李诚 庞博

摘 要：随着无线视频传输在当前社会的广泛应用，对无线传输的质量、速率等要求也越来越高。针对家庭、车库、医院等小范围区域，设计了一种基于无线传输技术的短距视频通信系统。系统包括接收主节点A、信号发送从节点B和C三部分，具有AV信号直接传输、中继传输，字符叠加等功能。采用2.4G无线传输方式实现无线通信网络的传输。从节点B，C选用STM32F103RET单片机作为主控芯片，并结合行、场同步信号提取和视频叠加电路，完成叠加指定字符B或C。经测试，系统运行稳定，图像清晰，总体功耗低于150 mW，点对点传输距离大于5 m，中继传输距离大于10 m。

关键词：STM32F103RET;视频无线传输;字符叠加;信号中继;低功耗

中图分类号：TP925+.1文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）01-00-02

0 引 言

随着通信技术的高速发展，人们对多元化的信息需求日趋突出，单一化的语音数据传输已无法满足信息交互的需

求[1]。小范围区域的无线视频、音频等通信传输已成为当今通信业乃至整个信息业的热点[2]。传统的视频通信技术需要布线，不仅成本高，还要考虑特殊地理环境的影响。而无线通信系统不受布置信号线的约束，且制作成本低、功率消耗小[3-4]。本文设计了基于STM32芯片的短距离视频信号无线通信网络。经测试，系统能够实现AV信号直接传输、中继传输和字符叠加等功能。

1 系统硬件设计

系统利用STM32F103RET单片机和分立器件构成视频同步分离电路和字符叠加电路。通过无线发送和接收模块实现视频AV信号的无线传输、字符叠加、信号中继、信号接收等，信号源节点功率消耗低。系统整体框图如图1所示。

1.1 无线音视频通信模块

采用TX6729，RX6788音视频发射解调模块传输模拟视频信号。该模块采用单芯片设计，集成VCO，PLL，宽带FM视频解调，FM伴音解调，能够传输模拟数字视频信号，节点可以直接接收模拟信号，降低了开发难度。该模块具有体积小、功耗低、灵敏度高等特点[5]。

1.2 字符叠加模块

要在屏幕上稳定地进行字符叠加，必须在全视频信号中提取行、场同步信号[6]，通过分立器件组成的行场同步分离电路，从视频图像信号中分离出场、行同步信号，叠加器内部电路受外来同步信号控制[7-8]。该电路性能稳定可靠，成本低、功耗小。

1.3 主控芯片

各节点采用STM32F103RET作为主控芯片，STM32单片机能够以5 MHz的频率将数据串行输出，并且在视频信号行场消隐期内完成字符数据的读取与主控CPU的通信等操作，显示稳定[9]。

2 系统软件设计

本文设计利用软件检测行、场同步信号，从而实现字符指定位置的字符输出显示。STM32F103RET主程序通过配置相关GPIO口、外部中断0和中断优先级实现STM32初始化。主程序流程如图2所示。

当STM32F103RET接收到外部行信号时则中断，清除中断标志位防止重复接收，判断行信号数量，当行信号在40～169之间时，延时25 μs并发送显示字符，退出中断。中断流程如图3所示。

3 实验测试与结果

3.1 行、场同步信号提取测试

将AV视频信号连接到视频同步信号提取电路输入端，把电路的行同步输出和场同步输出分别连接到数字示波器的信号输入端，通过用数字示波器测试行同步信号与场同步信号波形，得到提取并整形后的行、场同步信号参数见表1所列。

3.2 视频叠加测试

将AV视频信号分别输入到字符叠加电路、视频同步信号提取电路与LCD5802，然后将行、场同步信号输出端以及字符叠加输出端连接到单片机的I/O口以供单片机检测，最后观察LCD屏幕上显示的字符[10]。在进行视频字符叠加时（以字符“B”为例），若视频图案明暗反差太大，行信号会受到干扰，产生毛刺，影响字符叠加效果，因此需在行信号提取电路输出端加滤波电容。视频效果如图4所示。

4 实验结果

测试中发现无线发送模块工作在3 V电压环境时，电流为50 mA，功耗较大，为150 mW，传输距离大于10 m。在发射模块的电源供电回路中串接2个二极管，使之工作在1.6 V电压环境，工作电流约20 mA，功耗为32 mW，功耗明显降低。关闭STM32F103RET单片机如AD、定时器3等模块，并设置为低功耗模式。通过系统联调，节点B，C功耗均小于150 mW，点对点通信距离大于5 m，中继通信距离大于10 m。功耗测试参数见表2所列，通信距离测试数据见表3所列。

5 结 语

随着社会的发展，短距离无线通信技术已被大量应用到人们的生活中，且字符叠加单元已成功应用于视频通信系统，这一技术的实现，丰富了无线通信产业的应用，为科技注入了新的活力。

参 考 文 献

[1]许颖墀.短距离无线通信技术的优势与应用[J]. 数字技术与应用，2017（7）：56.

[2]仲涛.无线视频传输技术在安防监控中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（5）：28.

[3]赵红涛，张宇.短距离无线通信主要技术的应用探究[J].中国新通信，2017，19（1）：86.

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[5]陈德毅.无线数字应急视频传输系统控制中心设备：CN201733397U[P]. 2011.

[6]趙娟.彩色电视行场扫描电路分析与常见故障检修[J].信息技术，2010（3）：115-118.

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