CN107994975B - 射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端，该方法包括步骤：射频发送端与射频接收端建立射频链路，射频发送端向所述射频接收端多次发送相同的数据包；所述射频接收端在接收至少三个数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验，若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验。该方法以交互验证的方式传输数据，射频接收端在收到多个数据包的同时根据接收次序对数据包进行检验，能够有效的提高射频接收端数据采集的有效性和成功率。

Description

射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端

技术领域

本发明涉及近场通信技术领域，特别是涉及一种射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端。

背景技术

随着无线通讯技术以及物联网的发展，为了提供丰富的产品操控体验，无线射频技术(Radio Frequency，RF)也得到了越来越多的应用。

无线射频技术是一种近距离、低功耗、低数据速率的无线通信技术。设置无线射频模块的产品无需重新布线，利用点对点的射频技术，实现对特定家电和灯光的控制。但是产品的无线射频模块易受周围无线环境的影响，特别是同频干扰以及阻碍物屏蔽。无线射频技术是通过高频的无线频率，比如315或433.92兆赫兹点对点传输，实现灯光、窗帘、家电等的遥控功能。

无线射频技术对于家庭场景的使用由于不受限于距离和角度要求，产品复杂度低于蓝牙方案，有效信号传输空间优于蓝牙方案，在智能家居中得到了广泛应用。现有无线射频技术的数据传输改进多在数据传输的类型，对于无线射频模块传输的数据是否有受到周围无线环境的影响未有进一步的研究，比如数据包是否因同频干扰产生误码或者是否因阻碍物屏蔽产生误码等，因此无线射频技术中传输数据的有效性或者成功率有待于提高。

因此，现有智能家居的近场通信技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端，旨在提高射频接收端数据采集的有效性和成功率。

第一方面，本发明提供一种射频数据传输优化方法，包括以下步骤：

射频发送端与射频接收端建立射频链路，所述射频发送端向所述射频接收端多次发送相同的数据包；

所述射频接收端在接收至少三个所述数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验，若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验。

可选的，所述若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验的步骤之后，还包括：

若至少三个所述数据包均检验失败，获取所述射频接收端的的数据处理速度，当所述射频接收端的的数据处理速度低于阈值时，向所述射频发送端反馈接收失败消息；

当所述射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向所述射频发送端请求再次发送所述数据包。

可选的，当所述射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向所述射频发送端请求再次发送所述数据包的步骤之后，还包括：

所述射频发送端接收所述请求，并向所述射频接收端重发所述数据包；

所述射频接收端接收所述重发的数据包，并对所述重发的数据包进行检验。

可选的，所述射频发送端显示所述接收失败消息以及接收成功消息。

可选的，所述数据包包括数据本体和检验码，所述射频接收端对所述数据包进行检验具体为：

所述射频接收端接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；

判断所述新的检验码和接收到的所述数据包中的检验码是否相等，若相等，检验通过，若不相等，检验失败。

第二方面，本发明提供一种射频数据传输设备，包括射频发送端以及射频接收端，所述射频发送端以及射频接收端采用如上述任意一项所述的方法传输数据。

可选地，所述射频发送端和射频接收端均包括天线，所述天线的长度为无线电信号波长的四分之一。

第三方面，本发明提供一种射频接收端，包括与射频发送端建立射频链路的射频接收模块，其特征在于，还包括连接所述射频接收模块的主机控制单元，以及连接所述主机控制单元的存储模块，

所述射频接收模块，用于接收所述射频发送端多次发送的相同的数据包；

所述主机控制单元，用于在接收至少三个所述数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验，若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验；

所述存储模块，用于存储检验通过的数据包。

可选的，还包括判断模块，用于若至少三个所述数据包均检验失败，获取所述射频接收端的数据处理速度，并判断所述数据处理速度是否低于阈值，若是，通过所述射频接收模块向所述射频发送端反馈接收失败消息；若否，通过所述射频接收模块向所述射频发送端请求再次发送所述数据包。

可选的，所述射频接收模块还用于，接收所述射频发送端重发的数据包；

所述主机控制单元还用于，对所述重发的数据包进行检验。

可选的，所述主机控制单元具体用于，接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；判断所述新的检验码和接收到的所述数据包中的检验码是否相等，若相等，检验通过，若不相等，检验失败。

本发明实施方式的有益效果是：本发明实施方式的射频数据传输优化方法、射频数据传输设备和射频接收端，以交互验证的方式传输数据，并且该射频接收端在收到至少三个相同的数据包的同时根据接收次序对数据包进行检验，若检验通过，丢弃其他数据包，否则继续对下一个数据包进行检验，该实施方式能够有效的提高射频接收端数据采集的有效性和成功率。

附图说明

图1是本发明实施例的射频数据传输设备的模块图；

图2是本发明实施例的射频数据传输优化方法的流程图；

图3是本发明实施例的射频数据传输优化方法中射频接收端对所述数据包进行检验的方法的流程图；

图4是本发明另一实施例的射频数据传输优化方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例涉及射频数据传输设备、射频发送端、射频接收端以及射频数据传输优化方法。射频发送端和射频接收端之间采用交互验证机制传输数据，射频接收端向射频发送端反馈数据接收状况以及根据实际情况向射频发送端请求重发数据,射频发送端根据该重发数据请求向射频接收端重发同一数据的数据包，并根据该射频接收端的反馈数据进行显示。

本发明实施例的射频发送端针对同一数据多次发送相同的数据包，射频接收端基于该多次发送的数据包，在其接收到至少三个数据包的同时根据接收数据包的次序对每个数据包进行检验，当某一数据包检验成功时，保存该数据包并且丢弃其他数据包，否则，继续检验其他数据包。该实施方式能够有效提高射频接收端数据采集的有效性和成功率。比如，该射频数据传输设备应用在暖风机的射频控制器时，数据传输成功率经检测达到98％以上。

请参考图1，为本发明实施例的射频数据传输设备的模块图，该射频数据传输设备包括射频发送端以及射频接收端。

该射频发送端包括电源10、从机控制单元20、连接从机控制单元20的显示单元22、射频发射模块30，以及天线40。该射频发射模块30与射频接收端的射频接收模块70建立射频链路。该从机控制单元20分别连接显示单元22和射频发射模块30。

射频接收端包括电源50、与电源50连接的主机控制单元60、连接主机控制单元60的存储模块62、连接主机控制单元60的判断模块64、连接主机控制单元60的射频接收模块70以及天线80。

射频发送端通过天线40和天线80与射频接收端建立射频链路传输数据。

在射频发送端与射频接收端建立射频链路后，从机控制单元20控制射频发射模块30发送数据包。该数据包的数据格式可以多种，比如，采用曼彻斯特(Manchester)编码方式生成数据包。采用曼彻斯特码传输数据时，数据包格式为：起始位、数据本体以及结束位。

射频发射模块30通过天线40和天线80向该射频接收端的射频接收模块70多次发送根据需求传送数据形成的数据包。

该射频接收模块70接收多次发送的相同的数据包，并将接收的数据包传输至主机控制单元60，主机控制单元60获取至少三个所述数据包，根据接收所述数据包的顺序，依次对数据包进行检验，若检验成功，存储模块62存储该数据包，并且主机控制单元60通过射频接收模块70向该射频发送端反馈接收成功消息，此时将已经或将要接收到的其他数据包丢弃；若检验失败，则继续对接收到的下一个数据包进行检验。

射频发送端的从机控制单元20通过射频发射模块30接收该射频接收端反馈的接收成功消息。

从机控制单元20接收来自射频接收端的所有反馈消息以及请求消息。从功能上看，该从机控制单元20具体包括：

功能一，从机控制单元20用于控制射频发射模块30向该射频接收端多次发送相同的数据包；

以及功能二，该从机控制单元20还用于接收射频接收端反馈的接收成功消息、接收失败消息以及再次发送的数据请求。

具体实施时，该从机控制单元20接收射频接收端的主机控制单元60反馈的接收失败消息以及再次发送的数据请求，该接收失败消息是当至少三个数据包均检验失败，并且主机控制单元60的数据处理速度低于阈值时，由该射频接收端生成。再次发送的数据请求是当主机控制单元60的数据处理速度高于阈值时，由该射频接收端生成。

在主机控制单元60的数据处理速度允许的情况下，射频接收端会再次或者多次向射频发送端的从机控制单元20请求数据。当该主机控制单元60的数据处理速度高于阈值时，从机控制单元20向射频接收端重新发送相同的数据包。

从机控制单元20还接收该射频接收端针对重发数据反馈的接收成功消息以及接收失败消息。该接收成功消息是射频接收端接收重发的数据包，并对该重发的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码，当该新的检验码和该重发的数据包中自带的检验码一致时，由该射频接收端生成；该接收失败消息是当该新的检验码和该重发的数据包中自带的检验码不一致时，由射频接收端生成。这里的一致具体为相同。

射频发送端的显示单元22可显示射频接收端反馈的消息。比如，显示所述接收失败消息以及接收成功消息；又如，不仅可以显示所述接收失败消息以及接收成功消息，同时也可以显示再次发送的数据请求。

参见图1，本发明实施例还提出一种射频接收端。

本实施例的射频接收端，包括电源50、与电源50连接的主机控制单元60、连接主机控制单元60的存储模块62、连接主机控制单元60的判断模块64、连接主机控制单元60的射频接收模块70以及天线80。

射频接收模块70接收射频发送端多次发送的相同的数据包，并将接收的数据包传输至主机控制单元60，主机控制单元60获取至少三个所述数据包，根据接收所述数据包的顺序，依次对数据包进行检验，若检验成功，存储模块62存储该数据包。主机控制单元60还需向该射频发送端反馈接收成功消息，此时将已经或将要接收到的其他数据包丢弃；若检验失败，则继续对接收到的下一个数据包进行检验。

进一步的，判断模块64在该至少三个所述数据包均检验失败时，获取主机控制单元60的数据处理速度，当判断模块64判定该数据处理速度低于阈值时，向射频发送端反馈接收失败消息；当判定该数据处理速度高于阈值时，向射频发送端请求再次发送该数据包。

本实施例中，射频接收端需要接收至少三个所述数据包，所述主机控制单元60对接收的数据包依次进行检验，从而增加射频接收端正确采集的几率。其中，射频发送端所发的次数，即射频接收端发送一次数据请求后接收的数据包个数以及重新发送数据请求的次数，取决于主机控制单元60的数据处理速度。比如，若主机控制单元60为8位单片机能接受发三次；又如，若主机控制单元60为16位单片机能接受发六次，且仍可满足人对产品及时响应的感受度要求。

在其中一个实施例中，该主机控制单元60还用于，向射频发送端请求再次发送该数据包之后，根据该重发的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码，其中，该重发的数据包包括数据本体和检验码。此时，判断新的检验码和数据包中自带的检验码是否一致，若一致，验证通过接收成功，存储模块62存储该数据包，主机控制单元60还用于向射频发送端反馈接收成功消息；若不一致，则主机控制单元60还用于向该射频发送端反馈接收失败消息。其中，新的检验码和数据包中自带的检验码可以通过按位异或运算来判断他们是否一致，具体为是否相等。

参考图4，具体的，所发送数据包包括起始位、数据本体、检验码以及结束位。其中，起始位、数据本体、检验码以及结束位作为数据包整体发送。接收成功的数据包由射频接收模块70解调后存储至存储模块62。

主机控制单元60先分析接收信号的波形特征，分析所发数据包的起始位部分，数据本体部分和结束位部分的信号波形失真幅度状况。

该射频发送端发送至少三个数据包，射频接收端根据接收数据包的次序，依次对数据包进行检验，该检验过程具体包括：所述射频接收端接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；判断所述新的检验码和接收到的数据包中自带的检验码是否相等，若相等，检验通过，表明接收正确，可以采集被该主机控制单元60使用，此时接收到的其他数据包被丢弃；若不相等，检验失败，此时对接收到的下一个数据包进行检验，该检验过程可参考上述叙述。

以射频接收端收到三个数据包为例，包括第一数据包、第二数据包以及第三数据包。首先检验第一数据包本身包含的检验码与根据数据本体计算得到的检验码是否相等，在这两个检验码不相等时，说明数据接收失败。此时，根据上述方式检验第二数据包，如果第二数据包也检验失败，则继续检验第三数据包，如果第三数据包也检验失败，此时，判断模块64需判断主机控制单元60的数据处理速度，并根据判断的结果确定是否请求重发数据包。如果第一数据包本身包含的检验码与根据数据本体计算得到的检验码相等，则检验成功，此时，保存所述第一数据包并且丢弃第二数据包和第三数据包。采用本实施例的射频数据传输设备在通常信号强度条件下，射频接收数据的成功率在98％以上。

进一步的，射频发送端的射频发射模块30的天线40与射频接收端的射频接收模块70的天线80，经过测试两者的长度为无线电信号波长的四分之一时，天线40和天线80的发射、接收转换效率最高。

具体的，对射频数据传输设备在调试发射接收距离时，按照82毫米的二分之一、四分之一或者八分之一的天线长度进行调试，以保证数据采集成功率。其中，天线调整长度的目的是增加功率增益值(DB值)。DB值越大，信号辐射传输距离越远，信号强度越强，波形失真几率越小，间接提高采集成功率。

同时为了进一步减少信号干扰，在射频发送端和射频接收端的印刷电路板布线中，在射频发射模块30的天线接出范围内，以及射频接收模块70的天线接出范围内，不能布有控制单元的信号线路。同时，射频发射模块30和射频接收模块70在调试无线发射接收功率效果时，尽可能保持相同长度的天线。

请一并参考图1和图2，本实施例的射频数据传输优化方法，主要包括以下步骤：

步骤101：射频发送端与射频接收端建立射频链路，射频发送端向所述射频接收端多次发送相同的数据包。

射频发送端与射频接收端建立射频链路，射频发送端进入该射频接收端的发射接收距离范围之内时，通过天线建立彼此之间的无线射频链路。

步骤102：所述射频接收端在接收至少三个所述数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验；

步骤103：若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；

步骤104：若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验。

其中，上述射频接收端接收到的数据包至少包含三个，为射频接收端向射频发送端发出一次数据请求后得到。

射频接收端对数据包进行检验具体包括步骤：

步骤1021：所述射频接收端接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；

步骤1022：判断所述新的检验码和接收到的所述数据包中的检验码是否相等，若相等，检验通过，若不相等，检验失败。

在其中一个实施例中，所述若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验的步骤之后，同样请参考图2，该射频数据传输优化方法还包括以下步骤：

步骤105：若至少三个所述数据包均检验失败，获取射频接收端的数据处理速度；

步骤106：当射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向射频发送端请求再次发送所述数据包；

步骤107：当射频接收端的数据处理速度低于阈值时，向射频发送端反馈接收失败消息。

在其中一个实施例中，当射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向射频发送端请求再次发送该数据包的步骤之后，同样请参考图2，还包括步骤：

步骤108：所述射频发送端接收所述请求，并向所述射频接收端重发所述数据包；

步骤109：所述射频接收端接收所述重发的数据包，并对所述重发的数据包进行检验。

其中，射频发送端重发数据包的次数可以与上一次接收数据请求后发送数据包的次数相同，也可以不同，如上一次接收数据请求后发送了三次，当再次接收数据请求时重新发送三次。射频接收端再次根据接收数据包的次序对所述数据包进行检验，和首次发送数据请求后的检验过程一样，如果第一个数据包检验成功，则丢弃其他接收的数据包。

此外，射频发送端还可以显示射频接收端反馈的消息。比如，显示所述接收失败消息以及接收成功消息，又如，不仅可以显示所述接收失败消息以及接收成功消息，同时也可以显示再次发送的数据请求。

请一并参照图1和图4，在发送首次数据请求后的检验过程中，以射频接收端收到三个数据包为例，包括第一数据包、第二数据包以及第三数据包。将第一数据包按位异或运算得到新的检验码，射频接收端的主机控制单元60判断该新的验码是否与接收到的数据包中自带的检验码相等，若相等，说明接收正确，将数据包存储至存储模块62。若不相等，说明接收失败，继续对第二数据包进行检验，在该第二数据包和第三数据包均检验失败时，说明首次数据请求接收失败。此时，判断模块64继续判断主机控制单元60的数据处理速度，根据该数据处理速度确定是否重发数据包。

当主机控制单元60的数据处理速度高于阈值时，在数据重发检验中，以射频接收端重新收到三个数据包为例，重复上述首次数据请求后的检验过程，若三个数据包均检验失败，同时在人对产品及时响应的感受度要求范围内已经达到主机控制单元60数据处理速度的上限，向该数据发送端的从机控制单元20反馈接收失败消息。

本发明实施例的射频数据传输设备、射频发送端、射频接收端以及射频数据传输优化方法，发送端和接收端之间采用交互验证机制传输数据，并且该射频接收端在收到至少三个相同的数据包的同时根据接收次序对数据包进行检验，若检验通过，丢弃其他数据包，否则继续对下一个数据包进行检验，射频接收端根据其数据处理速度向射频发送端请求重发数据。该实施方式能够有效的提高射频接收端数据采集的有效性和成功率。比如，该射频数据传输方法应用在暖风机的射频控制器时，数据传输成功率经检测达到98％以上。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种射频数据传输优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

射频发送端与射频接收端建立射频链路，所述射频发送端向所述射频接收端多次发送相同的数据包；其中，所述射频发送端向所述射频接收端多次发送相同的数据包是在所述射频接收端向所述射频发送端发出一次数据请求后触发的；

所述射频接收端在接收至少三个所述数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验，若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验；

若至少三个所述数据包均检验失败，获取所述射频接收端的的数据处理速度，当所述射频接收端的的数据处理速度低于阈值时，向所述射频发送端反馈接收失败消息；

当所述射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向所述射频发送端请求再次发送所述数据包；

其中，在射频发送端和射频接收端的印刷电路板中，所述射频发送端的天线接出范围内以及所述射频接收端的天线接出范围内，都不能布设控制单元的信号线路。

2.根据权利要求1所述的射频数据传输优化方法，其特征在于，当所述射频接收端的数据处理速度高于阈值时，向所述射频发送端请求再次发送所述数据包的步骤之后，还包括：

所述射频发送端接收所述请求，并向所述射频接收端重发所述数据包；

所述射频接收端接收所述重发的数据包，并对所述重发的数据包进行检验。

3.根据权利要求2所述的射频数据传输优化方法，其特征在于，所述射频发送端显示所述接收失败消息以及接收成功消息。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的射频数据传输优化方法，其特征在于，所述数据包包括数据本体和检验码，所述射频接收端对所述数据包进行检验具体为：

所述射频接收端接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；

判断所述新的检验码和接收到的所述数据包中的检验码是否相等，若相等，检验通过，若不相等，检验失败。

5.一种射频数据传输设备，包括射频发送端以及射频接收端，其特征在于，所述射频发送端以及射频接收端采用如权利要求1-4任意一项所述的方法传输数据。

6.根据权利要求5所述的射频数据传输设备，其特征在于，所述射频发送端和射频接收端均包括天线，所述天线的长度为无线电信号波长的四分之一。

7.一种射频接收端，包括与射频发送端建立射频链路的射频接收模块，其特征在于，还包括连接所述射频接收模块的主机控制单元，以及连接所述主机控制单元的存储模块，

所述射频接收模块，用于接收所述射频发送端多次发送的相同的数据包；其中，所述射频发送端向所述射频接收模块多次发送相同的数据包是在所述射频接收模块向所述射频发送端发出一次数据请求后触发的；

所述主机控制单元，用于在接收至少三个所述数据包的同时依接收次序对所述数据包进行检验，若检验通过接收成功，丢弃余下的数据包；若检验失败，对下一个接收的数据包进行检验；

所述存储模块，用于存储检验通过的数据包；

判断模块，用于若至少三个所述数据包均检验失败，获取所述射频接收端的数据处理速度，并判断所述数据处理速度是否低于阈值，若是，通过所述射频接收模块向所述射频发送端反馈接收失败消息；若否，通过所述射频接收模块向所述射频发送端请求再次发送所述数据包；

其中，所述射频发送端的天线接出范围内以及所述射频接收端的天线接出范围内，都不能布设控制单元的信号线路。

8.根据权利要求7所述的射频接收端，其特征在于，

所述射频接收模块还用于，接收所述射频发送端重发的数据包；

所述主机控制单元还用于，对所述重发的数据包进行检验。

9.根据权利要求7或8任意一项所述的射频接收端，其特征在于，

所述主机控制单元具体用于，接收所述数据包，并对接收的数据包的数据本体进行计算得到新的检验码；判断所述新的检验码和接收到的所述数据包中的检验码是否相等，若相等，检验通过，若不相等，检验失败。

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