一体式六镜头全景相机的远距离无线遥控电路的制作方法

本实用新型具体涉及一种一体式六镜头全景相机的远距离无线遥控电路。

背景技术：

与单镜头的相机相比，全景视频和照片拍摄是新型拍摄方式，全景相机以其能够实现水平360°和垂直360°环绕成像的特点，适应了计算机虚拟现实VR的发展趋势，近年来广受人们的追捧。

由于全景相机是水平360°和垂直360°无遮挡拍摄，如果操作者直接操作全景相机上的按键，这样操作者其人和这些按键操作动作会展现在全景视频或全景照片里，这是全景相机使用者不希望出现的结果。另外，还有这样的应用需求，即全景相机放置在很远的地方，要求使用者不在现场就能操控全景相机的参数设置和进行拍摄工作。通过采用无线通信方式，利用无线遥控器进行远程操作是可以解决这个问题的；特别是远距离无线通信成了解决上述问题的关键技术。

目前主流全景相机的无线遥控通常采用WIFI模块或基于FSK/OOK调制方式来实现，但由于WIFI模块的通信距离较短，一般为几十米到一百米左右，在全景相机操作者与全景相机之间的距离超过上述距离的应用场景中，如：用无人机搭载全景相机进行航拍等，其局限性就体现出来了。需要在全景相机的无线遥控技术方面加以优化改进，提升无线遥控性能，大幅度提高无线遥控距离。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种通信距离远、通信可靠性高的一体式六镜头全景相机的远距离无线遥控电路。

本实用新型提供的这种一体式六镜头全景相机的远距离无线遥控电路，包括电源电路，无线通信电路和主控电路；电源电路给所述全景相机的无线遥控电路和主控电路供电；无线通信电路和主控电路连接，用于接收无线遥控器向全景相机发出的相机参数设置或全景拍摄控制命令，并将命令发给主控电路的微控制器芯片进行命令解析，从而实现对全景相机的控制。

所述的主控电路采用型号为STM32L052R8的微控制器芯片构成的主控电路。

所述的全景相机的远距离无线遥控通信电路采用基于LORA技术的远距离无线通信电路。

所述的基于LORA技术的远距离无线通信电路采用型号为SX1276、SX1277或SX1278的无线通信芯片构成的电路。

所述的电源电路采用型号为BQ24195RGE的快速充电管理芯片、型号为TLV70433的稳压芯片和型号为FT231XQ的USB/UART转换芯片组成的电路；所述快速充电管理芯片用于实现对电源电路的锂电池进行充电管理；TLV70433稳压芯片将＋5V电压稳压到＋3.3V电压；USB/UART转换芯片电路用于将USB接口转换为UART串口，并连接到主控电路。

本实用新型提供的这种一体式六镜头全景相机的远距离无线遥控电路，通过采用基于LORA技术的远距离无线通信电路，可以使得全景相机的无线遥控距离在空旷情况下能够达到2000米左右，大大扩展了全景相机的应用场合和范围，而且采用基于LORA技术的远距离无线通信电路，电路简单可靠，通信质量好。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的主控电路的电路原理图。

图3为本实用新型的基于LORA技术的远距离无线通信电路的电路原理图。

图4为本实用新型的电源电路的快速充电管理芯片的电路原理图。

图5 为本实用新型的电源电路的稳压芯片的电路原理图。

图6为本实用新型的USB/UART转换芯片电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种全景相机的远距离无线遥控电路，包括电源电路，无线通信电路和主控电路；电源电路给所述全景相机的无线遥控电路和主控电路供电；无线通信电路和主控电路连接，用于接收无线遥控器向全景相机发出的相机参数设置或全景拍摄控制命令，并将命令发给主控电路的微控制器芯片进行命令解析，从而实现对全景相机的控制。

如图2所示为本实用新型的主控电路的电路原理图：主控电路采用型号为STM32L052R8的微控制器芯片构成的主控电路；该微控制器芯片U4的7脚、R9和C22构成U4的上电复位电路；U4使用1路SPI接口与LORA无线通信电路的SPI接口进行数据通信，SPI接口的信号为片选信号NSS、时钟信号SCK、数据主收从发MISO和数据主发从收MOSI，分别对应U4的23、20、21、22引脚和图3中U1的19、16、17、18引脚，LORA远距离无线通信电路将U4的SPI接口发来的数据调制为相应的无线信号经放大、滤波后，向无线遥控器发送，并将无线遥控器发来的无线信号经滤波、解调后通过SPI接口发送给U4；U4通过25脚控制U1是否复位，U1的复位信号为低电平有效，U4通过24脚控制U1决定无线通信电路处于接收状态还是发送状态；U4与U3之间的通信采用UART串口实现，U4的UART串口29、30脚与USB/UART转换芯片U3的UART串口1、17脚之间分别通过串接电阻R12和电阻R11防止信号过冲，提高UART串口抗干扰能力；晶振Y1、电容C20和电容C21组成微控制器芯片U4的外部晶振电路，微控制器芯片U4的振荡器输入引脚3脚与晶振Y1、电容C20连接，电容C20的另一端接地，微控制器芯片U4的振荡器输出引脚4脚与晶振Y1、电容C21连接，电容C21的另一端接地；U4的46、49脚为调试端口，这两个调试引脚接到接插件，方便用户通过使用接插调试工具进行系统调试；U4的电源引脚1、13、19、32、48、64脚由VDD电源网络供电，U4的VSS地引脚12、18、31、47、63脚直接接地GND。

如图3所示为本实用新型的远距离无线通信电路的电路原理图：LORA远距离无线通信电路的核心芯片为U1：SX1276/1277/1278，该芯片内置扩频调制解调器，可获得超过-148dBm的高接收灵敏度，并且该芯片内置+20dBm高发送功率放大器；U1的5、6脚与电容C37、C38和晶振Y2组成U1的晶体振荡电路，为U1的内部电路工作提供基准时钟；远距离无线通信电路采用双天线设计，每路RF信号经过型号为PE4259的射频信号开关进行控制，当芯片PE4259的第4脚控制信号为高电平时，射频信号通路为RFC到RF1（即从芯片的5脚传递到1脚）；当第4脚控制信号为低电平时，射频信号通路为RFC到RF2（即从芯片的5脚传递到2脚）。接收信号时，低频带信号通过C40、R19、C39、C42、L2和L3组成的滤波电路后进入LORA通信芯片U1的低频带调制解调器（芯片U1的1脚）；高频带信号通过C73、R24、C72、C75、L14和L15组成的滤波电路后进入U1的高频带调制解调器（芯片U1的21脚）。发送信号时，U1的27脚输出的低频带信号放大器输出的信号经过L5、C51、L6、L7和L8等组成的滤波电路后进入射频信号开关后，再经过C48、C49、L4和C50组成的滤波电路，通过天线发送出去；U1的22脚输出的高频带信号放大器输出的信号经过C67、C65、L11和L12等组成的滤波电路后进入射频信号开关后，再经过C66、C70、L13和C71组成的滤波电路，通过天线发送出去。这样利用U1内部的扩频调制解调器、高功率发射电路和高灵敏接收电路、双天线和高低频带信号分离设计，使LORA远距离无线通信模块可以达到实测2000米左右的通信距离。

如图4所示为本实用新型的电源电路的快速充电管理芯片的电路原理图，图5则 为本实用新型的电源电路的稳压芯片的电路原理图：快速充电管理芯片的型号为BQ1：BQ24195RGE，具有对单节3.6V锂电池4.5A快速充电电流输出能力，其充电参数和行为可通过I²C接口由主控电路的微控制器进行控制和调节；BQ1的5脚为I²C总线接口的SCL信号，连接到微控制器芯片的58脚，为增强抗干扰能力，SCL信号还通过电阻R4上拉连接到VDD电源，BQ1的6脚为I²C总线接口的SDA信号，连接到微控制器芯片的59脚，为增强抗干扰能力，SDA还通过电阻R5连接到VDD电源；BQ1的第7脚为中断输出信号，连接微控制器芯片的中断输入引脚第2脚，电源有异常事件时可主动告知微控制器芯片；BQ1的1、24脚与输入电源VBUS网络连接，该输入电源网络采用滤波电容C1、C35接地进行电源杂波滤波；BQ1的23脚提供V5P0电源输出，这个管脚还通过滤波电容组C3～C8接地进行电源滤波；V5P0电源网络接入到U2电源稳压芯片TLV70433的电源输入脚2脚，该芯片提供3.3V的稳压电源VDD，为相应电路和芯片供电；BQ1的8脚为BUCK模式下的USB接口电流上限选择引脚，通过上拉电阻R1连接到VCC_SYS网络，将USB电流限制在500mA及以下；BQ1的4脚接LED1的阴极，LED1的阳极通过电阻R2连接到REGN网络，从而实现芯片的工作状态指示；BQ1的9脚通过电阻R6接地，从而拉低9脚的电平，保证该引脚信号为低电平，允许对锂电池充电；BQ1的17、28、25脚为电源地，因此直接接地；BQ1的19、20脚为芯片的开关节点，连接到外部储能电感L1，电感的另一端连接到VCC_SYS电源网络，通过BQ1的15、16脚引入到芯片内给锂电池充电；BQ1的21脚为芯片的PWM高边驱动正端，通过电容C2连接到BQ1的17、18脚；BQ1的22脚为芯片的PWM低边驱动正端，通过电容C13接地，还通过电阻R3连接到BQ1为外部温度传感器提供合格电源电压的11、12脚；BQ1的11、12脚必须连在一起，连接到外部温度传感器NTC电阻J2和电阻R7，用于过温保护用；BQ1的15、16脚为芯片的系统连接点，连接到VCC_SYS电源网络，该电源网络上的电容C9、C10、C14是滤波电容，并与L1一起为系统提供稳定的电源；BQ1的13、14脚接锂电池的正极，在USB接口插外部电源时，向锂电池供电、充电时，在USB接口不插外部电源时，从锂电池获取电能向系统供电，还通过电容C15、C16、C36进行滤波去干扰；BQ1的10脚用于设置最大输入电流I_INMAX，最大输入电流I_INMAX由电阻R8决定，I_INMAX = (1V/R58)×530；芯片BQ1的12脚与11脚一样，也是为温度传感器提供合格电压。

如图6所示为本实用新型的USB/UART转换芯片电路的电路原理图：USB/UART转换芯片的型号为FT231XQ； U3的12脚为芯片的供电脚，连接到USB接口J3的1脚，在充电时从USB接口取电，并连接到电源VBUS网络；U3的9脚为USB差分信号的负端，通过阻抗匹配电阻R10连接到USB接口J3的2脚，J3的2脚还通过保护ESD管D2接地实现防静电保护；U3的8脚为USB差分信号的正端，通过阻抗匹配电阻R13连接到USB接口J3的3脚，J3的3脚还通过ESD保护管D3接地实现防静电保护；U3的10、11、20脚均通过电容C18接地；U3的3、13、21脚均为接地引脚，直接接地；U3的17脚为UART串口信号发送引脚，通过阻抗匹配电阻R11连接到微控制器芯片的29脚；U3的1脚为UART串口信号接收引脚，通过阻抗匹配电阻R12连接到微控制器芯片的30脚。