基于無線的短視距通信收發裝置系統

陳百菊

摘要本論文研發了一種可以不通過有線網或是沒有WiFi無線網絡的情況下，在視線可見范圍內進行視頻接收的收發裝置。這種收發裝置采用了基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內核STM32。 設計出短視距發送接收硬件系統和相關傳輸系統，實現了基于無線的短視距通信。為網絡傳輸不具備的條件下，進行視頻傳輸提供了便利。同時，該設備實現了多點對一點的通信，提高了傳輸速率。

關鍵詞無線短視距通信

中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A

0引言

隨著通信技術和網絡的迅速發展，有線傳輸和有線網絡已經不能滿足人們的需要，人們越來越追求傳輸的穩定性、便捷性和高速率。常用的視頻監控系統都需要使用有線網絡連接，或是使用WiFi網絡連接才能接收視頻。在一些沒有有線網絡和WiFi無線網絡不具備的環境下，無法傳輸視頻情況。并且在當前的短視距無線通信領域上，一些無線主流技術如：WLAN（無線局域網）具有數據安全性差，電波的覆蓋范圍廣、傳輸速度快的特點； 藍牙（Bluetooth）技術具有低功耗，通信安全性好的特點；超寬帶技術具有抗干擾能力強、適用于對速率要求高的局域網的特點等的應用使無線通信得到越來越多的關注，面對當前的趨勢，論文研究出了基于無線的短視距通信收發裝置系統。

1系統的原理及設備要求

1.1原理

網絡包括主節點 、無線從節點 1 和 2，實現從節點 1 和 2 到主節點的視頻信號傳輸。設計實現由從節點1、2到主節點的單向視頻信號傳輸，在條件允許的情況下可以添加多個從節點，從而實現多點到一點的視頻通信系統的組建。通過開關控制，從節點 1 和 2 在其發射的視頻信號中，分別疊加對應 字符“1”和“2” 的圖案，在主節點的顯示屏幕上與視頻內容疊加顯分對應的視頻。沒有顯示的視頻，也可以存儲在設備上，用于后期查詢處理。

1.2設備要求

輸入端：采用具有AV 輸入端子的顯示設備顯示通信的視頻內容，可以是顯示器、電視機或是符合傳輸要求的投影儀。攝像頭與從節點間的信號連接僅限一根 AV 視頻電纜，傳輸 AV 模擬彩色視 頻信號，不得再使用其他有線或無線連接方式。

輸出端：輸出設備顯示的視頻內容在視頻制式一致時，可以達到清晰無閃爍、色彩正常等條件，最后效果與攝像頭直接用 AV視頻電纜連接到電視機的圖像質量無明顯差異。

傳輸距離：因為需要在視距范圍內傳輸視頻，所以最小通信距離可以保證在不小于5m的范圍，在不添加信號放大及增益外圍設備的情況下，可以最遠達到10m-15m的通信距離，基本滿足部署本視頻通信設備的需要。

2系統的優勢及其功能

2.1優勢

（1）實現多對一的視頻通信。同時實現兩個從節點 1 和 2 到主節點的單向視頻信號傳輸，并且可以根據需要添加從節點，實現多個從節點到主節點的視頻通信需要。圖像質量與通信距離要求都可以達到單節點傳輸的要求。

（2）對多路收集的視頻通信的可選擇處理。主節點可通過開關選擇顯示從節點 1 或 2 的視頻內容，相關內容可以通過選擇來實現液晶顯示屏顯示哪個。視頻可以存儲下來，供以后查看使用。

（3）視頻可以自動存儲下來，供以后查看使用。

2.2功能

2.2.1視頻通信節點功耗低。

每個從節點可以采用 2 節 5號電池獨立供電，不需要持續交流電供電，通過控制使用模式可以長時間工作。攝像頭采用STM32供電的低功耗攝像頭，使續航可以滿足長時間使用。

2.2.2具有字符疊加和中繼功能

啟動產生疊加字符功能，在通信距離為 5m 時，從節點1和2的功耗可以小于 150mW。可以指定從節點 2 為中繼轉發節點（指定的方式任意），實現由從節點 1 到主節點間的視頻信號中繼通信。可以實現2節點到主節點 1總的通信距離不小于 10m。

2.2.3從節點傳輸時，同時具有通信功能

從節點 2 在轉發從節點 1 視頻信號到主節點的同時，仍能傳輸自己的視頻信號到主節點。主節點可通過開關選擇顯示從節點 1或 2的視頻內容，圖像質量與通信距離相同。

3完成成果

設計出短視距發送接收硬件系統，和相關傳輸系統。成功的實現了短視距通信。產品形成適用于短視距的視頻發送裝置，在實際環境下傳輸視頻使用。服務能夠提供回看視頻的功能，支持兩個從節點傳輸的同時，向主節點發送數據的功能，并且具有主節點選擇從節點觀看哪個視頻的功能。現存的短距離無線通信技術各有各的缺點和優點，相比較這些技術，這種基于無線的短視距通信方式克服了傳輸不穩定、高損耗、安全性低、傳輸容量小的特點，提高了傳輸速率。

4前景展望

隨著通信技術的發展，我們的生活逐漸的被網絡化，而智能家居就是一個很好的體現，由于受技術的限制，智能家居一直沒有得到大規模的應用。在未來的一天，我相信這種基于無線的短視距通信收發裝置系統可以被應用于智能家居中，因其高性能、低成本、低功耗的優點而收到人們的廣泛歡迎。另外，物聯網的發展將會帶動這種無線通信收發裝置的發展。當然，我相信，在以后，我們完全可以提升它的傳輸距離，使其不受距離的限制，得到更廣泛的應用。

參考文獻

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