[发明专利]一种消防机器人用宽带无线通信装置

摘要

本发明属于消防通信技术领域，具体为一种消防机器人用宽带无线通信装置。该宽带无线通信装置包括前端传输装置和后端接收装置；前端传输装置包括前端电源模块、前端通信核心板、前端视频处理模块、前端语音处理模块、前端腔体滤波器、前端环形器、前端功率放大器和前端天线；后端接收装置包括后端电源模块、后端通信核心板、后端语音处理模块、后端腔体滤波器、后端环形器、后端功率放大器和后端天线。本发明可提供多路音频和视频传输，同时支持高速数据传输，其通讯协议和传输制式特别适合于多径干扰严重的楼宇等建筑物内使用。本发明支持图像、语音和数据的在一个信道内混合传输，具有图像实时性好、语音压缩率高、数据延时短等特点。

主权项

 一种消防机器人用宽带无线通信装置，其特征在于包括前端传输装置和后端接收装置；所述的前端传输装置包括前端电源模块、前端通信核心板、前端视频处理模块、前端语音处理模块、前端腔体滤波器、前端环形器、前端功率放大器和前端天线；所述的后端接收装置包括后端电源模块、后端通信核心板、后端语音处理模块、后端腔体滤波器、后端环形器、后端功率放大器和后端天线；所述的的前端电源模块采用DC到DC方式，9~36V宽压输入，输出为12V和5V两种电压；其中，12V输出端口连接前端视频处理模块，5V输出端口连接前端通信核心板、前端语音处理模块和前端功率放大器，为其供电；所述的前端通信核心板包括主控处理器ARM及外围电路、可编程门阵列FPGA及外围电路、射频电路；所述的主控处理器ARM主要负责上下层协议解析、应用服务和接口控制；所述的可编程门阵列FPGA是宽带无线通信的核心器件，负责物理层通信协议的实现，所述的物理层通讯协议采用TD‑COFDM的通信方式，即基于时分多用户的带编码的正交频分复用方式，时间复用方式为每秒划分成6个超帧，每个超帧包含32个时隙，每个时隙传输一个COFDM帧，子载波数为1024，循环前缀长度为27.8us，能消除复杂环境下的多径干扰；系统的通信带宽为2MHz、4MHz、8MHz可选，最大支持的信道传输速率为10.8Mbps；所述的射频电路主要包括频率合成器、调制芯片、解调芯片、低噪声放大器、声表滤波器和射频开关，射频电路的频点可调，调节范围为300~500MHz；所述的通信核心板和外围设备相连的接口主要有LAN网口和DB9串口，LAN网口和视频处理模块相连，用来接收视频处理模块压缩后的视频数据，串口用来传输传感器数据信息和发送后台控制命令；所述的前端视频处理模块和机器人专用摄像头通过AV线相连，对采集的图像进行H.264压缩编码，编码后数据通过LAN网口以UDP协议传输至前端通信核心板的主控处理器ARM；所述的前端语音处理模块连接机器人的拾音器和喇叭，采用双工模式，实现语音的压缩、编码、调制、解调、解码和解压缩，语音处理模块通过SPI接口和前端通信核心板相连；所述的前端腔体滤波器分别同前端环形器和前端天线相连接，对功放发射的无线信号进行带外抑制，以降低对同频段其他电子设备的干扰；所述的前端环形器还分别同前端功率放大器的输出和前端核心通信板的射频接收输入接口相连接；所述的前端功率放大器还同前端通信核心板的射频输出相连； 所述的后端电源模块和前端电源模块相同；所述的后端通信核心板包括主控处理器ARM及外围电路、可编程门阵列FPGA及外围电路、射频电路和GPS定位模块，所述的主控处理器功能与前端传输装置相同，所述的可编程门阵列FPGA的功能，除实现物理层通信协议外，还与GPS定位模块的授时脉冲引脚相连，授时脉冲和物理层电路的时间管理模块相连，在脉冲到来时复位各个后端接收装置的时间管理模块，实现多个接收装置之间的同步；所述射频电路的功能与前端传输装置的射频电路相同；所述的后端语音处理模块与前端语音处理模块相同；所述的后端腔体滤波器一端连接后端环形器，一端连接后端天线，对接收信号进行预选滤波，滤除带外强干扰信号；所述的后端功率放大器与前端功率放大器相同；所述的后端环形器与前端环形器相同；所述前端传输装置和后端接收装置通过前端天线与后端天线无线传输连接。