一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法與流程

2023-09-19 06:16:10

技術領域

本發明涉及無線圖像傳輸技術領域，具體涉及一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法。

背景技術：

隨著無人機的興起，特別是航拍無人機的普及，無線圖像傳輸技術也顯得越來越重要。

在無人機領域，機載圖像傳輸模塊通常工作在國家開放的公共頻率範圍內，這個範圍較小，模塊工作時時常會受到同一個頻率別的設備的幹擾引起問題，需要調整工作頻率到臨近的工作頻率以避免幹擾。

目前，改變圖像傳輸模塊工作頻率的方法主要是將模塊通過有線方式連接到本地計算機，通過計算機軟體修改發射模塊和接收模塊的工作頻率。這種方式比較麻煩，需要回收設備到本地，並且進行兩次修改。

無人機航拍模式常規不會傳輸音頻數據，可以利用音頻通道實現數據單向傳輸。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供一種能解決上述問題的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法，以實現一鍵自動同時切換發射與接收工作頻率。

本發明這樣實現的，一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法，包括以下步驟：

（1）初始化圖像傳輸接收、發射模塊，對其進行配對，配對完成後圖像傳輸接收、發射模塊同時跳入同一工作頻道，開始工作；

（2）當需要改變圖像傳輸模塊工作頻道時，向圖像傳輸發射模塊發出改變其工作頻道的跳頻指令；

（3）所述圖像傳輸發射模塊在接收到改變其工作頻道的跳頻指令後，圖像傳輸發射模塊通過音頻通道傳輸跳頻信號給圖像傳輸接收模塊，在傳輸完跳頻信號後自動跳入該跳頻信號指定的工作頻道；

（4）所述圖像傳輸接收模塊在接收到跳頻信號後切換到該指定工作頻道，圖像傳輸接收、發射模塊在新的工作頻道重新開始工作。

採用了上述技術方案以後，當所述圖像傳輸模塊工作時，當前工作的頻率受到幹擾後，需要改變工作頻道，只需向所述圖像發射模塊發射跳頻指令，所述圖像傳輸模塊就會自動切換工作頻道，實現一鍵變頻。

其中，所述初始化包括以下步驟：

（1）觸發所述圖像傳輸發射模塊啟動初始化過程，圖像傳輸接收模塊跳到初始化頻道，等待初始化信息；

（2）觸發所述圖像傳輸發射模塊啟動初始化過程，圖像傳輸發射模塊跳到初始化頻道，開始初始化過程；

（3）所述圖像傳輸發射模塊隨機指定一個工作頻道並隨機生成一個身份ID，通過音頻通道將該身份ID與指定的工作頻道信息傳輸給圖像傳輸接收模塊，傳輸完成後圖像傳輸發射模塊自動跳至該工作頻道；

（4）所述圖像傳輸接收模塊接收到信息後自動與圖像傳輸發射模塊匹配；

（5）匹配成功後，所述圖像傳輸接收模塊自動跳至該工作頻道。

其中，觸發圖像傳輸接收模塊設備上設定好的觸發方式，圖像傳輸接收模塊跳到初始化頻道，開始等待初始化信息。

其中，觸發圖像傳輸發射模塊設備上設定好的觸發方式或者觸發遙控器上設定好的觸發方式，圖像傳輸發射模塊跳到初始化頻道，開始初始化過程。

其中，通過所述音頻通道傳輸數據時使用FSK技術實現數據的調製解調。

其中，所述圖像傳輸發射模塊發射的跳頻信號使用FSK技術調製後得到的調製信號，由圖像傳輸發射模塊的發射晶片發射給圖像傳輸接收模塊；所述圖像傳輸接收模塊的接收晶片接收到調製信號後使用FSK技術解調出跳頻信號。

其中，如果所述圖像傳輸接收模塊沒有接收到跳頻信號而圖像傳輸發射模塊已經改變工作頻道，通過人工控制圖像傳輸接收模塊上的觸發方式，依次變換工作頻道直到圖像傳輸接收模塊接收到圖像傳輸發射模塊發出的跳頻信號為止。

其中，步驟（2）中，當需要改變圖像傳輸模塊工作頻道時，人工觸發遙控器上設定好的的觸發方式，遙控器向圖像傳輸發射模塊發出改變其工作頻道的跳頻指令。

其中，所述圖像傳輸模塊初始化的工作頻道為32個，分為4組，每組8個工作頻道。

其中，初始化時，所述圖像傳輸接收、發射模塊同時跳入一個工作頻道；在切換工作頻道時，所述圖像傳輸發射模塊依次跳到後一個工作頻道，所述圖像傳輸接收模塊也依次跳到後一個工作頻道。

通過上述技術方案，當所述圖像傳輸模塊工作時，當前工作的頻率受到幹擾後，需要改變其工作頻道，只需人工觸發遙控器上設定好的的觸發方式向所述圖像發射模塊發射跳頻指令，所述圖像傳輸模塊就會自動切換工作頻道，實現一鍵變頻。並具有輔助手動改變頻道方式。

附圖說明

圖1是本發明實施例1所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖。

圖2是本發明實施例1所提供的初始化模塊配對的流程圖。

圖3是本發明實施例2所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖。

圖4是本發明實施例2所提供的初始化模塊配對的流程圖。

圖5是本發明實施例3所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖。

圖6是本發明實施例3所提供的串口通訊方式示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明所提供的實施例中圖像傳輸模塊包括圖像傳輸發射模塊、圖像傳輸接收模塊、遙控器；所述圖像傳輸發射模塊安裝在無人機上，圖像傳輸接收模塊與地面視頻輸出等設備相連接，遙控器控制切換圖像傳輸模塊切換工作頻率。（圖中未畫出）。

實施例1。

請參閱圖1-2。

圖1是本發明實施例1所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖。本實施例中是一種通過音頻通道實現一鍵實現切換無人機圖像傳輸模塊工作頻率的方法，具體包括以下步驟：

步驟210，初始化圖像傳輸接收、發射模塊，對其進行配對，配對完成後圖像傳輸接收、發射模塊同時跳入同一工作頻道，開始工作。

其中，初始化一對圖像傳輸發射、接收模塊。開始時，接收、發射模塊都同時工作在某一特定初始化頻率。在發射模塊生成一個獨特的ID號碼，將這個ID通過該特定初始化頻率發射至接收模塊，接收模塊接收到此ID後，配對成功，以後接收模塊只響應被配對過的發射模塊的指令初始化成功後接收、發射模塊同時跳入第一個工作頻道，開始工作。

具體的，圖2是本發明實施例1所提供的初始化模塊配對的流程圖，具體包括以下步驟：

步驟211，觸發所述圖像傳輸發射模塊啟動初始化過程，圖像傳輸接收模塊跳到初始化頻道，等待初始化信息；

步驟212，觸發所述圖像傳輸發射模塊啟動初始化過程，圖像傳輸發射模塊跳到初始化頻道，開始初始化過程；

步驟213. 所述圖像傳輸發射模塊隨機指定一個工作頻道並隨機生成一個身份ID，通過音頻通道將該身份ID與指定的工作頻道信息傳輸給圖像傳輸接收模塊，傳輸完成後圖像傳輸發射模塊自動跳至該工作頻道；

步驟214，所述圖像傳輸接收模塊接收到信息後自動與圖像傳輸發射模塊匹配；

步驟215，匹配成功後，所述圖像傳輸接收模塊自動跳至該工作頻道。

對圖像傳輸模塊初始化，對國家開放的公共頻率進行細化，規定工作頻道的個數和組數，方便圖像傳輸模塊對工作頻率的選擇；對接收模塊和發射模塊初次配對，使接收模塊只響應被配對過的發射模塊的指令，並且為之後切換工作頻率提供依據。

步驟220，當需要改變圖像傳輸模塊工作頻道時，向圖像傳輸發射模塊發出改變其工作頻道的跳頻指令。

當圖像傳輸模塊當前的工作頻率受到幹擾影響其正常工作時，可以通過改變其工作頻道而改變工作頻率使其恢復正常工作。此時須向圖像傳輸發射模塊發出改變其工作頻道的跳頻指令。

步驟230，所述圖像傳輸發射模塊在接收到改變其工作頻道的跳頻指令後，圖像傳輸發射模塊通過音頻通道傳輸跳頻信號給圖像傳輸接收模塊，在傳輸完跳頻信號後自動跳入該跳頻信號指定的工作頻道。

步驟240，所述圖像傳輸接收模塊在接收到跳頻信號後切換到該指定工作頻道，圖像傳輸接收、發射模塊在新的工作頻道重新開始工作。

其中，在音頻通道上加載A，B兩種不同頻率的波，A頻率代表數位訊號1，B頻率代表數位訊號0。在圖像傳輸發射模塊，將數位訊號數據轉換為音頻傳輸數據，高電平轉換為A頻率信號，低電平轉換為B頻率信號。圖像傳輸接收模塊接收到音頻信號後又將不同頻率的信號轉化為高低電平信號，從而解析為數位訊號。實現音頻通道傳輸數位訊號。

具體的，所述圖像傳輸發射模塊在接收跳頻指令後，確定跳頻後的工作頻道的信息，比如第三組第四工作頻道，然後這一工作頻道信息（即跳頻信號）通過音頻通道發送給圖像傳輸接收模塊，所述圖像傳輸發射模塊在發送完跳頻信號後自動跳入這一工作頻道；所述圖像傳輸接收模塊在接收到跳頻信號後切換到該指定工作頻道；這樣，所述圖像傳輸模塊就可以在同一頻率重新開始工作了。

值得特別提出的是，當所述圖像傳輸模塊需要再次改變其工作頻道時，重複步驟220、230、240即可。

所述圖像傳輸模塊設定有多個工作頻道，所以當跳頻後的工作頻率仍受到幹擾或者再次受到幹擾後，可以再次重複步驟220、230、240改變圖像傳輸模塊工作頻道，直到圖像傳輸模塊可以正常工作為止。

通過上述技術方案，當圖像傳輸模塊當前的工作頻率受到幹擾影響其正常工作時，需要改變工作頻道，只需向所述圖像發射模塊發射跳頻指令，所述圖像傳輸模塊就會自動切換工作頻道，實現一鍵變頻；當跳頻後的工作頻率仍受到幹擾或者再次受到幹擾後，只需再次向所述圖像發射模塊發射跳頻指令，繼續切換所述圖像傳輸模塊的工作頻道，直到所述圖像傳輸模塊可以不受幹擾的正常工作為止。

實施例2。

請參閱圖3-4。

圖3是本發明實施例2所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖，具體包括以下步驟：

步驟310，初始化圖像傳輸接收、發射模塊，對其進行配對，配對完成後圖像傳輸接收、發射模塊同時跳入同一工作頻道，開始工作。

其中，圖像傳輸模塊規定32個工作頻道，分為4組，每組8個，初始化時，圖像傳輸發射模塊隨機指定一組工作頻道並隨機生成一個身份ID，通過音頻通道將組號與ID傳輸給接收模塊。接收模塊收到信息後自動與發射端匹配。匹配成功後，接收、發射模塊工作頻率自動跳至當前組的第一個頻道。

具體的，圖4是本發明實施例2所提供的初始化模塊配對的流程圖，具體包括以下步驟：

步驟311，觸發圖像傳輸接收模塊設備上設定好的觸發方式，比如長按圖像傳輸接收模塊設備控制按鍵，圖像傳輸接收模塊跳到初始化頻道，開始等待初始化信息；

步驟312，觸發圖像傳輸發射模塊設備上設定好的觸發方式或者觸發遙控器上設定好的觸發方式，比如長按圖像傳輸發射模塊設備按鈕或者迅速短按遙控器跳頻按鈕6次，圖像傳輸發射模塊跳到初始化頻道，開始初始化過程；

步驟313，所述圖像傳輸發射模塊隨機指定一組工作頻道並隨機生成一個身份ID，通過音頻通道將該組號和身份ID傳輸給圖像傳輸接收模塊；

步驟314，所述圖像傳輸接收模塊接收到信息後自動與圖像傳輸發射模塊匹配；

步驟315，匹配成功後，所述圖像傳輸接收、發射模塊工作頻率自動跳至當前組的第一個工作頻道。

遙控器的使用、觸發方式的設定使圖像傳輸模塊的初始化簡單、靈活、多變。

步驟320，當需要改變圖像傳輸模塊工作頻道時，人工觸發遙控器上設定好的的觸發方式，比如短按遙控器上跳頻按鈕一次，向圖像傳輸發射模塊發送跳頻指令。

步驟330，無人機上所述圖像傳輸發射模塊在接收到跳頻指令後，圖像傳輸發射模塊通過音頻通道傳輸跳頻信號給圖像接收模塊，在傳輸完跳頻信號後自動跳入該跳頻信號指定的工作頻道。

步驟340，所述圖像傳輸接收模塊在接收到跳頻信號後切換到該指定工作頻道，圖像傳輸接收、發射模塊在新的工作頻道重新開始工作。

步驟350，當需要再次改變圖像傳輸模塊工作頻道時，重複步驟320、330、340。

具體的，在本實施例中，當工作頻道需要切換時，短按遙控器上跳頻按鈕一次，遙控器將跳頻指令傳至無人機，無人機上圖像傳輸發射模塊接收到遙控器跳頻信號後通過音頻通道通知圖像傳輸接收模塊依次向後變化一個頻道，同時發射模塊本身也依次向後變化一個頻道，使得圖像傳輸接收、發送模塊再次工作在同一個頻道上。從而實現一次自動變換頻道。比如，當前工作頻道是第2組第1工作頻道，記為（2，1），需要變頻時，短按跳頻按鈕後，發射模塊將下一工作頻道信息即第2組第2工作頻道，記為（2，2），發送給接收模塊，「（2，2）」即為跳頻信號；發送完成後，發射模塊跳入第2組第2工作頻道；接收模塊接收到跳頻信號後，切換到第2組第2工作頻道；這樣，發射模塊和接收模塊都在第2組第2工作頻道，處於同一工作頻率，可以正常工作。當需要再次切換工作頻道時，發射模塊和接收模塊依次向後一個工作頻道切換，即切換至第2組第3工作頻道、第2組第4工作頻道、第2組第5工作頻道……當在第2組第8工作頻道時切換頻道，下一組頻道為第2組第1工作頻道，依次循環。

值得特別說明的是，上文提到的觸發方式並不是唯一的，它是根據現實情況由程式設計師自行設定的。

通過上述技術方案，圖像傳輸模塊初始化對國家開放的公共頻率進行細化，對工作頻道進行分組編號，切換工作頻道時按照組號和編號依次向後切換，便於工作頻率的管理，避免切換工作頻率時重複、反覆，節約時間，提高效率。

本實施例還包括與圖像傳輸發射模塊配合使用的遙控器，遙控器上設有設定好的觸發方式，可以發出跳頻指令；當圖像傳輸模塊當前的工作頻率受到幹擾影響其正常工作時，需要改變工作頻道，只需觸發遙控器上設定好的觸發方式，所述圖像傳輸模塊就會自動切換工作頻道，實現一鍵變頻；遙控器的使用實現了對飛行狀態下的無人機上的圖像傳輸發射模塊的遠程控制，使圖像傳輸模塊的實用性更強。

實施例3。

請參閱圖5-6。

圖5是本發明實施例3所提供的一種通過音頻通道控制圖像傳輸收發機同時改變工作頻率的方法的流程圖，具體步驟如下：

步驟410，初始化圖像傳輸接收、發射模塊，對其進行配對，配對完成後圖像傳輸接收、發射模塊同時跳入同一工作頻道，開始工作。

步驟420，當需要改變圖像傳輸模塊工作頻道時，人工觸發遙控器上設定好的的觸發方式，比如短按遙控器上跳頻按鈕，向圖像傳輸發射模塊發送跳頻指令。

步驟430，無人機上所述圖像傳輸發射模塊在接收到跳頻指令後，圖像傳輸發射模塊發送跳頻信號，在發送完跳頻信號後自動跳入該跳頻信號指定的工作頻道。

步驟440，所述跳頻信號使用FSK技術後得到調製信號由發射晶片通過音頻通道發送給圖像傳輸接收模塊。

步驟450，所述圖像傳輸接收模塊的接收晶片在接收到調製信號後使用FSK技術後解調出跳頻信號。

其中，FSK，是Frequency-shift keying簡寫，中文名是頻移鍵控，是利用載波的頻率變化來傳遞數字信息。它是利用基帶數位訊號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數字調製技術。

具體的，圖6是本發明實施例3所提供的串口通訊方式示意圖。從單片機串口TX口發出源數據，將TX口接入單片機的管腳A產生外部中斷，在外部中斷中判斷電平的高低變化，控制定時器TIMER產生不同頻率的方波加載到音頻通道上去；在接收端接收到不同頻率的波，傳輸至單片機管腳B產生外部中斷，計算相鄰兩次中斷直接的間隔時間，解析出波的頻率，在管腳C輸出該頻率對應的高低電平，管腳B接入單片機串口接收口RX，即可以接受到發射端發射的串口數據。實現底層數據傳輸。

在音頻通道上使用FSK技術，實現數據的調製解調，FSK技術實現起來較容易,抗噪聲與抗衰減的性能較好。

步驟460，所述圖像傳輸接收模塊在接收到跳頻信號後切換到該指定工作頻道，圖像傳輸模塊重新在新的工作頻道開始工作。

步驟470，當需要再次改變圖像傳輸模塊工作頻道時，重複步驟420、430、440、450、460。

值得特別提出的是，上述步驟460中，如果所述圖像傳輸接收模塊沒有接收到跳頻信號而圖像傳輸發射模塊已經改變其工作頻道，通過人工控制圖像傳輸接收模塊上的觸發方式，比如通過控制圖像傳輸接收模塊上的控制按鍵，依次變換工作頻道直到圖像傳輸接收模塊接收到圖像傳輸發射模塊發出的跳頻信號為止。在圖像傳輸模塊變頻過程中出錯時，可以通過手動調節改變其工作頻道，使之恢復正常。

通過上述技術方案，可以實現一鍵切換整個圖像傳輸系統的工作頻率。在無物理連接的狀態下實現，十分便捷。並具有輔助手動改變頻道方式。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包括在本發明保護的範圍之內。