[實用新型]攝像頭二維控制裝置

無效

• 申請號: 01244577.0
• 申請日: 2001-06-29
• 公開（公告）號: CN2487179Y
• 公開（公告）日: 2002-04-17
• 發明（設計）人: 孫小菡;黃海峰;戴文;王水晶;李錦輝;張明德;丁東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/232
• 代理公司: 南京經緯專利代理有限責任公司
• 代理人: 沈廉

本實用新型是一種控制攝像頭作空間二維運動的裝置，屬于自動控制裝置制造的技術領域。

在工業測控系統中，經常需要利用攝像機對現場進行監控。由于環境等各種原因，經常需要實現無人控制，尤其對于有毒、高溫等不適合于人直接監視或需要連續二十四小時監視的場所，采用攝像機來代替人眼的監控是十分必要的。

工業現場中攝像頭所攝取的圖像信號通過圖像采集系統運送到下位機，然后通過光網接口再傳送到上位機。系統管理者根據所攝取的圖像信號向上位機發出命令，當下位機通過光網接口接收到命令后，通過攝像頭二維控制裝置，控制攝像頭轉動。

本實用新型的發明目的就是提供一種能通過局域網遠程控制攝像頭運動的攝像頭二維控制裝置。

本實用新型的攝像頭二維控制裝置主要由信號控制電路和驅動電路所組成，該控制裝置以控制電路為核心，控制電路的輸入端與下位機接口相接，控制電路的輸出端分別接功率放大電路A和功率放大電路B，功率放大電路A的輸出接步進電機A，功率放大電路B的輸出端接步進電機B。功率放大電路A和功率放大電路B分別由4組相同的功率放大電路組成，功率放大電路A的4組放大電路的信號輸入端對應與控制電路中集成電路U9的“P10～P13”端相接，功率放大電路B的4組放大電路的信號輸入端對應與控制電路中集成電路U9的“P14～P17”端相接。控制電路中的集成電路U11的輸入端和集成電路U10的輸出端與下位機接口相接。

攝像頭二維控制裝置主要作用是將下位機發出的控制信號由RS-232C串行通信接口發送給控制電路中的單片機。單片機將控制信號轉換為控制脈沖輸出給功放電路來驅動步進電機，步進電機再控制攝像機的轉動。

攝像頭二維控制中，采用步進電機來控制攝像機的二維轉動。步進電機的控制則由單片機輸出控制方波脈沖來完成。在系統中，下位機與上位機(IBM-PC機)通過光網接口相連。而實現上位管理層對攝像機的遙控。在整個二維監控系統中，主要的控制功能都是由單片機來實現的。

本實用新型的優點為采用二維的掃描裝置，由遠程信號控制該裝置中的單片機，然后由單片機發出二維控制信號，控制步進電機的運轉，從而達到控制攝像頭作二維運動的目的。由于采用了步進電機和計算機控制，不僅控制精度高，而且攝像頭可作360度的掃描，控制非常方便。另外該裝置結構非常簡單，使用的元器件較少，因此成本低，可靠性高。

圖1是本實用新型的電路結構框圖。其中有下位機接口1、控制電路2、功率放大電路A3、功率放大電路B4。

圖2是本實用新型的電原理圖。

本實用新型的實施方案如下：

集成電路U1A～U8A為74LS05，U9為單片機89C251，U10為MC1488，U11為1489，晶體管N1、3、5、7、9、11、13、15為9014，晶體管N2、4、6、8、10、12、14、16為BDT63C。

下位機在二維監控系統中，負責接收外部命令，并把命令由RS232串行通訊口傳送給單片機。單片機除了負責同下位機通訊之外，還要??根據所接收的命令，作出響應，經過內部程序處理，向功率放大電路發送相應的控制序列，進而來帶動攝像頭在現場中的運動的。利用PC機配置的異步通訊適配器，可以很方便地完成下位機與MCS-51單片機的數據通訊。集成電路U10為MC1488將TTL電平轉換為RS-232標準電平，工作電壓為±12V：MC1489則是把RS-232標準電平轉換為TTL電平，工作電壓為+5V。????

單片機與功放之間的接口電路

電壓隔離功能??單片機工作于5V電壓，而步進電機的工作電壓卻是12V和24V，有的步進電機可工作在一百多伏。這樣，一旦步進電機的電壓竄到單片機部分，則會損壞單片機系統；而且，步進電機的有關信號也會干擾單片機的正常運行。因此，本系統中的接口電路必須具有把單片機系統和步進電機回路隔離開來的功能。

單片機輸出的控制信號通過一個六開集電極輸出緩沖器741LS05輸出后送到晶體管9014的。基極電阻起到上拉單片機輸出信號高電平的作用。電阻集電極是作為匹配電路用的。系統再由三極管9014驅動光耦合隔離放大器4N38經過光電轉換后，再去驅動步進電機的功率放大電路。

因此，系統通過采用光耦合隔離放大器4N38，有效地防止了模擬部分的高電壓流竄到數字部分、進而影響到整個系統的危險。