[发明专利]一种基于双模导航定位模块的视频字符叠加系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于双模导航定位模块的视频字符叠加系统，适用于定位领域。

背景技术

为解决船舶在航海中失事时能及时存储视频中的日期、时间和地点等问题，基于双星定位系统原理，只要用户响应地面控制中心发出的询问信号，地面控制中心就能解算出用户的位置。所以，使用双模导航定位模块，地面控制中心能及时掌握它们的位置，同时具有简短的双向数字报文通信功能以及授时，这对监控指挥在海上航行的船舶非常有利。因此，船舶一旦在航行过程中失事，只要通过双模导航定位模块接收船舶失事的准确日期、时间和地点，并将其叠加在实时采集的视频中一起存储，可为日后的调查工作提供有力的证据。实现视频字符叠加设计主要有3种方案：（1）搭建字符叠加系统的行场分离、显示内存和时钟电路等，这种方法电路设计结构较复杂，稳定性较差（2）利用可编程器件实现，该设计成本较高，编程较复杂（3）利用视频字符专用芯片，该方案电路简单、成本低、稳定性好。目前字符叠加主流的专用芯片有NEC ( Nippon Electric Company)公司的uPD6453, uPD6467和uPD6464A等，三星公司KS5514B-XX系列;FUJITSU(富士通)公司的MB90092等专用芯片，但这些芯片都有复杂的外围电路，需要外接视频行场分离电路等。MAXIM(美信)公司的MAX7456专用字符叠加芯片，其内部集成了行场分离电路、外同步视频驱动电路和EEPROM ( Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)字符存储器等电路，因此利用MAX7456设计一种基于双模导航定位模块的MAX7456视频字符叠加系统设计，可以使硬件设计和软件操作比较简单，成本低，并且能满足应用需求。

发明内容

本发明提供一种基于双模导航定位模块的视频字符叠加系统，电路结构紧凑，系统操作简单，成本较低、稳定性高，适应性好，解决了现有视频字符叠加系统结构复杂、成本高的缺点。

本发明所采用的技术方案是：单片机模块是由复位电路、时钟电路以及外围的电源滤波电路组成的最小系统,由于MAX7456通过SPI接口与控制器进行通信，双模导航定位模块通过串口与控制器通信，而ATMEGAI6单片机既集成了SPI接口，又集成了串口功能，具有高集成度、低成本、低功耗的优点。为了设计的高可靠性，采用专用看门狗芯片MAX6323为该系统提供保障。

所述电源转换电路使用TD1583和LM1117两片三端稳压芯片进行降压处理，单片机控制模块采用3.3 V供电，以降低整个设计的功耗。DC-DC转换芯片TD1583将7.2 V电压转换为3.3 V电压；低压差电压调节芯片LM1117将7.2 V电压转换为5V电压。

所述字符叠加模块中，MAX7456采用3条独立的电源线路，每个电源电压必须在4.75～5. 25V范围内。将数字电源和模拟电源以及视频驱动器电源线路分开，以防止高频数字噪声耦合至视频输出。3个电源都应有同样的直流电压。采用0.1 uF电容将每个电源旁路至地，应尽可能靠近IC引脚放置该电容，其中模拟地和数字地用阻值为0的电阻进行共地处理。时钟晶振选择一个27MHz并联谐振的基频模式晶体。由于MAX7456的端口电平为5V，而单片机SPI接口电平是3.3 V，采用NL17SZ07芯片进行转换。

所述双模导航定位模块有3个电源输入管脚(Vcc，V_ BCKP和V_ ANT)与两个电源输出管脚(Vcc_ OUT和Vcc_ RF )。其中Vcc为模块的工作主电源，V_ BCKP为模块的备份输入电源，在主电源Vcc断电时为RTC电路供电，确保关键信息不丢失，以实现热启动功能。模块内部设计有对备用电源V_ BCKP的充电电路，使用外接可充电的电池；V_ ANT是天线供电输入管脚，模块内部通过电感与RF_ IN连接。模块的天线接口(RF_ IN管脚)可直接连接BD2 B1/GPS L1双模天线。该接口内部采用50欧阻抗匹配。模块支持外部使用nRESET管脚复位(低电平有效)，此设计采用单片机控制软件复位。当PWR-DWN管脚输入低电平时，模块进人休眠模式，功耗降至5mA以下；当输人恢复为高电平时，对模块外部复位后，模块可恢复正常工作。

本发明的有益效果是：电路结构紧凑，系统操作简单，成本较低、稳定性高，适应性好，解决了现有视频字符叠加系统结构复杂、成本高的缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。