短距視頻信號無線通信研究

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1背景

短距離無線通訊技術，作為傳輸信息的最新科技成果，已經深入影響了人們消費、生存等每一個方面，并且它以很多設備為中心，對人類的日常生活和社會前進將會產生愈加重要和日趨深遠的影響。例如RFID無線通訊設備、藍牙無線通訊設備。短距離無線通訊的主流技術包括：IEEE802.11b通訊協議，UWB無線通訊，高速WPAN，低速ZigBee，低速WPAN等。無線通訊設備具有制作成本比較低、功率消耗低和對等通信這三個特點，它是短距離無線通訊設備的最大特征和優勢。

2設計原理

無線傳輸網絡包含從節點B、C和主節點A，實現從節點B、C到主節點A的視頻圖像傳輸。傳輸的視頻圖像為彩色的圖像，由帶有AV輸出端口的彩色攝像頭提供。每個從節點預先準備一個AV視頻輸入(蓮花RCA)插口，用一根AV連接電纜與攝像頭AV輸出端子連接。每個節點天線的方向必須保證水平，并且保證每個節點在水平方向上都能達到規定要求的通訊傳輸距離。設計原理如圖1所示。

3電路設計

電路包括發射電路和接收電路，總電路圖如圖2所示。發射電路，由LC晶體振蕩器、二極管、AT89c51單片機等構成，由開關控制發射的圖像信號。發射電路采用的載波信號是由LC晶體振蕩電路產生的，采取改進型的電容三點式振蕩電路模型，調制信號的生成方法是用變容二極管的方法直接調頻[1]。接收電路，也是由晶體管、二極管和AT89c51單片機組成，由開關控制接收從發射模塊傳輸過來的圖像信號，從而更穩定的使其顯示在輸出終端上。為了使接收機具備很高的靈敏度，接收電路采取的晶體管是高頻低噪聲的。而且為得到穩定的電壓增益，選取的是共射放大電路。即高頻信號被天線接收到后，通過放大器使小信號變成大信號，然后再把信號送進混頻電路混頻，解調后再傳輸到原電路。

4軟件設計

軟件設計流程為：先使用外部設備進行按鍵檢測(一般是低電平有效)，避免在接下來的仿真結果中出現誤差。按下key0開關控制B、C通道的切換，使主節點A分別接收從節點B或C拍到的視頻圖像顯示在輸出終端上；按下key1開關控制疊加后B、C通道的切換，使B和C接收到的圖像疊加后顯示在輸出終端上；按下key2開關使C作為B的中繼點，按下key3開關使C作為C的中繼點。本設計的軟件設計流程如圖3所示[2-3]。

5系統測試

進行系統測試時，首先進行硬件測試，避免出現較大誤差。系統測試結果如圖4所示，從圖中可以看到疊加結果和AV攝像頭拍到的圖像是一樣的。測試過程中盡量減少系統干擾的影響，隔離數字信號和模擬信號，在終端處用濾波來隔離掉高頻噪聲，提高模擬信號部分的質量并防止模擬的部分受到干擾；用信號線連接視頻，并且使傳輸高頻視頻信號的抗干擾能力增強；將發射設備、接收設備、終端等與地面進行隔離，并且在傳輸過程中遠離一些電源和有輻射的設備，從而防止在旁邊產生干擾，進而減少電磁的干擾，并提高信號的質量[4]。

作者:王珍鳳 王建飛 單位:銅陵學院

參考文獻：

[1]朱永濤,李中偉.基于Proteus仿真的無線電機控制系統設計[J].中國現代教育裝備,2011(15):29-30.

[2]皮大能,南光群,劉金華.單片機課程設計指導書[M].北京：北京理工大學出版社,2010.

[3]蔣伊樂,張江鑫,顏曉永.3G車載視頻傳輸模塊的設計與實現[J].電子設計工程,2015(15):131-134.

[4]杜翔宇.視頻監控系統故障排除的幾點技巧[J].智能建筑與城市信息,2013(2):75-76