本發(fā)明涉及一種基于雙模導(dǎo)航定位模塊的視頻字符疊加系統(tǒng)，適用于定位領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為解決船舶在航海中失事時(shí)能及時(shí)存儲(chǔ)視頻中的日期、時(shí)間和地點(diǎn)等問題，基于雙星定位系統(tǒng)原理，只要用戶響應(yīng)地面控制中心發(fā)出的詢問信號(hào)，地面控制中心就能解算出用戶的位置。所以，使用雙模導(dǎo)航定位模塊，地面控制中心能及時(shí)掌握它們的位置，同時(shí)具有簡(jiǎn)短的雙向數(shù)字報(bào)文通信功能以及授時(shí)，這對(duì)監(jiān)控指揮在海上航行的船舶非常有利。因此，船舶一旦在航行過程中失事，只要通過雙模導(dǎo)航定位模塊接收船舶失事的準(zhǔn)確日期、時(shí)間和地點(diǎn)，并將其疊加在實(shí)時(shí)采集的視頻中一起存儲(chǔ)，可為日后的調(diào)查工作提供有力的證據(jù)。實(shí)現(xiàn)視頻字符疊加設(shè)計(jì)主要有3種方案：（1）搭建字符疊加系統(tǒng)的行場(chǎng)分離、顯示內(nèi)存和時(shí)鐘電路等，這種方法電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，穩(wěn)定性較差（2）利用可編程器件實(shí)現(xiàn)，該設(shè)計(jì)成本較高，編程較復(fù)雜（3）利用視頻字符專用芯片，該方案電路簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性好。目前字符疊加主流的專用芯片有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等專用芯片，但這些芯片都有復(fù)雜的外圍電路，需要外接視頻行場(chǎng)分離電路等。MAXIM(美信)公司的MAX7456專用字符疊加芯片，其內(nèi)部集成了行場(chǎng)分離電路、外同步視頻驅(qū)動(dòng)電路和EEPROM ( Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)字符存儲(chǔ)器等電路，因此利用MAX7456設(shè)計(jì)一種基于雙模導(dǎo)航定位模塊的MAX7456視頻字符疊加系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以使硬件設(shè)計(jì)和軟件操作比較簡(jiǎn)單，成本低，并且能滿足應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于雙模導(dǎo)航定位模塊的視頻字符疊加系統(tǒng)，電路結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，成本較低、穩(wěn)定性高，適應(yīng)性好，解決了現(xiàn)有視頻字符疊加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊是由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路以及外圍的電源濾波電路組成的最小系統(tǒng),由于MAX7456通過SPI接口與控制器進(jìn)行通信，雙模導(dǎo)航定位模塊通過串口與控制器通信，而ATMEGAI6單片機(jī)既集成了SPI接口，又集成了串口功能，具有高集成度、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。為了設(shè)計(jì)的高可靠性，采用專用看門狗芯片MAX6323為該系統(tǒng)提供保障。

所述電源轉(zhuǎn)換電路使用TD1583和LM1117兩片三端穩(wěn)壓芯片進(jìn)行降壓處理，單片機(jī)控制模塊采用3.3 V供電，以降低整個(gè)設(shè)計(jì)的功耗。DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TD1583將7.2 V電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V電壓；低壓差電壓調(diào)節(jié)芯片LM1117將7.2 V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓。

所述字符疊加模塊中，MAX7456采用3條獨(dú)立的電源線路，每個(gè)電源電壓必須在4.75～5. 25V范圍內(nèi)。將數(shù)字電源和模擬電源以及視頻驅(qū)動(dòng)器電源線路分開，以防止高頻數(shù)字噪聲耦合至視頻輸出。3個(gè)電源都應(yīng)有同樣的直流電壓。采用0.1 uF電容將每個(gè)電源旁路至地，應(yīng)盡可能靠近IC引腳放置該電容，其中模擬地和數(shù)字地用阻值為0的電阻進(jìn)行共地處理。時(shí)鐘晶振選擇一個(gè)27MHz并聯(lián)諧振的基頻模式晶體。由于MAX7456的端口電平為5V，而單片機(jī)SPI接口電平是3.3 V，采用NL17SZ07芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

所述雙模導(dǎo)航定位模塊有3個(gè)電源輸入管腳(Vcc，V_ BCKP和V_ ANT)與兩個(gè)電源輸出管腳(Vcc_ OUT和Vcc_ RF )。其中Vcc為模塊的工作主電源，V_ BCKP為模塊的備份輸入電源，在主電源Vcc斷電時(shí)為RTC電路供電，確保關(guān)鍵信息不丟失，以實(shí)現(xiàn)熱啟動(dòng)功能。模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有對(duì)備用電源V_ BCKP的充電電路，使用外接可充電的電池；V_ ANT是天線供電輸入管腳，模塊內(nèi)部通過電感與RF_ IN連接。模塊的天線接口(RF_ IN管腳)可直接連接BD2 B1/GPS L1雙模天線。該接口內(nèi)部采用50歐阻抗匹配。模塊支持外部使用nRESET管腳復(fù)位(低電平有效)，此設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制軟件復(fù)位。當(dāng)PWR-DWN管腳輸入低電平時(shí)，模塊進(jìn)人休眠模式，功耗降至5mA以下；當(dāng)輸人恢復(fù)為高電平時(shí)，對(duì)模塊外部復(fù)位后，模塊可恢復(fù)正常工作。

本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，成本較低、穩(wěn)定性高，適應(yīng)性好，解決了現(xiàn)有視頻字符疊加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的單片機(jī)控制電路。

圖2是本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換電路。

圖3是本發(fā)明的字符疊加模塊。

圖4是本發(fā)明的雙模導(dǎo)航定位模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，單片機(jī)模塊是由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路以及外圍的電源濾波電路組成的最小系統(tǒng),由于MAX7456通過SPI接口與控制器進(jìn)行通信，雙模導(dǎo)航定位模塊通過串口與控制器通信，而ATMEGAI6單片機(jī)既集成了SPI接口，又集成了串口功能，具有高集成度、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。為了設(shè)計(jì)的高可靠性，采用專用看門狗芯片MAX6323為該系統(tǒng)提供保障。

如圖2，電源轉(zhuǎn)換電路使用TD1583和LM1117兩片三端穩(wěn)壓芯片進(jìn)行降壓處理，單片機(jī)控制模塊采用3.3 V供電，以降低整個(gè)設(shè)計(jì)的功耗。DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TD1583將7.2 V電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V電壓；低壓差電壓調(diào)節(jié)芯片LM1117將7.2 V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓。

如圖3，字符疊加模塊中，MAX7456采用3條獨(dú)立的電源線路，每個(gè)電源電壓必須在4.75～5. 25V范圍內(nèi)。將數(shù)字電源和模擬電源以及視頻驅(qū)動(dòng)器電源線路分開，以防止高頻數(shù)字噪聲耦合至視頻輸出。3個(gè)電源都應(yīng)有同樣的直流電壓。采用0.1 uF電容將每個(gè)電源旁路至地，應(yīng)盡可能靠近IC引腳放置該電容，其中模擬地和數(shù)字地用阻值為0的電阻進(jìn)行共地處理。時(shí)鐘晶振選擇一個(gè)27MHz并聯(lián)諧振的基頻模式晶體。由于MAX7456的端口電平為5V，而單片機(jī)SPI接口電平是3.3 V，采用NL17SZ07芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

如圖4，雙模導(dǎo)航定位模塊有3個(gè)電源輸入管腳(Vcc，V_ BCKP和V_ ANT)與兩個(gè)電源輸出管腳(Vcc_ OUT和Vcc_ RF )。其中Vcc為模塊的工作主電源，V_ BCKP為模塊的備份輸入電源，在主電源Vcc斷電時(shí)為RTC電路供電，確保關(guān)鍵信息不丟失，以實(shí)現(xiàn)熱啟動(dòng)功能。模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有對(duì)備用電源V_ BCKP的充電電路，使用外接可充電的電池；V_ ANT是天線供電輸入管腳，模塊內(nèi)部通過電感與RF_ IN連接。模塊的天線接口(RF_ IN管腳)可直接連接BD2 B1/GPS L1雙模天線。該接口內(nèi)部采用50歐阻抗匹配。模塊支持外部使用nRESET管腳復(fù)位(低電平有效)，此設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制軟件復(fù)位。當(dāng)PWR-DWN管腳輸人低電平時(shí)，模塊進(jìn)人休眠模式，功耗降至5mA以下；當(dāng)輸人恢復(fù)為高電平時(shí)，對(duì)模塊外部復(fù)位后，模塊可恢復(fù)正常工作。