一种矿用本安型视音频采集模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用本安型视音频采集模组，包括处理器单元，处理器单元分别与视频单元、音频单元、通信单元、存储单元和显示单元交互，还包括为上述六个单元供电的电源单元，视频单元和音频单元分别用于采集视频图像和音频数据，处理器单元用于接收视频图像和音频数据，并通过通信单元将视频图像和音频数据传送至存储单元，解决了现有技术中在微光环境下采集的图像模糊、层次不清、音频噪音大、体积大、功耗高、可扩展性差，不能全面反映灾害真实情况的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用本安型视音频采集模组
本技术属于自动化
，具体涉及一种矿用本安型视音频采集模组。
技术介绍
煤矿开采过程中经常发生瓦斯、水灾、火灾和顶板事故，事故发生时，井下环境未知，贸然进入灾害现场，严重威胁救援人员生命安全。近年来，机器人在各个行业开展了广泛应用，代替人类从事各种繁重、枯燥、危险的工作。救援时，机器人携带视音频采集模组，对灾害现场进行视音频采集、远传、存储和对讲。目前市场上现有的救援机器人搭载视音频分离设备采集现场视音频数据，仅能完成基本视音频采集功能。在微光环境下采集的图像模糊、层次不清、音频噪音大、体积大、功耗高、可扩展性差等缺点，不能全面反映灾害真实情况。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种矿用本安型视音频采集模组，以解决现有技术中在微光环境下采集的图像模糊、层次不清、音频噪音大、体积大、功耗高、可扩展性差，不能全面反映灾害真实情况的问题。本技术所采取的技术方案是：一种矿用本安型视音频采集模组，包括处理器单元，处理器单元分别与视频单元、音频单元、通信单元、存储单元和显示单元交互，还包括为上述六个单元供电的电源单元，视频单元和音频单元分别用于采集视频图像和音频数据，处理器单元用于接收视频图像和音频数据，并通过通信单元将视频图像和音频数据传送至存储单元；视频单元，包括与处理器单元连接的红外LED驱动模块，红外LED驱动模块连接有用于为环境补光的红外LED；电源单元，包括顺序连接的充电模块、电池组和DC-DC电压转换模块，电池组还分别连接有电压采样模块和红外LED驱动模块；充电模块用于给电池组充电，DC-DC电压转换模块用于将电池组的电压转换为5V和3.3V的可用电压，电压采样模块与电池组并联用于获取电池组的电量信息，红外LED驱动模块与电池组并联用于采用恒流方式驱动红外LED；红外LED驱动模块的电路具体为：处理器U5为TPS62141，处理器U5的10脚、11脚和12脚与电池组电源的正极相连，去耦电容C11的一端接电池组正极，去耦电容C11的另一端与地连接，U5的13脚与中央处理单元的I/O口连接，并通过下拉电阻R10接地，U5的9脚与电容C13一端连接，C13的另一端与地连接，U5的5脚、6脚、7脚、8脚、15脚、16脚、17脚均与地连接，U5的4脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端和U5的14脚、储能电感L4的一端、电阻R7的一端、电容C14的一端均连接，U5的1、2、3脚与电感L4的另一端连接，电阻R7的另一端接红外LED16正极，红外LED16负极与地连接，电容C14的另一端与地连接。进一步的，电压采样模块的电路包括中央处理器P1通过管脚210_BAT_CON控制开关管AO3416导通，电阻R1和R2将电池组20的电压分压后，通过A/D采样引脚210_BAT_DECT获取电池电压。进一步的，视频单元包括采集前端，采集前端用于采集视频图像，并通过视频编解码器转换后发送至处理器单元；视频单元还包括连接至处理器单元的用于采集环境光照度的感光传感器。进一步的，音频单元包括与处理器单元交互的音频编解码器，音频解码器分别连接有音频功率放大器和两个MIC，音频功率放大器连接有扬声器，MIC用于采集语音信号，并通过音频编解码器进行模/数转换后发送至处理器单元。进一步的，通信单元包括分别与处理器单元交互的有线传输端、无线传输端、串口和zigbee转串口模块，有线传输端和无线传输端用于将视频图像和音频数据传送至存储单元，zigbee转串口模块用于接收zigbee控制端发出的指令，通过串口将指令传送至处理器单元。本技术具有以下有益效果：采用“中央处理器+MCCD图像传感器+940nm红外LED辅助光源+双MIC+声卡+音频功率放大器+扬声器”方案实现视音频数据采集，体积小、功耗低、重量轻、性能稳定。【附图说明】图1是本技术一种矿用本安型视音频采集模组的模块连接示意图；图2是本技术一种矿用本安型视音频采集模组的电源单元结构示意图；图3是本技术一种矿用本安型视音频采集模组的电压采样电路的示意图；图4是本技术一种矿用本安型视音频采集模组的红外LED驱动单元的电路示意图。图中，1.zigbee控制端，2.zigbee转串口模块，3.串口，4.有线传输端，5.无线传输端，6.音频编解码器，7.音频功率放大器，8.扬声器，9.MIC，10.存储单元，11.处理器单元，12.电源单元，13.显示单元，14.视频编解码器，15.采集前端，16.红外LED，17.红外LED驱动模块，18.感光传感器，19.电压采样模块，20.电池组，21.DC-DC电压转换模块。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的结构原理和工作原理做进一步说明。本技术提供了一种矿用本安型视音频采集模组，如图1所示，本技术提供一种高效的设计方法，其特征在于体积小、功耗低、重量轻、性能稳定，本技术采用“中央处理器+MCCD图像传感器+940nm红外LED辅助光源+双MIC+声卡+音频功率放大器+扬声器”方案实现视音频数据采集，整体框图如图1所示，处理器单元11分别与视频单元、音频单元、通信单元、存储单元10和显示单元13交互，还包括为上述六个单元供电的电源单元12，视频单元和音频单元分别用于采集视频图像和音频数据，处理器单元11用于接收视频图像和音频数据，并通过通信单元将视频图像和音频数据传送至存储单元10。1.视频单元：视频单元中的采集前段采用1/2MCCD图像传感器，采集视频图像格式为标准PAL格式的电视信号，视频编解码器14将PAL格式的视频信号进行模/数转换和编码输出ITU-BT.656的数字信号，处理器单元11对数字信号进行压缩编码为H.265格式，根据接收到的指令将视频H.265格式的视频流通过通信单元的RJ45/WIFI远传，同时保存视频数据至本地的存储单元10。在黑暗环境下视频单元的感光传感器18采集光照强度，处理器单元11对采集的光照强度和设定阈值进行比较，若光照强度小于设定阈值，处理器单元11发出控制信号使能红外LED进行补光。其中视频单元中的感光传感器18、视频编解码器14采用3.3V供电，采集前端15采用5V供电，红外LED16采用低功耗恒流方式驱动。在黑暗环境下感光传感器18采集环境光照度，若光照强度小于设定阈值，通过红外LED驱动模块17驱动红外LED16补光，驱动电路采用TPS64141设计，采集前端15采集的视频图像格式为PAL格式，通过视频编解码器14转换成标准Y:U:V格式的数据，处理器单元11对Y:U:V数据压缩、编码为H.265格式，通信单元远传数据并保存数据至本地。2.音频单元：音频单元由双MIC、扬声器8、音频编解码器6和音频功率放大器7组成，其中双MIC采集语音信号，音频编解码器6将语音信号进行模/数转换为数字信号，通过IIS接口将数字信号传送至处理器单元11，处理器单元11对采集到的两路语音信号进行降噪处理并压缩编码，然后通过通信单元远传或本地存储至存储单元10。语音播放时处理器单元11将解码后的语音信号传送至音频编解码器6，音频编解码器6将数字信号进行数/模转换为模拟信号，该信号再次通过音频功率放大器7放大之后驱动扬声器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用本安型视音频采集模组，其特征在于，包括处理器单元(11)，所述处理器单元(11)分别与视频单元、音频单元、通信单元、存储单元(10)和显示单元(13)交互，还包括为上述六个单元供电的电源单元(12)，所述视频单元和所述音频单元分别用于采集视频图像和音频数据，所述处理器单元(11)用于接收所述视频图像和音频数据，并通过所述通信单元将所述视频图像和音频数据传送至所述存储单元(10)；所述视频单元，包括与处理器单元(11)连接的红外LED驱动模块(17)，所述红外LED驱动模块(17)连接有用于为环境补光的红外LED(16)；所述电源单元(12)，包括顺序连接的充电模块、电池组(20)和DC‑DC电压转换模块(21)，所述电池组(20)还分别连接有电压采样模块(19)和红外LED驱动模块(17)；所述充电模块用于给电池组(20)充电，所述DC‑DC电压转换模块(21)用于将电池组(20)的电压转换为5V和3.3V的可用电压，所述电压采样模块(19)与电池组(20)并联用于获取电池组(20)的电量信息，所述红外LED驱动模块(17)与电池组(20)并联用于采用恒流方式驱动红外LED(16)；所述红外LED驱动模块(17)的电路具体为：处理器U5为TPS62141，处理器U5的10脚、11脚和12脚与电池组(20)电源的正极相连，去耦电容C11的一端接电池组(20)正极，去耦电容C11的另一端与地连接，U5的13脚与中央处理单元的I/O口连接，并通过下拉电阻R10接地，U5的9脚与电容C13一端连接，C13的另一端与地连接，U5的5脚、6脚、7脚、8脚、15脚、16脚、17脚均与地连接，U5的4脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端和U5的14脚、储能电感L4的一端、电阻R7的一端、电容C14的一端均连接，U5的1、2、3脚与电感L4的另一端连接，电阻R7的另一端接红外LED(16)正极，红外LED(16)负极与地连接，电容C14的另一端与地连接。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用本安型视音频采集模组，其特征在于，包括处理器单元(11)，所述处理器单元(11)分别与视频单元、音频单元、通信单元、存储单元(10)和显示单元(13)交互，还包括为上述六个单元供电的电源单元(12)，所述视频单元和所述音频单元分别用于采集视频图像和音频数据，所述处理器单元(11)用于接收所述视频图像和音频数据，并通过所述通信单元将所述视频图像和音频数据传送至所述存储单元(10)；所述视频单元，包括与处理器单元(11)连接的红外LED驱动模块(17)，所述红外LED驱动模块(17)连接有用于为环境补光的红外LED(16)；所述电源单元(12)，包括顺序连接的充电模块、电池组(20)和DC-DC电压转换模块(21)，所述电池组(20)还分别连接有电压采样模块(19)和红外LED驱动模块(17)；所述充电模块用于给电池组(20)充电，所述DC-DC电压转换模块(21)用于将电池组(20)的电压转换为5V和3.3V的可用电压，所述电压采样模块(19)与电池组(20)并联用于获取电池组(20)的电量信息，所述红外LED驱动模块(17)与电池组(20)并联用于采用恒流方式驱动红外LED(16)；所述红外LED驱动模块(17)的电路具体为：处理器U5为TPS62141，处理器U5的10脚、11脚和12脚与电池组(20)电源的正极相连，去耦电容C11的一端接电池组(20)正极，去耦电容C11的另一端与地连接，U5的13脚与中央处理单元的I/O口连接，并通过下拉电阻R10接地，U5的9脚与电容C13一端连接，C13的另一端与地连接，U5的5脚、6脚、7脚、8脚、15脚、16脚、17脚均与地连接，U5的4脚与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端和U5的14脚、储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文峰，蔡蓬勃，韩超，李淑颖，高原，白俊涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61