CN106788947A - 基于433MHz的全双工无线通信模块 - Google Patents

基于433MHz的全双工无线通信模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于433MHz的全双工无线通信模块，该模块将每一段时间划分为发送周期和接收周期，模块将根据所在的时间段自行进行发送和接收状态的切换。模块在每一个发送阶段的最开始，都会发送时序同步数据包，与通信的另一方进行时序同步，模块接收到来自另一方的同步包后，会重新开始计算接收段时间。即通信双方将不停自行对准时间相位，确保在一方处于发送时，另一方为接收；对于时分双工的实现，根据上述核心内容，将模块的发送、接收切换周期缩短，切换的频率远远大于用户发送数据的速率。本发明会自动进行同步操作，可告知用户通信链路质量及状态，降低了用户前期调试成本，并保证了用户不会在无法通信时进行通信操作以造成数据丢失。

Description

基于433MHz的全双工无线通信模块
技术领域
本发明涉及一种基于433MHz的全双工无线通信模块，属于无线通信技术领域。
背景技术
目前存在的大多数433MHz无线通信模块为半双工通信发明。现有的大多数无线通信模块工作原理，为同一时间内，一个模块只能在一固定频点的信道上工作为接收方或者发送方。如图1所示，采用该种发明的无线通信模块，用户将事先设置好模块工作的信道，并保证模块在有效通信范围内以确保通信链路的可靠性。在工作时，模块处于常接收状态，用户通过串口等接口将数据发送至模块，模块接收到来自用户的数据并等到用户发送结束或达到模块一次发送的分包界限后，切换至发送模式，将数据分成若干包，通过射频芯片调制成电磁波，再使用天线发送出去。接收方接受到来自发送端的数据后，通过射频芯片将电磁波解调成数字信号，再通过串口等接口发送至用户端。缺陷与不足：用户需自行选择信道，此方式下，无法避免来自同信道的干扰，若存在一个常干扰源(如另一组同频率工作的模块等)，则整个无线通信链路会非常不可靠、不稳定。用户可能还需多次调整信道以适应无线环境。用户需时刻注意，通信双方无法同时发送数据，若同时发送，会造成数据全部丢失。此缺点大大限制了无线通信模块的自由性和灵活性，并无法应用在对数据实时性要求较高的领域，如带有反馈的控制应用。用户无法得知通信链路已建立或通信链路是否可靠，用户需要手动进行测试，此特性增加了用户在使用无线通信模块时的不便利性。在出现无法通信时，用户需要对通信双方及无线环境进行排查以确定故障发生位置，增加了维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于433MHz的全双工无线通信模块，采用高性能微控制器作为主控，以满足对时分双工逻辑、跳频逻辑、前向纠错算法及CRC校验的运算，提高通信的实时性。模块工作方式为时分双工，并进行自动跳频以避免来自固定信道的干扰。
为了实现上述目的，本发明的技术发明如下。
一种基于433MHz的全双工无线通信模块，该模块将每一段时间划分为发送周期和接收周期，模块将根据所在的时间段自行进行发送和接收状态的切换。模块在每一个发送阶段的最开始，都会发送时序同步数据包，与通信的另一方进行时序同步，模块接收到来自另一方的同步包后，会重新开始计算接收段时间。即通信双方将不停自行对准时间相位，确保在一方处于发送时，另一方为接收；对于时分双工的实现，根据上述核心内容，将模块的发送、接收切换周期缩短，切换的频率远远大于用户发送数据的速率。从宏观上来看，模块工作在全双工状态，用户发送、接收数据将无需关心模块处于何种状态，即无需在接收时等待接收完成后再进行发送，或在发送时无法接收数据；对于跳频逻辑，根据核心内容，在每次进行同步时，加入信道数据，即双方会进行约定，下次同步或通信时，将处于哪一个信道。
进一步地，上述模块的整个通信过程为：模块自行建立通信链路，若链路无法建立或链接不可靠，则告知用户，此时通信会造成数据丢失，建立通信链路后，告知用户可以进行通信。用户发送数据至模块，模块在发送周期对当前缓冲区内的数据进行打包、CRC编码、前向纠错编码并通过射频芯片调制为电磁波，然后发送出去，另一方的模块此时必定处于接收周期，接受到电磁波，解调为数字信号，再进行解码及校验，最后发送给用户。用户处于发送/接收时可同时进行接收/发送操作，模块将在不同周期进行相应的操作。
该发明的有益效果在于：本发明使用时分双工逻辑，用户可无需等待发送/接收操作完成，即可立即开始接收/发送操作；本发明使用跳频扩频逻辑，可大大增强通信链路的可靠性及稳定性；本发明会自动进行同步操作，可告知用户通信链路质量及状态，降低了用户前期调试成本，并保证了用户不会在无法通信时进行通信操作以造成数据丢失。
附图说明
图1是现有技术中所使用模块结构示意图。
图2是本发明实施例中所使用模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例
本发明采用高性能微控制器作为主控，以满足对时分双工逻辑、跳频逻辑、前向纠错算法及CRC校验的运算，提高通信的实时性。模块工作方式为时分双工，并进行自动跳频以避免来自固定信道的干扰。
本发明的核心为：模块将每一段时间划分为发送周期和接收周期，模块将根据所在的时间段自行进行发送和接收状态的切换。模块在每一个发送阶段的最开始，都会发送时序同步数据包，与通信的另一方进行时序同步，模块接收到来自另一方的同步包后，会重新开始计算接收段时间。即通信双方将不停自行对准时间相位，确保在一方处于发送时，另一方为接收。
对于时分双工的实现，根据上述核心内容，将模块的发送、接收切换周期缩短，切换的频率远远大于用户发送数据的速率。从宏观上来看，模块工作在全双工状态，用户发送、接收数据将无需关心模块处于何种状态，即无需在接收时等待接收完成后再进行发送，或在发送时无法接收数据。
对于跳频逻辑，根据核心内容，在每次进行同步时，加入信道数据，即双方会进行约定，下次同步或通信时，将处于哪一个信道。
整个通信过程为：如图2所示，模块自行建立通信链路，若链路无法建立或链接不可靠，则告知用户，此时通信会造成数据丢失，建立通信链路后，告知用户可以进行通信。用户发送数据至模块，模块在发送周期对当前缓冲区内的数据进行打包、CRC编码、前向纠错编码并通过射频芯片调制为电磁波，然后发送出去，另一方的模块此时必定处于接收周期，接受到电磁波，解调为数字信号，再进行解码及校验，最后发送给用户。用户处于发送/接收时可同时进行接收/发送操作，模块将在不同周期进行相应的操作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于433MHz的全双工无线通信模块，其特征在于：该模块将每一段时间划分为发送周期和接收周期，模块将根据所在的时间段自行进行发送和接收状态的切换；模块在每一个发送阶段的最开始，都会发送时序同步数据包，与通信的另一方进行时序同步，模块接收到来自另一方的同步包后，会重新开始计算接收段时间；即通信双方将不停自行对准时间相位，确保在一方处于发送时，另一方为接收；对于时分双工的实现，根据上述核心内容，将模块的发送、接收切换周期缩短，切换的频率远远大于用户发送数据的速率；从宏观上来看，模块工作在全双工状态，用户发送、接收数据将无需关心模块处于何种状态，即无需在接收时等待接收完成后再进行发送，或在发送时无法接收数据；对于跳频逻辑，根据核心内容，在每次进行同步时，加入信道数据，即双方会进行约定，下次同步或通信时，将处于哪一个信道。
2.根据权利要求1所述的基于433MHz的全双工无线通信模块，其特征在于：上述模块的整个通信过程为：模块自行建立通信链路，若链路无法建立或链接不可靠，则告知用户，此时通信会造成数据丢失，建立通信链路后，告知用户可以进行通信；用户发送数据至模块，模块在发送周期对当前缓冲区内的数据进行打包、CRC编码、前向纠错编码并通过射频芯片调制为电磁波，然后发送出去，另一方的模块此时必定处于接收周期，接受到电磁波，解调为数字信号，再进行解码及校验，最后发送给用户；用户处于发送/接收时可同时进行接收/发送操作，模块将在不同周期进行相应的操作。
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Application publication date: 20170531

Assignee: Chengdu Xinlit Technology Co.,Ltd.

Assignor: CHENGDU EBYTE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980038384

Denomination of invention: Full duplex wireless communication module based on 433MHz

Granted publication date: 20200612

License type: Common License

Record date: 20230725