基于无线的短视距通信收发装置系统

陈百菊

摘要本论文研发了一种可以不通过有线网或是没有WiFi无线网络的情况下，在视线可见范围内进行视频接收的收发装置。这种收发装置采用了基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核STM32。 设计出短视距发送接收硬件系统和相关传输系统，实现了基于无线的短视距通信。为网络传输不具备的条件下，进行视频传输提供了便利。同时，该设备实现了多点对一点的通信，提高了传输速率。

关键词无线短视距通信

中图分类号：TP202 文献标识码：A

0引言

随着通信技术和网络的迅速发展，有线传输和有线网络已经不能满足人们的需要，人们越来越追求传输的稳定性、便捷性和高速率。常用的视频监控系统都需要使用有线网络连接，或是使用WiFi网络连接才能接收视频。在一些没有有线网络和WiFi无线网络不具备的环境下，无法传输视频情况。并且在当前的短视距无线通信领域上，一些无线主流技术如：WLAN（无线局域网）具有数据安全性差，电波的覆盖范围广、传输速度快的特点； 蓝牙（Bluetooth）技术具有低功耗，通信安全性好的特点；超宽带技术具有抗干扰能力强、适用于对速率要求高的局域网的特点等的应用使无线通信得到越来越多的关注，面对当前的趋势，论文研究出了基于无线的短视距通信收发装置系统。

1系统的原理及设备要求

1.1原理

网络包括主节点 、无线从节点 1 和 2，实现从节点 1 和 2 到主节点的视频信号传输。设计实现由从节点1、2到主节点的单向视频信号传输，在条件允许的情况下可以添加多个从节点，从而实现多点到一点的视频通信系统的组建。通过开关控制，从节点 1 和 2 在其发射的视频信号中，分别叠加对应 字符“1”和“2” 的图案，在主节点的显示屏幕上与视频内容叠加显分对应的视频。没有显示的视频，也可以存储在设备上，用于后期查询处理。

1.2设备要求

输入端：采用具有AV 输入端子的显示设备显示通信的视频内容，可以是显示器、电视机或是符合传输要求的投影仪。摄像头与从节点间的信号连接仅限一根 AV 视频电缆，传输 AV 模拟彩色视 频信号，不得再使用其他有线或无线连接方式。

输出端：输出设备显示的视频内容在视频制式一致时，可以达到清晰无闪烁、色彩正常等条件，最后效果与摄像头直接用 AV视频电缆连接到电视机的图像质量无明显差异。

传输距离：因为需要在视距范围内传输视频，所以最小通信距离可以保证在不小于5m的范围，在不添加信号放大及增益外围设备的情况下，可以最远达到10m-15m的通信距离，基本满足部署本视频通信设备的需要。

2系统的优势及其功能

2.1优势

（1）实现多对一的视频通信。同时实现两个从节点 1 和 2 到主节点的单向视频信号传输，并且可以根据需要添加从节点，实现多个从节点到主节点的视频通信需要。图像质量与通信距离要求都可以达到单节点传输的要求。

（2）对多路收集的视频通信的可选择处理。主节点可通过开关选择显示从节点 1 或 2 的视频内容，相关内容可以通过选择来实现液晶显示屏显示哪个。视频可以存储下来，供以后查看使用。

（3）视频可以自动存储下来，供以后查看使用。

2.2功能

2.2.1视频通信节点功耗低。

每个从节点可以采用 2 节 5号电池独立供电，不需要持续交流电供电，通过控制使用模式可以长时间工作。摄像头采用STM32供电的低功耗摄像头，使续航可以满足长时间使用。

2.2.2具有字符叠加和中继功能

启动产生叠加字符功能，在通信距离为 5m 时，从节点1和2的功耗可以小于 150mW。可以指定从节点 2 为中继转发节点（指定的方式任意），实现由从节点 1 到主节点间的视频信号中继通信。可以实现2节点到主节点 1总的通信距离不小于 10m。

2.2.3从节点传输时，同时具有通信功能

从节点 2 在转发从节点 1 视频信号到主节点的同时，仍能传输自己的视频信号到主节点。主节点可通过开关选择显示从节点 1或 2的视频内容，图像质量与通信距离相同。

3完成成果

设计出短视距发送接收硬件系统，和相关传输系统。成功的实现了短视距通信。产品形成适用于短视距的视频发送装置，在实际环境下传输视频使用。服务能够提供回看视频的功能，支持两个从节点传输的同时，向主节点发送数据的功能，并且具有主节点选择从节点观看哪个视频的功能。现存的短距离无线通信技术各有各的缺点和优点，相比较这些技术，这种基于无线的短视距通信方式克服了传输不稳定、高损耗、安全性低、传输容量小的特点，提高了传输速率。

4前景展望

随着通信技术的发展，我们的生活逐渐的被网络化，而智能家居就是一个很好的体现，由于受技术的限制，智能家居一直没有得到大规模的应用。在未来的一天，我相信这种基于无线的短视距通信收发装置系统可以被应用于智能家居中，因其高性能、低成本、低功耗的优点而收到人们的广泛欢迎。另外，物联网的发展将会带动这种无线通信收发装置的发展。当然，我相信，在以后，我们完全可以提升它的传输距离，使其不受距离的限制，得到更广泛的应用。

参考文献

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[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,2003.

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