本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種手機遙控的多視角監(jiān)控儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的車載攝像頭設備只能拍攝汽車一個方向的景象，即使能夠轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動視角也非常有限，對于倒車、停車沒有輔助作用，需要安裝額外的攝像頭實現(xiàn)倒車、停車輔助。

另外，現(xiàn)有的車載攝像頭設備一般固定在車輛前擋風玻璃上，當前方有阻擋物時(如較高的車)，則攝像頭無法拍攝到前方的路況，特別是在十字路口，駕駛員無法準確判斷紅綠燈及來往車輛情況，會造成不必要的交通事故。

再者，現(xiàn)有的車載攝像頭設備當車主不在車內(nèi)時，不能實時監(jiān)控車輛周圍情況，因此車輛周圍的特殊情況不能及時發(fā)現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種手機遙控的多視角監(jiān)控儀，能夠?qū)崿F(xiàn)多視角的視頻監(jiān)控。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種手機遙控的多視角監(jiān)控儀，安裝于車輛頂部外側(cè)，包括：電路板模塊、攝像頭模塊、升降桿模塊；

所述攝像頭模塊包括云臺單元和升降桿固定單元；云臺單元用于承載攝像頭，由兩個舵機帶動角度轉(zhuǎn)動，云臺單元通過升降桿固定單元固定在升降桿模塊的一端，由升降桿模塊帶動攝像頭升降；

所述升降桿模塊下端設置兩個舵機，通過舵機的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)連接桿的升降和旋轉(zhuǎn)；

所述電路板模塊包括核心控制模塊、路由器模塊、電源模塊；核心控制模塊包括單片機，控制著各個模塊的統(tǒng)-協(xié)調(diào)工作；路由器模塊用于接收手機發(fā)送的指令，同時將攝像頭采集到的視頻信號傳送到終端設備；電源模塊為整個監(jiān)控儀系統(tǒng)供電。

可選地，所述攝像頭云臺單元為二自由度云臺，由兩個舵機及支架組成，上方的A舵機的舵盤固定在側(cè)方的支架上，帶動攝像頭在垂直方向上下180°轉(zhuǎn)動；下方的B舵機的舵盤固定在升降桿模塊一端的底座上，帶動攝像頭在水平方向左右180°轉(zhuǎn)動。

可選地，所述升降桿模塊下端設置兩個舵機，其中，C舵機的舵盤連接升降桿底端，實現(xiàn)攝像頭升降功能；D舵機嵌入到電路板模塊的外殼內(nèi)，D舵機的舵盤固定在C舵機上，帶動C舵機水平向后旋轉(zhuǎn)。

可選地，所述核心控制模塊通過信號線給舵機發(fā)送PWM信號，以控制舵機頂部的舵盤轉(zhuǎn)動到固定角度，舵機輸出軸的轉(zhuǎn)角由周期為20ms的脈沖信號控制，脈沖信號的脈寬從0.5ms變化到2.5ms，舵機輸出軸的角度隨之從-90°線性變化到90°。

可選地，依靠所述升降桿模塊的2個舵機和攝像頭云臺單元中的2個舵機使攝像頭具有多角度視角，其各個方向的動作關(guān)系如下：

(1)升降桿向前水平方向狀態(tài)，該狀態(tài)適用于平時行車時觀察路況，記錄行車情況；升降桿為水平方向時，通過轉(zhuǎn)動云臺中的B舵機實現(xiàn)攝像頭的拍攝視角在水平方向為180°，轉(zhuǎn)動A舵機實現(xiàn)拍攝視角在垂直方向為180°；

(2)升降桿升起狀態(tài)，該狀態(tài)適用于前方有障礙物情況時，通過C舵機調(diào)節(jié)升降桿與水平線的角度，當角度為90°時攝像頭升到最高，通過云臺中的A舵機實現(xiàn)攝像頭“前-＞上-＞后”方向180°的拍攝；

(3)升降桿向后狀態(tài)，該狀態(tài)使攝像頭朝向車輛的后方，置于車輛頂部時用于輔助倒車，將升降桿升起，觀察多方位景象；利用D舵機的舵盤旋轉(zhuǎn)，帶動C舵機旋轉(zhuǎn)，從而帶動升降桿的攝像頭從前向后180°旋轉(zhuǎn)。

可選地，應用于近距離控制時，手機連接路由器產(chǎn)生的WiFi信號，使用手機APP軟件發(fā)送指令給單片機，單片機控制四個舵機運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)攝像頭多方位采集景象，同時拍攝景象會通過WiFi信號反饋到手機上。

可選地，使用3G無線路由器作為WiFi信號和遠程監(jiān)控的處理模塊，將3G網(wǎng)絡轉(zhuǎn)為WiFi信號，使正在使用智能手機的用戶通過WiFi共享3G網(wǎng)絡；路由器與攝像頭連接后，監(jiān)控車輛的畫面，將路由器與單片機進行連接，通過手機實現(xiàn)無線WiFi連接，手機的APP軟件進行控制操作，控制數(shù)據(jù)經(jīng)WiFi無線傳輸并經(jīng)單片機處理后實現(xiàn)對攝像頭的控制。

可選地，WiFi信號設置步驟如下：(1)安裝openwrt操作系統(tǒng)到路由器；(2)等待路由器安裝操作系統(tǒng)成功并正常啟動；(3)配置WiFi網(wǎng)絡并讓WiFi信號發(fā)出；(4)打開手機無線信號開關(guān)搜索當前路由器設置的WiFi熱點名稱，并輸入當前WiFi熱點。

可選地，應用于遠程監(jiān)控時，設置路由器連接到指定地址的網(wǎng)絡中，手機使用網(wǎng)卡通過訪問Web頁來遠程實時監(jiān)控設備周圍景象。

可選地，所述遠程監(jiān)控是將3G上網(wǎng)卡插入路由器3G上網(wǎng)卡插口，進行相應設置后，使用通用的網(wǎng)絡接口和唯一的MAC地址，攝像頭直接和網(wǎng)絡相連，用戶通過網(wǎng)絡在任何地點任何時間對攝像頭的MAC訪問，從而控制攝像頭的轉(zhuǎn)動以及報警器的報警，同時接受攝像頭發(fā)送的實時圖像信息。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)正常行駛中可具有普通行車記錄儀的功能，將汽車行駛狀況記錄到存儲卡中；

(2)前方或側(cè)方出現(xiàn)阻擋視線的物體時，可將升降桿升高，觀察路況；

(3)倒車時可將攝像頭向后轉(zhuǎn)，觀察后方路況，輔助倒車；

(4)駕駛?cè)藛T不在車內(nèi)時，可將設備移置車內(nèi)，使用者可通過網(wǎng)絡遠程觀察車周圍景象，并可遙控設備發(fā)出報警聲；

(5)通過手機操控，更為方便簡單。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種手機遙控的多視角監(jiān)控儀整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明攝像頭模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明舵機輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號脈沖寬度之間對應關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明升降桿模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明整體系統(tǒng)控制框圖；

圖6為本發(fā)明網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的手機遙控的多視角監(jiān)控儀安裝于車輛頂部外側(cè)，如圖1所示，包括：電路板模塊1、攝像頭模塊2、升降桿模塊3。

攝像頭模塊包括云臺單元和升降桿固定單元(圖2中未示出)。云臺單元用于承載攝像頭，由兩個舵機帶動角度轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)攝像頭的角度扭轉(zhuǎn)，云臺單元固定在升降桿模塊的一端，由升降桿模塊帶動攝像頭升降。

本發(fā)明的攝像頭云臺單元為二自由度云臺，如圖2所示，由兩個9克微型舵機及支架組成，上方的A舵機22的舵盤221固定在側(cè)方的支架上，帶動攝像頭23在垂直方向上下180°轉(zhuǎn)動；下方的B舵機21的舵盤211固定在升降桿模塊一端的底座上，帶動攝像頭在水平方向左右180°轉(zhuǎn)動。

舵機是集成了直流電機、電機控制器和減速器等的伺服單元，能夠利用簡單的輸入信號精確地轉(zhuǎn)動給定角度，由核心控制模塊通過信號線給舵機發(fā)送PWM信號，以控制舵機頂部的舵盤轉(zhuǎn)動到固定角度，具體為：單片機輸出PWM信號給舵機以控制舵機舵盤的旋轉(zhuǎn)角度，舵機輸出軸的轉(zhuǎn)角由周期為20ms的脈沖信號控制，脈沖信號的脈寬從0.5ms變化到2.5ms，舵機輸出軸的角度便隨之從-90°線性變化到90°，以幾個特殊角度說明舵機輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號脈沖寬度之間的關(guān)系，如圖3所示。由舵機的工作原理可知，實現(xiàn)對舵機的控制需生成與所需位置角度相對應的脈沖信號，即脈寬與位置角度相對應的周期為20ms的脈沖信號，該脈沖信號由單片機生成，脈寬精度可以達到1us，舵機轉(zhuǎn)動角度精度可達1us×180°/2ms＝0.09°。

只靠A舵機和B舵機，本發(fā)明的攝像頭無法實現(xiàn)后方180°范圍內(nèi)的拍攝，如圖4所示，本發(fā)明的多視角監(jiān)控儀在升降桿模塊下端設置兩個舵機，通過舵機的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)連接桿的升降和旋轉(zhuǎn)。其中，C舵機32的舵盤321連接升降桿33底端，實現(xiàn)攝像頭升降功能；D舵機31嵌入到電路板模塊的外殼內(nèi)，D舵機的舵盤311固定在C舵機32上，帶動C舵機水平向后旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的升降桿為空心管，攝像頭模塊的連線從管中穿過，接到電路板模塊中。

本發(fā)明主要依靠升降桿模塊的2個舵機和攝像頭云臺單元中的2個舵機使攝像頭具有多角度視角，其各個方向的動作關(guān)系如下：

(1)升降桿向前水平方向狀態(tài)

該狀態(tài)適用于平時行車時觀察路況，記錄行車情況。升降桿為水平方向時，通過轉(zhuǎn)動云臺中的B舵機可以實現(xiàn)攝像頭的拍攝視角在水平方向為180°(左右)，轉(zhuǎn)動A舵機可以實現(xiàn)拍攝視角在垂直方向為180°(上下)。

(2)升降桿升起狀態(tài)

該狀態(tài)適用于前方有障礙物情況時，通過C舵機調(diào)節(jié)升降桿與水平線的角度，當角度為90°時攝像頭升到最高，通過云臺中的A舵機實現(xiàn)攝像頭“前-＞上-＞后”方向180°的拍攝。

(3)升降桿向后狀態(tài)

利用D舵機的舵盤旋轉(zhuǎn)，帶動C舵機旋轉(zhuǎn)，從而帶動升降桿的攝像頭從前向后180°旋轉(zhuǎn)。該狀態(tài)可以使攝像頭朝向車輛的后方，置于車輛頂部時可輔助汽車倒車，且攝像頭向后狀態(tài)下也可將升降桿升起，觀察多方位景象。

電路板模塊包括核心控制模塊、路由器模塊、電源模塊等。核心控制模塊由單片機最小系統(tǒng)為控制核心，控制著各個模塊的統(tǒng)-協(xié)調(diào)工作；路由器模塊用于接收終端設備(如手機等)發(fā)送的指令，同時將攝像頭采集到的視頻信號傳送到終端設備；電源模塊為整個監(jiān)控儀系統(tǒng)供電；電路板模塊外殼底端四個角使用吸盤固定。

本發(fā)明的監(jiān)控儀主要應用于兩種情況時：近距離控制和遠程監(jiān)控。

近距離控制：如圖5所示，手機連接路由器產(chǎn)生的免費WiFi信號，使用手機APP軟件發(fā)送指令給單片機，單片機控制四個舵機運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)攝像頭多方位采集景象，同時拍攝景象會通過WiFi信號反饋到手機上。

本發(fā)明使用TL-WR703N迷你3G無線路由器作為WiFi信號和遠程監(jiān)控的處理模塊，它基于IEEE 802.11n標準，能擴展無線網(wǎng)絡范圍，提供最高達150Mbps的穩(wěn)定傳輸，同時兼容IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標準，將3G網(wǎng)絡轉(zhuǎn)為WiFi信號，使沒有3G功能的GSM卡但正在使用智能手機的用戶得以通過WiFi共享3G網(wǎng)絡。

WiFi信號設置步驟如下：(1)安裝openwrt操作系統(tǒng)到路由器；(2)等待路由器安裝操作系統(tǒng)成功并正常啟動；(3)配置WiFi網(wǎng)絡并讓WiFi信號發(fā)出；(4)打開手機移動終端無線信號開關(guān)搜索當前路由器設置的WiFi熱點名稱，并輸入當前WiFi熱點。

路由器相當于一個微型電腦，與USB攝像頭連接后，可以監(jiān)控車輛的畫面，將路由器與單片機進行連接，通過手機終端設備可以實現(xiàn)無線WiFi連接，手機的上位機軟件進行控制的操作，控制數(shù)據(jù)經(jīng)WiFi無線傳輸并經(jīng)單片機處理后實現(xiàn)對攝像頭的控制，該控制方法無需花費手機流量。

遠程監(jiān)控：設置路由器連接到指定地址的網(wǎng)絡中，手機使用網(wǎng)卡通過訪問Web頁來遠程實時監(jiān)控設備周圍景象。

遠程監(jiān)控是將3G上網(wǎng)卡插入TL-WR703N的3G上網(wǎng)卡插口，進行相應設置后，使用通用的網(wǎng)絡接口和唯一的MAC地址，攝像頭系統(tǒng)可以直接和網(wǎng)絡相連，用戶可以通過網(wǎng)絡在任何地點任何時間對攝像頭的MAC訪問，從而控制攝像頭的轉(zhuǎn)動以及報警模塊的報警，同時可以接受該裝置發(fā)送的實時圖像信息，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖6所示。例如：將MAC地址設置為192.168.1.108，可用手機下載Mozilla Firefox瀏覽器，輸入網(wǎng)址http://192.168.1.108：8080/？action＝stream則可看到遠程拍攝視頻。

手機APP使用JAVA研發(fā)，通過四條控制條控制四個舵機的精確角度，進而調(diào)節(jié)攝像頭的角度，其中右面兩條控制條控制攝像頭上下和左右轉(zhuǎn)動，左邊前兩條控制升降桿升降和前后。

本發(fā)明的多視角監(jiān)控儀主要用于汽車監(jiān)控，正常行駛中可具有普通行車記錄儀的功能，將汽車行駛狀況記錄到存儲卡中；前方或側(cè)方出現(xiàn)阻擋視線的物體時，可將升降桿升高，觀察路況；倒車時可將攝像頭向后轉(zhuǎn)，觀察后方路況，輔助倒車；駕駛?cè)藛T不在車內(nèi)時，可將設備移置車內(nèi)，使用者可通過網(wǎng)絡遠程觀察車周圍景象，并可遙控設備發(fā)出報警聲；本發(fā)明的多視角監(jiān)控儀通過手機操控，更為方便簡單。

本發(fā)明也可以用于家用、商用監(jiān)控，公安、交通系統(tǒng)的監(jiān)控中。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。