[发明专利]家用视频物联网网关

说明书

技术领域

本发明是一种可扩展的家用智能视频物联网网关，用于防盗报警、门庭看护、照明、电器开关控制和气体浓度值监测。

背景技术

在民用安防市场，现有的摄像机如“摇头机”、“卡片机”等，以亲情关怀为主，兼顾视频监控的作用，作为一个孤立的设备，可以实时看监控图像，但没有实现摄像头主动抓拍图片后发送给手机客户端，不能再接入其它传感器及控制机构实现更多的功能；而当前的智能家居产品是通过手机APP发送一些指令来远程控制电器的开关，但得不到视频确认，整体造价高，实用性不强。

目前市面上的家用摄像机，图像像素比较低，一般只能达到40W像素左右，大都是桌面式的，主打亲情体验，只能实现远程视频功能，外形为家用摄像头，没有与环境融为一体，很显眼，容易成为摆设或被入侵者破坏；在快节奏的时代，不可能时刻打开手机看家里是否有入侵。家居安防产品要简单易用，体现“没事别烦我，有事主动推送”。目前的家用摄像头最大仅支持32G的存储卡，最高分辨率为720P，在最高分辨率下的帧率仅有4帧，32G仅能存储17个小时拍摄到的图像，只能做本地存储，设备容易被入侵者破坏或带走，不能主动把需要的实时图片推送到手机。

在以智能家居为代表的家用视频物联网运用中，可编程及可扩展的高清网络摄像机作为网络网关，应具有：1、高清晰，像素至少要达到高清入门级720P的效果；2、功能实用，能手机远程控灯具及电器开关等。3安装配置简单；4、外形美观，与家居融为一体；5、能安装在室内门口或窗户位置；6、使用简单，有人并移动才发送报推送图片信息，不打扰用户；7、误报率极低，以免用户不堪其扰而关闭；8、手机客户端安装简单明了，一键傻瓜式操作；9、高度隐蔽，保护设备自身安全，避免客人反感；10、具备扩展性，在不对硬件升级的情况下，升级软件后就可以接入更多的I/O设备或是RS485设备；11、电源线布线简单，不破坏家里的装修。

发明内容

该网关组成部分为高清网络摄像机硬件、嵌入式摄像机软件、手机客户端软件和服务器软件。网关的动态IP经过服务器进行解析转发，实现内网与外网的通信。该网关的第一代产品家用照明摄像机硬件部分由外壳、镜头、IRCUT滤光片切换器、LED白光灯、LED红外灯、高清网络摄像机模组、WIFI模块及ZIGBEE模块8个部分组成。各部件的功能：1、外壳：保护内部组件，美化，隐藏镜头红外灯及人体红外探测器；2、镜头：聚焦图像；3、IRCUT切换器：滤光，白天模式允许可见光进入，夜晚模式允许红外光进入；4、LED白光灯：照明和警示；5、LED红外灯：夜晚模式，红外光照明；6、高清网络摄像机模组：所有功能的硬件集成及软件功能的实现；7、WIFI模块：无线传输信号；8、Zigbee:无线自动组网模块，无线接入各种传感器，无线控制灯具等电器。

硬件连接关系图，附图1。把零配件组装成一个智能联动的智能家居摄像机，镜头、IRCUT切换器、红外报警模块、WIFI模块和高清网络摄像机模组通过一个支架组装成一个整体，LED白光灯、LED红外灯、高清网络摄像机模组整体（以下简称模组）固定在外壳上，LED白光灯的电源接入模组LED白光灯控制输出部分，LED红外灯的电源接入模组LED红外灯控制输出部分，光敏电阻接入模组光敏电阻输入部分，内置WIFI及Zigbee天线。外观结构图附图2

高清网络摄像机模组硬件由Sensor板、核心板和多功能版构成，Sensor板的主要器件为CMOS图像传感器，主要器件型号有OV9712/AR0130/AR0330/IMX222等，主要负责图像信号的模数转化，核心板的主要器件为DM365/DM368，DDR2和NANDFlash等，主要视频硬件架构图，附图3。高清网络摄像机模组的嵌入式软件的启动流程为ubl->uboot->kernel->filesystem，系统启动后，CMOS图像传感器(Sensor板)采集到的视频信号通过I2C总线给核心板的ARM926，数据经过自动曝光、自动白平衡、视频稳定、边缘增强、噪声过滤及人脸检测等功能，ARM926完成压缩数据的RTP、UDP、IP封装，然后经过MAC成帧，最后通过以太网控制器PHY完成数据包的发送。此外ARM还负责解析接收数据，对PC机发来的相关参数命令进行转发，进行相应的运算设置(视频压缩码率、帧率等)，通过串口实现对外设的控制(云台控制器、镜头等)，通过GPIO对报警输入输出的处理等，附图4。