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1、数字无线视频通信系统的设计82399数字无线视频通信系统的设计.txt人永远不知道谁哪次不经意的跟你说了再见之后就真的再也不见了。一分钟有多长？这要看你是蹲在厕所里面，还是等在厕所外面 本文由金凤凰2011贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 技术纵横 TEC HN OLOGY REVIEW 数字无线视频通信系统的设计 电子科技大学王尽秋 介绍一种用于家庭可视门铃的无线视频通信系统。 该系统将数字摄像头采集的图像数据经过滤波、 摘要 关键词 放大等处理， 调制到 的载波上， 由无线收发模块发射出去；接收端将该视频数据解调还原， 并传送到显示
2、模块， 在 显示出来。 无线视频信号摄像头 目前 ， 国 内 安 装 的 可 视 门 铃 多 数 是 有 线 的， 或是通过类似于电视系统的调幅或调频 方式来发送图像的。 出于成本的考虑， 这些 可视门铃系统传输距离受限制， 信号质量不 高， 抗干扰性差。 随着用户要求的提高， 尤 其是在大型别墅中， 门铃和图像接收端相距 较远， 这就需要将有线变为无线， 模拟信号 调幅或调频无线传输变为数字信号调制（ ， ，）无线传输。 （ ）即键控频移， （ ）即正交键控频移， （ ） 即高斯键控频移。 通过系统的数字化， 图像信号 质量得到提高， 抗干扰性得到大大加强； 同时， 整个系 统的体积相比其它
3、的传输方式将会减小很多， 因此， 具 有广泛的商业应用价值和发展前景。 由于我们的系统用于别墅单用户的可视门铃， 因此 对图像的连续性要求不高。 设想一下， 在户主听到门铃 响， 再到门口查看监视器的画面最少需要 。 只需要传 输 帧图像到监视终端， 让户主看到来访者是谁就可以 了。 因此由于成本的原因， 我们会把采集到的图像直接 传输出去而中间不会加上昂贵的图像压缩解压缩芯片。 整个数字无线视频通信系统主要由三个模块构成 ： 图像采集模块、 数据传输模块、 图像接收显示模块， 如 图 所示。 图像采集模块 数据传输模块 图像接收显示模块 数字摄像头7620 FPGA(缓存图像数据到存储器RA
4、M, 控 制RF模块，发送数据到RF模块) RF数据I/O 单片机MCU(初始化 7620，控制其它外设) 其它外设 （键盘，照明) 视频数据缓冲 (512 KB) 图 图像采集模块硬件结构 输出并行 位图像信号， 包括 位的色度信号、 位的 亮度信号以及场同步与行同步信号。 帧图像（ ） 的尺寸是 （位） 如果以 发送模块 的最大速度 来计 算， 发送 帧图像所要的时间为 （） 这显然太长了。 不过， 还有一种工作模式就是， 通 过降低分辨率来减少图像尺寸。 这种模式提供了 的图像。这样，图像数据不到 就可以到达接收端， 满足可视门铃的要求。 位色度信号、 位亮度信号以及场同步与行同步信 号
5、先通过 缓存到 ， 同时转换为异步串行数 据， 通过 模块发送。 图 是 的工作时序。 图 中， 信号是 位亮度信号， 是 位色度信 号。 是场同步信号， 是行同步信号。 的工作是完成图像数据的缓存控制以及启动 模块发送图像数据。这里，采用 公司的 。 它是一颗 门的 。图 为 与摄像头 、 以及 模块的连接示意图。 图 中， 为 ， 是 与摄像 头 的连接插座。 、 、 和 的定义如 图 系统模块组成 图像采集模块 该模块的硬件框图如图 所示。 摄像头 是 色 万像素的 摄像头。 它 22 TEC HN OLOGY REVIEW 技术纵横 前， 是 对 的控制信号， 是 与 模块之间的串行数
6、据线。 当用户按下门铃， 收到命令开启照明灯， 同时 初始化摄像头 ， 并发送 信号给 ， 通知 其准备接收图像信号。 由 的工作时序可以看到， 当 摄像头采集到一帧图像后， 便发送 个高电平， 准备接收信号。 帧图 像由很多行组成。 这些行在场同步信号 的两个高电平之间传送， 而每一行 的信号传输则由 同步。 当 的上 升沿来到后， 开始接收图像数据。 在 的上升 沿， 每一行的图像数据通过 口和 口送出， 从时序 图可以看到 行包括 个点。 需要将收到的图像缓存到 的 ， 需 偶场 VSYNC t8 t8 (FODD=0) 奇场 (FODD=1) 要有 位的地址信号线和 位的数据信号线。
7、采集到的图像信号是并行的数字信号。 要将 这些信号发射出去， 还需要转化为异步串行数据， 这个 工作由 来完成。 我们所规定的异步串行通信协议 和通用的 协议类似： 0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 UV0 UV1 UV2 UV3 UV4 UV5 UV6 UV7 1 起 停 始 止 8 位亮度数据 8 位色度数据 位 位 没有信号时， 线为高电平；要传送数据的时 候， 先发送 个低电平脉冲（ 起始位） ， 紧接着 个字节 的数据（：，：），然后再发送 个高电平脉冲（停 止位） 。 帧有效的串行数据就由这几部分构成。 微控制器 主要完成以下几个 任务 ： 初始化数字摄像头 ；
8、控制其它外设， 接收和处理键 盘命令， 控 制 照 明 设 备 的 开 启 等 ； HREF t6 t2 PCLK x t1 t4 t3 1 2 有效数据 640 t5 t7 与 协同工作， 并提供人机 接口。 采用常用的 。 图像采 集模块的工作流程如图 所示。 Y/ UV 图像传输模块 图像传输模块（）由一块单 片无线收发芯片 完成。 VSYNC Tvs Y/ UV 1行 Tve 工作在 频带，集成了频率 综合器、 功率放大器、 晶体振荡器和调 制器。 由于 使用了晶体振荡器 T行 图 工作时序 PCLK HREF VSYNC UV7 UV6 UV5 UV4 UV3 UV2 UV1 UV0
9、 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 门铃钮按下？ Y CON19 J1 N 数据 接收 模块 启动 发声 模块 单片机开启照明，向数据传输模块 发送开始振铃命令，通知FPGA启动 图像采集 进行图像采集，FPGA向存储器缓存 一定的数据后，开始向数据传输模块 发送数据 93 Y0 94 Y1 95 Y2 96 Y3 97 Y4 98 Y5 99 Y6 100 Y7 75 76 79 80 82 84 90 92 58 59 60 61 65 66 73 74 VSYNC HREF PCLK READY DATA UV0 UV1 UV2 UV3 UV4 UV5 UV6 UV7 19
10、 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 U1 I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O 49 4 10 51 23 18 nCEO nCE TDI TDO TCK TMS I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O EPF6010ATC100-1 VCCINT VCCINT VCCINT VCCINT VCCINT VCCINT 6 21 38 54 71 88 数据采集发送完成？ Y 关闭照明 N 图 与 和 的信号连接 图 图像采集模
11、块工作流程 Microcontrollers & Embedded Systems 23 技术纵横 VDD C6 10nF C5 10nF TEC HN OLOGY REVIEW 完成。 可以同时发射 组、 R2 22k 接收 组信号。 在突发脉冲模式 下， 将 和 置高， 的 建立时间后， 开始监测空 中， 接 收 到 有 效 的 数 据 包 后 解 调 为原来的数字信号， 送到端头、 地址和 位， 发出中断命 L1 3.6nH 1.0pF C8 C3 22nF RF I/O 1.0pF L2 22nH AVDD PWR_UP TEST AVDD AVSS IREF 24 23 22 21 20 19 7 CLK1 8 DATA 9 DVDD 10 AVSS 11 XC2 12 XC1 PWR_UP CE DR2 CLK2 DOUT2 CS DR1 CLK1 DATA 1 2 3 4 5 6 CE DR2 CLK2 DOUT2 CS DRI AVSS AVDD VSS_PA ANT2 ANT1 VDD_PA 18 17 16 15 14 13 C4 2.2nF C9 令， 拉高。 也可以置 为低来中止 字的接收， 同时为 载入数据输出适当频率的时钟。 当所有的数据载入后， 将 拉 低， 准备接收下一个数据 包。 （）图像转换和暂存 U1 OFN24/5X5
