CN104158562A - 基于射频遥控系统的跳频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线遥控技术。本发明解决了现有射频遥控系统中的跳频方法同步时间长或复杂程度较高的问题，提供了一种基于射频遥控系统的跳频方法，其技术方案可概括为：与现有技术的区别主要在于，射频接收端与射频遥控器分别扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，后续跳频时根据标记及排序进行相应跳频，若射频接收端接收到射频遥控器发来的跳频信息，则根据跳频信息进行相应跳频，而射频遥控器在同步后向射频接收端发送下一次跳频的跳频信息。本发明的有益效果是，在满足抗干扰的同时更满足遥控器的实时需求，适用于射频遥控系统。
Description
技术领域
本发明涉及无线遥控技术，特别涉及射频遥控系统。
背景技术
当前，2.4G的射频遥控器应用越来越多，由于2.4G频段是一个公共频段，该频段上拥有众多的设备，这其中包括WIFI、Bluetooth及Zigbee等等。如何使射频遥控系统不被同频段设备干扰就显得尤为重要。
射频遥控系统解决被同频段设备干扰的一个好的方法就是采用跳频技术，通过通信双方的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变，从而避开被干扰频道，跳到干净的频道确保通信正常。
当前，公知的射频遥控系统一般采用固定跳频，即通信双方预先预设几个频道，然后通信双方在这预设频道上跳频然后同步再进行通信；或者是双方在所有的可用频道跳频然后同步再进行通信；亦或是通信双方通过事先预定的跳频图谱进行跳频。
上述公知的跳频方法其跳频通信成功的关键是同步信息的正确传递，当前同步信息传递的基本方法有独立信道法、前置同步法及自同步法三种方法，其中独立信道法要占用信道资源，当独立信道被干扰后，就影响同步信息的正确传递进而导致同步失败；前置同步法是先在各个信道上发送同步字头，当同步后再发送信息，所以涉及同步时间长的问题；而自同步法由于携带同步信息量很小，所以只适合简单图谱的跳频系统。
众所周知，射频遥控系统本身是一个简单、实时的系统，射频遥控器绝大部分时间处于待机状态。当被操控时，遥控器按键被按下并发送相应指令，被控设备要实时响应。若频道被干扰亦或同步时间过长将失去实时性的特点，从而给人以延迟感使操控体验很差。公知的固定预设信道跳频法中当预设信道被干扰后，将会出现上述情况；同样的，公知的所有可用频道跳频法由于频道过多，同步过程时间长，也就影响射频遥控器的实时性；而通过事先约定好的跳频图谱进行跳频，由于涉及的算法和复杂程度相对较高，也不太适合低成本的射频遥控系统。所以，一种简单有效的跳频方法对射频遥控系统尤为重要。
发明内容
本发明的目的是要克服目前射频遥控系统中的跳频方法同步时间长或复杂程度较高的缺点，提供一种基于射频遥控系统的跳频方法。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，包括射频接收端处理方法及射频遥控器处理方法，
所述射频接收端处理方法包括以下步骤：
步骤1、射频接收端上电启动，扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记；
步骤2、射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据；
步骤3、射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步，若正在同步或已同步，则进入步骤7，若未接收到射频遥控器的同步则进入下一步；
步骤4、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰，若是则进入步骤5，若未被干扰则继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3；
步骤5、射频接收端判断当前频道是否为已标记的频道中排序最后的一个频道，若不是则跳频到当前所处频道在已标记的频道中依照排序的下一个频道，继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3，若是则进入步骤6；
步骤6、射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，回到步骤2；
步骤7、若正在同步则射频接收端接收射频遥控器发送来的同步信息并进行相应反馈，与射频遥控器完成同步，进入步骤8，若已完成同步则直接进入步骤8；
步骤8、射频接收端接收射频遥控器发送来的信息并处理，且接收并存储射频遥控器发送来的跳频信息；
步骤9、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰或与射频遥控器失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，回到步骤3；
所述射频遥控器处理方法包括以下步骤：
步骤10、射频遥控器判断自身是否被触发，若触发则进入步骤11，若未触发则等待直至射频遥控器被触发后进入步骤11；
步骤11、射频遥控器扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记；
步骤12、射频遥控器选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，并发送同步信息；
步骤13、射频遥控器判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息，若是则与射频接收端进行同步，完成同步和本次信息发送后，启动频道扫描，并选择出剩余频道中最优的一个频道，将其信息作为跳频信息发送给射频接收端，并进入步骤15，若不是则进入步骤14；
步骤14、射频遥控器跳频到当前频道在排序中的下一个频道，并发送同步信息，回到步骤13；
步骤15、射频遥控器端时刻判断当前频道是否被干扰或与射频接收端失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，并发送同步信息，回到步骤13，若不是则不进行其他处理。
具体的，步骤2中，具体包括以下步骤：
步骤201、射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据，并开始计时；
步骤6中，具体包括以下步骤：
步骤601、射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，并重置计时，回到步骤201；
所述射频接收端处理方法还包括以下步骤：
步骤16、若射频接收端中，计时时间已达到预设的时间都仍未接收到射频遥控器的同步和数据，则回到步骤601。
进一步的，步骤16中，所述预设的时间为30-40ms。
具体的，步骤1、步骤6及步骤11中，所述一定数量为3-6个。
再进一步的，步骤13中，所述一定时间为6-10ms。
具体的，步骤1、步骤6及步骤11中，所述扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序中，所述频道质量的判定方法为：通过读取可用频道的RSSI值，根据RSSI值的大小来判定频道质量。
再进一步的，步骤4、步骤9及步骤15中，所述判断当前所处频道是否被干扰中，所述干扰的判定方法为：通过一个连续时间读取所在频道的RSSI值，若RSSI值大于一个初始设定的值的时间大于该连续时间的一半，则判定为该频道被干扰。
具体的，所述连续时间为6-8ms，所述初始设定的值为-94～-92dBm。
本发明的有益效果是，在本发明方案中，通过上述基于射频遥控系统的跳频方法，实现射频接收端和射频遥控器的自适应跳频方法，以解决固定频道易被干扰的问题，通过动态的频道检测和扫描，实时保证当前优选跳频的频道均是比较干净，通信质量好的频道；通过射频接收端等待，射频遥控器从最干净频道开始发送信息的遍历法比常用的同步方法更具抗干扰性和更快的同步速度；通过减少跳频的频道和次数，可以降低跳频的系统复杂度，简单易用适合遥控器简单低成本系统。通过同步后跳频条件和跳频频道由射频遥控器控制可以加快被干扰和失同步后射频遥控器与射频接收端同步时间。该跳频方法的实现使射频遥控系统在满足抗干扰的同时更满足遥控器的实时需求，给用户以无延迟、良好操作体验感；同时也降低了射频遥控系统的复杂度，有利于遥控系统的低成本。
具体实施方式
下面结合实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明的基于射频遥控系统的跳频方法，分为射频接收端处理方法及射频遥控器处理方法，其中，射频接收端处理方法为：首先射频接收端上电启动，扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，然后选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据，此时开始射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步，若未接收到射频遥控器的同步则继续判断当前所处频道是否被干扰，若未被干扰则继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步那一步，若被干扰则射频接收端判断当前频道是否为已标记的频道中排序最后的一个频道，若不是则跳频到当前所处频道在已标记的频道中依照排序的下一个频道，继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步那一步，若是则重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，回到选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道那一步，若正在与射频遥控器同步则射频接收端接收射频遥控器发送来的同步信息并进行相应反馈，与射频遥控器完成同步，已同步后，射频接收端接收射频遥控器发送来的信息并处理，且接收并存储射频遥控器发送来的跳频信息，然后射频接收端判断当前所处频道是否被干扰或与射频遥控器失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，回到射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步那一步跑；射频遥控器处理方法为：首先射频遥控器判断自身是否被触发，若未触发则等待直至射频遥控器被触发，触发后射频遥控器扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，射频遥控器再选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，并发送同步信息，再判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息，若不是则射频遥控器跳频到当前频道在排序中的下一个频道，并发送同步信息，回到射频遥控器判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息那一步，若是则与射频接收端进行同步，完成同步和本次信息发送后，启动频道扫描，并选择出剩余频道中最优的一个频道，将其信息作为跳频信息发送给射频接收端，射频遥控器端时刻判断当前频道是否被干扰或与射频接收端失去同步，若被干扰或失去同步则跳频到跳频信息中所述的频道，并发送同步信息，回到射频遥控器判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息那一步，若未被干扰且未失去同步则保持同步不进行其他处理。
实施例
本发明实施例的基于射频遥控系统的跳频方法，包括射频接收端处理方法及射频遥控器处理方法，
其中，射频接收端处理方法包括以下步骤：
步骤1、射频接收端上电启动，扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记。
本步骤中，一定数量可以为3-6个。
步骤2、射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据。
本步骤中，可以具体为：射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据，并开始计时。即在本步骤中加入计时。
步骤3、射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步，若正在同步或已同步，则进入步骤7，若未接收到射频遥控器的同步则进入下一步。
步骤4、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰，若是则进入步骤5，若未被干扰则继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3。
步骤5、射频接收端判断当前频道是否为已标记的频道中排序最后的一个频道，若不是则跳频到当前所处频道在已标记的频道中依照排序的下一个频道，继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3，若是则进入步骤6。
步骤6、射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，回到步骤2。
本步骤中，若步骤2加入了计时步骤，则本步骤可以为：射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，并重置计时，回到加入了计时步骤的步骤2。本步骤中记载的一定数量可以为3-6个。
步骤7、若正在同步则射频接收端接收射频遥控器发送来的同步信息并进行相应反馈，与射频遥控器完成同步，进入步骤8，若已完成同步则直接进入步骤8。
步骤8、射频接收端接收射频遥控器发送来的信息并处理，且接收并存储射频遥控器发送来的跳频信息。
步骤9、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰或与射频遥控器失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，回到步骤3。
这里，若之前加入了计时步骤及重置计时等步骤，则还可以增加步骤：若射频接收端中，计时时间已达到预设的时间都仍未接收到射频遥控器的同步和数据，则回到加入了重置计时的步骤6；该步骤中，预设的时间可以为30-40ms。
射频遥控器处理方法包括以下步骤：
步骤10、射频遥控器判断自身是否被触发，若触发则进入步骤11，若未触发则等待直至射频遥控器被触发后进入步骤11。
步骤11、射频遥控器扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记。
本步骤中记载的一定数量可以为3-6个。
步骤12、射频遥控器选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，并发送同步信息；
步骤13、射频遥控器判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息，若是则与射频接收端进行同步，完成同步和本次信息发送后，启动频道扫描，并选择出剩余频道中最优的一个频道，将其信息作为跳频信息发送给射频接收端，并进入步骤15，若不是则进入步骤14。
本步骤中，一定时间可以为6-10ms。
步骤14、射频遥控器跳频到当前频道在排序中的下一个频道，并发送同步信息，回到步骤13。
步骤15、射频遥控器端时刻判断当前频道是否被干扰或与射频接收端失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，并发送同步信息，回到步骤13，若不是则不进行其他处理。
整个方法的步骤1、步骤6及步骤11里，记载的扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序中，频道质量的判定方法为：通过读取可用频道的RSSI值，根据RSSI值的大小来判定频道质量。步骤4、步骤9及步骤15里，记载的判断当前所处频道是否被干扰中，干扰的判定方法为：通过一个连续时间读取所在频道的RSSI值，若RSSI值大于一个初始设定的值的时间大于该连续时间的一般，则判定为该频道被干扰。
具体举例如下：
本例中射频遥控器系统由射频遥控器和射频接收端组成，射频接收端与电视通过USB接口连接构成射频遥控器系统。射频遥控器同射频接收端通过空中射频信号无线连接。
射频遥控器使用BEKEN的BK2433MB,BK2433MB是一颗2.4G收发芯片，内嵌BK51内核的单芯片2.4G收发控制芯片，适合做按键相对少的射频遥控器。
射频接收端使用BEKEN的BK2433QB,BK2433QB是一颗2.4G收发芯片，内嵌BK51内核的单芯片2.4G收发控制芯片，该芯片体积小，适合做射频接收端。
处理时的具体步骤分为射频接收端和射频遥控器的跳频。
射频接收端具体步骤如下：
步骤S201:射频接收端上电后扫描可用的16个频道质量，依次读取各个通道的RSSI值，依据RSSI值标记最好5个频道并排序为CHrx1、CHrx2、CHrx3、CHrx4、CHrx5，射频接收端跳频到CHrx1等待接射频遥控器同步和数据。
步骤S202:射频接收端空闲时(即未与射频遥控器同步)检测所处CHrx1频道，连续8ms读取CHrx1频道的RSSI值，如RSSI值大于-94dBm的时间大于4ms，则认为该频道被干扰，跳频到CHrx2频道，依此类推。如开始扫描标记CHrx1～CHrx5均被干扰，射频接收端按步骤S201重新执行频道扫描和操作。
步骤S203:当射频接收端与射频遥控器的同步后，射频接收端接收数据并接收保存射频遥控器发送过来的下一个跳频频道CHtxnh。并保持同步。
步骤S204:当射频接收端空闲(即未接收到射频遥控器的信息)时，通过按照步骤S202的方法检测当前同步信道是否被干扰，如被干扰或者与射频遥控器失去同步，跳频到开始保存的频道CHtxnh等待接射频遥控器同步和数据，再次同步后按步骤S203操作执行。如在频道CHtxnh未同步，射频接收端按步骤S201重新执行频道扫描和操作。
步骤S205:当射频接收端空闲30s后，射频接收端按步骤S201重新执行频道扫描和操作。
射频遥控器具体步骤如下：
步骤S301:射频遥控器待机被触发后扫描可用的16个频道，依次读取各个通道的RSSI值，依据RSSI值标记最好5个频道并排序为CHtx1、CHtx2、CHtx3、CHtx4、CHtx5。
步骤S302:射频遥控器跳频到CHtx1频道，开始发送信息，如没有收到射频接收端返回信息，则跳频到CHtx2频道继续发送，依此类推直到收到射频接收端返回信息完成同步和信息发送，空闲(即不向射频接收端发送信息时)启动频道扫描并标记最干净的频道CHtxnh。并将CHtxnh频道作为下一跳频频道发给射频接收端，空闲时连续8ms读取当前所在频道的RSSI值，如RSSI值大于-94dBm的时间大于4ms或者当前频道失去同步，立即跳频到CHtxnh频道。
步骤S303:当射频遥控器跳频到CHtxnh频道与射频接收端同步后，射频遥控器按步骤S302方法扫描和发送下一个跳频频道给接收端。如跳频到该频道无法与射频接收端同步，射频遥控器按步骤S301重新执行频道扫描和操作。
Claims (8)
1.基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，包括射频接收端处理方法及射频遥控器处理方法，
所述射频接收端处理方法包括以下步骤：
步骤1、射频接收端上电启动，扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记；
步骤2、射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据；
步骤3、射频接收端判断其自身是否正在与射频遥控器进行同步或已经与射频遥控器同步，若正在同步或已同步，则进入步骤7，若未接收到射频遥控器的同步则进入下一步；
步骤4、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰，若是则进入步骤5，若未被干扰则继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3；
步骤5、射频接收端判断当前频道是否为已标记的频道中排序最后的一个频道，若不是则跳频到当前所处频道在已标记的频道中依照排序的下一个频道，继续等待接收射频遥控器的同步和数据，回到步骤3，若是则进入步骤6；
步骤6、射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，回到步骤2；
步骤7、若正在同步则射频接收端接收射频遥控器发送来的同步信息并进行相应反馈，与射频遥控器完成同步，进入步骤8，若已完成同步则直接进入步骤8；
步骤8、射频接收端接收射频遥控器发送来的信息并处理，且接收并存储射频遥控器发送来的跳频信息；
步骤9、射频接收端判断当前所处频道是否被干扰或与射频遥控器失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，回到步骤3；
所述射频遥控器处理方法包括以下步骤：
步骤10、射频遥控器判断自身是否被触发，若触发则进入步骤11，若未触发则等待直至射频遥控器被触发后进入步骤11；
步骤11、射频遥控器扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记；
步骤12、射频遥控器选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，并发送同步信息；
步骤13、射频遥控器判断是否在同步信息发出后一定时间内接收到射频接收端的反馈信息，若是则与射频接收端进行同步，完成同步和本次信息发送后，启动频道扫描，并选择出剩余频道中最优的一个频道，将其信息作为跳频信息发送给射频接收端，并进入步骤15，若不是则进入步骤14；
步骤14、射频遥控器跳频到当前频道在排序中的下一个频道，并发送同步信息，回到步骤13；
步骤15、射频遥控器端时刻判断当前频道是否被干扰或与射频接收端失去同步，若是则跳频到跳频信息中所述的频道，并发送同步信息，回到步骤13，若不是则不进行其他处理。
2.如权利要求1所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤2中，具体包括以下步骤：
步骤201、射频接收端选择跳频到已标记的频道中排序最前的一个频道，等待接收射频遥控器的同步和数据，并开始计时；
步骤6中，具体包括以下步骤：
步骤601、射频接收端重新扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序，选择其中排序最前的一定数量的频道进行标记，并重置计时，回到步骤201；
所述射频接收端处理方法还包括以下步骤：
步骤16、若射频接收端中，计时时间已达到预设的时间都仍未接收到射频遥控器的同步和数据，则回到步骤601。
3.如权利要求2所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤16中，所述预设的时间为30-40ms。
4.如权利要求1所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤1、步骤6及步骤11中，所述一定数量为3-6个。
5.如权利要求1所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤13中，所述一定时间为6-10ms。
6.如权利要求1所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤1、步骤6及步骤11中，所述扫描所有频道，并依据频道质量对其以由好至差的顺序进行排序中，所述频道质量的判定方法为：通过读取可用频道的RSSI值，根据RSSI值的大小来判定频道质量。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，步骤4、步骤9及步骤15中，所述判断当前所处频道是否被干扰中，所述干扰的判定方法为：通过一个连续时间读取所在频道的RSSI值，若RSSI值大于一个初始设定的值的时间大于该连续时间的一半，则判定为该频道被干扰。
8.如权利要求7所述的基于射频遥控系统的跳频方法，其特征在于，所述连续时间为6-8ms，所述初始设定的值为-94～-92dBm。
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