一种采用手环采集指令的智能家居生态系统的制作方法_3

文档序号:10083358阅读:来源:国知局
脚电压升高,⑦脚电压变低,加大⑦脚的负脉冲宽度,使C6有足够的充电时间,从而保证了无线麦克电路导通延时关断的一致性。
[0091]无线麦克电路
[0092]MIC是驻极体话筒,它的作用就是感应空气中声波的微弱振动,并输出跟声音变化规律一样的电信号。本站选用的是灵敏度较高的话筒,一般可以输出几十毫伏以上的音频信号,这个信号足以调制下一级的高频振荡信号的频率。注意:话筒有正负极之分,一般和外壳相通的是负极。R31是MIC驻极话筒的偏置电阻,有了这个电阻,话筒才能输出音频信号,这是因为MIC话筒内部本身有一极场效应管放大电路,用来阻抗匹配和提高输出能力等作用。C15是音频信号耦合电容,将话筒感应输出的声音电信号专递到下一级。C12是三极管Q的基极滤波电容,一方面滤除高频杂音,另一方面让三极管Q的高频电位为0,对50MHz以上的高频电路来说,三极管Q是一个共基极放大电路,这是最后能形成振荡的基础。因为振荡电路的基础条件就是必须具备一定的增益,再就是具备合适相位的反馈(一般是正反馈)。R32是三极管Q的基极偏置电阻,给三极管Q提供一个较小的基极电流,三极管Q将会有一个较大的发射极电流到过R33。由于R32、R33中的电流作用会在各自电阻上产生压降并互相影响,结果会自动稳定在某一数值状态,这就是射极跟随器。R33是三极管Q的发射极电阻,这里起稳定直流工作点作用,和C13还组成了高频信号负载电阻作用,也是整个高频振荡回路的一部分。C18和L组成并联谐振回路,起到选择振荡频率的主要作用,改变C18的容量或者改变L的形状(包括圈数),可以方便的改变发射频率。C17是高频信号输出耦合电容,目的是为了让高频信号变成无线电波幅射到天空中。因此,天线最好坚直向上,长度最好等于无线电波频率波长(或者整数倍),四周应该开阔,不要有金属物阻挡。
[0093]说明:波长等于频率的倒数,频率变化,波长也会变化,再说,天线具体的长度还与电路输出阻抗、天线粗细等等有关,在业余情况下,随便接一段电线就行了。(如果为了追求最远的发射距离,大家可以自行多做这方面的尝试,本站元件包经过本站技术人员试验,效果是可以轻松达到50米以外的。)C16是反馈电容,电路起振的关键元件就是它了。分析本电路的高频状态时,集电极是输出,发射极是输入,输出信号通过C16加到输入端,产生强烈的正反馈,自然就产生振荡了。这实际上也就是书中所说的电容三点式振荡电路。C11、C14是电源滤波电容,给交流信号提供回路,减小电源的交流内阻。
[0094]语音信号接收模块
[0095]语音信号接收模块工作原理由输入回路,即选择电路,或称调谐电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个,送给混频电路。混频将输入信号的频率变为中频,但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何,混频后的频率是固定的,我国规定为465KHZ。中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来,送给前置放低频放大器。前置低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。
[0096]图4中感应线圈T1、微调电容CA等,组成谐振电路,根据CA的大小不同,谐振于不同的频率,取得这个频率的无线电信号。三极管VT1对取得的信号有放大作用,放大的输出电流从集电极输出。电感T2、微调电容CB及三极管VT1组成本机振荡电路,由于微调电容CA、微调电容CB是联动的,本机振荡频率总是比感应线圈T1、微调电容CA组成的谐振电路的频率高465KHz。三极管VT1还起混频的作用:其发射极本机振荡信号会对感应线圈T1、微调电容CA组成的谐振电路输入的特定频率信号调制(乘法运算),在集电极电流中会有本机振荡频率与三极管VT、微调电容CA组成的谐振频率的差频、和频等成分。其中差频等于465KHZ。线圈T3、线圈T4是并联谐振电路,谐振频率均是465KHz,信号通过变压器的次级线圈输出到下一级。三极管VT2、三极管VT3起465kHz信号(中频信号)电压放大作用。另外三极管VT3由于特殊的偏置,还起到了检波的作用(取得调幅信号的包络线)。电容C4-5的作用是滤除检波信号中的中频成分,获得音频信号。三极管VT4用于音频信号电压放大。
[0097]如图3所示的为视频采集模块,本系统的设计思路是通过模拟的视频摄像头来获取视频信号,然后采用模数转换芯片SAA7111A将模拟的PAL制式视频信号转换为YUV4:2:2的数字视频信号。设计使用FPGA芯片EP1C6Q240C8作为协处理器,来完成视频信号的缓存和视频帧的合成,通过双RAM的乒乓结构来实现视频帧的完整性,并在完成视频数据的预处理后,将视频数据传入到DSP中,完成特定的视频处理算法(如压缩等,均为现有常规处理算法),最后对处理完的视频数据进行传输和存储。同时,主处理器DSP还负责对视频采集芯片进行初始化配置。其系统硬件结构如图3所示。
[0098]视频采集系统的重要环节,通常是将外部的光信号转换成电信号,然后通过专用的视频转换芯片,来将模拟的视频信号转换为数字视频信号。本申请采用的是模拟CMOS摄像头和Philips公司的高性能视频模数转换集成电路芯片SAA7111A。
[0099]AA7111A是Philips公司的一款高性能视频输入处理芯片。它共有四路模拟视频信号输入端,可以输入4路CVBS或2路S视频(Y/C)信号,也可以编程选择四路视频输入中的一路或者两路组成不同的工作模式;可实现行同步、场同步信号的自动监测、分离,或场频50Hz或60Hz自动检测,并可在PAL制和INTSC制之间自动切换,同时能对不同输入制式的亮度信号、色差信号进行处理,实现亮度、色度和饱和度的片内实时控制;SAA7111A中的I2C总线接口可以对片内寄存器进行设置。它有32个控制寄存器,其中的22个可编程;该器件的输出为16位V.P0总线,输出格式有12位YUV4:1:1、16位YUV4:2:2、8位CCIR —656、16位565RGB和24位的888RGB ;输出信号可提供采样时钟、行同步、场同步等多种同步信号。
[0100]视频前端处理模,数字化后的视频数据量一般都十分巨大。为了保证视频数据的完整性和实时性,系统专门设计了视频的前端处理模块。其主要功能是完成视频数据的缓存,视频帧的合成,乒乓操作以及与DSP的通信。由于FPGA内部能反复编程,可以使系统简化,减小板卡面积,易于维护,升级方便,因此,本文采用了 ALTERA的EP1C6Q240C8来完成视频前端处理功能。
[0101]为了保证视频采集系统的实时性,该系统使用双RAM的乒乓机构。乒乓操作在FPGA时序设计中的使用十分广泛,是一种典型的以面积换速度的设计思想。这种结构是将输入数据流通过输入数据选择单元等时地将数据流分配到两个数据缓冲区。在第1个缓冲周期,将输入的数据流缓存到数据缓冲模块1上;在第2个缓冲周期,则通过输入数据选择单元的切换来将输入的数据流缓存到数据缓冲模块2,同时将数据缓冲模块1缓存的第1个周期的数据通过输出数据选择单元的选择后,送到运算处理单元进行处理;此后在第3个缓冲周期,再次切换数据的输入与输出缓冲模块。如此循环,周而复始。
[0102]视频后端处理模,本系统采用的是,TI公司的高性能、低功耗定点DSP芯片TMS320VC5509A,它内部的主时钟工作频率最高可达200MHz,处理速度最高400MIPS ;该DSP的片上RAM较大,包括32KX 16位DARAM和96KX 16位SARAM,共128KX 16位的片上存储空间;其片上外设丰富,包括实时时钟RTC、10位ADC、MCBSP接口、USB高速接口(速率为12Mb/s),还有MMC/SD(多媒体卡)接口、I2H接口等;该DSP处理器为低电压供电,采用1.6V的内核电压。3.3V的I/O电压,功耗低达0.2mff/MIPSo
[0103]DSP作为视频采集系统的主处理器,主要完成各类接口和外设的配置以及视频的实时处理。包括时钟发生器(PLL)、I2C总线接口、EMIF模块、USB接口等。
[0104]各类接口只有协调工作,才可保证系统的正常运行。其中时钟发生器负责将外部24MHz的晶振时钟倍频为200MHz的系统工作时钟:I2C总线负责对视频采集芯片SAA7111A进行初始化配置:USB接口负责与上位机通信,以实现数据的传输。
[0105]考虑到视频数据的庞大和DSP片上ROM的局限性,本系统在DSP外部扩展了一块4MX 16bit 的 SDRAM 和一块 256KX 16bit 的 FLASH。其中 SDRAM 映射在 DSP 的 CE2、CE3 空间,FLASH映射在CE1空间。由于外设接口配置一般都较为复杂,因此使用了 TI公司的片上支持库函数(CSL),以简化用户接口的配置。
[0106]视频数据中一般都会存在很多冗余信息(时间冗余度、空间冗余度等),因此具有压缩的必要性。视频编码的主要目的就是在保证重构质量的前提下,以尽量少的比特数来表征视频信息,尽量去除视频图像数据本身具有的多种冗余特性,如空间冗余、时间冗余、心理视觉冗余和熵编码冗余等。常见的压缩标准有JPEG、MPEG - UMPEG 一 2、Η.261以及Η.263等。这些算法一般都较为复杂,处理的数据量也十分巨大。而采用哈佛总线和流水线操作等内部结构DSP在视频处理算法的实现上具有巨大优势。视频算法的编程和调试可在CCS(code composer stud1) 2.0环境下完成,可使用C语言实现,这样有利于跨平台的移植、优化和升级。
[0107]如图5所示的为混合电源供能装置:
[0108]太阳能单元:包括太阳能电池,太阳能电池连接有DC/DC变换器;
[0109]市电单元:市电单元包括将市电转换为直流电的AC/DC变换器;
[0110]充电控制电路:控制切换太阳能单元、市电单元与蓄电池的接通;
[0111]蓄电池:存储电能和为负载供能;
[0112]DSP控制单元:根据检测单元的检测信息,控制充电控制电路的工作状态;
[0113]检测单元:包括用于检测太阳能电池电流大小的太阳能电池电流检测装置,检测蓄电池电压大小的蓄电池电压
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1