CN108696711A - 具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统 - Google Patents
具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，包括从设备、主设备、传输线、两个带通滤波器、两个低通滤波器。从设备、主设备分别包含通信收发模块。从设备包含视频发送模块；主设备包含视频接收模块。从设备的视频发送模块通过一带通滤波器与传输线相连接；主设备的视频接收模块通过另一带通滤波器与传输线相连接。从设备的通信收发模块通过一低通滤波器与传输线相连接；主设备的通信收发模块通过另一低通滤波器与传输线相连接。视频信号的频率大于通信信号的频率。该视频传输系统通过带通滤波器和低通滤波器将频段不重叠的视频信号和双向通信信号相隔离，实现视频信号和双向通信信号在同一条线上传输，降低了传输线的成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统。
背景技术
有线通信是目前使用最多，最为可靠的通信方式，比如现在的以内网、电话线、485通信、CAN总线通信等。有线通讯方式主要分为并行通讯和串行通讯。并行通讯的优点是通讯协议简单；缺点是信号线较多。串行通讯的优点是信号线较少，容易实现远距离传输；缺点是通讯协议复杂，也就是接口电路复杂。
高清视频长线传输需要用到一对芯片，TX芯片(从设备)和RX芯片(主设备)。TX 芯片连接摄像头等模组，RX芯片连接计算机系统。TX芯片与RX芯片之间的通信只有一条线，这条线是TX芯片的视频信号通过编码之后经传输线发送给RX芯片；RX芯片完成解码，送给计算机进行后处理。
RX芯片与TX芯片之间需要交换信息或者做出请求。例如，RX芯片需要配置TX芯片工作状态，RX芯片并把芯片工作状态发送给TX芯片。也就是说RX芯片与TX芯片之间不但要完成视频的传输，还要完成主从设备的双向通信功能；并且在双向通信时，视频信息不能中断。
目前市场常用方法是增加传输线，双向通信使用一条线，视频传输再使用另外一条传输线，这样两条线就互相不干扰，可以完成视频的传输，也可以完成两个芯片之间通信。
然而，在远距离传输时，增加传输线会增加成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，该视频传输系统通过带通滤波器和低通滤波器将频段不重叠的视频信号和双向通信信号相隔离，实现视频信号和双向通信信号在同一条线上传输，解决了现有视频传输系统采用双传输线对通信信号和视频信号进行传输，在远距离传输时，双传输线传输成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，包括从设备、主设备、传输线、两个带通滤波器、两个低通滤波器。从设备、主设备分别包含通信收发模块。从设备还包含视频发送模块；主设备还包含视频接收模块。从设备的视频发送模块通过一带通滤波器与传输线的第一端相连接；主设备的视频接收模块通过另一带通滤波器与传输线的第二端相连接。从设备的通信收发模块通过一低通滤波器与传输线的第一端相连接；主设备的通信收发模块通过另一低通滤波器与传输线的第二端相连接。视频发送模块用于发送视频信号；视频接收模块用于接收视频信号。通信收发模块用于实现主设备与从设备之间的通信信号的收发。视频信号的频率大于通信信号的频率。带通滤波器用于防止传输线传输的通信信号进入视频发送模块或视频接收模块中。低通滤波器用于防止传输线传输的视频信号进入通信收发模块中。
进一步地，从设备的视频发送模块包含视频编码单元、第一数模转化单元。主设备的视频接收模块包含视频解码单元、第一模数转化单元。视频编码单元依次通过第一数模转化单元、所述一带通滤波器与传输线的第一端相连接。视频解码单元依次通过第一模数转化单元、所述另一带通滤波器与传输线的第二端相连接。视频编码单元用于对数字视频信号进行编码；视频解码单元用于对编码的数字视频信号进行解码。第一数模转化单元用于将视频编码单元编码后输出的数字视频信号转化成模拟视频信号。第一模数转化单元用于将带通滤波器从传输线中获取的模拟视频信号转化成数字视频信号，并将转化后的数字视频信号传输到视频解码单元。
进一步地，通信收发模块分别包含第二数模转化单元、第二模数转化单元。从设备的第二数模转化单元、第二模数转化单元分别通过所述一低通滤波器与传输线的第一端相连接。主设备的第二数模转化单元、第二模数转化单元分别通过所述另一低通滤波器与传输线的第二端相连接。从设备的第二数模转化单元用于对发送至主设备的数字通信信号转化成模拟通信信号；主设备的第二模数转化单元用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号。主设备的第二数模转化单元用于对发送至从设备的数字通信信号转化成模拟通信信号；从设备的第二模数转化单元用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号。
进一步地，视频编码单元用于对数字视频信号进行正交频分复用编码。
进一步地，从设备接收的高频数字视频信号通过视频编码单元编码后，第一数模转化单元将编码后的高频数字视频信号转化为高频模拟视频信号；高频模拟视频信号通过带通滤波器滤波后发送到传输线上。主设备的带通滤波器从传输线上分离出高频模拟视频信号并将高频模拟视频信号传输给主设备的第一模数转化单元；第一模数转化单元将接收的高频模拟视频信号转化为高频数字视频信号，并将高频数字视频信号传输给视频解码单元；视频解码单元对接收的高频数字视频信号进行解码。
进一步地，主设备或从设备的第二数模转化单元将低频数字通信信号转化为低频模拟通信信号；低频模拟通信信号通过低通滤波器滤波后发送到传输线上进行传输。
进一步地，采用高通滤波器替代所述带通滤波器。
本发明的有益效果：
该视频传输系统通过带通滤波器和低通滤波器将频段不重叠的视频信号和双向通信信号相隔离，实现视频信号和双向通信信号在同一条线上传输，降低了视频传输系统在远距离传输时，传输线的使用成本。
附图说明
图1为本发明的电路原理方框示意图。
其中，图1的附图标记为：从设备1、主设备2、传输线3、带通滤波器4、低通滤波器5；通信收发模块6、视频发送模块11、视频接收模块21；视频编码单元111、第一数模转化单元112；视频解码单元211、第一模数转化单元212；第二数模转化单元601、第二模数转化单元602。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，包括从设备(TX)1、主设备(RX)2、传输线3、两个带通滤波器(BPF)4、两个低通滤波器(LPF)5。
从设备1、主设备2分别包含通信收发模块6；从设备1还包含视频发送模块11；主设备2还包含视频接收模块21。
从设备1的视频发送模块11通过一带通滤波器4与传输线3的第一端相连接；主设备2的视频接收模块21通过另一带通滤波器4与传输线3的第二端相连接。
从设备1的通信收发模块6通过一低通滤波器5与传输线3的第一端相连接；主设备2的通信收发模块6通过另一低通滤波器5与传输线3的第二端相连接。
视频发送模块11用于视频信号发送；视频接收模块21用于视频信号接收。
通信收发模块6用于实现主设备2与从设备1之间的通信信号的双向收发。
视频信号的频率大于通信信号的频率。
带通滤波器4用于防止传输线3传输的通信信号进入视频发送模块11或视频接收模块21中；
低通滤波器5用于防止传输线3传输的视频信号进入通信收发模块6中。
具体地，从设备1的视频发送模块11包含视频编码单元111、第一数模转化单元(DAC1)112；主设备2的视频接收模块21包含视频解码单元211、第一模数转化单元(ADC1)212。
视频编码单元111依次通过第一数模转化单元112、一带通滤波器4与传输线3的第一端相连接。
视频解码单元211依次通过第一模数转化单元212、另一带通滤波器4与传输线3的第二端相连接。
视频编码单元111用于对数字视频信号进行正交频分复用(OFDEM)编码，提高视频信号的抗干扰能力；视频解码单元211用于对编码的数字视频信号进行解码。
第一数模转化单元112用于将视频编码单元111编码后输出的数字视频信号转化成模拟视频信号。
第一模数转化单元212用于将带通滤波器4从传输线3中获取的模拟视频信号转化成数字视频信号，并将转化后的数字视频信号传输到视频解码单元211。
具体地，从设备1、主设备2的通信收发模块6分别包含第二数模转化单元(DAC2)601、第二模数转化单元(ADC2)602。
从设备1的第二数模转化单元601、第二模数转化单元602分别通过一低通滤波器5与传输线3的第一端相连接。
主设备2的第二数模转化单元601、第二模数转化单元602分别通过另一低通滤波器5与传输线3的第二端相连接。
从设备1的第二数模转化单元601用于对发送至主设备2的数字通信信号转化成模拟通信信号；主设备2的第二模数转化单元602用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号。
主设备2的第二数模转化单元601用于对发送至从设备1的数字通信信号转化成模拟通信信号；从设备1的第二模数转化单元602用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号。
本发明将通信信号和视频信号的信号频段进行不重合处理，然后传送到同一条传输线3上，通过带通滤波器4和低通滤波器5实现了在一条传输线3上实现了主设备2与从设备1之间的通信信号和视频信号的同时传输。
从设备1接收的高频数字视频信号通过视频编码单元111的OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术)算法编码后，第一数模转化单元112将编码后的高频数字视频信号转化为高频模拟视频信号；高频模拟视频信号通过带通滤波器4滤波后发送到传输线3上。
主设备2的带通滤波器4从传输线3上分离出高频模拟视频信号并将高频模拟视频信号传输给主设备的第一模数转化单元212；第一模数转化单元212将接收的高频模拟视频信号转化为高频数字视频信号，并将高频数字视频信号传输给视频解码单元211；视频解码单元211对接收的高频数字视频信号进行解码。解码后的高频数字视频信号发送到CPU进行后处理。OFDM算法编码可以支持视频信号的远距离传输，传输距离一般有几十米到几百米，具有传输距离远，抗干扰能力强，并且能够传输高清视频。
同时，主设备2或从设备1的第二数模转化单元601将低频数字通信信号转化为低频模拟通信信号；低频模拟通信信号通过低通滤波器5滤波后发送到传输线3上进行传输。
通信信号由两种通信过程：第一种是主设备2的第二数模转化单元601将发送至从设备1的低频数字通信信号转化成低频模拟通信信号；主设备2的低通滤波器5对转化后的低频模拟通信信号进行滤波，滤波后的低频模拟通信信号通过传输线3传输到从设备1的低通滤波器5上，从设备1的低通滤波器5分离出低频模拟通信信号并传输给从设备1的第二模数转化单元602，第二模数转化单元602将低频模拟通信信号还原成低频数字通信信号。第二种是从设备1的第二数模转化单元601将发送至主设备2的低频数字通信信号转化成低频模拟通信信号；从设备1的低通滤波器5对转化后的低频模拟通信信号进行滤波，滤波后的低频模拟通信信号通过传输线3传输到主设备2的低通滤波器5上，主设备2的低通滤波器5分离出低频模拟通信信号并传输给主设备2的第二模数转化单元602，第二模数转化单元602将低频模拟通信信号还原成低频数字通信信号。这两个通信过程就是一次双向通信过程。
第二数模转化单元601与第二模数转化单元602分别为1位DAC 与1位ADC ，当然也可以改成更高位的DAC与ADC。较佳地，为了提高抗干扰性，先将数字通信信号的内容进行编码后，再将数字通信信号转化成模拟通信信号。优选地，数字通信信号编码采用相位编码。同理，模拟通信信号转化成数字通信信号后进行解码。
在另一个实施例中，采用高通滤波器(HBF)替代本实施例中的带通滤波器(BPF)4。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
包括从设备(1)、主设备(2)、传输线(3)、两个带通滤波器(4)、两个低通滤波器(5)；
所述从设备(1)、主设备(2)分别包含通信收发模块(6)；所述从设备(1)还包含视频发送模块(11)；所述主设备(2)还包含视频接收模块(21)；
所述从设备(1)的视频发送模块(11)通过一带通滤波器(4)与传输线(3)的第一端相连接；所述主设备(2)的视频接收模块(21)通过另一带通滤波器(4)与传输线(3)的第二端相连接；
所述从设备(1)的通信收发模块(6)通过一低通滤波器(5)与传输线(3)的第一端相连接；所述主设备(2)的通信收发模块(6)通过另一低通滤波器(5)与传输线(3)的第二端相连接；
所述视频发送模块(11)用于发送视频信号；视频接收模块(21)用于接收视频信号；
所述通信收发模块(6)用于实现主设备(2)与从设备(1)之间的通信信号的收发；
所述视频信号的频率大于所述通信信号的频率；
所述带通滤波器(4)用于防止传输线(3)传输的通信信号进入视频发送模块(11)或视频接收模块(21)中；
所述低通滤波器(5)用于防止传输线(3)传输的视频信号进入通信收发模块(6)中。
2.根据权利要求1所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
所述从设备(1)的视频发送模块(11)包含视频编码单元(111)、第一数模转化单元(112)；
所述主设备(2)的视频接收模块(21)包含视频解码单元(211)、第一模数转化单元(212)；
所述视频编码单元(111)依次通过第一数模转化单元(112)、所述一带通滤波器(4)与传输线(3)的第一端相连接；
所述视频解码单元(211)依次通过第一模数转化单元(212)、所述另一带通滤波器(4)与传输线(3)的第二端相连接；
所述视频编码单元(111)用于对数字视频信号进行编码；所述视频解码单元(211)用于对编码的数字视频信号进行解码；
所述第一数模转化单元(112)用于将视频编码单元(111)编码后输出的数字视频信号转化成模拟视频信号；
所述第一模数转化单元(212)用于将带通滤波器(4)从传输线(3)中获取的模拟视频信号转化成数字视频信号，并将转化后的数字视频信号传输到视频解码单元(211)。
3.根据权利要求1所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
所述通信收发模块(6)分别包含第二数模转化单元(601)、第二模数转化单元(602)；
所述从设备(1)的第二数模转化单元(601)、第二模数转化单元(602)分别通过所述一低通滤波器(5)与传输线(3)的第一端相连接；
所述主设备(2)的第二数模转化单元(601)、第二模数转化单元(602)分别通过所述另一低通滤波器(5)与传输线(3)的第二端相连接；
所述从设备(1)的第二数模转化单元(601)用于对发送至主设备(2)的数字通信信号转化成模拟通信信号；所述主设备(2)的第二模数转化单元(602)用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号；
所述主设备(2)的第二数模转化单元(601)用于对发送至从设备(1)的数字通信信号转化成模拟通信信号；所述从设备(1)的第二模数转化单元(602)用于将接收的模拟通信信号转化为转化成数字通信信号。
4.根据权利要求2所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
所述视频编码单元(111)用于对数字视频信号进行正交频分复用编码。
5.根据权利要求2所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
从设备(1)接收的高频数字视频信号通过视频编码单元(111)编码后，第一数模转化单元(112)将编码后的高频数字视频信号转化为高频模拟视频信号；高频模拟视频信号通过带通滤波器(4)滤波后发送到传输线(3)上；
主设备(2)的带通滤波器(4)从传输线(3)上分离出高频模拟视频信号并将高频模拟视频信号传输给主设备的第一模数转化单元(212)；第一模数转化单元(212)将接收的高频模拟视频信号转化为高频数字视频信号，并将高频数字视频信号传输给视频解码单元(211)；视频解码单元(211)对接收的高频数字视频信号进行解码。
6.根据权利要求1所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
主设备(2)或从设备(1)的第二数模转化单元(601)将低频数字通信信号转化为低频模拟通信信号；低频模拟通信信号通过低通滤波器(5)滤波后发送到传输线(3)上进行传输。
7.根据权利要求1所述的具有单线双向通信功能的主从式视频传输系统，其特征在于：
采用高通滤波器替代所述带通滤波器(4)。
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