专利名称：多路现场视频字符叠加装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电视监控技术领域，具体涉及一种多路现场设定的视频字符叠加显示技术。
背景技术：
目前国内电视监控系统中，大型的多地点监控系统采用矩阵切换设备对多路视频信号源进行管理，但是其视频字符叠加功能大多使用的是单个的单入单出的视频叠加设备，即一台视频叠加设备只能对一路视频信号进行字符叠加。当需要对多路视频进行字符叠加时，就需要多台视频叠加设备，这样一来，势必会大大增加整个系统的体积，成本，减小系统的整体可靠性。同时，目前使用的叠加设备自带字符字库容量有限，不能完整有效地表示许多监控点信息，而且更改、设定监控点字符信息操作比较繁琐。因此，国内用户的使用中有诸多不便。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有多通道视频输入并能由主控PC机现场实时修改设定、存储叠加在每路输入视频信号上的PC中字库字符的多路现场视频字符叠加装置。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是一种多路现场视频字符叠加装置，其特征在于包括CAN总线信号传输隔离转换单元、单片机控制单元、字符点阵存储单元、时钟单元、CAN节点地址设置单元和多路字符叠加通道，每一路字符叠加通道包括一个视频同步分离单元、一个字符信号产生单元和一个字符叠加单元，单片机控制单元由CAN节点地址设置单元读取节点地址设置，外部数据信号经CAN总线信号传输隔离转换单元传输到单片机控制单元，单片机控制单元与字符点阵存储单元以及时钟单元进行数据交换，单片机控制单元输出的控制信号传输到字符信号产生单元，输入的视频信号分别进入相应的视频同步分离单元和字符叠加单元，视频同步分离单元输出同步信号到对应的字符叠加单元，输入的视频信号与相应的字符信号产生单元生成的字符视频信息共同输入到相应的字符叠加单元，叠加字符后的视频信号由字符叠加单元输出。
本实用新型产生的有益效果是本实用新型实现了同时分别对多个通道的输入视频信号的字符叠加，可通过远程控制计算机经由CAN现场局域控制总线更改任意字符叠加通道的字符点阵信息，使用具有I2C总线接口的EEPROM存储芯片，使接收到的字符点阵信息即可以永久性的保存，同时又可以随时修改，在电路中设计了时钟电路，可以在每路视频中叠加日期时间等信息，方便用户对图像的管理。同时可通过远程控制计算机改变每路视频中叠加的字符，日期，时间等信息在显示终端(如监视器)上的显示位置，方便用户使用。并在系统中使用了抗干扰能力强，通信距离远的CAN现场局域控制总线。
图1多路现场视频字符叠加装置整体电路方框图；图2CAN总线信号传输隔离转换单元电路连接图；图3CAN节点地址设置单元电路连接图；图4时钟单元和字符点阵存储单元电路连接图；图5第1路字符叠加通道电路连接图；图6第2路字符叠加通道电路连接图；图7第3路字符叠加通道电路连接图；图8第4路字符叠加通道电路连接图；图9第5路字符叠加通道电路连接图；图10第6路字符叠加通道电路连接图；图11第7路字符叠加通道电路连接图；图12第8路字符叠加通道电路连接图；图13单片机控制单元电路连接图；图14字符叠加器字符点阵存储数据修改实现框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
该多路现场视频字符叠加装置包括单片机控制单元2、CAN节点地址设置单元5、CAN总线信号传输隔离转换单元1、时钟单元4、字符点阵存储单元3、多路视频同步分离单元6、9、12、15、18、21、24、27、多路字符信号产生单元7、10、13、16、19、22、25、28、多路字符叠加单元8、11、14、17、20、23、26、29，一路视频同步分离单元、一路字符信号产生单元和一路字符叠加单元构成一路字符叠加通道，单片机控制单元2由CAN节点地址设置单元5读取节点地址设置，外部数据信号经CAN总线信号传输隔离转换单元1传输到单片机控制单元2，单片机控制单元2与字符点阵存储单元3及时钟单元4进行数据交换，单片机控制单元2输出的控制信号传输到字符信号产生单元7、10、13、16、19、22、25、28，输入的视频信号分别进入相应的视频同步分离单元6、9、12、15、18、21、24、27和字符叠加单元8、11、14、17、20、23、26、29，视频同步分离单元6、9、12、15、18、21、24、27输出同步信号到对应的字符叠加单元，输入的视频信号与相应的字符信号产生单元7、10、13、16、19、22、25、28生成的字符视频信息共同输入到相应的字符叠加单元，叠加字符后的视频信号由字符叠加单元8、11、14、17、20、23、26、29输出。
如图1所示，该多路现场视频字符叠加装置为8通道视频字符叠加装置，由十二部分组成，即CAN总线信号传输隔离转换单元，由CAN通信总线信号传输隔离转换电路1构成，电路连接见图2。CAN节点地址设置单元，由CAN节点地址设置电路5构成，电路连接见图3。时钟单元和字符点阵存储单元，由字符点阵存储电路3和时钟电路4构成，电路连接见图4。第1路字符叠加通道，由视频同步分离电路6，字符信号产生电路7和字符叠加电路8构成，电路连接见图5。第2路字符叠加通道，由视频同步分离电路9，字符信号产生电路10和字符叠加电路11构成，电路连接见图6。第3路字符叠加通道，由视频同步分离电路12，字符信号产生电路13和字符叠加电路14构成，电路连接见图7。第4路字符叠加通道，由视频同步分离电路15，字符信号产生电路16和字符叠加电路17构成，电路连接见图8。第5路字符叠加通道，由视频同步分离电路18，字符信号产生电路19和字符叠加电路20构成，电路连接见图9。第6路字符叠加通道，由视频同步分离电路21，字符信号产生电路22和字符叠加电路23构成，电路连接见图10。第7路字符叠加通道，由视频同步分离电路24，字符信号产生电路25和字符叠加电路26构成，电路连接见图11。第8路字符叠加通道，由视频同步分离电路27，字符信号产生电路28和字符叠加电路29构成，电路连接见图12。单片机控制单元，由单片机控制电路2构成，电路连接见图13。
如图2所示CAN总线信号传输隔离转换单元，包括CAN总线信号收发芯片U15，光电藕合芯片U10，U5，电容C28，C29，C41，电阻R13，R14，R19，R20，R27，R28，R36，以及通信输入输出总线A和连接总线B。其中数据接收时，CAN总线信号通过通信输入输出总线A经由R27，R28以差分的形式连接到U15的Pin7(CANH)和Pin6(CANL)，经过U15内部的差分转换电路，将信号转换成单一的电平形式，由U15的Pin4(RXD)输出到光藕U10的Pin3(IN)，信号经过U10内部的光电转换器转换后，由U10的Pin6(OUT)输出到单片机控制电路中U20的Pin36(CANRX)。数据发送时，将待发送的数据由单片机控制电路中U20的Pin35(CANTX)经由R13连接到光藕U5的Pin3(IN)，数据信号经过U5内部的光电转换器转换后，由U5的Pin6(OUT)输出到U15的Pin1(TXD)，U15通过内部的差分转换器将由Pin1输入的信号由单一电平形式变成差分的形式通过Pin6(CANL)和Pin7(CANH)经由R27，R28并通过通信输入输出总线A输出到CAN总线上。
如图3所示CAN节点地址设置单元，包括集成电路U21，U22，拔码开关S1，S2，排阻J2，J4，电容C63，C67，电阻R42，R43，R44，R45，R46，R47，R48，R49，R50，R51，R52，以及连接总线C。其中在总线C中，U21的10脚U22的10脚连接到单片机控制电路集成电路U20的26脚，U21的9脚U22的9脚连接到单片机控制电路集成电路U20的17脚，U21的3脚连接到单片机控制电路集成电路U20的25脚。
图4所示为时钟单元和字符点阵存储单元，包括集成电路U23，U24，晶振Y1，电容C64，C65，电阻R53，R54，及数据通信总线D。其中在数据通信总线D中，U23的6脚，U24的6脚，电阻R53连接到单片机控制电路中U20的18脚，U23的5脚，U24的5脚，电阻R54连接到单片机控制电路中U20的23脚，U24的7脚连接到单片机控制电路中U20的33脚。晶振Y1分别与U23的1和2脚相连。
如图5所示字符叠加通道1，包括同步信号提取集成电路U1，字符信号产生芯片U2，叠加控制芯片U25，电容C1，C2，C3，C4，C5，C11，C12，电阻R1，R2，R6，R7，电感L1，二极管D1，及连接总线E。在总线E中，U2的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，19脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN1分成两路，一路经由R1，C1连接到U1的2脚，另一路连接到U25的12脚。U1的两路输出信号由U1的1脚连接到U2的20脚，及U1的3脚连接到U2的19脚，C11，R6的一端连接到电源负，另一端连接到U1的6脚。电阻R2，C3组成的上电复位电路连接到U2的5脚，C4，C2，L1组成的振荡电路分别连接到U2的8脚和9脚，U2的12脚经由电阻R7，二极管D1连接到U25的13脚，U2的15脚连接到U25的11脚。叠加字符后的信号由U25的14脚输出。
如图6所示字符叠加通道2，包括同步信号提取集成电路U6，字符信号产生芯片U7，叠加控制芯片U25，电容C13，C14，C15，C16，C17，C25，C30，电阻R5，R8，R15，R16，电感L3，二极管D3，及连接总线E。在总线E中，U7的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，20脚，16脚，10脚，输入的视频信号V IN2分成两路，一路经由R5，C13连接到U6的2脚，另一路连接到U25的2脚。U6的两路输出信号由U6的1脚连接到U7的20脚，及U6的3脚连接到U7的19脚，C25，R15的一端连接到电源负，另一端连接到U6的6脚。电阻R8，C15组成的上电复位电路连接到U7的5脚，C14，C16，L3组成的振荡电路分别连接到U7的8脚和9脚，U7的12脚经由电阻R16，二极管D3连接到U25的1脚，U7的15脚连接到U25的10脚。叠加字符后的信号由U25的15脚输出。
如图7所示字符叠加通道3，包括同步信号提取集成电路U11，字符信号产生芯片U12，叠加控制芯片U25，电容C31，C32，C33，C34，C35，C42，C43，电阻R21，R22，R30，R31，电感L5，二极管D5，及连接总线E。在总线E中，U12的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，21脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN3分成两路，一路经由R21，C31连接到U11的2脚，另一路连接到U25的5脚。U11的两路输出信号由U11的1脚连接到U12的20脚，及U11的3脚连接到U12的19脚，C42，R30的一端连接到电源负，另一端连接到U11的6脚。电阻R22，C33组成的上电复位电路连接到U12的5脚，C34，C32，L5组成的振荡电路分别连接到U12的8脚和9脚，U12的12脚经由电阻R31，二极管D5连接到U25的3脚，U12的15脚连接到U25的9脚。叠加字符后的信号由U25的4脚输出。
如图8所示字符叠加通道4，包括同步信号提取集成电路U16，字符信号产生芯片U17，叠加控制芯片U26，电容C44，C45，C46，C47，C48，C56，C57，电阻R29，R32，R37，R38，电感L7，二极管D7，及连接总线E。在总线E中，U17的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，22脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN4分成两路，一路经由R29，C44连接到U16的2脚，另一路连接到U26的12脚。U16的两路输出信号由U16的1脚连接到U17的20脚，及U16的3脚连接到U17的19脚，C56，R37的一端连接到电源负，另一端连接到U16的6脚。电阻R32，C46组成的上电复位电路连接到U17的5脚，C45，C47，L7组成的振荡电路分别连接到U17的8脚和9脚，U17的12脚经由电阻R38，二极管D7连接到U26的13脚，U17的15脚连接到U26的11脚。叠加字符后的信号由U26的14脚输出。
如图9所示字符叠加通道5，包括同步信号提取集成电路U3，字符信号产生芯片U4，叠加控制芯片U26，电容C6，C7，C8，C9，C10，C18，C19，电阻R3，R4，R10，R11，电感L2，二极管D2，及连接总线E。在总线E中，U4的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，29脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN5分成两路，一路经由R3，C6连接到U3的2脚，另一路连接到U26的2脚。U3的两路输出信号由U3的1脚连接到U4的20脚，及U3的3脚连接到U4的19脚，C18，R10的一端连接到电源负，另一端连接到U3的6脚。电阻R4，C8组成的上电复位电路连接到U4的5脚，C7，C9，L2组成的振荡电路分别连接到U4的8脚和9脚，U4的12脚经由电阻R11，二极管D2连接到U26的1脚，U4的15脚连接到U26的10脚。叠加字符后的信号由U26的15脚输出。当需要更改字符叠加通道5的叠加字符时，首先单片机控制电路部分从时钟及数据存储电路部分读取字符点阵数据，之后单片机控制电路通过连接总线E将字符点阵数据送入字符叠加通道5，完成通道5的叠加字符修改。
如图10所示字符叠加通道6，包括同步信号提取集成电路U8，字符信号产生芯片U9，叠加控制芯片U26，电容C20，C21，C22，C23，C24，C26，C27，电阻R9，R10，R17，R18，电感L4，二极管D4，及连接总线E。在总线E中，U9的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，30脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN6分成两路，一路经由R9，C20连接到U8的2脚，另一路连接到U26的5脚。U8的两路输出信号由U8的1脚连接到U9的20脚，及U8的3脚连接到U9的19脚，C26，R17的一端连接到电源负，另一端连接到U8的6脚。电阻R10，C22组成的上电复位电路连接到U9的5脚，C21，C23，L4组成的振荡电路分别连接到U9的8脚和9脚，U9的12脚经由电阻R18，二极管D4连接到U26的3脚，U9的15脚连接到U26的9脚。叠加字符后的信号由U26的4脚输出。当需要更改字符叠加通道6的叠加字符时，首先单片机控制电路部分从时钟及数据存储电路部分读取字符点阵数据，之后单片机控制电路通过连接总线E将字符点阵数据送入字符叠加通道6，完成通道6的叠加字符修改。
如图11所示字符叠加通道7，包括同步信号提取集成电路U13，字符信号产生芯片U14，叠加控制芯片U27，电容C36，C37，C38，C39，C40，C49，C50，电阻R23，R24，R25，R34，电感L6，二极管D6，及连接总线E。在总线E中，U14的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，27脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN7分成两路，一路经由R23，C36连接到U13的2脚，另一路连接到U27的12脚。U13的两路输出信号由U13的1脚连接到U14的20脚，及U13的3脚连接到U14的19脚，C49，R34的一端连接到电源负，另一端连接到U13的6脚。电阻R25，C38组成的上电复位电路连接到U14的5脚，C37，C39，L6组成的振荡电路分别连接到U14的8脚和9脚，U14的12脚经由电阻R24，二极管D6连接到U27的13脚，U14的15脚连接到U27的11脚。叠加字符后的信号由U27的14脚输出。当需要更改字符叠加通道7的叠加字符时，首先单片机控制电路部分从时钟及数据存储电路部分读取字符点阵数据，之后单片机控制电路通过连接总线E将字符点阵数据送入字符叠加通道7，完成通道7的叠加字符修改。
如图12所示字符叠加通道8，包括同步信号提取集成电路U18，字符信号产生芯片U19，叠加控制芯片U27，电容C51，C52，C53，C54，C55，C61，C62，电阻R33，R35，R39，R40，电感L8，二极管D8，及连接总线E。在总线E中，U19的2脚，3脚，4脚，5脚分别通过总线E连接到单片机控制电路中集成块U20的15脚，28脚，16脚，10脚，输入的视频信号V_IN8分成两路，一路经由R33，C51连接到U18的2脚，另一路连接到U27的2脚。U18的两路输出信号由U18的1脚连接到U19的20脚，及U18的3脚连接到U19的19脚，C61，R39的一端连接到电源负，另一端连接到U18的6脚。电阻R35，C53组成的上电复位电路连接到U19的5脚，C52，C54，L8组成的振荡电路分别连接到U19的8脚和9脚，U19的12脚经由电阻R40，二极管D8连接到U27的1脚，U19的15脚连接到U27的10脚。叠加字符后的信号由U27的15脚输出。当需要更改字符叠加通道8的叠加字符时，首先单片机控制电路部分从时钟及数据存储电路部分读取字符点阵数据，之后单片机控制电路通过连接总线E将字符点阵数据送入字符叠加通道8，完成通道8的叠加字符修改。
如图13所示单片机控制单元，包括单片机控制芯片U20，6脚插座J3，晶振Y2，电阻R41，R55，电容C58，C59，C60，发光二极管D9，及连接总线B，C，D，E。其中电容C58，C59，Y2连接到U20的13，14脚，U20的35脚，36脚接入总线B，U20的17，25，26脚接入总线C，U20的18，23，33脚接入总线D，U20的10，15，16，19，20，21，22，27，28，29，30接入总线E。
如图14所示字符叠加器字符点阵存储数据修改实现框图，包括计算机，CAN总线适配器和字符叠加器。当需要修改在字符叠加器中叠加的字符时，首先在计算机上利用字符点阵编辑生成软件将欲修改的字符生成点阵数据，接着计算机将生成好的点阵数据发送到与之相连的CAN总线适配器，并由CAN总线适配器通过CAN总线将数据发送到字符叠加器，数据经过字符叠加器中的CAN通信总线信号传输隔离转换电路进入字符叠加器中的单片机控制电路，之后单片机控制电路将数据送入时钟及数据存储电路，由时钟及数据存储电路中的U24将数据保存。(字符叠加器见图1，CAN通信总线信号传输隔离转换电路见图2，单片机控制电路见图13，时钟及数据存储电路见图4)。
权利要求1.一种多路现场视频字符叠加装置，其特征在于包括CAN总线信号传输隔离转换单元、单片机控制单元、字符点阵存储单元、时钟单元、CAN节点地址设置单元和多路字符叠加通道，每一路字符叠加通道包括一个视频同步分离单元、一个字符信号产生单元和一个字符叠加单元，单片机控制单元由CAN节点地址设置单元读取节点地址设置，外部数据信号经CAN总线信号传输隔离转换单元传输到单片机控制单元，单片机控制单元与字符点阵存储单元以及时钟单元进行数据交换，单片机控制单元输出的控制信号传输到字符信号产生单元，输入的视频信号分别进入相应的视频同步分离单元和字符叠加单元，视频同步分离单元输出同步信号到对应的字符叠加单元，输入的视频信号与相应的字符信号产生单元生成的字符视频信息共同输入到相应的字符叠加单元，叠加字符后的视频信号由字符叠加单元输出。
2.根据权利要求1所述的多路现场视频字符叠加装置，其特征在于所述的字符叠加通道为8路，其中第1路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U1获取视频同步信号，字符信号产生电路U2获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U25将视频信号和字符信号叠加后输出；第2路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U6获取视频同步信号，字符信号产生电路U7获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U25将视频信号和字符信号叠加后输出；第3路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U11获取视频同步信号，字符信号产生电路U12获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U25将视频信号和字符信号叠加后输出；第4路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U16获取视频同步信号，字符信号产生电路U17获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U26将视频信号和字符信号叠加后输出；第5路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U3获取视频同步信号，字符信号产生电路U4获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U26将视频信号和字符信号叠加后输出；第6路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U8获取视频同步信号，字符信号产生电路U9获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U26将视频信号和字符信号叠加后输出；第7路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U13获取视频同步信号，字符信号产生电路U14获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U27将视频信号和字符信号叠加后输出；第8路字符叠加通道通过连接总线E由同步信号提取集成电路U18获取视频同步信号，字符信号产生电路U19获取单片机中的数据产生字符信号后，通过叠加控制芯片U27将视频信号和字符信号叠加后输出。
3.根据权利要求2所述的多路现场视频字符叠加装置，其特征在于所述的CAN总线信号传输隔离转换单元包括CAN总线信号收发芯片U15，光电藕合芯片U10，U5，电容C28，C29，C41，电阻R13，R14，R19，R20，R27，R28，R36，以及通信输入输出总线A和连接总线B，CAN总线信号通过通信输入输出总线A经由R27，R28以差分的形式连接到U15的Pin7和Pin6，经过U15内部的差分转换电路，将信号转换成单一的电平形式，由U15的Pin4输出到光藕U10的Pin3，信号经过U10内部的光电转换器转换后，由U10的Pin6输出到单片机控制电路中U20的Pin36，待发送的数据由单片机控制电路中U20的Pin35经由R13连接到光藕U5的Pin3，数据信号经过U5内部的光电转换器转换后，由U5的Pin6输出到U15的Pin1，U15通过内部的差分转换器将由Pin1输入的信号由单一电平形式变成差分的形式通过Pin6和Pin7经由R27，R28并通过通信输入输出总线A输出到CAN总线上。
4.根据权利要求1或2或3所述的多路现场视频字符叠加装置，其特征在于所述的时钟单元和字符点阵存储单元包括集成电路U23、U24，晶振Y1，电容C64、C65，电阻R53、R54，及数据通信总线D；其中在数据通信总线D中，U23的6脚，U24的6脚，电阻R53连接到单片机控制电路中U20的18脚，U23的5脚，U24的5脚，电阻R54连接到单片机控制电路中U20的23脚，U24的7脚连接到单片机控制电路中U20的33脚，晶振Y1分别与U23的1和2脚相连。
5.根据权利要求4所述的多路现场视频字符叠加装置，其特征在于所述的单片机控制单元包括单片机控制芯片U20，6脚的插座J3，晶振Y2，电阻R41、R55，电容C58、C59、C60，发光二极管D9，及连接总线B、C、D、E；其中电容C58、C59，Y2连接到U20的13、14脚，U20的35脚，36脚接入总线B，U20的17、25、26脚接入总线C，U20的18、23、33脚接入总线D，U20的10，15、16、19、20、21、22、27、28、29、30脚接入总线E。
专利摘要本实用新型公开了一种具有多通道视频输入并能由主控PC机现场实时修改设定、存储叠加在每路输入视频信号上的PC中字库字符的多路现场视频字符叠加装置，包括单片机控制单元、CAN节点地址设置单元、CAN总线信号传输隔离转换单元、时钟单元、字符点阵存储单元、多路视频同步分离单元、多路字符信号产生单元、多路字符叠加单元，一路视频同步分离单元、一路字符信号产生单元和一路字符叠加单元构成一路字符叠加通道，形成总共8路字符叠加通道。
文档编号H04N7/08GK2826874SQ200520051668
公开日2006年10月11日 申请日期2005年8月16日 优先权日2005年8月16日
发明者陈景春, 孟迎丰, 李文煜 申请人:湖南安通科技发展有限公司