CN102801922A - 基于脉宽调制信号的视频切换系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于脉宽调制信号的视频切换系统及方法，该系统包括脉宽调制信号发生器、无线发射模块、无线接收模块、单片机、切换开关、视频信号源和视频设备，所述脉宽调制信号发生器与无线发射模块连接，无线发射模块与无线接收模块无线通讯发送脉宽调制信号，无线接收模块接收脉宽调制信号，并将脉宽调制信号通过单片机的输入I/O端口送达单片机的中央处理器识别判断，单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接，切换开关输入端与视频信号源连接，切换开关输出端与视频设备连接。本发明受障碍物的影响很小，控制信号的抗干扰能力强，本发明产品结构紧凑，体积小，重量轻适合轻型无人机的搭载。
Description
技术领域
本发明属于远程监控技术领域，具体涉及一种基于脉宽调制信号的视频切换系统及方法。
背景技术
目前使用的视频切换器大都为有线连接结构的视频切换器，而无线视频切换设备的方式基本采用红外遥控控制方式，红外遥控控制方式，控制距离短，并且受大气环境，障碍物的影响很大，并且，视频切换器体积都很大，重量很大，操作不简便，大都需要对切换器的按键进行操作以实现视频切换。因此，对于实现体积小，重量轻，成本低的远程视频切换设备，始终是本技术领域的科研人员努力的方向。
通过国内公开专利文献的检索，检索到:
1、公开号为CN101668158的专利文献，本发明公开了一种视频切换处理方法和多点控制单元，其中，该方法包括：在第一终端从第二终端接收视频帧且第一终端需要从第二终端切换至第三终端的情况下，MCU将来自第二终端的当前视频帧发送至第一终端；在当前视频帧发送完成后，MCU向第三终端发送VCU以请求获得I帧，并将获得的I帧发送至第一终端。借助于本发明的技术方案，通过MCU对第三终端所发送的I帧进行接收检测，能够确定第三终端是否开始发送视频帧，并在MCU接收到I帧时，将第三终端所发出的视频帧转发到第一终端，从而在第一终端上能够快速、正确地显示第三终端的视频信号，实现了准确的视频切换，避免了由于终端设备不支持VCF而导致切换后无法正常显示数据的问题。
2、公开号为CN102547143A的专利文献，本发明适用于视频监控领域，提供一种视频切换设备输出口与显示器建立映射关系的方法及装置，以及一种视频切换设备、一种视频切换显示系统，所述方法包括下述步骤：显示器显示出与之相连的视频切换设备输出口的端口号；根据显示器上显示出的端口号配置视频切换设备输出口与所述显示器的连接映射关系。本发明通过在显示器端显示出与之相连的视频切换设备输出口的端口号，再在配置软件中根据显示器显示的端口号配置连接映射关系即可，这样用户无需记录视频切换设备输出口与显示器的连接映射关系，操作简单方便，不易出错。
通过技术对比，已公开的专利文献技术与本发明内容有着本质的不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于脉宽调制信号的视频切换系统及方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于脉宽调制信号的视频切换系统，包括脉宽调制信号发生器、无线发射模块、无线接收模块、单片机、切换开关、视频信号源和视频设备，所述脉宽调制信号发生器与无线发射模块连接，无线发射模块与无线接收模块无线通讯发送脉宽调制信号，无线接收模块接收脉宽调制信号，并将脉宽调制信号通过单片机的输入I/O端口送达单片机的中央处理器识别判断，单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接，切换开关输入端与视频信号源连接，切换开关输出端与视频设备连接，切换开关控制端控制选通一路视频信号源并输出给视频设备。
而且，所述脉宽调制信号发生器、无线发射模块采用日产Futaba 10C遥控器，所述无线接收模块采用R6208SB接收机。
而且，所述单片机采用型号为PIC12F675的单片机，所述切换开关采用型号为4066的切换开关，4066切换开关每一路都有输入和输出端，高电平为选通输入与输出，低电平为断开输入与输出，并且4066切换开关的所有输出端均连接到一个总输出端上，总输出端再连接视频设备。
而且，所述单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接为，单片机采用三个I/O端口作为输出，三个I/O端口分别连接到4066切换开关的三个控制端，单片机由I/O端口输出高电平信号触发切换开关控制端。
而且，所述切换开关控制端控制选通一路视频源并输出是：当切换开关控制端接收到高电平信号时，该控制端所控制的那一路输入信号被连接到输出端。
而且，所述脉宽调制信号发生器产生的脉宽信号周期长度为20毫秒，高电平脉宽冲宽度在0.5毫秒至2.5毫秒之间。
一种用于实现所述基于脉宽调制信号的视频切换系统的方法，其方法步骤如下：
⑴脉宽调制信号的产生及发送：脉宽调制信号发生器产生一脉宽调制信号，该脉宽调制信号经无线发射模块的发射及无线接收模块的接收后送达单片机的I/O端口，单片机开始实时监控I/O端口信号；
⑵单片机高电平计时开始：当单片机I/O端口为高电平时，单片机打开中断定时器，开始计时本次高电平的持续时间So；
⑶单片机高电平计时结束：中断定时器开始计时后，单片机继续检测I/O端口状态变化，一旦I/O端口为低电平，中断定时器关闭，高电平计时停止，并保存本次高电平持续时间So；
⑷单片机比较器设置：在单片机比较器内预设N种规格脉宽高电平时间，N为1<N<20的整数，每种规格高电平脉宽时间用最小值高电平脉宽时间SminN及最大值高电平脉宽时间SmaxN限定，当SminN<So<SmaxN时，单片机认为本次比较符合条件，确定为单片机接收到的脉宽高电平信号与该规格高电平脉宽时间相匹配；
⑸单片机输入高电平判断：单片机通过自身比较器比较本次高电平持续时间So和预先设定的N种规格脉宽高电平时间，当So与某一预先设定规格的脉宽高电平时间匹配时，单片机与该某一预先设定规格对应的输出I/O端口产生高电平信号；
⑹触发切换开关导通：切换开关控制端接收到单片机输出的高电平信号后，即刻触发切换开关导通与该控制端对应的视频源信号输入端与该路输出端联通，完成此路信号的传输。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用了航模级遥控器及其接收机，实现了远距离触发视频切换。
2、由于本发明采用了航模级遥控器及其接收机，受障碍物的影响很小，可以在城市环境下使用，大大提高了控制信号的抗干扰能力。
3、由于本发明设计的脉宽信号的周期为20ms，高电宽度在0.5毫秒至2.5毫秒之间，此种脉宽调制信号被广泛应用于航模及无人机领域，使用此类信号使得本发明有较大的应用范围和使用群体。
4、本发明产品结构紧凑，体积小，重量轻特别适合轻型无人机的搭载，为轻型无人机航拍的远程视频切换提供了保证。
5、本发明产品结构简单、电路清晰、可靠性强、低功耗、节省成本。
附图说明
图1是本发明的系统结构方框图；
图2是本发明实例的系统结构方框图
图3是本发明方法的逻辑方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：需要说明的是，本实施例是说明性的，而非限定性的，不能以本实施例作为对本发明的限定。
一种基于脉宽调制信号的视频切换系统，如图1所示，包括脉宽调制信号发生器、无线发射模块、无线接收模块、单片机、切换开关、视频信号源和视频设备，所述脉宽调制信号发生器产生脉宽调制信号，该脉宽调制信号发生器与无线发射模块连接，无线发射模块将脉宽调制信号发出，无线发射模块与无线接收模块无线通讯，无线接收模块接收脉宽调制信号，并将脉宽调制信号通过单片机输入的I/O端口送达单片机的中央处理器识别判断，单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接，切换开关输入端与视频信号源连接，切换开关输出端与视频设备连接，单片机I/O端口输出信号控制切换开关选通一路视频信号源输入，并通过切换开关输出将视频信号送达视频设备。
实例，
所述脉宽调制信号发生器、无线发射模块为两者集成为一体的航模级遥控器，具体可选用Futaba 10C遥控器，该遥控器可产生一周期为20ms，高电平宽度范围为0.5毫秒至2.5毫秒的脉宽信号，脉宽信号经过调制以无线信号方式发出，接收机选用与Futaba 10C遥控器配套的R6208SB接收机，遥控器发出的脉宽调制信号由R6208SB接收机接收，R6208SB接收机的输出与单片机的I/O口相连，将脉宽信号传送到单片机的中央处理器，所述单片机选用PIC12F675型号的单片机，单片机的中央处理单元通过软件编程的方式预先设定好要检测的脉冲高电平宽度范围，并通过输入I/O口实时检测输入的脉宽信号的高电平脉冲宽度，所述切换开关采用型号为4066的切换开关，4066切换开关每一路都有输入和输出端，高电平为选通输入与输出，低电平为断开输入与输出，并且4066切换开关的所有输出端均连接到一个总输出端上，总输出端再连接视频设备。
单片机采用三个I/O端口作为输出，三个I/O端口分别连接到4066切换开关的三个控制端，在单片机比较器内预设三种规格高电平脉宽时间；当单片机接收的脉宽信号的高电平脉宽时间与单片机比较器内预设的某一规格高电平脉宽时间一致时，三个I/O端口中对应的一个I/O端口产生高电平输出信号，该高电平输出信号传输到切换开关的控制端，触发该切换开关的控制端打开，导通对应视频信号源与视频设备的连接，将对应视频信号源信号在视频设备上播放，当然，所述的视频设备也可以是其他的视频传输设备。
一种用于实现上述基于脉宽调制信号的视频切换系统的方法，其方法步骤如下：
⑴脉宽调制信号的产生及发送：脉宽调制信号发生器产生一脉宽调制信号，该脉宽调制信号经无线发射模块的发射及无线接收模块的接收后送达单片机的I/O端口，单片机开始实时监控I/O端口信号；
⑵单片机高电平计时开始：当单片机I/O端口为高电平时，单片机打开中断定时器，开始计时本次高电平的持续时间So；
⑶单片机高电平计时结束：中断定时器开始计时后，单片机继续检测I/O端口状态变化，一旦I/O端口为低电平，中断定时器关闭，高电平计时停止，并保存本次高电平持续时间So；
⑷单片机比较器设置：在单片机比较器内预设N种规格脉宽高电平时间，N为1<N<20的整数，每种规格高电平脉宽时间用最小值高电平脉宽时间SminN及最大值高电平脉宽时间SmaxN限定，当SminN<So<SmaxN时，单片机认为本次比较符合条件，确定为单片机接收到的脉宽高电平信号与该规格高电平脉宽时间相匹配；
⑸单片机输入高电平判断：单片机通过自身比较器比较本次高电平持续时间So和预先设定的N种规格脉宽高电平时间，当So与某一预先设定规格的脉宽高电平时间匹配时，单片机与该某一预先设定规格对应的输出I/O端口产生高电平信号；
⑹触发切换开关导通：切换开关控制端接收到单片机输出的高电平信号后，即刻触发切换开关导通与该控制端对应的输入视频信号源与视频设备的连接。
Claims (7)
1.一种基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：包括脉宽调制信号发生器、无线发射模块、无线接收模块、单片机、切换开关、视频信号源和视频设备，所述脉宽调制信号发生器与无线发射模块连接，无线发射模块与无线接收模块无线通讯发送脉宽调制信号，无线接收模块接收脉宽调制信号，并将脉宽调制信号通过单片机的输入I/O端口送达单片机的中央处理器识别判断，单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接，切换开关输入端与视频信号源连接，切换开关输出端与视频设备连接，切换开关控制端控制选通一路视频信号源并输出给视频设备。
2.根据权利要求1所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：所述脉宽调制信号发生器、无线发射模块采用日产Futaba 10C遥控器，所述无线接收模块采用R6208SB接收机。
3.根据权利要求1所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：所述单片机采用型号为PIC12F675的单片机，所述切换开关采用型号为4066的切换开关，4066切换开关每一路都有输入和输出端，高电平为选通输入与输出，低电平为断开输入与输出，并且4066切换开关的所有输出端均连接到一个总输出端上，总输出端再连接视频设备。
4.根据权利要求1所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：所述单片机输出的I/O端口与切换开关的控制端连接为，单片机采用三个I/O端口作为输出，三个I/O端口分别连接到4066切换开关的三个控制端，单片机由I/O端口输出高电平信号触发切换开关控制端。
5.根据权利要求1或4所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：所述切换开关控制端控制选通一路视频源并输出，当切换开关控制端接收到高电平信号时，该控制端所控制的那一路输入信号被连接到输出端。
6.根据权利要求1所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统，其特征在于：所述脉宽调制信号发生器产生的脉宽信号周期长度为20毫秒，高电平脉宽冲宽度在0.5毫秒至2.5毫秒之间。
7.一种用于实现权利要求1至6任一项所述的基于脉宽调制信号的视频切换系统的方法，其特征在于：方法步骤如下：
⑴脉宽调制信号的产生及发送：脉宽调制信号发生器产生一脉宽调制信号，该脉宽调制信号经无线发射模块的发射及无线接收模块的接收后送达单片机的I/O端口，单片机开始实时监控I/O端口信号；
⑵单片机高电平计时开始：当单片机I/O端口为高电平时，单片机打开中断定时器，开始计时本次高电平的持续时间So；
⑶单片机高电平计时结束：中断定时器开始计时后，单片机继续检测I/O端口状态变化，一旦I/O端口为低电平，中断定时器关闭，高电平计时停止，并保存本次高电平持续时间So；
⑷单片机比较器设置：在单片机比较器内预设N种规格脉宽高电平时间，N为1<N<20的整数，每种规格高电平脉宽时间用最小值高电平脉宽时间SminN及最大值高电平脉宽时间SmaxN限定，当SminN<So<SmaxN时，单片机认为本次比较符合条件，确定为单片机接收到的脉宽高电平信号与该规格高电平脉宽时间相匹配；
⑸单片机输入高电平判断：单片机通过自身比较器比较本次高电平持续时间So和预先设定的N种规格脉宽高电平时间，当So与某一预先设定规格的脉宽高电平时间匹配时，单片机与该某一预先设定规格对应的输出I/O端口产生高电平信号；
⑹触发切换开关导通：切换开关控制端接收到单片机输出的高电平信号后，即刻触发切换开关导通与该控制端对应的视频源信号输入端与该路输出端联通，完成此路信号的传输。
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