新型的優點是:無需鋪設信號線纜，體積小、重量輕，可在無線覆蓋的任意地點進行安裝，也可以由井下作業人員攜帶進行無死角觀測，低功耗電路與大容量鋰電池組合可支持長時間工作，且兼容性好、配置靈活為礦井無線監測監控提供準確、方便、直觀的井下相關信息，保障了煤礦安全生產；具有低反射功率、無線傳輸速度快、通信保密性好、性能穩定、可靠性高、信號傳輸穩定且覆蓋范圍廣、接線方便、便于維護和軟件升級等優點，且無線網絡技術的應用促進了煤礦科學精細化管理水平的提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0007]圖1是本實用新型原理框圖；
[0008]圖2是鋰電池模塊Ul電路圖；
[0009]圖3是攝像儀紅外照明LED模塊U2電路圖；
[0010]圖4是CPU模塊U3電路圖；
[0011]圖5是視頻壓縮模塊U4電路圖；
[0012]圖6是網絡信號處理模塊U5電路圖；
[0013]圖7是2.4G無線網絡通信模塊U6電路圖；
[0014]圖8是射頻收發器電路圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，礦用本安型無線攝像儀由密閉殼體和安裝在密閉殼體內的控制電路組成。控制電路包括本安主板防護機殼，鋰電池模塊U1、本安攝像頭紅外照明LED模塊U2、CPU模塊U3、視頻壓縮模塊U4、網絡信號處理模塊U5、2.4G無線網絡通信模塊U6 ；鋰電池模塊Ul將外接電進行本安處理后使供電符合安標要求，通過給CPU模塊U3給各個模塊進行供電，CPU模塊U3在整個產品中為核心模塊，數據的傳輸、轉換等都通過此模塊進行控制；本安攝像頭紅外照明LED模塊U2采集的圖像信息經過過CPU模塊控制輸出給視頻處理模塊U4進行壓縮處理、處理后給CPU模塊U2反饋。CPU模塊U2開啟網絡信號處理模塊接口將壓縮處理后的視頻信號進行網絡信號的轉化，轉換之后在經CPU調度運行2.4G無線通信模塊將信號轉換的無線信號并進行傳輸。各個設備的運行信息通過CPU模塊U2進行控制、記錄、保存，通過網絡信號處理模塊U5與計算機進行通信，將設備的所有信息進行交互、控制。
[0016]如圖2所示，鋰電池模塊Ul由12V鋰電池及充放電保護板組成，可對鋰電池進行充電放電保護，且保護板具有有恒留源及輸出穩壓與過流保護等功能，防止供電異常產生火花損壞電路，將外部供電進行本安處理使內部設備的供電符合安標要求。
[0017]如圖3所示，攝像儀紅外照明LED模塊U2具有在低照度時紅外自動開啟的功能。所述的攝像儀紅外照明LED模塊U2包括瞬時開關MBI1081，瞬時開關MBI1081的OE引腳連接啟動電路，OUT腳連接LED燈的負極，VDD腳連接LED燈的正極，GND弓丨腳通過電阻和REXT引腳連接；所述的啟動電路包括電阻Rll?R15、電容C3?C6、三極管Q1、Q2、二極管D2以及光敏二極管D3 ;三極管Q2的集電極以及電阻R12、R13的一端分別接MBI1081的OE引腳，電阻R12的另一端連接三極管Ql的發射極、電阻R14、電容C3的一端連接，電容C3的另一端連接二極管D2的正極，二極管D2的正極連接三極管Ql的基極，電阻Rll并聯在三極管Ql的基極與集電極之間，電阻R14的另一端分別接光敏二極管D3的正極、三極管Q2的發射極以及電阻R15、電容C4、C5、C6的一端，光敏二極管D3的負極以及電阻R15、電容C4、C5、C6的另一端分別接地，光敏二極管D3的負極接二極管D2的正極。其中瞬時開關MBI1081為核心芯片，是專為高功率LED設計的驅動1C，瞬時開關MBI1081的OE腳為控制端，當照度低時光敏二極管D3截止，通過外圍電路拉低OE端電平，使OUT端輸出驅動電流，點亮LED燈陣列。
[0018]如圖4所示，CPU模塊U2中Y2為66M的時鐘，用于保證CPU模塊U3的正常工作，模塊上的MII_BUS用于連接無線板，CPU模塊同時支持RS232接口擴展，在CPU上有與信號處理模塊及數據存儲器的引腳，通過CPU來控制其它各模塊的正常工作。
[0019]如圖5所示，該模塊負責將U3采集的模擬信號進行DSP處理，轉換成數字信號，并對數據進行壓縮轉發。
[0020]如圖6所示，網絡信號通過芯片1231S-S0P16進行隔離，防止外部的網絡信號發生浪涌等故障時造成信號處理模塊的損害，經過隔離以后的信號通過MAC_TX0P、MAC_TX0N、MAC_RXIP、MAC_RXIN與CPU模塊進行連接。
[0021]如圖7所示，所述的2.4G無線網絡通信模塊U6采用有線/無線連接器，與有線/無線連接器連接的無線芯片AR2317-AC1A。圖中J660為有線/無線連接器，由U600提供25MHz的晶振，其中10腳至27腳與CPU模塊相連，將接收的無線信號傳輸給CPU模塊及信號處理模塊進行處理；同時也可將CPU模塊及信號處理模塊的數據傳遞給射頻收發器進行發射。
[0022]如圖8所示，射頻收發器采用P0SEIC0公司生產、型號為AR2317-AC1A的無線芯片，主要功能是將經過處理以后的無線信號加強以后通過天線傳輸，該芯片工作電壓為
3.3V，有電壓轉換模塊提供，ANTl及ANT2即為天線接口。
[0023]密閉殼體為符合煤礦井下安全規范金屬或非金屬制成的密閉殼體，具有天線喇叭口和電源喇叭口。天線外置通過殼體上的天線喇叭口進行固定，外接電源線通過電源喇叭口與內部的接線端子相連接。
[0024]工作過程:鋰電池模塊Ul將外接電進行本安處理后通過給CPU模塊U3給各個模塊進行供電，本安攝像頭紅外照明LED模塊U2采集的圖像信息經過過CPU模塊控制輸出給視頻處理模塊U4進行壓縮處理、處理后給CPU模塊U2反饋。CPU模塊U2開啟網絡信號處理模塊接口將壓縮處理后的視頻信號進行網絡信號的轉化，轉換之后在經CPU調度運行
2.4G無線通信模塊將信號轉換的無線信號并進行傳輸。各個設備的運行信息通過CPU模塊U2進行控制、記錄、保存，通過網絡信號處理模塊U5與計算機進行通信，將設備的所有信息進行交互、控制。
[0025]該實用新型摒棄了傳統電纜或光纜傳輸視頻圖像的方式，采用了符合IEEE802.llb/g信號標準的2.4G無線網絡信號進行視頻傳輸。在無線覆蓋的環境中即能傳輸采集到的圖像，且無線網絡技術的應用促進了煤礦安全生產與科學精細化管理水平的提高。
【權利要求】
1.一種礦用本安型便攜式無線攝像儀，包括密閉殼體和安裝在密閉殼體內的控制電路，其特征是:所述的控制電路包括CPU模塊U3，分別與CPU模塊U3連接的鋰電池模塊Ul、攝像儀紅外照明LED模塊U2、視頻壓縮模塊U4、用于將視頻數據轉換成能夠在以太網進行傳輸的網絡信號處理模塊U5和無線網絡通信模塊U6 ;所述的鋰電池模塊Ul給其它各個模塊進行供電，所述的CPU模塊U3為計算機進行底層配置留有端口，所述的攝像儀紅外照明LED模塊U2通過CPU模塊U3與視頻壓縮模塊U4連接，網絡信號處理模塊U5分別與視頻壓縮模塊U4、2.4G無線網絡通信模塊U6連接。
2.根據權利要求1所述的礦用本安型便攜式無線攝像儀，其特征是:所述的攝像儀紅外照明LED模塊U2包括瞬時開關MBI1081，瞬時開關MBI1081的OE引腳連接啟動電路，OUT腳連接LED燈的負極，VDD腳連接LED燈的正極，GND引腳通過電阻和REXT引腳連接；所述的啟動電路包括電阻Rll?R15、電容C3?C6、三極管Ql、Q2、二極管D2以及光敏二極管D3 ;三極管Q2的集電極以及電阻R12、R13的一端分別接MBI1081的OE引腳，電阻R12的另一端連接三極管Ql的發射極、電阻R14、電容C3的一端連接，電容C3的另一端連接二極管D2的正極，二極管D2的正極連接三極管Ql的基極，電阻Rll并聯在三極管Ql的基極與集電極之間，電阻R14的另一端分別接光敏二極管D3的正極、三極管Q2的發射極以及電阻R15、電容C4、C5、C6的一端，光敏二極管D3的負極以及電阻R15、電容C4、C5、C6的另一端分別接地，光敏二極管D3的負極接二極管D2的正極。
3.根據權利要求1所述的礦用本安型便攜式無線攝像儀，其特征是:網絡信號處理模塊 U5 采用芯片 1231S-S0P16，芯片 1231S-S0P16 的 MAC_TX0P、MAC_TX0N、MAC_RXIP、MAC_RXIN引腳與CPU模塊連接。
4.根據權利要求1所述的礦用本安型便攜式無線攝像儀，其特征是:所述的2.4G無線網絡通信模塊U6采用有線/無線連接器，與有線/無線連接器連接的無線芯片AR2317-AC1A。
5.根據權利要求1-4任一項所述的礦用本安型便攜式無線攝像儀，其特征是:所述的密閉殼體為符合煤礦井下安全規范金屬或非金屬制成的密閉殼體，具有天線喇叭口和電源喇叭口。
【文檔編號】H04N7/18GK203618068SQ201320817640
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】王皓, 張亞邦, 杜海洋, 馬永輝 申請人:徐州中礦大華洋通信設備有限公司