CN102769805B - 一种可视对讲设备、系统及可视对讲信号传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可视对讲设备、系统及可视对讲信号传输方法，其中所述可视对讲设备设有：双音频收发器，用于将对讲控制命令转换为双音频信号输出，并把收到的双音频信号转换为对讲控制命令；射频调制器和/或射频解调器，用于将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号输出，和/或将接收的射频范围的射频信号解调为视频信号播放；传输线，用于传输所述音频信号、双音频信号、射频信号的叠加信号和电源信号。本发明通过将音频信号、控制信号、视频信号分配在不同的频段，并可进一步通过滤波的方法从而将原本需要多根导线才能传输的信号采用两根导线来完成，改善了现有可视对讲系统安装复杂、维护困难等不足，且节约了大量材料成本。

Description

一种可视对讲设备、系统及可视对讲信号传输方法

技术领域

本发明涉及用于通讯的电子设备，更具体地说，涉及一种可视对讲设备、系统及其可视对讲信号传输方法。

背景技术

随着生活水平的提高，对安全防范意识的加强，小区房屋建设都有统一的防盗门，而防盗门则给访客来访带来了不便，于是楼宇可视对讲系统则应运而生，可以让访客和业主直接通话并为访客打开防盗门锁。

现有可以组网的楼宇可视对讲系统还停留在多线式的状态。从门口机到室内机布线普遍需要：2根音频线、1根地线、1根电源线、2根RS485总线、1根视频同轴线。由此可见，传统方法至少需要7根导线，不但安装复杂，容易出错，而且维护也极为不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有可视对讲系统采用多线式传输导致安装复杂的缺陷，提供一种仅采用两根导线即可实现信号传输的可视对讲设备、系统和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过将语音信号、控制信号、视频信号分配在不同的频段，并可进一步通过滤波的方法，通过同一根导线来传输上述单向信号或双向信号的叠加信号，采用另一根导线来传输电源信号，从而将原本需要多根导线才能传输的信号采用两根导线来完成，简化了系统安装布线，并节约了大量导线成本。

本发明提供了一种可视对讲设备，包括：麦克风和扬声器，用于采集和播放音频信号；摄像头和/或显示屏，用于采集和/或播放视频信号；微处理器，用于接收和发送对讲控制命令执行关联操作；此外，还包括：双音频收发器，与所述微处理器相连，用于将所述对讲控制命令转换为双音频信号输出，并把收到的双音频信号转换为对讲控制命令；射频调制器和/或射频解调器，与所述摄像头和/或显示屏相连，用于将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号输出，和/或将接收的射频范围的射频信号解调为视频信号播放；传输线，包括一根用于传输所述音频信号、双音频信号、射频信号的叠加信号的信号线，以及一根用于传输电源的电源线。

在本发明优选实施例所述的可视对讲设备中，所述可视对讲设备还包括：射频带通滤波器，一端与所述射频调制器和/或射频解调器相连，另一端与所述传输线的信号线相连，用于对待发送的所述射频信号和/或接收的所述叠加信号进行射频频带的带通滤波。

在本发明优选实施例所述的可视对讲设备中，所述可视对讲设备还包括：音频带通滤波器，一端与所述麦克风、扬声器和双音频收发器相连，另一端与所述传输线的信号线相连，用于对待发送的所述音频信号和双音频信号、以及接收的所述叠加信号进行音频频带的带通滤波。

在本发明优选实施例所述的可视对讲设备中，所述可视对讲设备还包括：电源低通滤波器，用于允许直流耦合入传输线的电源线或者从传输线的电源线中取电。

在本发明优选实施例所述的可视对讲设备中，所述可视对讲设备还包括：消音侧电路，与所述麦克风和扬声器、双音频收发器和音频带通滤波器连接，用于对所述音频信号和双音频信号进行处理来抑制本机回音。

本发明还提供了一种可视对讲系统，包括至少两个如前所述的可视对讲设备，且所述至少两个可视对讲设备之间采用由两根导线构成的传输线进行连接。

本发明还提供了一种可视对讲信号传输方法，包括以下操作：

信号采集步骤、采集音频信号、视频信号和对讲控制命令；

命令处理步骤、将所述对讲控制命令转换为双音频信号；

视频处理步骤、将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号；

信号传输步骤、通过同一根信号线传输所述音频信号、双音频信号和射频信号的叠加信号，并通过一根电源线传输电源信号；

音频播放步骤、接收并播放所述叠加信号中的音频信号；

命令执行步骤、接收并将所述叠加信号中的双音频信号转换为对讲控制命令执行对应操作；

视频播放步骤、接收并将所述叠加信号中的所述射频信号解调为视频信号播放。

在本发明优选实施例所述的可视对讲信号传输方法中，所述视频处理步骤还包括：对调制后的射频信号进行射频频带的带通滤波；所述视频播放步骤还包括：对接收的所述叠加信号进行射频频带的带通滤波获取叠加信号中的所述射频信号。

在本发明优选实施例所述的可视对讲信号传输方法中，所述信号传输步骤之前还包括：对待传输的所述音频信号和双音频信号进行音频频带的带通滤波再与所述射频信号叠加；所述信号传输步骤之后还包括：对接收的所述叠加信号进行音频频带的带通滤波获取叠加信号中的音频信号和双音频信号。

在本发明优选实施例所述的可视对讲信号传输方法中，所述方法还包括：所述信号传输步骤之前执行的：对电源信号进行低通滤波允许直流耦合入传输线的电源线；所述信号传输步骤之后执行的：对接收的电源信号进行低通滤波从传输线的电源线中取直流电。

实施本发明的可视对讲设备、系统及其可视对讲信号传输方法，具有以下有益效果：本发明通过将语音信号、控制信号、视频信号分配在不同的频段，并可进一步通过滤波的方法，通过同一根导线来传输上述单向信号或双向信号的叠加信号，采用另一导线来传输电源信号，从而将原本需要多根导线才能传输的信号采用两根导线来完成，改善了现有可视对讲系统安装复杂、维护困难等不足，由于减少了布线，还节约了大量材料成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为根据本发明优选实施例中可视对讲系统的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图1，为根据本发明优选实施例中可视对讲系统的模块示意图。如图1所示，本实施例提供的可视对讲系统，以楼宇可视对讲系统为例进行说明，包括至少两个可视对讲设备，如门口可视对讲设备100和室内可视对讲设备200，其中门口可视对讲设备100可以安装在楼宇的门禁处作为门口机，室内可视对讲设备110可以安装在用户室内作为室内机，与门口可视对讲设备100互相通讯。此外，该可视对讲系统还可以包括与室内机实现方法相似的管理机(图中未示出)。在本发明中，门口可视对讲设备100和室内可视对讲设备200之间采用由两根导线构成的传输线进行连接，传输对讲信号。

如图1所示，门口可视对讲设备100包括：第一麦克风102，用于采集门口的音频信号；第一扬声器103，用于播放接收到的室内的音频信号；摄像头101，用于采集门口的视频信号；第一微处理器104，用于接收用户输入的门口对讲控制命令准备发送，或者接收传输来的室内对讲控制命令并执行关联操作。

在通过上述设备采集了音频信号、视频信号和对讲控制命令后，需要对各个信号进行处理以便于通过同一根信号线进行传输。因此，该门口可视对讲设备100至少还设有：

第一双音频收发器105，与所述第一微处理器104相连，用于将第一微处理器104采集的所述门口对讲控制命令转换为双音频信号输出，并把接收传输来的室内的双音频信号转换为对讲控制命令供给第一微处理器104执行对应操作。在此可以采用双音频DTMF(DualToneMultiFrequency)收发转换器来实现。双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。

射频调制器108，与所述摄像头101相连，用于将摄像头101采集的门口的视频信号调制为射频范围的射频信号输出。视频信号通常为0～6MHz的带宽，可以采用射频调制器108把摄像头101的复合视频信号调制到数兆赫兹的射频上。

传输线300，为双芯导线，其中一根导线用于传输上述音频信号、双音频信号、射频信号的叠加信号，另一根导线用于传输电源信号。应该理解的是，上述各种信号可以根据实际应用情况是单向或者双向的存在的。例如，本实施例中应用在楼宇时，可以采用双向传输的音频信号、双向传输的控制信号(即双音频信号)、单向传输的视频信号(即射频信号)的信号组合。

更进一步地，为了将语音信号、控制信号、视频信号分配在不同的频段，并保障信号的准确性，本发明还设定了相应的滤波器。

第一射频带通滤波器109，一端与所述射频调制器108相连，另一端与所述传输线300的信号线相连，用于对待发送的门口的射频信号进行射频频带的带通滤波，在优选实施例中，如果接收到传输来的室内的叠加信号，则对该叠加信号进行射频频带的带通滤波，从而获取射频信号，以进行一步显示室内视频。射频表示可以辐射到空间的电磁频率，射频信号的频率范围约为300KHz～30GHz之间。

第一音频带通滤波器107，一端与第一麦克风102、第一扬声器103和第一双音频收发器105相连，另一端与所述传输线300的信号线相连，用于对待发送的门口的音频信号和双音频信进行音频频带的带通滤波，并将接收的传输来的门口叠加信号进行音频频带的带通滤波。第一音频带通滤波器107只允许音频频段的信号通过。音频信号的频率范围约为20Hz～20kHz。

为了消除对讲设备的本机回音，设置了第一消音侧电路106，连接在所述第一麦克风102和第一扬声器103以及第一音频带通滤波器107之间，同时连接在第一双音频收发器105和第一音频带通滤波器107之间，用于对采集的门口的音频信号和双音频信号进行处理来抑制本机回音，同时可以对滤波后的叠加信号中的室内音频信号和双音频信号进行处理。

此外，该门口可视对讲设备100还可以包括第一电源低通滤波器110，用于从传输线300的电源线中取电。该门口可视对讲设备100还可以包括电源模块120，负责给整个系统供电，以及第三电源低通滤波器111允许直流耦合入传输线的电源线。

与之相对地，室内可视对讲设备200包括与上述门口可视对讲设备100中名称相对应的功能与连接关系相同的第二麦克风202、第二扬声器203、第二微处理器204、第二双音频收发器205、第二消侧音电路206、第二音频带通滤波器207、第二射频带通滤波器209和第二低通滤波器210。区别在于，还包括显示屏201和射频解调器208。其中显示屏201用于播放门口可视对讲设备100采集的视频。射频解调器208与射频调制器108的功能相对，对经过射频调制器108调制后的射频信号进行解调，以便于显示屏201进行播放。

应该理解的是，可以根据需要，同时在一个可视对讲设备中配备摄像头和显示屏，相应地同时配备射频调制器和射频解调器，从而既可以采集当前可视对讲设备的视频，又可以播放传输来的对方的视频。

本发明另一方面还提供了一种可视对讲信号传输方法。下面结合图1的功能模块对其传输方法进行说明。在此由于信号传输的双向性，仅对一个方向的信号传输进行说明，应该理解地是，本领域技术人员可以结合以下描述，进行适当变换以满足实际信号传输需要。该方法包括以下基本步骤：

信号采集步骤，采集音频信号、视频信号和对讲控制命令。如通过门口可视对讲设备100的摄像头101、第一麦克风102和第一微处理器104分别采集视频信号、音频信号和对讲控制命令。

命令处理步骤，将所述对讲控制命令转换为双音频信号。采用第一双音频收发器105将第一微处理器104采集的所述门口对讲控制命令转换为双音频信号输出。

视频处理步骤，将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号。采用射频调制器108将摄像头101采集的门口的视频信号调制为射频范围的射频信号输出。在该步骤中，还可以进一步对调制后的射频信号进行射频频带的带通滤波。即由上述第一射频带通滤波器109对射频调制器108调制后的射频信号进行滤波。

信号传输步骤，通过同一根信号线传输所述音频信号、双音频信号和射频信号的叠加信号，并通过一根电源线传输电源信号。例如，采用传输线300对第一麦克风102采集的音频信号、射频调制器108调制的射频信号、以及第一双音频收发器105转换的双音频信号同时在一根信号线上传输。在该信号传输步骤之前，还可以对待传输的所述音频信号和双音频信号进行音频频带的带通滤波再与所述射频信号叠加。如采用第一音频带通滤波器107进行滤波后再传送至传输线300。

音频播放步骤，接收并播放所述叠加信号中的音频信号。由室内可视对讲设备200的第二扬声器203接收并播放所述叠加信号中的音频信号，从而在室内可以听到门口的声音。在所述信号传输步骤和音频播放步骤之间还包括：对接收的所述叠加信号进行音频频带的带通滤波获取叠加信号中的音频信号和双音频信号。

命令执行步骤，接收并将所述叠加信号中的双音频信号转换为对讲控制命令执行对应操作。由第二双音频收发器205将所述叠加信号中的双音频信号转换为对讲控制命令，由第二微处理器204执行关联操作。进一步地，在音频播放步骤和命令执行步骤之前，可以由第二音频带通滤波器207对传输来的叠加信号进行滤波后提取出所述音频信号和双音频信号。

视频播放步骤，接收并将所述叠加信号中的所述射频信号解调为视频信号播放。由射频解调器208接收并将所述叠加信号中的所述射频信号解调为视频信号，供显示屏201播放。在该步骤中，可以进一步对接收的所述叠加信号进行射频频带的带通滤波获取叠加信号中的射频信号。如采用第二射频带通滤波器209对叠加信号进行滤波再供给射频解调器208进行解调。

此外，在所述信号传输步骤之前可以执行：对电源信号进行低通滤波允许直流耦合入传输线的电源线。即由电源模块120通过第三低通滤波器111将电源信号进行滤波后耦合入传输线300的电源线。相应地，在信号传输步骤之后可以执行：对接收的电源信号进行低通滤波从传输线的电源线中取直流电。即由第二低通滤波器210从传输线的电源线中取直流电。

本发明通过将各种信号区分，把各种信号分配在不同的频段，再通过滤波的方法，完美的实现在两个导线上传输原本需要七根导线才能传输的信号，简化的系统安装布线，并节约了大量导线成本。考虑到电磁兼容问题，传输信号的两根导线可以选用同轴电缆或者是双绞线来实现。基于同样的原理，本发明也可以应用于双向对讲门铃。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (5)

1.一种可视对讲设备，包括：麦克风和扬声器，用于采集和播放音频信号；摄像头和/或显示屏，用于采集和/或播放视频信号；微处理器，用于接收和发送对讲控制命令执行关联操作；

其特征在于，还包括：

双音频收发器，与所述微处理器相连，用于将所述对讲控制命令转换为双音频信号输出，并把收到的双音频信号转换为对讲控制命令；

射频调制器与所述摄像头相连，用于将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号输出，射频解调器与所述显示屏相连，将接收的射频范围的射频信号解调为视频信号播放；

传输线，包括一根用于传输所述音频信号、双音频信号、射频信号的叠加信号的信号线，以及一根用于传输电源的电源线；

所述可视对讲设备还包括：

射频带通滤波器，一端与所述射频调制器和/或射频解调器相连，另一端与所述传输线的信号线相连，用于对待发送的所述射频信号和/或接收的所述叠加信号进行射频频带的带通滤波；

所述可视对讲设备还包括：

音频带通滤波器，一端与所述麦克风、扬声器和双音频收发器相连，另一端与所述传输线的信号线相连，用于对待发送的所述音频信号和双音频信号、以及接收的所述叠加信号进行音频频带的带通滤波；

所述可视对讲设备还包括：

消音侧电路，与所述麦克风和扬声器、双音频收发器和音频带通滤波器连接，用于对所述音频信号和双音频信号进行处理来抑制本机回音。

2.根据权利要求1所述的可视对讲设备，其特征在于，所述可视对讲设备还包括：电源低通滤波器，用于允许直流耦合入传输线的电源线或者从传输线的电源线中取电。

3.一种可视对讲系统，其特征在于，包括至少两个如权利要求1所述的可视对讲设备，且所述至少两个可视对讲设备之间采用由两根导线构成的传输线进行连接。

4.一种可视对讲信号传输方法，其特征在于，包括以下操作：

信号采集步骤、采集音频信号、视频信号和对讲控制命令；

命令处理步骤、将所述对讲控制命令转换为双音频信号；

视频处理步骤、将采集的所述视频信号调制为射频范围的射频信号；

信号传输步骤、通过同一根信号线传输所述音频信号、双音频信号和射频信号的叠加信号，并通过一根电源线传输电源信号；

音频播放步骤、接收并播放所述叠加信号中的音频信号；

命令执行步骤、接收并将所述叠加信号中的双音频信号转换为对讲控制命令执行对应操作；

视频播放步骤、接收并将所述叠加信号中的所述射频信号解调为视频信号播放；

所述视频处理步骤还包括：对调制后的射频信号进行射频频带的带通滤波；

所述视频播放步骤还包括：对接收的所述叠加信号进行射频频带的带通滤波获取叠加信号中的所述射频信号；

所述信号传输步骤之前还包括：对待传输的所述音频信号和双音频信号进行音频频带的带通滤波再与所述射频信号叠加；

所述信号传输步骤之后还包括：对接收的所述叠加信号进行音频频带的带通滤波获取叠加信号中的音频信号和双音频信号。

5.根据权利要求4所述的可视对讲信号传输方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述信号传输步骤之前执行的：对电源信号进行低通滤波允许直流耦合入传输线的电源线；

所述信号传输步骤之后执行的：对接收的电源信号进行低通滤波从传输线的电源线中取直流电。