[实用新型]基于FPGA的可见光视频传输演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于FPGA的可见光视频传输演示仪。

背景技术

可见光通信技术是利用LED灯发光强度高、响应速度快和稳定性好的特性，通过LED 灯高速、有规律的闪烁来传输信息的新型无线传输技术。该传输技术具有理论带宽大、能耗小的优点，因此发展十分迅速。此外，FPGA芯片作为一种新型可编程器件具有运行速度快、处理能力强的优势。基于FPGA传输的视频信号更稳定、快捷，但目前二者结合运用较少，因此研发一种简单直观的演示仪器增进人们的认识。

发明内容

本实用新型专利为一种基于FPGA的可见光视频传输演示仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于FPGA的可见光视频传输演示仪，由外置电源模块、发射模块、接收模块和导轨构成，白光LED灯和PIN光电二极管固定在导轨上；SD卡驱动、FPGA编码芯片和LED灯驱动电路集成在发射端电路板上，FPGA 解码芯片和两级放大电路集成在接收端电路板上，两电路板放置在导轨前；视频播放器放置在最前端，供演示时观看。

具体工作方式是：将白光LED灯和PIN光电二极管分别固定在导轨上，调整高度使白光 LED灯与PIN光电二极管处于同一水平位置。接通电源，5V电源适配器将220V交流电转换为5V直流电为系统供电。储存在发射端SD卡中的视频数据经SD卡驱动读取后传输至FPGA 编码芯片，FPGA编码芯片通过内置的多个模块对视频信号进行编码，LED灯驱动电路将编码好的信号快速调制到白光LED灯两端，白光LED灯将调制好的信号以光信号的形式发射出去。位于接收端的PIN光电二极管接收到光信号后，通过光电效应将光信号转换为电信号，两级放大电路将电信号放大，FPGA解码芯片对放大后的信号进行解码，将其转化成最初的视频信息，并通过视频播放器进行播放。同时通过调节导轨上白光LED灯与PIN光电二极管的距离，演示视频传输质量与距离之间的关系。

本实用新型的有益效果是：利用FPGA芯片实现了视频的快速编码和解码，提高了可见光视频传输的质量与效率。通过调节导轨上白光LED灯与PIN光电二极管的距离，可方便地的演示距离对可见光视频传输的影响，具有操作简单，演示效果直观的优点，在实际应用中取得了良好的教学效果。

附图说明

图1为可见光视频传输演示仪。

具体实施方式

下面结合附图本实用新型的具体结构作进一步说明。

图中，1-白光LED灯，2-导轨，3-LED灯驱动电路，4-FPGA编码芯片，5-5V电源适配器，6-SD卡驱动，7-PIN光电二极管，8-FPGA解码芯片，9-两级放大电路，10-视频播放器， 11-5V电源适配器

具体工作方式是：将白光LED灯1和PIN光电二极管7分别固定在导轨2上，调整高度使白光LED灯与PIN光电二极管处于同一水平位置。接通电源，5V电源适配器5、11将220V 交流电转换为5V直流电为系统供电。储存在发射端SD卡中的视频数据经SD卡驱动6读取后传输至FPGA编码芯片4，FPGA编码芯片通过内置的多个模块对视频信号进行编码，LED 灯驱动电路3将编码好的信号快速调制到白光LED灯两端，白光LED灯将调制好的信号以光信号的形式发射出去。位于接收端的PIN光电二极管接收到光信号后，通过光电效应将光信号转换为电信号，两级放大电路9将电信号放大，FPGA解码芯片8对放大后的信号进行解码，将其转化成最初的视频信号，并通过视频播放器10进行播放。同时通过调节导轨上白光LED灯与PIN光电二极管的距离，演示视频传输质量与距离之间的关系。

本实用新型实现了以数字信号进行可见光通信的目的，能方便地进行距离的调整，以探究距离对视频传输质量的影响。利用FPGA芯片对信号进行快速地编码、解码，提高了可见光视频传输的质量与效率。并且该演示仪操作简单、演示效果直观、趣味性高，在实际应用中取得了良好的教学效果。