一种基于物联网的改进型智能视频监控设备的设计

引 言

随着经济的迅猛发展，视频监控技术越来越多地应用于各行业重点部门、重要场所以及家庭住宅等的防盗系统中。视频监控系统包括前端摄像机部分、中间传输控制部分、后端显示录像部分。通过摄像机经过同轴视频电缆将监控的视频图像传输到控制主机，控制主机将视频信号进一步分配到各监视器及录像设备，还可同时将需要传输的语音信号同步录入到录像机内，实现视频实时监控功能。

然而，目前现有的智能视频监控设备监控端的材质大多为玻璃，当受到外力打击时容易发生损坏，造成较大损失。此外，在查看监控时需到监视显示器下查看，使用不方便。为此，需设计一个新的方案给予改进。

本文针对球形监控的自我保护和视频传输问题，提出一种基于物联网的改进型智能视频监控设备的设计，解决目前视频监控安防相关企业的视频监控设备不能满足客户更高需求的问题。

1 改进型智能视频监控设备的设计

1.1 改进型智能视频监控设备的设计方案

智能视频监控设备的设计目的在于提供一种基于物联网技术的智能视频监控设备，解决背景技术中提出的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，设计技术方案 ：基于物联网技术的智能视频监控设备包括固定架、壳体和球形监控，其中固定架设于壳体上侧且与壳体固定连接，球形监控设置于壳体下侧，并与壳体活动连接且球形监控的顶部设于壳体内部，壳体内部设置滑杆，滑杆底面两侧连接设有固定杆，固定杆顶部与滑杆固定连接，底部与球形监控顶部固定连接，滑杆中部设置调节块，调节块内部设置有螺杆，螺杆表面和调节块内表面均设置有螺纹，螺杆与调节块转动连接，螺杆顶部与壳体内顶部转动连接，螺杆上侧设置齿轮一，在壳体内顶部右侧设置振动传感器，引发震动反馈机制，在壳体顶部左侧设置无线传输器，方便进行视频数据的无线传输。齿轮一右侧设置齿轮二，齿轮一和齿轮二之间啮合连接，齿轮二下侧设置马达，齿轮二中部与马达的动力输出端固定连接，马达转动后可通过齿轮向螺杆传动，从而为螺杆提供动力。壳体内部的左侧和右侧表面均设置有滑槽，滑杆两端设置于滑槽内部， 螺杆底部设置限位块，限位块设于调节块下侧，滑槽可使滑杆上下移动得更加稳定，限位块起到限制滑杆下行位置的作用。振动传感器顶部设置弹簧，弹簧底部与振动传感器固定连接，顶部与壳体内表面固定连接，在振动传感器与壳体之间设置弹簧的作用是放大受打击时产生的振动。壳体顶面中部设置控制器，控制器设于无线传输器右侧，无线传输器的信号传输端设于壳体外侧，控制器上电连接设有采集模块、防御模块、通信模块和视频传输模块，控制器通过导线分别与所述马达、振动传感器、球形监控和无线传输器电性连接， 通过控制器控制监控设备中的用电设备，实现智能控制和数据传输。改进型智能视频监控设备的硬件设计如图 1 所示，模块图如图 2 所示。

1.2 关键部件的选型

方案中的关键点为振动反馈机制，涉及的重要部件为振动传感器与控制器。振动传感器能感应振动力的大小，同时将感应结果传递到电路装置，进而使电路启动电子开关。振动传感器主要分为弹簧和滚珠两大类，弹簧开关最好直立使用，可以感应振动力或离心力的大小，而滚珠开关最好平铺使用，可以感应角度的变化。从设计需求上看，智能视频监控设备受到外力打击从而产生振动，因而比较适合弹簧类振动传感器。本文选用 SW-18010P，它是一种弹簧型无方向性振动感应器件，可任意角度触发。静止时任何角度都为 OFF 状态，当大力晃动或受到外力撞击时，弹簧产生形变并和中心电极接触导通，进而使两个引脚瞬间导通为 ON 状态， 当外力消失时，电路又恢复为 OFF 状态。工作最高电压为12 V，额定发热电流为 15 A，正常使用寿命大于 20 万次， 适合小电流振动检测电路。方案中的另一个重要部件为控制器，依据使用场合选择 SPC-STW-2612CMS 运动控制器，具有高防护等级、小体积、高集成度、高响应速度等优点。控制器核心为德国 STW 研发制造，I/O 资源由硕博电子研发制造，产品具备 3 路 CAN 总线，1 路 RS 232 串口通信，26 路I/O 资源，端口高度复用，输入端口可采集高低电平、电压、电流、脉冲等信号，同时端口还复用输出资源，输出为 DO， 3 A， 可直接驱动电磁阀， 具备 12 路 PWM 及 2 路 H 桥功能。

1.3 改进型智能视频监控设备的工作原理

在监控设备正常使用时，通过球形监控进行录像，并通过无线传输器将录像数据传输到互联网，供监控者下载使用， 通过振动传感器对壳体进行监控。当监控设备受到外力打击时，振动反馈机制产生作用，振动传感器将数据传输到控制器，振动力较大时启动马达，马达转动后通过齿轮二和齿轮一驱动螺杆，使螺杆转动，在螺杆转动后通过与调节块的配合使用，可使滑杆沿着滑槽向上移动，当球形监控收入到壳体内部后马达停止转动，当壳体受到的振动较小时马达反转， 将球形监控移出壳体，并继续工作，可以较好地保护监控设备，减少损失。

2 测试设备分析

依据结构设计，制作出改进型智能视频监控测试设备。试验验证和性能指标测试表明，该智能视频监控设备内的球形监控与壳体活动连接，通过振动传感器检测壳体的振动程度，在受到强烈碰撞后，通过马达带动螺杆，螺杆转动后将滑杆向上移动，从而将球形监控收入壳体内，起到一定的保护作用，减少因为外力打击而造成的损失。在监控设备内设置无线传输器，通过无线传输器可将监控拍下的视频数据直接传输到互联网，监控者可通过多种方式调取数据并查看， 使用方便。

3 结 语

本文项目从硬件设计到部件选型，每个细节都充分考虑， 能够解决目前智能视频监控设备监控端遭到恶意破坏和监控数据传输与查看不便的问题。