CN110588516A - 一种数字通讯控制倒车雷达影像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，包括用于显示图像和数据的显示器、用于综合协调的主机、用于检测距离信息的测距单元和用于采集图像信息的摄像头单元。本发明采用RS485总线控制方法来实现。做了以下三个技术创新：1、标准的RS485通讯需A、B 2条线，本专利通过芯片外围电路改变，只要一条A线来传输信号。2、每个摄像头里内置MCU和开关，由主机来控制选中哪个摄像头的监控画面，这样不管多少个摄像头，只需一根视频线就行。3、测距单元的信号放大、整形运算全部放在探头内部，由主机通过RS485总线来查询每个探头测到的距离，这样不管想装多少个探头只需往总线上挂就行，探头的数量不受限制，主机只起调度协调作用。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体是一种数字通讯控制倒车雷达影像系统。
背景技术
现在的倒车雷达影像系统，探测距离的传感器与主机之间是模拟传输的，传感器发出超声波信号，信号遇到障碍物后返回一个信号，这个返回信号经过主机的放大，整形，运算生成距离值。如果一辆20米长的卡车后面装8个探头就需要8条20米长的线，不但成本高布线麻烦，探头的制作也会很困难，探头线越长探头制作的不良率就会越高。视频摄像头与主机之间也是多路并联的视频信号输入，每一个摄像头的信号都需一条视频线输入主机，由主机的视频合成芯片合成处理后输出在显示器上显示，装几个摄像头就需要几条视频线。
这种方案主要有以下弊端：1、布线麻烦成本高，有多少探头和摄像头就需要拉多少条线。2、测距探头的线很长，分布电感值高，探头制作困难。3、出厂的机器测距探头和摄像头的数量是固定的，有视线盲区。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，包括用于显示图像和数据的显示器、用于综合信号处理的主机、用于检测距离信息的测距单元和用于采集图像信息的摄像头单元。所述主机分别连接显示器、测距单元和摄像头单元，测距单元和摄像头单元可以有多个。主机包括电源、MCU主控单元和RS485芯片，主机中的MCU控制整个系统的RS485通讯。显示器包括MCU、电源、视频解码单元和LED面板，MCU分别控制电源和视频解码单元，视频解码单元还连接LED面板。测距单元包括MCU、RS485芯片、信号整形放大模块、测距传感器和电源，MCU控制RS485芯片和测距单元的运算。
作为本发明的进一步方案：所述测距单元的信号整形，放大模块和MCU运算全部放在测距传感器内部，相当于一个独立的测距主机，每个测距单元都分配一个独一无二的地址，主机通过RS485总线来查询每个测距单元测到的距离值。
作为本发明的进一步方案：主机内部的MCU通过RS485通讯来控制摄像头单元中的MCU来控制视频开关的通断，来选中某路视频单元视频，从而实现用一根视频线监控多路视频单元的视频，每个摄像头单元都会分配一个独一无二的地址。
作为本发明的进一步方案：采用一条RS485线实现了需要两条线的RS485通讯。
作为本发明的进一步方案：所述摄像头单元包括MCU、电源、RS485芯片、视频开关和图像单元，MCU控制RS485芯片和视频开关。
作为本发明的进一步方案：显示器、主机、测距单元和摄像头单元内部的MCU均为单片机。
其特征1在于所述测距单元的测距传感器，信号整形、放大模块和MCU运算全部放在测距单元内部，由主机通过RS485总线来查询每个测距单元测到的距离；其特征2在于主机的MCU控制摄像头单元中的MCU来控制视频开关的通断；其特征3在于其改进的RS485电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用RS485总线控制方法来实现。并且为了适用汽车上标准的4芯航空线做了以下三个技术创新。1、标准的RS485通讯需A、B2条线，本专利通过芯片外围电路改变，只要一条A线来传输信号；2、每个摄像头里内置MCU和开关，由主机来控制选中那个摄像头的监控画面，这样不管多少个摄像头，只需一根视频线就行。3、测距单元的信号放大，整形运算全部放在探头内部，由主机通过RS485总线来查询每个探头测到的距离，这样不管想装多少个探头只需往总线上挂就行，探头的数量不受限制，主机只起调度协调作用。
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是本发明的原理方框图。
图3是标准RS485总线芯片示意图。
图4为RS485总线芯片管脚图；
图5为RS485总线芯片标准使用电路图；
图6为本发明改进的RS485使用电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1-6，为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，包括用于显示图像和数据的显示器、用于综合协调处理的主机、用于检测距离信息的测距单元和用于采集图像信息的摄像头单元，其特征在于，所述主机分别连接显示器、测距单元和摄像头单元。其中，主机包括电源、MCU主控单元和RS485芯片，MCU主控单元分别连接电源和RS485芯片。显示器包括MCU、电源、视频解码单元和LED面板，MCU分别控制电源和视频解码单元，视频解码单元还连接LED面板。测距单元包括MCU、RS485芯片、信号整形、放大模块、测距传感器和电源，MCU分别控制RS485芯片和运算。摄像头单元包括MCU、电源、RS485芯片、视频开关和图像单元，MCU分别控制电源、RS485芯片和视频开关。视频解码单元通过视频开关连接图像单元。主机通过其内部的RS485芯片连接测距单元内部的RS485芯片和摄像头单元内部的RS485芯片。图像传感器产生图像视频信号，由主控主机MCU来控制视频单元中的MCU来控制视频开关的通断，从而实现选中某路视频单元视频，超声波发出超声信号，遇障碍物后返回信号，经过信号处理单元的放大，整形经MCU的换算成距离值，当主控主机MCU来查询时，测距单位的分机MCU，送给主机最新的测量数据值。显示单元跟主控主机是标准的串口通讯只需一根Tx线，因为只需主机给它发送数据就行，主机主控MCU把接收到各分机的距离经处理后送给视频解码单元，该单元再把距离叠加在视频信号中，解码到lcd显示面板上显示。
发射时工作原理如下：MCU控制脚C控制DE为高电平，此时RS485芯片发射单元工作，接收单元停止，Tx置高则RS485_A为高电平，RS485_B为低电平。
Tx置低则RS485_A为低电平，RS485_B为高电平。
RS485芯片发射逻辑关系如下：
表一
备注：H:高电平，L:低电平，U:不确定的状态，Z:高阻状态
接收时工作原理如下：
MCU控制脚C控制为低电平，此时RS485芯片接收单元工作，发射单位停止，因为RS485总线是半双工的/RE和DE可连在一起用一个MCU控制脚。
RS485_A上的电压-RS485_B上的电压≥0.2V则R为高电平
RS485_A上的电平-RS485_B上的电压≤-0.2V则R为低电平
R接到MCU的串口Rx上，详情下表：
RS485芯片接收逻辑关系如下：
表二
备注：H:高电平，L:低电平，U:不确定的状态，Z:高阻状态，open:开路状态
这样在这套系统中，在主控制单元，摄像头单元，测距单元中，每个单元上使用一个RS485芯片,相互配合就把MCU上的串口，转换成了适合长距离传输的RS485总线了，但是这样用的话，RS485总线2根，加上地线，电源线，视频线，则整条电缆线是5根，不适合标准的航空电缆线，所以本产品中把芯片外围电路做了如下改变。
发射时工作原理如下：
MCU控制脚控制C，控制DE为高电平，此时RS485芯片发射单元工作，接收停止
Tx置高(D置高)则RS485_A为高电平，RS485_B为低电平；
Tx置低(D置低)则RS485_A为低电平，RS485_B为高电平；
此时RS485_A线上的电平逻辑是跟标准电路是一样的，详情见表一。
因为改进电路没有使用RS485_B这条线。发射状态时可不用理会RS485_B这条总线的电平变化。
接收时的工作原理如下：
MCU控制脚C，控制为低电平，此时RS485芯片接收单元工作，发射单元停止，因改进电路在B线上做了偏置分压，RS485_B上的电平固定为1/2Vcc；
Vcc的电压一般为3.3V或5V，我们以5V举例说明，则在接收状态时RS485_B上电平固定为2.5V。
当发射MCU的Tx为高(5V)，则RS485_A线电压为高(5V)，因接收的RS485芯片B总线上固定为2.5V，此时接收芯片总线上的压差值如下：
RS485_A-RS485_B＝5V-2.5V＝2.5V＞0.2V，所以接收芯片输出R脚为高(5V)；
当发射MCU的Tx为低(0V)，则RS485_A线的电压为低(0V)，因接收的RS485芯片B总线上固定为2.5V，此时接收芯片总线上的压差值如下：
RS485_A-RS485_B＝0V-2.5V＝-2.5V＜0.2V，所以接收芯片输出R脚为低(0V)；
这个逻辑关系也是符合标准RS485芯片逻辑关系的，见上面表二。
通过这样的改进，用一根RS485_A总线就把两个需要通讯的MCU联系起来了，如果发射MCU的Tx为高，接收MCU的RX上就收到高如果发射MCU的Tx为低，则接收MCU的Rx为低，这样就实现了串口通讯转换成RS485通讯，实现了长距离的数据传输，并且又具有串口通讯的多机通讯功能。
多机通讯实现原理：
串口通讯中的多机原理，已经是非常成熟的技术，这里只简述本系统实现原理。
主机中的MCU做为整个系统的主控，主机，其他视频单元，距离探测单元中的MCU做为分机，每个分机都有一个固定的地址码，主机想控制某个分机只需要呼叫该分机的地址码就行，例如想看几号摄像头的监控视频，主机呼叫该分机，该分机应答后，分机打开视频开关，视频总线上就是该视频单元的视频信号送到显示器上，其他视频单元中的视频开关处于关断状态。
主机会轮流呼叫测距单元的地址码，被呼叫的测距单元应答后，主机会处于接收状态，该测距单元会送出距离值到RS485_A线上，送完后该单元又会自动处于接收状态，这样主机把接收到距离值在显示器上显示出来。
Claims (6)
1.一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，包括用于显示图像和数据的显示器、用于综合信号处理的主机、用于检测距离信息的测距单元和用于采集图像信息的摄像头单元。所述主机分别连接显示器、测距单元和摄像头单元，测距单元和摄像头单元可以有多个。主机包括电源、MCU主控单元和RS485芯片，主机中的MCU控制整个系统的RS485通讯。显示器包括MCU、电源、视频解码单元和LED面板，MCU分别控制电源和视频解码单元，视频解码单元还连接LED面板。测距单元包括MCU、RS485芯片、信号整形放大模块、测距传感器和电源，MCU控制RS485芯片和测距单元的运算。
2.根据权利要求1所述的一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，其特征在于：所述测距单元的信号整形，放大模块和MCU运算全部放在测距传感器内部，相当于一个独立的测距主机，每个测距单元都分配一个独一无二的地址，主机通过RS485总线来查询每个测距单元测到的距离值。
3.根据权利要求1所述的一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，其特征在于：主机内部的MCU通过RS485通讯来控制摄像头单元中的MCU来控制视频开关的通断，来选中某路视频单元视频，从而实现用一根视频线监控多路视频单元的视频。
4.根据权利要求1所述的一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，其特征在于：采用一条RS485线实现了需要两条线的RS485通讯。
5.根据权利要求1所述的一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，其特征在于：所述摄像头单元包括MCU、电源、RS485芯片、视频开关和图像单元，MCU控制RS485芯片和视频开关。
6.根据权利要求1所述的一种数字通讯控制倒车雷达影像系统，其特征在于：测距单元的信号放大、整形、运算全部放在探头内部，由主机通过RS485总线来查询每个探头测到的距离。
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