基于Wireless USB 技術(shù)的遙控設(shè)備設(shè)計(jì)
3. 3 CRC 校驗(yàn)技術(shù)
為了提高無(wú)線信息傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕到y(tǒng)將附加CRC16 于每一個(gè)數(shù)據(jù)包中。CRC16 是一個(gè)16 bit 的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼( CRC) ,是使用USB 的CRC 多項(xiàng)式運(yùn)算所得,可以檢測(cè)所有單位和雙位差錯(cuò),檢測(cè)率達(dá)所有可能差錯(cuò)的99. 998%.
3. 4 數(shù)據(jù)應(yīng)答與重發(fā)
遙控操作完成后,用戶需要明確操作結(jié)果。非視線內(nèi),用戶只有通過(guò)接收端返回的信號(hào)判斷是否正確操作。
Wireless USB 支持ACK 功能。接收端收到正確數(shù)據(jù)后自動(dòng)發(fā)送ACK 信號(hào)。發(fā)射端發(fā)射數(shù)據(jù)前設(shè)定ACK 等待時(shí)長(zhǎng),發(fā)送完數(shù)據(jù)后,打開(kāi)超時(shí)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),同時(shí)轉(zhuǎn)入接收模式,如果超時(shí)時(shí)間到,未收到ACK 信號(hào),重發(fā)數(shù)據(jù),即自動(dòng)重發(fā)操作。該功能使得即使一次遙控操作因干擾等原因信號(hào)未被接收機(jī)接收到,用戶無(wú)須二次操作,遙控器會(huì)自動(dòng)重發(fā)信號(hào),直到操作完成。如果設(shè)定時(shí)間內(nèi)收到ACK 信號(hào),發(fā)射機(jī)進(jìn)入睡眠模式。由此可避免誤操作。
3. 5 載波監(jiān)聽(tīng)與頻率捷變( 類認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)) 頻率捷變,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是頻率跳變,它只是在受到干擾時(shí)頻率才發(fā)生改變,這一點(diǎn)與通常講的跳頻通信有本質(zhì)的區(qū)別,如圖8 所示。CYRF6936 提供98 個(gè)信道,每個(gè)信道的帶寬為1 MHz,用戶可通過(guò)頻率捷變技術(shù)來(lái)避免強(qiáng)干擾。本項(xiàng)目根據(jù)應(yīng)用實(shí)際,啟用CYRF6936 的載波監(jiān)聽(tīng)( RSSI) 功能。各終端在接收模式下,通過(guò)讀取寄存器RSSI_ADR( 地址0×13) 的值判斷當(dāng)前信道上無(wú)線信號(hào)的功率密度即干擾強(qiáng)度。其工作時(shí)序?yàn)椋?先進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),如果信道有強(qiáng)干擾則依跳頻序列跳轉(zhuǎn)到下一頻道; 若無(wú)強(qiáng)干擾,則傳輸數(shù)據(jù)。
4 原理樣機(jī)調(diào)試
實(shí)驗(yàn)室調(diào)試連接示意圖如圖9 所示。目前為止實(shí)驗(yàn)室曾做以下調(diào)試: SPI 口通信調(diào)試; 20 ms 精確控制發(fā)射調(diào)試; 無(wú)線收發(fā)調(diào)試; 采樣發(fā)射和接收輸出PWM 信號(hào)調(diào)試;半雙工調(diào)試; 串口調(diào)試; 編譯碼調(diào)試; 頻率捷變調(diào)試; 數(shù)據(jù)應(yīng)答與重發(fā)調(diào)試。
工程調(diào)試結(jié)果如下: 對(duì)4 路舵機(jī)精確控制測(cè)試,發(fā)射機(jī)通過(guò)I /O 接口對(duì)4 路滑動(dòng)變阻器電壓采樣調(diào)制發(fā)射,接收機(jī)接收信號(hào)解調(diào)輸出1 ~2 ms 矩形脈沖信號(hào),控制4 路舵機(jī)發(fā)生0° ~90°偏轉(zhuǎn); 有效通信距離測(cè)試,原理樣機(jī)在室內(nèi)10 m 范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)有效控制,室外空曠地區(qū)控制距離可達(dá)30 m; 與其他無(wú)線通信系統(tǒng)共存性能測(cè)試,打開(kāi)實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備及藍(lán)牙、WiFi、WLAN 等,測(cè)試表明系統(tǒng)可在復(fù)雜電磁環(huán)境下正常工作。多功能測(cè)試: 1) 同一發(fā)射機(jī)下載不同程序控制不同接收機(jī); 2) 同一發(fā)射機(jī)通過(guò)切換頻道控制不同接收機(jī); 3) 同一發(fā)射機(jī)通過(guò)調(diào)用不同PN 碼子程序控制不同接收機(jī)。結(jié)果證明,能實(shí)現(xiàn)多功能遙控功能。
5 總結(jié)與展望
擬開(kāi)發(fā)的遙控設(shè)備,以Wireless USB 技術(shù)為平臺(tái); 依托認(rèn)知無(wú)線電、軟件無(wú)線點(diǎn)理念; 充分利用頻率捷變技術(shù)、數(shù)據(jù)應(yīng)答與重發(fā)技術(shù)、CRC 校驗(yàn)技術(shù)、DSSS 技術(shù)、BCH 技術(shù)、RSSI 功能、TouchWake 功能,功耗低、抗干擾能力強(qiáng),能在WiFi、ZigBee、WiMAX、藍(lán)牙、無(wú)繩電話、微波爐等周?chē)J褂茫?通過(guò)AGC 調(diào)節(jié)發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)不同距離可變功率控制; 通過(guò)PN 碼區(qū)分不同設(shè)備,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)ID 號(hào)實(shí)現(xiàn)同種設(shè)備不同個(gè)體的區(qū)分控制,即實(shí)現(xiàn)多功能。
與紅外遙控相比,解決了紅外遙控視線與距離、單向通信、高功耗三大局限。與其他頻段遙控設(shè)備相比,該技術(shù)頻帶更寬,數(shù)傳速率更高,設(shè)備體積更小。與其他2. 4 GHz技術(shù)相比,每個(gè)芯片擁有獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)ID,支持TouchWake 功能。此外采用DSSS 技術(shù),支持頻率捷變與RSSI,復(fù)雜電磁環(huán)境中生命力更強(qiáng),應(yīng)用前景廣闊。
但研究尚處于試驗(yàn)階段,各種功能尚不完善,有待在以后的研究中深入開(kāi)發(fā)。
評(píng)論