1.本发明涉及机器人巡检技术领域，具体而言，涉及一种图像数据采集系统及其方法。
背景技术：2.变电站机器人在巡检过程中会有存在死角的地方无法巡视到，导致机器人监控范围不全面，容易产生安全隐患。
3.目前市面上有两种应对方法，第一种是在死角处架设反光镜，选择合适的角度将标记处的图像反射出来后拍照，但是这种方式存在反光现象，而且时间久后镜面会出现污秽，成像效果差；另一种方式是在死角处设立固定摄像头，通过电缆或者光纤将摄像头采集到的图像传送至机器人后台，这种方式缺点是安装不方便、施工量大、成本高。
技术实现要素：4.本发明解决的问题是：在死角处设立固定摄像头，通过电缆或者光纤将摄像头采集到的图像传送至机器人后台，安装不方便、施工量大、成本高。
5.为解决上述问题，一方面，本发明提供一种图像数据采集系统，其中，所述系统包括：
6.wifi摄像头、电源控制板、低功耗wifi模块、电池模块和太阳能板；
7.所述wifi摄像头，与所述电源控制板电性连接，用于采集图像数据以及无线传输图像数据至移动终端；
8.所述电源控制板，与所述低功耗wifi模块、电池电性连接，用于根据所述低功耗wifi模块输出的唤醒信号，输出相应的控制信号至所述电池模块，触发所述电池模块给所述wifi摄像头供电；
9.所述低功耗wifi模块，用于接收所述移动终端无线发送的唤醒指令并基于该唤醒指令输出唤醒信号至所述电源控制板；
10.所述电池模块，用于给所述电源控制板供电，接收控制信号并给所述wifi摄像头供电；
11.所述太阳能板，与所述电池模块电性连接，用于吸收太阳光，并转换成电能输出至所述电池模块进行储存。
12.优选地，所述电源控制板包括稳压模块，具体电路包括：
13.稳压器u8和电容c37、c38、c39、c40；
14.稳压器u8的端口1、3连接12v电源和电容c37的前端，稳压器u8的端口2连接gnd和电容c37的后端，稳压器u8的端口5连接+3.3v电源和电容c40的前端，稳压器u8的端口4连接电容c38、c39的前端，电容c38、c39、c40的后端连接gnd。
15.优选地，所述电源控制板包括电源控制模块，具体电路包括：
16.单片机u5、电源pw、摄像头电源pw1、连接器p0、二极管d1、发光二极管led、三极管
q2、mos管q1、电阻r7、r8、r9、r12和电容c9、c10；
17.单片机u5的端口4连接电阻r7的后端和电容c9的前端，电阻r7的前端连接+3.3v电源，电容c9的后端连接gnd，单片机u5的端口7连接gnd，单片机u5的端口8连接+3.3v电源，单片机u5的端口12输出信号pow_en；
18.电阻r8的前端连接输出信号pow_en，电阻r8的后端连接三极管q2的基极，三极管q2的发射极连接gnd，三极管q2的集电极连接mos管q1的栅极和电阻r9的后端，mos管q1的源极连接电阻r9的前端、12v电源、二极管d1的负极和电容c10的前端，二极管d1的正极连接电源pw的端口2，电源pw的端口1连接电容c10的后端和agnd，mos管q1的漏极连接vdd和摄像头电源pw1的端口1，摄像头电源pw1的端口2连接gnd；
19.连接器p0的端口1连接+3.3v电源，连接器p0的端口2连接电阻r12的后端，电阻r12的前端连接发光二极管led的正极，发光二极管led的负极连接单片机u5的端口11。
20.优选地，所述低功耗wifi模块，具体电路包括：
21.wifi模块p1；
22.wifi模块p1的端口1连接单片机u5的端口14，wifi模块p1的端口2连接单片机u5的端口2，wifi模块p1的端口3连接单片机u5的端口1，wifi模块p1的端口4连接gnd，wifi模块p1的端口5连接vdd，wifi模块p1的端口6输出信号en至单片机u5的端口13。
23.优选地，还包括接口模块，具体电路包括：
24.接口st-051；
25.接口st-051的端口1连接+3.3v电源，接口st-051的端口2连接单片机u5的端口3，接口st-051的端口3连接gnd，接口st-051的端口4连接单片机u5的端口4。
26.优选地，所述移动终端为巡视机器人。
27.优选地，所述电池模块包括锂电池。
28.另一方面，本发明还提供一种图像数据采集方法，其采用了如上所述的图像数据采集系统，其中，包括如下步骤：
29.s1.在各死角处安装图像数据采集系统，wifi摄像头处于休眠状态；
30.s2.移动终端巡视至死角处时，通过自身的无线通信模块与图像数据采集系统的低功耗wifi模块进行通信连接；
31.s3.移动终端发送唤醒指令至低功耗wifi模块，低功耗wifi模块基于该唤醒指令输出唤醒信号至电源控制板；
32.s4.电源控制板接收唤醒信号并输出相应的控制信号至电池模块，触发电池模块给wifi摄像头供电，wifi摄像头由休眠状态进入唤醒状态；
33.s5.wifi摄像头采集死角处的图像数据，并通过低功耗wifi模块传输至移动终端；
34.s6.图像数据传输完成后，移动终端远离死角处，与低功耗wifi模块断开通信连接，wifi摄像头进入休眠状态。
35.相对于现有技术，本发明所述的图像数据采集系统及其方法具有以下有益效果：
36.(1)本发明具备wifi远程唤醒功能，仅需在死角处安装wifi摄像头，通过无线方式传输采集数据，无需外接电缆或光纤，安装简便；
37.(2)本发明当wifi摄像头处于休眠状态时，低功耗wifi模块可以独立工作，与移动终端保持通信连接，移动终端可以通过唤醒指令唤醒wifi摄像头，对死角进行监控，功耗
低。
附图说明
38.图1为本发明的图像数据采集系统示意图；
39.图2为本发明的稳压模块电路图；
40.图3为本发明的电源控制模块电路图；
41.图4为本发明的低功耗wifi模块电路图；
42.图5为本发明的接口模块电路图。
具体实施方式
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
44.实施例一
45.提供一种图像数据采集系统，如图1所示，其中，所述系统包括：
46.wifi摄像头、电源控制板、低功耗wifi模块、电池模块和太阳能板；
47.所述wifi摄像头，与所述电源控制板电性连接，用于采集图像数据以及无线传输图像数据至移动终端；
48.所述电源控制板，与所述低功耗wifi模块、电池电性连接，用于根据所述低功耗wifi模块输出的唤醒信号，输出相应的控制信号至所述电池模块，触发所述电池模块给所述wifi摄像头供电；
49.所述低功耗wifi模块，用于接收所述移动终端无线发送的唤醒指令并基于该唤醒指令输出唤醒信号至所述电源控制板；
50.所述电池模块，用于给所述电源控制板供电，接收控制信号并给所述wifi摄像头供电；
51.所述太阳能板，与所述电池模块电性连接，用于吸收太阳光，并转换成电能输出至所述电池模块进行储存。
52.其中，所述电源控制板包括稳压模块，如图2所示，具体电路包括：
53.稳压器u8和电容c37、c38、c39、c40；
54.稳压器u8的端口1、3连接12v电源和电容c37的前端，稳压器u8的端口2连接gnd和电容c37的后端，稳压器u8的端口5连接+3.3v电源和电容c40的前端，稳压器u8的端口4连接电容c38、c39的前端，电容c38、c39、c40的后端连接gnd。
55.稳压器型号为lp2985a，固定输出、低压降稳压器为便携式和非便携式应用提供了具有成本效益的出色性能。该产品系列可提供1.8v、2.5v、2.8v、2.9v、3v、3.1v、3.3v、5v和10v电压，a版本的输出容差为1％(非a版本为1.5％)，而且能够提供150ma的连续负载电流。还包括标准稳压器特性，例如过流和过热保护。
56.其中，所述电源控制板包括电源控制模块，如图3所示，具体电路包括：
57.单片机u5、电源pw、摄像头电源pw1、连接器p0、二极管d1、发光二极管led、三极管q2、mos管q1、电阻r7、r8、r9、r12和电容c9、c10；
58.单片机u5的端口4连接电阻r7的后端和电容c9的前端，电阻r7的前端连接+3.3v电
源，电容c9的后端连接gnd，单片机u5的端口7连接gnd，单片机u5的端口8连接+3.3v电源，单片机u5的端口12输出信号pow_en；
59.电阻r8的前端连接输出信号pow_en，电阻r8的后端连接三极管q2的基极，三极管q2的发射极连接gnd，三极管q2的集电极连接mos管q1的栅极和电阻r9的后端，mos管q1的源极连接电阻r9的前端、12v电源、二极管d1的负极和电容c10的前端，二极管d1的正极连接电源pw的端口2，电源pw的端口1连接电容c10的后端和agnd，mos管q1的漏极连接vdd和摄像头电源pw1的端口1，摄像头电源pw1的端口2连接gnd；
60.连接器p0的端口1连接+3.3v电源，连接器p0的端口2连接电阻r12的后端，电阻r12的前端连接发光二极管led的正极，发光二极管led的负极连接单片机u5的端口11。
61.单片机型号为stm8l051f3，具有8kb flash、16mhz cpu和集成eeprom；mos管型号为irlml6402。
62.其中，所述低功耗wifi模块，如图4所示，具体电路包括：
63.wifi模块p1；
64.wifi模块p1的端口1连接单片机u5的端口14，wifi模块p1的端口2连接单片机u5的端口2，wifi模块p1的端口3连接单片机u5的端口1，wifi模块p1的端口4连接gnd，wifi模块p1的端口5连接vdd，wifi模块p1的端口6输出信号en至单片机u5的端口13。
65.wifi模块型号为esp8285，是一款高度集成的wi-fi芯片，其低功耗、紧凑设计和高稳定性可以满足用户的需求。拥有完整的且成体系的wi-fi网络功能，既能够独立应用，也可以作为从机搭载于其他主机mcu运用。当esp8285独立应用时，能够直接从外接flash中启动。集成了天线开关、射频balun、功率放大器、低噪声放大器、滤波器和电源管理模块。
66.其中，还包括接口模块，如图5所示，具体电路包括：
67.接口st-051；
68.接口st-051的端口1连接+3.3v电源，接口st-051的端口2连接单片机u5的端口3，接口st-051的端口3连接gnd，接口st-051的端口4连接单片机u5的端口4。
69.接口st-051用于单片机的下载调试。
70.其中，所述移动终端为巡视机器人。
71.巡视机器人巡视至死角处与低功耗wifi模块进行无线通信连接。
72.其中，所述电池模块包括锂电池。
73.锂电池用于存储电能并向其它模块供电。
74.本实施例中的图像数据采集系统，具备wifi远程唤醒功能，仅需在死角处安装wifi摄像头，通过无线方式传输采集数据，无需外接电缆或光纤，安装简便；当wifi摄像头处于休眠状态时，低功耗wifi模块可以独立工作，与移动终端保持通信连接，移动终端可以通过唤醒指令唤醒wifi摄像头，对死角进行监控，功耗低。
75.实施例二
76.提供一种图像数据采集方法，其采用了如实施例一所述的图像数据采集系统，其中，包括如下步骤：
77.s1.在各死角处安装图像数据采集系统，wifi摄像头处于休眠状态；
78.s2.移动终端巡视至死角处时，通过自身的无线通信模块与图像数据采集系统的低功耗wifi模块进行通信连接；
79.s3.移动终端发送唤醒指令至低功耗wifi模块，低功耗wifi模块基于该唤醒指令输出唤醒信号至电源控制板；
80.s4.电源控制板接收唤醒信号并输出相应的控制信号至电池模块，触发电池模块给wifi摄像头供电，wifi摄像头由休眠状态进入唤醒状态；
81.s5.wifi摄像头采集死角处的图像数据，并通过低功耗wifi模块传输至移动终端；
82.s6.图像数据传输完成后，移动终端远离死角处，与低功耗wifi模块断开通信连接，wifi摄像头进入休眠状态。
83.本实施例中采用一个控制板来接收机器人指令和控制摄像头电源，控制板通过一个低功耗单片机驱动mos管来开启和关断电源，单片机选用stm8l系列低功耗单片机，设置10秒启动一次检测有无唤醒指令，没有则继续休眠。
84.本实施例中的图像数据采集方法，使用无线方式，具体是使用wifi摄像头+太阳能+蓄电池方式，平时摄像头通过电源管理处于休眠状态，当机器人巡视到此地方时，机器人发指定的指令唤醒摄像头，摄像头连接机器人传输图像，当传输完成后机器人再次发送休眠指令让摄像头休眠。
85.虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
技术特征：1.一种图像数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：wifi摄像头、电源控制板、低功耗wifi模块、电池模块和太阳能板；所述wifi摄像头，与所述电源控制板电性连接，用于采集图像数据以及无线传输图像数据至移动终端；所述电源控制板，与所述低功耗wifi模块、电池电性连接，用于根据所述低功耗wifi模块输出的唤醒信号，输出相应的控制信号至所述电池模块，触发所述电池模块给所述wifi摄像头供电；所述低功耗wifi模块，用于接收所述移动终端无线发送的唤醒指令并基于该唤醒指令输出唤醒信号至所述电源控制板；所述电池模块，用于给所述电源控制板供电，接收控制信号并给所述wifi摄像头供电；所述太阳能板，与所述电池模块电性连接，用于吸收太阳光，并转换成电能输出至所述电池模块进行储存。2.根据权利要求1所述的图像数据采集系统，其特征在于，所述电源控制板包括稳压模块，具体电路包括：稳压器u8和电容c37、c38、c39、c40；稳压器u8的端口1、3连接12v电源和电容c37的前端，稳压器u8的端口2连接gnd和电容c37的后端，稳压器u8的端口5连接+3.3v电源和电容c40的前端，稳压器u8的端口4连接电容c38、c39的前端，电容c38、c39、c40的后端连接gnd。3.根据权利要求2所述的图像数据采集系统，其特征在于，所述电源控制板包括电源控制模块，具体电路包括：单片机u5、电源pw、摄像头电源pw1、连接器p0、二极管d1、发光二极管led、三极管q2、mos管q1、电阻r7、r8、r9、r12和电容c9、c10；单片机u5的端口4连接电阻r7的后端和电容c9的前端，电阻r7的前端连接+3.3v电源，电容c9的后端连接gnd，单片机u5的端口7连接gnd，单片机u5的端口8连接+3.3v电源，单片机u5的端口12输出信号pow_en；电阻r8的前端连接输出信号pow_en，电阻r8的后端连接三极管q2的基极，三极管q2的发射极连接gnd，三极管q2的集电极连接mos管q1的栅极和电阻r9的后端，mos管q1的源极连接电阻r9的前端、12v电源、二极管d1的负极和电容c10的前端，二极管d1的正极连接电源pw的端口2，电源pw的端口1连接电容c10的后端和agnd，mos管q1的漏极连接vdd和摄像头电源pw1的端口1，摄像头电源pw1的端口2连接gnd；连接器p0的端口1连接+3.3v电源，连接器p0的端口2连接电阻r12的后端，电阻r12的前端连接发光二极管led的正极，发光二极管led的负极连接单片机u5的端口11。4.根据权利要求1所述的图像数据采集系统，其特征在于，所述低功耗wifi模块，具体电路包括：wifi模块p1；wifi模块p1的端口1连接单片机u5的端口14，wifi模块p1的端口2连接单片机u5的端口2，wifi模块p1的端口3连接单片机u5的端口1，wifi模块p1的端口4连接gnd，wifi模块p1的端口5连接vdd，wifi模块p1的端口6输出信号en至单片机u5的端口13。5.根据权利要求1所述的图像数据采集系统，其特征在于，还包括接口模块，具体电路
包括：接口st-051；接口st-051的端口1连接+3.3v电源，接口st-051的端口2连接单片机u5的端口3，接口st-051的端口3连接gnd，接口st-051的端口4连接单片机u5的端口4。6.根据权利要求1所述的图像数据采集系统，其特征在于，所述移动终端为巡视机器人。7.根据权利要求1所述的图像数据采集系统，其特征在于，所述电池模块包括锂电池。8.一种图像数据采集方法，其采用了如权利要求1至7任一项所述的图像数据采集系统，其特征在于，包括如下步骤：s1.在各死角处安装图像数据采集系统，wifi摄像头处于休眠状态；s2.移动终端巡视至死角处时，通过自身的无线通信模块与图像数据采集系统的低功耗wifi模块进行通信连接；s3.移动终端发送唤醒指令至低功耗wifi模块，低功耗wifi模块基于该唤醒指令输出唤醒信号至电源控制板；s4.电源控制板接收唤醒信号并输出相应的控制信号至电池模块，触发电池模块给wifi摄像头供电，wifi摄像头由休眠状态进入唤醒状态；s5.wifi摄像头采集死角处的图像数据，并通过低功耗wifi模块传输至移动终端；s6.图像数据传输完成后，移动终端远离死角处，与低功耗wifi模块断开通信连接，wifi摄像头进入休眠状态。
技术总结本发明提供了一种图像数据采集系统及其方法，所述系统包括：WiFi摄像头、电源控制板、低功耗WiFi模块、电池模块和太阳能板。本发明具备WIFI远程唤醒功能，仅需在死角处安装WiFi摄像头，通过无线方式传输采集数据，无需外接电缆或光纤，安装简便；当WiFi摄像头处于休眠状态时，低功耗WIFI模块可以独立工作，与移动终端保持通信连接，移动终端可以通过唤醒指令唤醒WiFi摄像头，对死角进行监控，功耗低。功耗低。功耗低。
技术研发人员：熊亮 陈康 张恒希
受保护的技术使用者：武汉慧测电力科技有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/11/1
