CN107707894A - 便携式无线图传发射机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种便携式无线图传发射机，包括：电源模块，所述电源模块包括第一级电源，MOS管和第二级电源，其中，所述第一级电源的第一端与外部电源电连接，所述第一级电源的第二端与所述MOS管的漏极电连接，所述第二级电源的第一端与所述MOS管的源极电连接；控制器，所述控制器的第一端与所述MOS管的栅极电连接；指令收发模块，所述指令收发模块的第一端与所述控制器的第二端电连接；视频数据处理模块，所述视频数据处理模块的第一端与所述第二级电源的第二端电连接。本发明所提供的便携式无线图传发射机有效减少了图传设备的芯片数量和电路尺寸，可以极大延长图像采集时间，还可以通过远程控制设备的开关减少设备的热量产生。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种便携式无线图传发射机。
背景技术
在户外工作环境下，便携式无线图传设备主要完成现场图像信号的采集与传输，现有无线图传发射机主要由电源模块、数据采集模块和信号射频发射模块等组成，其图像采集模块及信号发射模块一般处于连续工作模式，射频电路持续工作产生较大的功耗，无线发射模块的发射效率一般在10%-20%，连续工作会产生大量的热量，散热会限制图传设备的体积，直接导致设备的续航能力差，而其重量和体积直接影响图传设备使用的便利性。
发明内容
本发明提供了一种便携式无线图传发射机，其目的是为了解决图传发射机的电路结构复杂，功耗高，体积重量大，通信保密性不好的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种便携式无线图传发射机，包括：
电源模块，所述电源模块包括第一级电源，MOS管和第二级电源，其中，所述第一级电源的第一端与外部电源电连接，所述第一级电源的第二端与所述MOS管的漏极电连接，所述第二级电源的第一端与所述MOS管的源极电连接；
控制器，所述控制器的第一端与所述MOS管的栅极电连接；
指令收发模块，所述指令收发模块的第一端与所述控制器的第二端电连接；
视频数据处理模块，所述视频数据处理模块的第一端与所述第二级电源的第二端电连接；
其中，在所述电源模块与所述外部电源相连通时，所述第一级电源直接给所述控制器和所述指令收发模块持续供电；所述指令收发模块在接收到采集视频指令时，将所述采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极相连通，使所述第一级电源通过所述第二级电源给所述视频数据处理模块供电，所述视频数据处理模块开始工作。
其中，所述指令收发模块包括：
LoRa芯片，所述LoRa芯片的第一端与所述控制器的第二端电连接；
LoRa功率放大器，所述LoRa功率放大器的第一端与所述LoRa芯片的第二端电连接；
通带为第一预设频段的第一带通滤波器，所述第一带通滤波器的第一端与所述LoRa功率放大器电连接；
天线开关，所述天线开关的第一端与所述第一带通滤波器的第二端电连接；
指令收发天线，所述指令收发天线的第一端与所述天线开关的第二端电连接，所述指令收发天线的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
其中，所述天线开关的第三端与所述LoRa芯片的第三端电连接。
其中，所述视频数据处理模块包括：
FPGA芯片，所述FPGA芯片的第一端与所述第二级电源电连接；
射频收发器，所述射频收发器的第一端与所述FPGA芯片的第二端电连接；
射频功率放大器，所述射频功率放大器的第一端与所述射频收发器的第二端电连接；
通带为第二预设频段的第二带通滤波器，所述第二带通滤波器的第一端与所述射频功率放大器的第二端电连接；
视频数据发送天线，所述视频数据发送天线的第一端与所述第二带通滤波器的第二端电连接，所述视频数据发送天线的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
其中，所述FPGA芯片上设置有一第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述控制器的第三端电连接，所述第一温度传感器用于检测所述FPGA芯片的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述FPGA芯片的温度超过第一预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述暂停采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极断开，所述视频数据处理模块停止工作。
其中，所述射频功率放大器设置有一第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器的第四端电连接，所述第二温度传感器用于检测所述射频功率放大器的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述射频功率放大器的温度超过第二预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述暂停采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极断开连通，所述视频数据处理模块停止工作。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的便携式无线图传发射机的图像压缩功能和图像数据处理功能都是通过同一FPGA芯片实现，有效减少了图传设备的芯片数量和电路尺寸，且所述图传发射机可以由外部的主控接收机通过指令远程控制图像采集的开启和关闭，在未收到采集指令时关闭图传电源，使设备处于静默状态，可减少电源的功率消耗，可以极大延长图像采集及传输时间，并通过远程控制减少图传设备的热量产生；其中，所述指令收发模块采用的LoRa技术是基于扩频技术的超远程无线传输技术，具备非常高的保密性，且所述LoRa技术具备组网功能，可以实现灵活组网传输，增加了图传发射机的控制距离，实现主控接收机对现场多个图像采集及点的联合控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电路连接示意图。
【附图标记说明】
1-第一级电源；2-MOS管；3-第二级电源；4-控制器；5- LoRa芯片；6- LoRa功率放大器；7-第一带通滤波器；8-天线开关；9-指令收发天线；10- FPGA芯片；11-射频收发器；12-射频功率放大器；13-第二带通滤波器；14-视频数据发送天线。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的图传发射机的电路结构复杂，功耗高，体积重量大，通信保密性不好的问题，提供了一种便携式无线图传发射机。
如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种便携式无线图传发射机，包括：电源模块，所述电源模块包括第一级电源1，MOS管2和第二级电源3，其中，所述第一级电源1的第一端与外部电源电连接，所述第一级电源1的第二端与所述MOS管2的漏极电连接，所述第二级电源3的第一端与所述MOS管2的源极电连接；控制器4，所述控制器4的第一端与所述MOS管2的栅极电连接；指令收发模块，所述指令收发模块的第一端与所述控制器4的第二端电连接；视频数据处理模块，所述视频数据处理模块的第一端与所述第二级电源3的第二端电连接；其中，在所述电源模块与所述外部电源相连通时，所述第一级电源1直接给所述控制器4和所述指令收发模块持续供电；所述指令收发模块在接收到采集视频指令时，将所述采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述采集视频指令控制所述MOS管2的源极和漏极相连通，使所述第一级电源1通过所述第二级电源3给所述视频数据处理模块供电，所述视频数据处理模块开始工作。
本发明的上述实施例所述的便携式无线图传发射机的电源模块由第一级电源1，MOS管2和第二级电源3组成，在发射机整机接通电源后，电源模块仅输出指令接收模块的所需的3.3V电源，所述指令接收模块正常工作，当所述指令收发模块接收到采集视频指令时，将所述采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述采集视频指令控制所述MOS管2的源极和漏极相连通，使所述第一级电源1通过所述第二级电源3给所述视频数据处理模块供电，所述视频数据处理模块开始工作，图传发射机采集图像数据，并通过无线接口将数据发送给外部的主控接收机，在未收到图像采集及传输指令时，不需要采集视频数据时，整机只需给指令接收模块和控制器4供电，其功耗约为300mW左右，与设备正常工作的额定功耗近10W相比可以忽略不计，因此在采用这种技术方案可有效的减少设备的功耗，延长图像采集及传输时间。
其中，所述指令收发模块包括：LoRa芯片5，所述LoRa芯片5的第一端与所述控制器4的第二端电连接；LoRa功率放大器6，所述LoRa功率放大器6的第一端与所述LoRa芯片5的第二端电连接；通带为第一预设频段的第一带通滤波器7，所述第一带通滤波器7的第一端与所述LoRa功率放大器6电连接；天线开关8，所述天线开关8的第一端与所述第一带通滤波器7的第二端电连接；指令收发天线9，所述指令收发天线9的第一端与所述天线开关8的第二端电连接，所述指令收发天线9的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
其中，所述天线开关8的第三端与所述LoRa芯片5的第三端电连接。
本发明的上述实施例所述的指令收发模块采用LoRa芯片5进行无线传输，该无线通信技术是一种长距低功耗数据传输技术，且LoRa技术使用的频段是向民用开放的开放频段，具有覆盖广、成本小、连接多、功耗低和速率低的特点，LORA采用线性调频扩频调制技术，可以显著增加通信距离和抗干扰能力，因此具有非常好的保密性和低功耗，同时所述LoRa技术具备组网功能，可以实现组网传输，增加了图传发射机的控制距离，实现控制指令收发设备和图传接收设备分离操作；所述LoRa芯片5用于与所述控制器4之间传递指令信息，并将所述指令信息的频率调整在第一预设频段内；所述LoRa功率放大器6用于将所述LoRa芯片5传递的指令信息的信号增强，能够支持长距离的信息传递；所述第一带通滤波器7的通带设置为第一预设频段，能够将第一预设频段之外的所有干扰信号屏蔽，保证了指令信息传递的抗干扰能力；所述天线开关8用于控制所述指令收发天线9的工作状态，所述天线开关8的第三端直接与所述LoRa芯片5的第三端电连接，所述控制器4通电后，通过LoRa芯片5控制所述天线开关8打开所述指令收发天线9，使所述指令收发天线9收发指令信息。
其中，所述视频数据处理模块包括：FPGA芯片10，所述FPGA芯片10的第一端与所述第二级电源3电连接；射频收发器11，所述射频收发器11的第一端与所述FPGA芯片10的第二端电连接；射频功率放大器12，所述射频功率放大器12的第一端与所述射频收发器11的第二端电连接；通带为第二预设频段的第二带通滤波器13，所述第二带通滤波器13的第一端与所述射频功率放大器12的第二端电连接；视频数据发送天线14，所述视频数据发送天线14的第一端与所述第二带通滤波器13的第二端电连接，所述视频数据发送天线14的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
本发明的上述实施例所述的视频数据处理模块包括FPGA芯片10，所述FPGA芯片10用于接收输入的原始图像码流，并将原始图像码流压缩为H.264格式的视频码流，图像压缩功能由所述FPGA芯片10实现，所述射频收发器11用于传递所述FPGA芯片10处理后的视频码流，并将所述视频码流调整在第二预设频段内，所述射频功率放大器12用于增大所述视频码流的信号强度，所述第二带通滤波器13的通带设置为第二预设频段，能够将第二预设频段之外的所有干扰信号屏蔽，通过所述视频数据发送天线14将所述视频码流传递至所述主控接收机；通过上述实施例所述的FPGA芯片10现实图像的采集，压缩和传递，有效减少了图传设备的芯片数量和电路尺寸。
其中，所述FPGA芯片10上设置有一第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述控制器4的第三端电连接，所述第一温度传感器用于检测所述FPGA芯片10的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器4和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述FPGA芯片10的温度超过第一预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述暂停采集视频指令控制使所述MOS管2的源极和漏极断开，所述视频数据处理模块停止工作。
本发明的上述实施例所述的FPGA芯片10上设置有一第一温度传感器，所述第一温度传感器能够采集所述FPGA芯片10的温度信息，并通过串口将温度信息传输给所述控制器4，再由所述控制器4和所述指令收发模块传递给所述主控接收机，若所述温度超过第一预设温度时，所述主控接收机向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述暂停采集视频指令控制使所述MOS管2的源极和漏极断开，使所述视频数据处理模块停止工作；由于本发明提出的图传发射机的优势在于超小体积，因此散热对设备的性能影响非常大，通过远程控制视频数据处理模块的开关以减少设备的热量产生。
其中，所述射频功率放大器12设置有一第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器4的第四端电连接，所述第二温度传感器用于检测所述射频功率放大器12的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器4和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述射频功率放大器12的温度超过第二预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述暂停采集视频指令控制使所述MOS管2的源极和漏极断开，所述视频数据处理模块停止工作。
本发明的上述实施例所述的射频功率放大器12上设置有一第二温度传感器，所述第二温度传感器能够采集所述射频功率放大器12的温度信息，并通过串口将温度信息传输给所述控制器4，再由所述控制器4和所述指令收发模块传递给所述主控接收机，若所述温度超过第二预设温度时，所述主控接收机向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器4，所述控制器4根据所述暂停采集视频指令控制使所述MOS管2的源极和漏极断开，使所述视频数据处理模块停止工作；当控制器4检测到FPGA芯片10及射频功率放大器12的温度恢复到正常值时，所述控制器4将温度值通过指令收发模块传输给外部主控接收机，主控接收机根据温度值判断是否可以重新启动数据采集，如温度在允许范围之内，再次发送采集视频指令，通过图传通道继续图像采集及传输任务；由于本发明提出的图传发射机的优势在于超小体积，因此散热对设备的性能影响非常大，通过远程控制设备的开关以减少设备的热量产生。
本发明的上述实施例所述的电源模块为图传发射机提供各种幅值的电源。电源模块由多个电源转换芯片组成。发射机上电电后，只输出指令收发模块所需的3.3V电压，其他电压转换芯片只有在指令收发模块收到视频开始采集的指令后才开始输出；同时指令收发模块收到停止视频采集的指令后可以控制除指令收发模块所需3.3V电压外的其他电源停止输出；图传发射机上电后，只有指令收发模块所需的3.3V电源工作，图传发射机只能够通过指令收发模块和主控接收机通信，当指令收发模块收到接收机发出的图像采集启动指令时，所述控制器4会控制MOS管2的漏极和源极导通，也可以使用两级独立的电源芯片工作，所述两级独立的电源芯片分别与外部电源电连接，当指令收发模块收到接收机发出的图像采集启动指令时，直接由控制器4控制第二级独立电源对视频数据处理模块供电，使其正常工作。
本发明的上述实施例所述的便携式无线图传发射机的图像压缩功能和图像数据处理功能都是通过同一FPGA芯片10实现，有效减少了图传设备的芯片数量和电路尺寸，且所述图传发射机可以远程控制图像采集的开启和关闭，在未收到采集指令时关闭图传电源，使设备处于静默状态，可以极大延长图像采集及传输时间，并通过远程控制减少图传设备的热量产生；其中，所述指令收发模块采用的LoRa技术是基于扩频技术的超远程无线传输技术，具备非常高的保密性，且所述LoRa技术具备组网功能，可以实现组网传输，增加了图传发射机的控制距离，实现主控接收机对现场多个图像采集及点的联合控制。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种便携式无线图传发射机，其特征在于，包括：
电源模块，所述电源模块包括第一级电源，MOS管和第二级电源，其中，所述第一级电源的第一端与外部电源电连接，所述第一级电源的第二端与所述MOS管的漏极电连接，所述第二级电源的第一端与所述MOS管的源极电连接；
控制器，所述控制器的第一端与所述MOS管的栅极电连接；
指令收发模块，所述指令收发模块的第一端与所述控制器的第二端电连接；
视频数据处理模块，所述视频数据处理模块的第一端与所述第二级电源的第二端电连接；
其中，在所述电源模块与所述外部电源相连通时，所述第一级电源直接给所述控制器和所述指令收发模块持续供电；所述指令收发模块在接收到采集视频指令时，将所述采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极相连通，使所述第一级电源通过所述第二级电源给所述视频数据处理模块供电，所述视频数据处理模块开始工作。
2.根据权利要求1所述便携式无线图传发射机，其特征在于，所述指令收发模块包括：
LoRa芯片，所述LoRa芯片的第一端与所述控制器的第二端电连接；
LoRa功率放大器，所述LoRa功率放大器的第一端与所述LoRa芯片的第二端电连接；
通带为第一预设频段的第一带通滤波器，所述第一带通滤波器的第一端与所述LoRa功率放大器电连接；
天线开关，所述天线开关的第一端与所述第一带通滤波器的第二端电连接；
指令收发天线，所述指令收发天线的第一端与所述天线开关的第二端电连接，所述指令收发天线的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
3.根据权利要求2所述便携式无线图传发射机，其特征在于，所述天线开关的第三端与所述LoRa芯片的第三端电连接。
4.根据权利要求3所述便携式无线图传发射机，其特征在于，所述视频数据处理模块包括：
FPGA芯片，所述FPGA芯片的第一端与所述第二级电源电连接；
射频收发器，所述射频收发器的第一端与所述FPGA芯片的第二端电连接；
射频功率放大器，所述射频功率放大器的第一端与所述射频收发器的第二端电连接；
通带为第二预设频段的第二带通滤波器，所述第二带通滤波器的第一端与所述射频功率放大器的第二端电连接；
视频数据发送天线，所述视频数据发送天线的第一端与所述第二带通滤波器的第二端电连接，所述视频数据发送天线的第二端与设置在外部的主控接收机无线连接。
5.根据权利要求4所述便携式无线图传发射机，其特征在于，所述FPGA芯片上设置有一第一温度传感器，所述第一温度传感器与所述控制器的第三端电连接，所述第一温度传感器用于检测所述FPGA芯片的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述FPGA芯片的温度超过第一预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述暂停采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极断开连通，所述视频数据处理模块停止工作。
6.根据权利要求4所述便携式无线图传发射机，其特征在于，所述射频功率放大器设置有一第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器的第四端电连接，所述第二温度传感器用于检测所述射频功率放大器的温度，并将检测到的温度信息依次通过所述控制器和所述指令收发模块发送至主控接收机，所述主控接收机在所述射频功率放大器的温度超过第二预设温度时，向所述指令收发模块发送暂停采集视频指令，所述指令收发模块在接收到暂停采集视频指令时，将所述暂停采集视频指令传递至所述控制器，所述控制器根据所述暂停采集视频指令控制所述MOS管的源极和漏极断开连通，所述视频数据处理模块停止工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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