一種基于物聯(lián)網(wǎng)的改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)

余毅

摘 要：目前智能視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控端的材質(zhì)大多為玻璃，當(dāng)受到外力打擊時(shí)容易損壞，造成較大損失。針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)振動(dòng)反饋機(jī)制，采用振動(dòng)傳感器SW-18010P和SPC-STW-2612CMS運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備。試驗(yàn)驗(yàn)證和性能指標(biāo)測試表明，在受到外力打擊后，可將球形監(jiān)控自動(dòng)收入殼體內(nèi)，起到一定的保護(hù)作用，并可通過無線傳輸器將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，方便使用者下載或者觀看監(jiān)控視頻。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控設(shè)備;振動(dòng)傳感器;運(yùn)動(dòng)控制器;物聯(lián)網(wǎng);自保護(hù)

中圖分類號(hào)：TP277文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）02-00-02

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)越來越多地應(yīng)用于各行業(yè)重點(diǎn)部門、重要場所以及家庭住宅等的防盜系統(tǒng)中。視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括前端攝像機(jī)部分、中間傳輸控制部分、后端顯示錄像部分。通過攝像機(jī)經(jīng)過同軸視頻電纜將監(jiān)控的視頻圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C(jī)，控制主機(jī)將視頻信號(hào)進(jìn)一步分配到各監(jiān)視器及錄像設(shè)備，還可同時(shí)將需要傳輸?shù)恼Z音信號(hào)同步錄入到錄像機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

然而，目前現(xiàn)有的智能視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控端的材質(zhì)大多為玻璃，當(dāng)受到外力打擊時(shí)容易發(fā)生損壞，造成較大損失。此外，在查看監(jiān)控時(shí)需到監(jiān)視顯示器下查看，使用不方便。為此，需設(shè)計(jì)一個(gè)新的方案給予改進(jìn)。

本文針對(duì)球形監(jiān)控的自我保護(hù)和視頻傳輸問題，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)，解決目前視頻監(jiān)控安防相關(guān)企業(yè)的視頻監(jiān)控設(shè)備不能滿足客戶更高需求的問題。

1 改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)

1.1 改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

智能視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備，解決背景技術(shù)中提出的問題，滿足實(shí)際使用需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)技術(shù)方案：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備包括固定架、殼體和球形監(jiān)控，其中固定架設(shè)于殼體上側(cè)且與殼體固定連接，球形監(jiān)控設(shè)置于殼體下側(cè)，并與殼體活動(dòng)連接且球形監(jiān)控的頂部設(shè)于殼體內(nèi)部，殼體內(nèi)部設(shè)置滑桿，滑桿底面兩側(cè)連接設(shè)有固定桿，固定桿頂部與滑桿固定連接，底部與球形監(jiān)控頂部固定連接，滑桿中部設(shè)置調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)塊內(nèi)部設(shè)置有螺桿，螺桿表面和調(diào)節(jié)塊內(nèi)表面均設(shè)置有螺紋，螺桿與調(diào)節(jié)塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，螺桿頂部與殼體內(nèi)頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，螺桿上側(cè)設(shè)置齒輪一，在殼體內(nèi)頂部右側(cè)設(shè)置振動(dòng)傳感器，引發(fā)震動(dòng)反饋機(jī)制，在殼體頂部左側(cè)設(shè)置無線傳輸器，方便進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的無線傳輸。齒輪一右側(cè)設(shè)置齒輪二，齒輪一和齒輪二之間嚙合連接，齒輪二下側(cè)設(shè)置馬達(dá)，齒輪二中部與馬達(dá)的動(dòng)力輸出端固定連接，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)后可通過齒輪向螺桿傳動(dòng)，從而為螺桿提供動(dòng)力。殼體內(nèi)部的左側(cè)和右側(cè)表面均設(shè)置有滑槽，滑桿兩端設(shè)置于滑槽內(nèi)部，螺桿底部設(shè)置限位塊，限位塊設(shè)于調(diào)節(jié)塊下側(cè)，滑槽可使滑桿上下移動(dòng)得更加穩(wěn)定，限位塊起到限制滑桿下行位置的作用。振動(dòng)傳感器頂部設(shè)置彈簧，彈簧底部與振動(dòng)傳感器固定連接，頂部與殼體內(nèi)表面固定連接，在振動(dòng)傳感器與殼體之間設(shè)置彈簧的作用是放大受打擊時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。殼體頂面中部設(shè)置控制器，控制器設(shè)于無線傳輸器右側(cè)，無線傳輸器的信號(hào)傳輸端設(shè)于殼體外側(cè)，控制器上電連接設(shè)有采集模塊、防御模塊、通信模塊和視頻傳輸模塊，控制器通過導(dǎo)線分別與所述馬達(dá)、振動(dòng)傳感器、球形監(jiān)控和無線傳輸器電性連接，通過控制器控制監(jiān)控設(shè)備中的用電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能控制和數(shù)據(jù)傳輸。改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)如圖1所示，模塊圖如圖2所示。

1.2 關(guān)鍵部件的選型

方案中的關(guān)鍵點(diǎn)為振動(dòng)反饋機(jī)制，涉及的重要部件為振動(dòng)傳感器與控制器。振動(dòng)傳感器能感應(yīng)振動(dòng)力的大小，同時(shí)將感應(yīng)結(jié)果傳遞到電路裝置，進(jìn)而使電路啟動(dòng)電子開關(guān)。振動(dòng)傳感器主要分為彈簧和滾珠兩大類，彈簧開關(guān)最好直立使用，可以感應(yīng)振動(dòng)力或離心力的大小，而滾珠開關(guān)最好平鋪使用，可以感應(yīng)角度的變化。從設(shè)計(jì)需求上看，智能視頻監(jiān)控設(shè)備受到外力打擊從而產(chǎn)生振動(dòng)，因而比較適合彈簧類振動(dòng)傳感器。本文選用SW-18010P，它是一種彈簧型無方向性振動(dòng)感應(yīng)器件，可任意角度觸發(fā)。靜止時(shí)任何角度都為OFF狀態(tài)，當(dāng)大力晃動(dòng)或受到外力撞擊時(shí)，彈簧產(chǎn)生形變并和中心電極接觸導(dǎo)通，進(jìn)而使兩個(gè)引腳瞬間導(dǎo)通為ON狀態(tài)，當(dāng)外力消失時(shí)，電路又恢復(fù)為OFF狀態(tài)。工作最高電壓為

12 V，額定發(fā)熱電流為15 A，正常使用壽命大于20萬次，適合小電流振動(dòng)檢測電路。方案中的另一個(gè)重要部件為控制器，依據(jù)使用場合選擇SPC-STW-2612CMS運(yùn)動(dòng)控制器，具有高防護(hù)等級(jí)、小體積、高集成度、 高響應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)。控制器核心為德國STW研發(fā)制造，I/O資源由碩博電子研發(fā)制造，產(chǎn)品具備3路CAN總線，1路RS 232串口通信，26路I/O資源，端口高度復(fù)用，輸入端口可采集高低電平、電壓、電流、脈沖等信號(hào)，同時(shí)端口還復(fù)用輸出資源，輸出為DO，3 A，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，具備12路PWM及2路H橋功能。

1.3 改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控設(shè)備的工作原理

在監(jiān)控設(shè)備正常使用時(shí)，通過球形監(jiān)控進(jìn)行錄像，并通過無線傳輸器將錄像數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，供監(jiān)控者下載使用，通過振動(dòng)傳感器對(duì)殼體進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)控設(shè)備受到外力打擊時(shí)，振動(dòng)反饋機(jī)制產(chǎn)生作用，振動(dòng)傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂破?，振?dòng)力較大時(shí)啟動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)后通過齒輪二和齒輪一驅(qū)動(dòng)螺桿，使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后通過與調(diào)節(jié)塊的配合使用，可使滑桿沿著滑槽向上移動(dòng)，當(dāng)球形監(jiān)控收入到殼體內(nèi)部后馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)殼體受到的振動(dòng)較小時(shí)馬達(dá)反轉(zhuǎn)，將球形監(jiān)控移出殼體，并繼續(xù)工作，可以較好地保護(hù)監(jiān)控設(shè)備，減少損失。

2 測試設(shè)備分析

依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制作出改進(jìn)型智能視頻監(jiān)控測試設(shè)備。試驗(yàn)驗(yàn)證和性能指標(biāo)測試表明，該智能視頻監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的球形監(jiān)控與殼體活動(dòng)連接，通過振動(dòng)傳感器檢測殼體的振動(dòng)程度，在受到強(qiáng)烈碰撞后，通過馬達(dá)帶動(dòng)螺桿，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后將滑桿向上移動(dòng)，從而將球形監(jiān)控收入殼體內(nèi)，起到一定的保護(hù)作用，減少因?yàn)橥饬Υ驌舳斐傻膿p失。在監(jiān)控設(shè)備內(nèi)設(shè)置無線傳輸器，通過無線傳輸器可將監(jiān)控拍下的視頻數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，監(jiān)控者可通過多種方式調(diào)取數(shù)據(jù)并查看，使用方便。

3 結(jié) 語

本文項(xiàng)目從硬件設(shè)計(jì)到部件選型，每個(gè)細(xì)節(jié)都充分考慮，能夠解決目前智能視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控端遭到惡意破壞和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸與查看不便的問題。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]余雷，許宏科，胡欣.基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2016（4）：139-143.

[2]肖守偉，姚凱學(xué)，何勇.基于物聯(lián)網(wǎng)的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2015（10）：3354-3356.

[3]董錚，朱穎，楊春澤.基于物聯(lián)網(wǎng)和4G無線VPDN技術(shù)的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2018（7）：195-200.

[4]頡軼萍，嚴(yán)麗娜，閻婷.基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)校安防設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（20）：60-62.

[5]余雷，許宏科，胡欣， 等.基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控優(yōu)化方法研究[J].科技通報(bào)，2015（10）：226-228.

[6]姚莉，鄧丹君.基于A8的嵌入式Linux遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（5）：24-26.

[7]韓穎.VPN技術(shù)在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018（5）：191-192.

[8]顏珂斐，杜娥.物聯(lián)網(wǎng)智能家居的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（3）：151-153.