一种频分复用差分传输信号的报警柱的制作方法

本发明涉及数据传输技术领域，特别是涉及一种频分复用差分传输信号的报警柱。

背景技术：

为了方便人们及时应对危险状况，现有技术中存在一种用于发出报警信息的报警柱，该报警柱可以与负责报警处理的相关部门的系统相连，通常可以设置在道路两旁、校园或其他地区。

具体的，报警柱包括设置于主体柱顶端的图像采集设备和设置于主体柱底端的主电路板，该主电路板分别与图像采集设备和报警按钮电连接，其中，图像采集设备为摄像头或网络摄像机。

报警柱的工作原理为：图像采集设备采集图像数据有两种方式。第一种方式使用模拟前端摄像机将原始的模拟图像信号通过同轴电缆传给主电路板，主电路板对该模拟视频信号进行模数转换，得到原始数字视频数据，再对该原始视频数据编码压缩，最后传给远端服务器；第二种方式使用网络前端摄像机将压缩后的数字图像信号传给主电路板或远端服务器，如果数字图像信号发给主电路板，主电路板会将图像数据转发至远端服务器；并且，当报警按钮被某人按下时，该主电路板得到报警触发指令，进而向远端服务器发送报警信息，这样，相关部门通过该远端服务器获知报警信息，并可以通过查看远端服务器接收到的该报警柱发送的图像数据即可获悉报警当时的影像，同时通过报警柱的位置获悉具体的报警地址。

尽管上述报警柱能够实现报警，但是，由于前端模拟摄像头或网络摄像机的成本较高，导致报警柱的成本较高。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种频分复用差分传输信号的报警柱，以减少报警柱的成本。具体技术方案如下：

一种频分复用差分传输信号的报警柱，包括图像传感器、频分复用差分处理器和主电路板，所述频分复用差分处理器与所述主电路板通过一对差分线电连接；

所述图像传感器，用于采集图像数据，并向所述频分复用差分处理器发送第一目标数据，其中，所述第一目标数据包括所采集到的图像数据、行/场同步信号、第一通用输入/输出端口gpio信号和第一两线式串行总线端口i2c信号中的至少一类，所述第一gpio信号至少包括硬件管脚状态信号，所述第一i2c信号至少包括寄存器状态信号；

所述频分复用差分处理器，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过所述一对差分线传输至所述主电路板；

所述主电路板，用于将所接收到的串行的第一差分信号还原为所述第一目标数据，并对所述第一目标数据进行数据处理。

可选的，所述频分复用差分处理器为频分复用低电压差分信号lvds发送器，所述主电路板中包括主芯片和频分复用低电压差分信号lvds接收器，所述频分复用lvds发送器与所述频分复用lvds接收器通过所述一对差分线电连接；

所述频分复用lvds发送器，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过所述一对差分线传输至所述频分复用lvds接收器；

所述频分复用lvds接收器，用于接收所述频分复用lvds发送器发送的串行的第一差分信号，并将所述串行的第一差分信号还原为所述第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至所述主芯片；

所述主芯片，用于接收所述频分复用lvds接收器发送的第一目标数据，并对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

可选的，所述频分复用差分处理器为并转串芯片，所述主电路板中包括主芯片和串转并芯片，所述并转串芯片和所述串转并芯片通过所述一对差分线电连接；

所述并转串芯片，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过所述一对差分线传输至所述串转并芯片；

所述串转并芯片，用于接收所述并转串芯片发送的串行的第一差分信号，并将所述串行的第一差分信号还原为所述第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至所述主芯片；

所述主芯片，用于接收所述串转并芯片发送的第一目标数据，并对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

可选的，所述主电路板，还用于将第二目标数据通过所述一对差分线传输至所述频分复用差分处理器，其中，所述第二目标数据包括第二gpio信号和第二i2c信号中的至少一类，所述第二gpio信号至少包括硬件管脚配置信号，所述第二i2c信号至少包括寄存器配置信号；

所述频分复用差分处理器，还用于对所接收到的第二目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第二差分信号，并将所得到的串行的第二差分信号传输至所述图像传感器；

所述图像传感器，还用于将所接收到的第二差分信号还原为所述第二目标数据，并对所述第二目标数据进行响应处理。

应用本发明实施例，通过采用图像传感器和频分复用差分处理器代替现有技术中的图像采集设备的方式，减少了报警柱的成本；通过频分复用差分处理技术对信号传输进行了优化，减少了传输线数量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的频分复用差分传输信号的报警柱的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的频分复用差分传输信号的报警柱的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的频分复用差分传输信号的报警柱的第三种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种频分复用差分传输信号的报警柱。

如图1所示，本发明实施例提供的一种频分复用差分传输信号的报警柱，可以包括：图像传感器101、频分复用差分处理器102和主电路板103，频分复用差分处理器102与主电路板103通过一对差分线电连接。

图像传感器101，用于采集图像数据，并向频分复用差分处理器102发送第一目标数据，其中，第一目标数据包括所采集到的图像数据、行/场同步信号、第一通用输入/输出端口gpio信号和第一两线式串行总线端口i2c信号中的至少一类，第一gpio信号至少包括硬件管脚状态信号，第一i2c信号至少包括寄存器状态信号；

频分复用差分处理器102，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至主电路板103；

主电路板103，用于将所接收到的串行的第一差分信号还原为第一目标数据，并对第一目标数据进行数据处理。

其中，图像传感器101、差分处理器102和主电路板103均可以设置于报警柱的主体柱上，具体的，图像传感器101和差分处理器102设置于主体柱的顶端，图像传感器101与频分复用差分处理器102相互连接，主电路板103设置于主体柱的底端，主电路板103与频分复用差分处理器102连接。

当然，只要保证图像传感器101的图像采集区域覆盖到所需安全防范的区域，且主电路板103能够与报警柱的报警按钮、图像传感器101和频分复用差分处理器102能够通信连接，图像传感器101、频分复用差分处理器102和主电路板103在主体柱上的位置可以根据实际情况设定，并不局限于顶端和底端。另外，为了防止器件损耗，图像传感器101和频分复用差分处理器102可以通过保护罩进行保护，相应的，主电路板103也可以通过保护罩进行保护。

可以理解的是，图像传感器101的具体规格可以根据实际情况进行选定，并且，图像传感器101采集图像数据的工作原理为现有技术在此不做赘述。另外，需要强调的是，行/场同步信号为信号发送端为了使信号接收端的行扫描与场扫描规则与其同步，在行/场扫描正常结束后，向接收端发出的一个脉冲信号，标识这一行/场扫描已经结束。

在实际应用中，图像传感器101会根据实际情况发送第一gpio信号和/或第一i2c信号到频分复用差分处理器102，其中，第一gpio信号至少包括硬件管脚状态信号，第一i2c信号至少包括寄存器状态信号。

其中，gpio(generalpurposeinputoutput，通用输入/输出)是一种端口，当一个系统需要采用远端串行通信或控制时，即可采用该端口。i2c(inter-integratedcircuit，两线式串行总线)用于连接微控制器及其外围设备。需要说明的是，gpio和i2c均为双向端口，即既可以通过该端口接收信号也可以通过该端口发送信号。

由于在一般在信号传输过程中，会存在干扰信号，严重影响信号的传输，因此需要一种有效的方式消除干扰信号的干扰。

而差分电路是具有这样一种功能的电路：该电路的输入端是两个信号的输入，这两个信号的差值，为电路有效输入信号，电路的输出是对这两个输入信号之差的放大。由于干扰信号，会对两个输入信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，从而消除了干扰信号的干扰。

因此，在信号传输过程中使用包含差分电路的频分复用差分处理器102，以便对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理。当所接收到的第一目标数据包括所采集到的图像数据、行/场同步信号、第一通用输入/输出端口gpio信号和第一两线式串行总线端口i2c信号时，频分复用差分处理器102对图像数据和行/场同步信号进行差分处理得到差分信号，并同时将第一gpio信号和第一i2c信号频分复用到差分信号上，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至主电路板103，由于对信号如何进行差分处理和频分复用为现有技术，在此不再赘述。

其中，频分复用差分处理器102的具体类型存在多种，后续将进行举例介绍。

主电路板103在接收到串行的第一差分信号后，将所接收到的串行的第一差分信号还原为第一目标数据，由此，主电路板103接收到了行/场同步信号，使得自身的行扫描与场扫描规则与图像传感器101同步，并对图像数据进行测量或滤波处理，以便得到更清晰的画面。

应用本发明实施例，通过采用图像传感器和频分复用差分处理器代替现有技术中的图像采集设备的方式，减少了报警柱的成本。并且本发明实施例中，差分信号、gpio信号和i2c信号可以同时通过1对差分线进行传输，由此，通过频分复用的方式传输信号，使得报警柱的连接线较少，使得连接线只包括：1条电源线、1条地线及1对差分线，简化了电路设计。

另外，该报警柱还可以包括两个分离的晶振源，该两个晶振源一者设置在主电路板103，另一者设置在频分复用差分处理器102上，两个晶振源各自独立输出时钟信号，分别为主电路板103和频分复用差分处理器102提供工作时钟。主电路板103和频分复用差分处理器102通过差分信号建立起同步，锁定信号后进行信号的传输。

在本发明的一种实现方式中，如图2所示，频分复用差分处理器102可以为频分复用低电压差分信号lvds发送器1021，主电路板103中可以包括主芯片1031和频分复用低电压差分信号lvds接收器1032，频分复用lvds发送器1021与频分复用lvds接收器1032通过一对差分线电连接；

频分复用lvds发送器1021，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至频分复用lvds接收器1032；

频分复用lvds接收器1032，用于接收频分复用lvds发送器1021发送的串行的第一差分信号，并将串行的第一差分信号还原为第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至主芯片1031；

主芯片1031，用于接收频分复用lvds接收器发送的第一目标数据，并对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

具体的，应用图2所示报警柱的信号传输过程为：

1、图像传感器101向频分复用lvds发送器1021发送第一目标数据，该第一目标数据包括所采集到的图像数据、行/场同步信号、第一通用输入/输出端口gpio信号和第一两线式串行总线端口i2c信号中的至少一类，第一gpio信号至少包括硬件管脚状态信号，第一i2c信号至少包括寄存器状态信号；

2、频分复用lvds发送器1021对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至频分复用lvds接收器1032；

3、频分复用lvds接收器1032将串行的第一差分信号还原为第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至主芯片1031；

4、主芯片1031对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

其中，主芯片1031可以为dsp、fpga或mcu芯片。

其中，lvds(low-voltagedifferentialsignaling，低电压差分信号)是一种电平标准。由于采用lvds输出接口可以实现数据的高速率、低噪声、远距离和高准确度的传输，因此，本发明中采用频分复用lvds发送器1021和频分复用lvds接收器1032进行差分传输。

图像传感器101通过同时差分传输图像数据以及行/场同步信号的方式，确保了在远距离传输信号过程中，图像传感器101输出的图像数据严格在行/场同步信号作用下进行传输，避免了行/场同步信号与图像传感器101输出的图像数据不同步的情况的发生，同时，将第一gpio信号和第一i2c信号频分复用到差分信号上，实现了与图像数据的同时传输。

在本发明的另一种实现方式中，如图3所示，频分复用差分处理器102可以为并转串芯片1022，主电路板103中可以包括主芯片1031和串转并芯片1033；其中，并转串芯片1022和串转并芯片1033通过一对差分线电连接；

并转串芯片1022，用于对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至串转并芯片1033；

串转并芯片1033，用于接收并转串芯片1022发送的串行的第一差分信号，并将串行的第一差分信号还原为第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至主芯片1031；

主芯片1031，用于接收串转并芯片1033发送的第一目标数据，并对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

应用图3所示报警柱的信号传输过程为：

1、图像传感器101向并转串芯片1022发送第一目标数据，该第一目标数据包括所采集到的图像数据、行/场同步信号、第一通用输入/输出端口gpio信号和第一两线式串行总线端口i2c信号中的至少一类，第一gpio信号至少包括硬件管脚状态信号，第一i2c信号至少包括寄存器状态信号；

2、并转串芯片1022对所接收到的第一目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第一差分信号，并将所得到的串行的第一差分信号通过一对差分线传输至串转并芯片1033；

3、串转并芯片1033将串行的第一差分信号还原为第一目标数据，并将还原得到的第一目标数据发送至主芯片1031；

4、主芯片1031对所接收到的第一目标数据进行数据处理。

为了减少在数据传输过程中的信号干扰，延长传输距离，本发明采用并转串芯片1022将并口数据转换为串口数据通过一对差分线进行传输，并采用串转并芯片1033将串口数据解析为并口数据，同时将第一gpio信号和第一i2c信号频分复用到差分信号上，实现与图像数据的同时传输。

由于在实际应用中，主电路板103会根据实际情况发送控制信号到图像传感器101，其中，该控制信号包括硬件管脚配置信号和寄存器配置信号中的至少一类，因此主电路板103，还用于将第二目标数据通过一对差分线传输至频分复用差分处理器102，其中，第二目标数据包括第二gpio信号和第二i2c信号中的至少一类，第二gpio信号至少包括硬件管脚配置信号，第二i2c信号至少包括寄存器配置信号；

频分复用差分处理器102，还用于对所接收到的第二目标数据进行频分复用处理和差分处理，得到串行的第二差分信号，并将所得到的串行的第二差分信号传输至图像传感器101；

图像传感器101，还用于将所接收到的第二差分信号还原为第二目标数据，并对第二目标数据进行响应处理。

当第二目标数据包括第二gpio信号和第二i2c信号，且第二gpio信号为硬件管脚配置信号，第二i2c信号为寄存器配置信号时，图像传感器101接收到硬件管脚配置信号后，根据硬件管脚配置信号，配置自身的硬件管脚。图像传感器101接收到寄存器配置信号后，根据寄存器配置信号，配置自身的寄存器。

具体的，寄存器配置信号以包括：对图像传感器101的输出帧率的设置信号、对图像传感器101的曝光时间的设置信号和对图像传感器101的增益的设置信号中的至少一个。

在实际应用中，在图像传感器101上电后，主电路板103即可配置图像传感器101的硬件管脚以及寄存器，以完成对图像传感器101的初始化，图像传感器101即可采集图像数据。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。