一种4G视频传输一体机的制作方法

本实用新型涉及一种视频传输机，特别是涉及一种4G视频传输一体机，属于视频传输机技术领域。

背景技术：

目前，视频传输设备主要功能有：

1、实时视频传输，针对窄带应用优化的超低码率H.264压缩算法，专有准可靠无线传输技术，4G宽带网络，图像清晰连贯，15-25帧/秒，平均延时1秒。

2、音频语音对讲，指挥中心和前端可以双向语音对讲，及时下达作战指令。

3、硬盘大容量卡存储，容错性强，异常断电数据不会丢失，支持录像自动循环覆盖功能，定时录像，报警录像。

4、无线遥控器，可无线控制云台。

由于4G技术推出，我们在原有的2G/3G无线数据传输技术上对速度和图像质量进行升级，达到相当流畅的图像效果，让用户更能实时的达到一个远程监控的效果。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是为了提供一种4G视频传输一体机，对原有视频传输箱式产品做了一个高密度压缩，适应多种环境的需求。

本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种4G视频传输一体机，包括MCU主控板及与所述MCU主控板连接的视频输入接口和硬盘存储模块，所述MCU主控板还分别与无线接收控制模块、无线音频采集设备、4G传输模块和网络控制模块连接，所述4G传输模块与4G/GPS天线通讯连接，所述网络控制模块分别连接RJ45接口和USB接口，所述无线接收控制模块通过无线操作键盘信号输入，所述无线音频采集设备进行音频载波发送。

优选的，所述MCU主控板为以第二代的Cortex-M3为内核的LPC1700系列ARM，其操作频率高达100MHz，包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC。

优选的，LPC1700系列ARM的通信接口包括：一个以太网MAC、一个USB2.0全速接口、4个UART接口、2路CAN、2个SSP接口、1个SPI接口、3个I2C接口、2路I2S输入和2路I2S输出。

优选的，所述无线接收控制模块包括2.4G无线收发模块、继电输出模块、电源模块以及显示触控模块，所述2.4G无线收发模块、继电输出模块以及显示触控模块均与MCU主控板连接，所述电源模块包括电池，所述电源模块向系统各模块提供电力，其特征在于所述MCU主控板为低功耗待机MCU主控板。

优选的，所述无线音频采集设备包括：

麦克风：用于采集模拟音频信号；

运算放大器：用于对输入的模拟音频进行放大；

滤波器：对放大后的模拟音频信号进行滤波；

A/D转换器：将滤波后的音频信号转换成数字音频信号；

DSP：对数字音频信号进行编解码，压缩、解压；

音频播放单元：对采集到的音频数据进行播放的音频播放单元；

所述麦克风、运算放大器、滤波器、A/D转换器顺序连接；所述A/D转换器和所述音频播放单元均与DSP连接。

优选的，所述4G传输模块为工业级32位通信处理器FLASH512KB，电源为：5～36V，串口包括：1个RS232和1个RS485接口，内置15KVESD保护。

优选的，所述硬盘存储模块与所述MCU主控板之间设有多个SD接口，所述硬盘存储模块与所述MCU主控板连接的电路上设有电阻，所述硬盘存储模块的外接电源为3.3V。

优选的，所述网络控制模块包括核心控制芯片FPGA和FIP总线控制器，所述FPGA芯片采用XC6SLX9-2FTG256C系列芯片，

优选的，所述FIP总线控制器包括两路冗余的WroldFIP通信接口，FIP总线控制器通过RS485分别与2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel进行通信，2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel再分别通过变压器隔离与外部机车通信，背板的电源总线通过电源转换器DC/DC转换成1.8V为网络控制模块的板卡供电，所述FIP总线控制器通过三路八位双向OCTALBUSSWITCH与其他模块进行通信。

本实用新型的有益技术效果：按照本实用新型的4G视频传输一体机，本实用新型提供的4G视频传输一体机，通过一体式结构设计，改进型4G传输设备，我们通过客户实际应用和多行业应用的信息反馈，精心设计了一体式4G传输，可以多功能、多布局满足客户任意环境使用。

附图说明

图1为按照本实用新型的4G视频传输一体机的一优选实施例的内部结构示意图；

图2为按照本实用新型的4G视频传输一体机的一优选实施例的硬盘存储模块电路图；

图3为按照本实用新型的4G视频传输一体机的一优选实施例的网络控制模块电路图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例提供的一种4G视频传输一体机，包括MCU主控板及与所述MCU主控板连接的视频输入接口和硬盘存储模块，所述MCU主控板还分别与无线接收控制模块、无线音频采集设备、4G传输模块和网络控制模块连接，所述4G传输模块与4G/GPS天线通讯连接，所述网络控制模块分别连接RJ45接口和USB接口，所述无线接收控制模块通过无线操作键盘信号输入，所述无线音频采集设备进行音频载波发送。

在本实施例中，所述MCU主控板为以第二代的Cortex-M3为内核的LPC1700系列ARM，其操作频率高达100MHz，包括512KB片内Flash程序存储器、64KB片内SRAM、8通道GPDMA控制器、4个32位通用定时器、一个8通道12位ADC、一个10位DAC、一路电机控制PWM输出、一个正交编码器接口、6路通用PWM输出、一个看门狗定时器以及一个独立供电的超低功耗RTC，LPC1700系列ARM的通信接口包括：一个以太网MAC、一个USB2.0全速接口、4个UART接口、2路CAN、2个SSP接口、1个SPI接口、3个I2C接口、2路I2S输入和2路I2S输出。

在本实施例中，所述无线接收控制模块包括2.4G无线收发模块、继电输出模块、电源模块以及显示触控模块，所述2.4G无线收发模块、继电输出模块以及显示触控模块均与MCU主控板连接，所述电源模块包括电池，所述电源模块向系统各模块提供电力，其特征在于所述MCU主控板为低功耗待机MCU主控板。

在本实施例中，所述无线音频采集设备包括：

麦克风：用于采集模拟音频信号；

运算放大器：用于对输入的模拟音频进行放大；

滤波器：对放大后的模拟音频信号进行滤波；

A/D转换器：将滤波后的音频信号转换成数字音频信号；

DSP：对数字音频信号进行编解码，压缩、解压；

音频播放单元：对采集到的音频数据进行播放的音频播放单元；

所述麦克风、运算放大器、滤波器、A/D转换器顺序连接；所述A/D转换器和所述音频播放单元均与DSP连接。

在本实施例中，所述4G传输模块为工业级32位通信处理器FLASH512KB，电源为：5～36V，串口包括：1个RS232和1个RS485接口，内置15KVESD保护。

标准及频段支持全网通：TD-LTE、FDD-LTE、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1X、GPRS、CDMA2000理论带宽；

FDD-LTE：100Mbps(下行速率)，50Mbps(上行速率)；

TDD-LTE：61Mbps(下行速率)，18Mbps(上行速率)；

CDMA20001XEVDORevA：3.1Mbps(下行速率)，1.8Mbps(上行速率)WCDMA：42Mbps(下行速率)，5.76Mbps(上行速率)；

TD-SCDMA：4.2Mbps(下行速率)，2.2Mbps(上行速率)发射功率<23dBm接收灵敏度<-93.3dBm

CPU工业级32位通信处理器FLASH512KB(可扩展至8MB)SRAM256KB；

电源DC12V/0.5A(标配)；DC5～36V；

串口：

1个RS232和1个RS485(或RS422)接口，内置15KVESD保护，串口参数；

如下：

数据位：5、6、7、8位停止位：1、1.5、2位；

校验：无校验、偶校验、奇校验、SPACE及MARK校验串口速率：110-921600bits/s指示灯具有电源、通信及在线指示灯；

天线接口标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧；

SIM/UIM卡接口标准的抽屉式用户卡接口，支持1.8V/3VSIM/UIM卡，内置15KVESD保护电源接口；

标准的3芯火车头电源插座，内置电源反相保护和过压保护。

在本实施例中，如图2所示，所述硬盘存储模块与所述MCU主控板之间设有多个SD接口，所述硬盘存储模块与所述MCU主控板连接的电路上设有电阻，所述硬盘存储模块的外接电源为3.3V。

在本实施例中，如图3所示，所述网络控制模块包括核心控制芯片FPGA和FIP总线控制器，所述FPGA芯片采用XC6SLX9-2FTG256C系列芯片，所述FIP总线控制器包括两路冗余的WroldFIP通信接口，FIP总线控制器通过RS485分别与2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel进行通信，2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel再分别通过变压器隔离与外部机车通信，背板的电源总线通过电源转换器DC/DC转换成1.8V为网络控制模块的板卡供电，所述FIP总线控制器通过三路八位双向OCTALBUSSWITCH与其他模块进行通信。

在本实施例中，如图3所示，该网络控制模块的核心控制芯片为XC6SLX9-2FTG256C系列的FPGA芯片和自主研发的IP核。IP核是指FIP总线控制器(软件实现)，网络控制模块包括核心控制芯片FPGA和FIP总线控制器，其供电是来自背板BackBoard的24V电源总线，24V电源经电源转换器DC/DC转换DC5V后再通过电源转换器DC/DC转换成DC1.8V供核心控制芯片XC6SLX9-2FTG256C，DC5V转换成DC3.3V和DC1.2V供其他电路使用，目的是使供电更加稳定可靠。

在本实施例中，如图3所示，基于FIP通信的网络控制模块采用自主研发的FPGAIP核(FIP总线控制器)，FIP总线控制器包括两路冗余的WroldFIP通信接口，FIP总线控制器通过RS485分别与2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel进行通信，2路外部接口面板WroldFIP1Panel和WroldFIP2Panel再分别通过变压器隔离与外部机车通信，增加了整个系统的抗干扰性和稳定性。

在本实施例中，如图3所示，网络控制模块还包括可选的RS485、RS422和RS232电路，该电路位于异步串口通信UART处共用一个DB9接口。

在本实施例中，如图3所示，FIP总线控制器除了实现曼彻斯特编码、解码功能之外，它还提供总线监听与看门狗功能，这为总线的热备份、总线冗余提供了方便，提高了总线的安全性。

在本实施例中，如图3所示，基于FIP通信的网络控制模块用于扩展WorldFIP通信和数据处理，实现与FIP网络的机车的数据采集，采集的数据包括过程数据和消息数据，此模块包含RS485、RS422和RS232电路，一路千兆以太网扩展RJ45接口。该网络控制模块符合相关的国际标准，并且高可靠、稳定的功能。能够满足当下机车WorldFIP总线的应用，实现机车多种总线的数据交互通信。具有如下特性：

●采用FPGA通过编程实现符合IEC61375标准的实时协议

●符合FIP领域的网络标准：NFC46-604

●兼容国际领域的网络标准：IEC1158-2.

●网络带宽32.25Kbits/sec，1Mbit/sec或者2.5Mbits/sec

在本实施例中，如图3所示，此网络控制模块具有独立中央处理器FPGA，能够通过独立软件实现特有的功能。

综上所述，在本实施例中，按照本实施例的4G视频传输一体机，本实施例提供的4G视频传输一体机，通过一体式结构设计，改进型4G传输设备，我们通过客户实际应用和多行业应用的信息反馈，精心设计了一体式4G传输，可以多功能、多布局满足客户任意环境使用。

以上所述，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。