一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，包括发送装置和接收装置两部分，其中发送装置依次包括摄像头、发送端的FPGA、数模转换器、偏置器和LED；接收装置依次包括聚焦透镜、光电探测器、功率放大器、衰减器、模数转换器、接收端的FPGA和显示器。装置采用光无线通信和高阶数字信号调制技术改善现有水下视频传输的距离和质量，使得系统传输效率更高，维护成本更低，无需使用网络摄像头或以太网传输即可实现水下视频的高速传输。或以太网传输即可实现水下视频的高速传输。或以太网传输即可实现水下视频的高速传输。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置


[0001]本专利技术属于水下无线通信
，特别涉及水下无线通信中的一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置。

技术介绍

[0002]随着海洋资源勘探、海洋学研究和海洋环境监控等人类活动的日益深入，水下设备间传输的数据大量增长，这些数据的快速实时传输对当前水下设备的通信能力提出了更高要求。传统的水声通信虽然传输距离远，但是传输时延大、速率低、多径干扰严重，难以满足实时高清视频图像传输的带宽需求。海水的强导电性使得射频无线电的传输距离受限，海洋应用中常使用低频无线电通信，但是庞大的天线尺寸不利于其在小型化平台上的部署。而利用海底光缆通信，则需要专门的海底布线，实现成本十分昂贵。水下光无线通信具有带宽大、时延小、能耗低和隐匿性高等优点，在高速数据传输方面更具竞争力。
[0003]利用水下蓝绿光低损的特点，水下光无线通信可支持较长的传输距离。经检索于2019年2月15号公布的中国专利技术专利申请CN109347556A，公开了一种基于可见光的水下通信系统，该系统使用STC单片机完成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，其特征在于，包括发送装置和接收装置两部分，其中发送装置依次包括摄像头、发送端的FPGA、数模转换器、偏置器和LED；接收装置依次包括聚焦透镜、光电探测器、功率放大器、衰减器、模数转换器、接收端的FPGA和显示器；其中，摄像头完成视频的采集和信号的产生，输出的数字视频信号传输至发送端的FPGA内完成信号处理，传输至数模转换器进行数模转换，将信号连接至偏置器，进行模拟信号与直流耦合，偏置器输出端连接LED驱动电路，以驱动LED工作发出光信号；聚光透镜用于汇聚经过水下信道传输后的光信号，光电探测器将光信号转为电压信号，经过放大器和衰减器将电压调整后至输入至模数转换器，模拟信号转换为数字信号后输入接收端的FPGA完成视频数据的解调和恢复，并最终通过HDMI接口驱动显示器播放视频。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，其特征在于，所述的发送端的FPGA内部的信号处理部分包括数字视频信号的并串转换、添加视频帧头部数据用于接收端视频垂直同步、长短序列的生成、高阶多载波调制编码、导频插入以及循环前缀的添加。3.根据权利要求1或者2所述的一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，其特征在于，在发送端的FPGA内对采集到的视频数据存储使用双倍速率同步动态存储器（DDR），对于读写端使用不同时钟的FIFO来完成burst读写，实现不同模块的跨时钟域数据处理。4.根据权利要求1或者2所述的一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，所述的发送端的FPGA，视频帧头部数据为预设的32bit的同步数据，用于接收端视频垂直同步，短序列为16个寄存器存储的相关性较低的16bit数据，长序列为利用本地频域数据经过傅里叶逆变换生成的时域数据，存储在1024*14bit的ROM内，经过主控模块直接调用。5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的水下光无线实时高清视频传输装置，其特征在于，所述的接收端的FPGA对接收到的信号进行分组检测、视频帧同步、符号同步、去循环前缀、傅里叶变换、去过采样、频域同步、信道估计和信道频域均衡后，通过解调恢复出原始的数字信号，再对视频信号解码后接入RGB转HDMI模块，最后由HDMI接口驱动显示器工作。6.根据权利要求1或者5所述的一种基于FPG...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，陈瑞林，洪晓建，费超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：