移动式安防监控系统的制作方法
【专利摘要】一种移动式安防监控系统，包括：若干个无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有监控探头、以及与所述数据采集模块相连接的无线通信模块，其特征在于：所述监控探头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，所述第三凹凸透镜和第二双凹的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。
【专利说明】移动式安防监控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及安防监控【技术领域】，具体涉及一种移动式安防监控系统。
【背景技术】
[0002]安全监控是人们熟知的需要解决的技术问题，现有技术中围绕该技术问题开展了诸多研究。
[0003]专利文献CN101290704A公开了一种家庭安全保卫和紧急报警的智能化自动控制系统。它以家庭安保智能控制器为核心，连接其他家庭智能安防设备，构建家庭安全保卫和紧急报警的智能化自动控制系统，该系统包括家庭安保智能控制器，其输入端与外出布撤防开关、有线型安防探测器、有线型防灾探测器、睡眠布撤防开关以及便携式无线紧急报警器连接，输出端则与智能型网络视频监控器和遥控执行设备连接，同时家庭安保智能控制器还与单元/户外对讲设备以及对讲型紧急报警器双向通信，实现了全面“仿真”形式的吓阻入侵的效果，满足了现代家庭对安全保卫产品在远程报警、语音对讲、视频监控、操作方便、人性化运行的综合要求。
[0004]专利文献CN201266947U公开了一种安防集中管理监控装置，其特征在于:该安防集中管理监控装置是由安防监控系统和监控模块两部分所组成，其中安防集中管理监控装置包括有:位于最底层的门禁监控装置、消防监控装置、温湿度监控装置、水浸监控装置、强电监控装置、视频监控装置、电缆断线监控装置、红外监控装置；其中，门禁监控装置、消防监控装置、温湿度监控装置、水浸监控装置、强电监控装置、视频监控装置分别接到交换机，再通过D C N网络与位于第二层的交换机相连接；电缆断线监控装置、红外监控装置通过P S T N网络分别与第二层的监控服务器相连接；其中监控模块包括有:独立设置的与监控服务器连接、并监控各个装置的监控模块。本实用新型实现消防、安防、技防等统一监控，集中管理。
[0005]但是在现有技术中安防监控系统的监控探头普遍需要与监控系统进行有线连接，给监控探头的布置和设置带来的诸多的不便，并且提供的视频信息不够清晰等诸多的不足与缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:解决现有技术中的不足与缺陷，提供一种新型的移动式安防监控系统，该系统结构合理，可靠性高，监控探空设置方便，能够提供清晰的全方位的监控视频信息。具体技术方案如下:
[0007]一种移动式安防监控系统，包括:若干个无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有监控探头、以及与所述数据采集模块相连接的无线通信模块，其特征在于:所述监控探头具有屈折力的透镜仅为三个:从物方到像方依次为:焦距为Π第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，fl/f2的比值为-0.2到-1.5，所述第三凹凸透镜和第二双凹的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。
[0008]所述系统还包括对自组网采集的数据进行处理的网络监控模块，所述网络监控模块包含依次连接的若干网关，、信息采集终端、服务器与远程终端。
[0009]有益效果:本发明采用了无线组网的方式相比于现有技术，可以方便地将监控探头设置在任何需要设置的位置，同时，本发明人还就监控探头的摄像头进行了深入研究，提出了一种结构合理，成像较为清晰，结构紧凑的监控探头，大大方便了携带和布设，大大降低了生产制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的网络视频监控系统结构图；
[0011]图2本发明的摄像头的结构示意图。
[0012]图3是图2所述的摄像头的剖视图。
[0013]图4是本发明视频监控系统的节点分族示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0015]如图1所示，本发明所述移动式安防监控系统，设置有若干无线自组网100来对应监控不同的环境区域；每个无线自组网100通过网关200定期发送数据至信息采集终端300，由信息采集终端300汇总并上传本区域的监测数据至服务器400存储；用户可通过远程终端500访问服务器400，查询所有区域的实时或历史环境数据。
[0016]配合参见图1，每个无线自组网100包含的若干节点110，是整个移动式安防监控系统最基础的环节。以下介绍所述无线自组网100的节点110硬件:
[0017]每个节点110设置有用于环境参数采集的监控探头，以及无线通信模块，其通过数字式、模数转换式、开关量式等各种接口与所述监控探头连接。
[0018]所述无线通信模块是通用化设计，仅需要更换传感器不同的所述监控探头。
[0019]所述无线通信模块30设置有射频传输模块及功率放大模块，既能将本节点110中监控探头采集的环境数据直接发送给网关200，还能作为路由器，中继其他节点110的传输数据，以此构成含该若干节点110的所述无线自组网100结构。
[0020]优选TI公司的CC2430型片上系统射频传输芯片及CC2591型功率放大芯片来实现，使无线通信模块30工作在2.4GHz的通信频率下，保证通讯的质量和安全。在空旷区域，点对点的有效传输距离可以达到800米。
[0021]为了更适用于野外布置，还配备含3f5w太阳能电池和2000mAh锂电池的电源模块，与所述监控探头和无线通信模块分别连接并供电。
[0022]以下介绍所述无线自组网100的节点110软件:
[0023]与上述节点110的硬件相匹配，开发了基于TinyOS操作系统的节点110底层软件中，适应环境监控需求的应用程序及路由协议，对节点110的数据采集、通讯路由和能源分配进行管理，控制采集的数据在节点110之间、节点110与网关200之间的传输。
[0024]基于TinyOS系统的组件化架构，本发明将每个节点110的传感器等硬件资源，分别映射成一个或多个易于操作的硬件抽象组件；其作为系统最底层的组件，直接对硬件资源进行操作，但向上层组件屏蔽了具体硬件，仅提供相应的接口方便上层组件调用，因而，使整个系统具有良好的可移植性。
[0025]多个功能相对应的下层组件可连接形成上一层更大的组件。上层组件与下层组件之间设置双向的接口，上层组件以命令(co_and)形式调用下层组件，而下层组件通过事件(event)形式向上层组件进行反馈。
[0026]最上层的组件是用户编写的高层软件组件，其通过配置文件连接并调用组件库中多个下层组件，实现整个节点110中如路由建立、数据传输等各种应用程序的功能。
[0027]所述高层软件组件与所述硬件抽象组件之间还连接有合成硬件组件，其作为接口转换或用于不同数据格式的转换，实现高于硬件抽象组件的功能，例如，在所述无线通信模块中设置有用于“位”与“字节”转换的合成硬件组件，其将数据以字节为单位与上层组件交互，以位为单位与下层组件进行交互。
[0028]由于环境监控的节点110众多、覆盖范围广，而每个节点110的能量有限，其能量消耗又与频率和传送距离都是正相关的。因此，如何合理地使用无线自组网100中各个节点110的有限能量，使得整个网络保持连通性的时间更长，成为衡量该网络中路由性能的一个重要指标。而若某些节点110因为能量耗尽而停止工作时，所述无线自组网100的拓扑结构会发生改变，节点110的路由设置需要能够适应这种动态变化。
[0029]针对上述环境监控的特点与通信需求，所述无线自组网100的网络层，需要能根据每个节点110获得的局部信息，来决策并优化全局行为，而进行路由生成与路由选择。另夕卜，由于节点110间存在冗余信息，路由协议的设计通常需要兼顾数据融合功能，在传输路径的中间节点110上，对转发的数据进行数据融合，减少传送的信息量，从而节约能耗。
[0030]如图4所示，以下介绍本发明中，基于层次化设计的两种路由机制。
[0031]其中，基于分簇的层次性路由，设置有周期性的簇建立阶段和稳定的数据传输阶段，稳定的数据传输阶段要远大于分簇建立阶段以减小分簇带来的能量开销。
[0032]在分簇建立阶段，相邻的若干节点110之间动态地自动形成簇120，其中每个节点110等概率地随机称为簇首121。在数据传输阶段，簇120内其他节点110把数据发送给簇首121，由簇首121进行数据融合并把结果发送给汇聚点，所述汇聚点可以是网关200或其他簇120中用于中继的节点110。
[0033]由于簇首121需要完成数据融合、与汇聚点通信等工作，簇首121的能量消耗非常高，各节点110需要等概率地担任簇首121，使网络中所有节点110能够比较均衡地消耗能量，有利于延长整个网络的生存期。可见，分层利于网络的扩展性，数据融合能够减少通信量。
[0034]为了及时应对突发事件，在簇首121选取后，簇首121把绝对阈值和相对阈值两个参数广播给簇120内其他节点110。每个节点110持续地采集环境数据，当采集的数据第一次大于绝对阈值时，节点Iio将其记录下来，同时发送给簇首121 ;在以后的时间内，该节点110只有在其采集的数据大于绝对阈值，而且与前一次记录结果之差大于相对阈值时，才对数据进行记录并发送给簇首121。因此，对于突发事件能够及时响应；对于持续发生的突发事件，相邻两次数据之差不大于阈值时，无需不断地发送数据，减少了通信流量。
[0035]以下进一步介绍本发明所述移动式安防监控系统中的其他部分:[0036]如图1所示，每个所述无线自组网100将其下所属各节点110采集的环境数据通过网关200，以串口、USB 口等传统通讯方式，与所述信息采集终端300连接。
[0037]所述信息采集终端300，包含基于.NET、Windows的计算机301 (PC)，或基于PXA270、WINCE的移动设备302，通过对应设置采集程序，对所述环境数据进行临时存储和查询，并在用户指定操作或规定时长下，以有线或无线方式上传至服务器400。
[0038]采用因特网B/S架构的所述服务器400,通过设置基于Web Services技术的输入模块401，将所述信息采集终端300发送的数据存入数据库402 (SQLServer)中，并对外提供WEB服务器功能。
[0039]远程终端500包含与因特网连通的计算机终端501(PC)，或通过GPRS等方式上网的手机、PDA等移动终端502 ;用户通过该远程终端500上设置的WEB浏览器，对服务器400上的数据进行访问。所述服务器400中对应设置有处理计算机终端501 (PC)及移动终端502请求的服务程序403。
[0040]所述计算机终端501 (PO上采用AJAX、FLASH技术实现富客户端，如对应不同监测区域查询其中特定节点110实时采集的环境监测数据，或是对历史监测数据进行统计管理等。在所述移动终端502上应用J2ME，从而可在大部分移动终端502设备上操作，获取与计算机终端501类似的信息。
[0041]综上所述，本发明所述移动式安防监控系统中，每个节点110的监控探头分别监测不同的环境数据；由节点110的底层软件进行通讯、路由和能源分配的管理，控制通用设计的无线通信模块30，将本节点110采集的环境数据发送至中继的节点110或网关200，构成所述无线自组网100的结构。
[0042]每个无线自组网100通过网关200定期发送数据至信息采集终端300，由信息采集终端300汇总并上传本区域的监测数据至服务器400存储。用户可通过远程联网的计算机终端501或移动终端502等访问服务器400，查询所有监测区域的实时及历史环境数据，方便进行统计分析等后续数据处理工作。
[0043]因此，本发明将无线自组网技术与互联网技术相结合，实现了对环境分区域的采集、汇总、存储、筛选和分析直至终端显示和处理的完整监控，以此可获得精确的区域环境参数，为环境保护和环境治理提供科学的依据。
[0044]所述监控探头，具有如下结构特征:
[0045]图2所示，为本发明的一种【具体实施方式】。具有设置于镜头座10内部非球面镜头组，摄像头20，摄像头连接于电路板40上，便于将所拍摄的图像信息及时准确地传送到电路板40上的控制电路中。
[0046]该非球面镜头组，其前后由两个高精度非球面透镜11、13组成:前透镜11和后透镜13(图2所示)，两个非球面前透镜11和后透镜13的凹面部分都向内设置，中间配备有与前透镜11和后透镜13相适应的凹面透镜12，凹面透镜12的前凹面与前透镜11的投射弧度对应，且凹面透镜12的后凹面与后透镜13的投射弧度对应，这种非球面透镜的设置使得透镜之间的聚焦间距可以变得很小，由此可大大缩短镜头组的长度，使整个摄像头的体积可以非常小。
[0047]所述前透镜11的焦距为Π，凹面透镜12的焦距为f2，后透镜的焦距为f3，则Π/f2的比值为-0.2到-1.5，fl/f3的比值为0.45到1.33，透镜11和透镜12之间的距离dl为 2_8mm。
[0048]优选在透镜13的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。
[0049]本发明采用的成像透镜光学系统为三透镜光学系统，与二透镜光学系统相比其消像差能力显著提高，实践表面具有本发明上述结构参数的摄像头易于实现小型化，同时成像质量较高。
[0050]图3所示，非球面镜头组中，其前透镜11的表面弧度大于后透镜13的表面弧度，以便于拍摄具有比较宽视角的图像，同时将该图像非常准确地反映到镜头组背后的摄像头上。
[0051]上述的非球面镜头组，其前面的非球面透镜上设置有集成红外低通滤光膜14，以具有适当的滤光效果，保证所拍摄的动态图像质量。
[0052]所述的能拍摄彩色清晰图像的微型摄像头，其基座由金属片和柔性材料构成，金属片构成支撑架，柔性材料填充支撑架，并形成对金属片和镜头组的保护。
[0053]图2所示的摄像头20为CMOS光电摄像头，能够成24位真彩动态图像。所拍摄的物品或景物通过透镜孔30、前透镜11、凹面透镜12、后透镜13反映到摄像头20上，被拍摄下来。
[0054]摄像头还包括一封装外壳，信号处理模块、传感器元件埋设在封装外壳内。电容设有至少两个片状极板，两个片状极板分别埋设在封装外壳内。因为片状极板埋设在封装外壳内，封装外壳面积相对较大，因此允许两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。摄像头设有一固定装置，固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。
[0055]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
【权利要求】
1.一种移动式安防监控系统，包括:无线自组网、每个自组网包括若干节点、每个节点设置有监控探头、以及与所述数据采集模块相连接的无线通信模块，其特征在于:所述监控探头具有屈折力的透镜仅为三个:从物方到像方依次为:焦距为π第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，fl/f2的比值为-0.2到-1.5，所述第三凹凸透镜和第二双凹的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。
2.如权利要求1所述的视频监控系统，所述系统还包括对自组网采集的数据进行处理的网络监控模块，所述网络监控模块包含依次连接的若干网关，、信息采集终端、服务器与远程终端。
【文档编号】H04N5/225GK103813131SQ201210453695
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】耿振民 申请人:无锡华御信息技术有限公司