[发明专利]一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置

权利要求书

1.一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置，包括由蓝牙从机电子背包、蓝牙主机端和PC上位机；蓝牙从机电子背包通过蓝牙5.0协议与蓝牙主机端无线连接，蓝牙主机端通过USB 2.0协议与PC上位机有线连接；其特征在于：

所述蓝牙从机电子背包由电源模块1、电刺激器模块、图像采集模块、模拟音频模块、数字音频模块、蓝牙芯片1和天线1组成；其中，图像采集模块由COMS图像传感器和镜头组组成，模拟音频采集模块由模拟MEMS麦克风和后级运放放大电路组成，数字音频模块由数字麦克风组成，天线1为微型螺旋天线；天线1与天线2以无线的方式双向连接，用于向蓝牙主机端发送从机背包传感器数据以及接收经过蓝牙主机端传递的上位机指令；天线1与蓝牙芯片1的射频通讯接口双向连接，射频通讯接口与蓝牙MCU相连接，用于蓝牙MCU接收上位机指令；蓝牙MCU与指令拆分模块相连接，将接收到的上位机指令通过指令拆分模块解析为刺激参数、图像参数、音频参数；指令拆分模块中的刺激参数设置与PWM接口相连接，PWM接口与电刺激模块相连接，PWM接口将刺激参数转化为电刺激模块对应的激励电信号施加于昆虫载体相应的刺激位点；指令拆分模块中的图像参数设置与I2C通讯接口相连接，I2C通讯接口与图像采集模块相连接，I2C通讯接口将图像参数转化为图像采集模块中传感器对应的寄存器值，图像采集模块与SPI通讯接口以及中断触发接口相连接，用于输出所采集的图像数据，也就是昆虫第一视角的图像信息；指令拆分模块中的音频参数设置与定时器1相连接，定时器1与ADC接口相连接，模拟音频模块与ADC接口相连接，定时器1将音频参数转化为对应的ADC接口对模拟音频采集的间隔，采集音频数据；指令拆分模块中的音频参数设置与I2S通讯接口相连接，I2S通讯接口与数字音频模块双向连接，I2S通讯接口将音频参数转化为数字音频模块中传感器对应的寄存器值，数字音频模块也通过I2S通讯接口输出所采集的音频数据；SPI通讯接口与数据组合模块中的图像数据区相连，用于输出采集的图像数据，ADC接口和I2S通讯接口均与数据组合模块中的音频数据区相连，用于输出所采集的音频数据；

数据组合模块中图像数据区、校验码区、音频数据区均与低功耗数据调用模块相连接，并依次按图像数据区数据输送线路①、校验码区数据输送线路②和音频数据区数据输送线路③的顺序输出数据；蓝牙MCU与定时器2相连接，定时器2与低功耗数据调用模块相连接，定时控制低功耗数据调用模块从数据组合模块中按图像数据区数据输送线路①、校验码区数据输送线路②和音频数据区数据输送线路③的顺序获取数据；低功耗数据调用模块与射频通讯接口相连，用于经天线1，无线发送所采集的音频、图像数据及校验码数据；电源模块1与电刺激器模块、图像采集模块、模拟音频模块、数字音频模块以及蓝牙芯片1相连接，用于给整个电子背包系统中的上述组件供电；

所述蓝牙主机端由天线2、无线功率放大模块、蓝牙芯片2、电源模块2、USB接口模块组成，其中天线2为高增益平板天线；天线2与无线功率放大模块双向连接，无线功率放大模块与蓝牙芯片2双向连接，USB接口模块与蓝牙芯片2双向连接，USB接口模块与PC上位机的USB通信模块双向连接，用于将无线接收到的电子背包传感器数据包通过USB接口发送给PC上位机或将来自PC上位机的上位机指令通过无线功率放大模块和天线2，发送给蓝牙从机电子背包；电源模块2由可充电锂电池和线性稳压器组成，与蓝牙芯片2和无线功率放大模块相连接，用于给蓝牙芯片2及无线功率放大模块供电；

所述PC上位机由刺激指令选择模块、传感器参数配置模块、数据拆分模块、音频处理显示模块、图像处理显示模块、数据文件保存模块和USB通讯模块组成；其中刺激指令选择模块、传感器参数配置模块均与USB通讯模块单向连接，用于通过USB发送上位机指令给蓝牙主机端，后无线传输到蓝牙从机背包；USB通讯模块与数据拆分模块中的帧头帧尾校验模块单向连接；数据拆分模块与声音数据区及图像数据区相连接，声音数据区与音频处理模块相连接、音频处理模块与音频播放模块相连接，图像数据区与图像处理模块相连接，图像处理模块与图像显示模块相连接，将通过USB接口接收到的电子背包传感器数据包根据对应的校验码验证数据并将其拆分为声音数据包和图像数据包，并分别传输到音频处理模块和图像处理模块进行后级处理，然后分别传输到音频播放模块和图像显示模块进行播放；音频处理模块和图像处理模块与数据文件保存模块相连接，用于存储经由处理的音频及图像数据。