CN113459996A - 一种加密的射频解码和脉冲led光测试系统 - Google Patents

一种加密的射频解码和脉冲led光测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统；包括控制模块，所述控制模块上电性连接有射频解码模块和LED光测试模块，所述射频解码模块上电性连接有接收天线，所述LED光测试模块上电性连接有光电转换芯片，所述光电转换芯片通过光纤接收汽车钥匙的LED灯光，所述控制模块上电性连接有RS485接口，所述RS485接口通讯连接有上位机；本发明通过将射频解码模块和LED光测试模块集成到单个模组中，提高集成度；通过单一的模块替代了之前的频谱分析仪和智能相机二个模块；极大的降低了成本，只有通常方案的5％，极大的节省了空间，只有通常方案的5％。

Description

一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统。
背景技术
PKE无钥匙进入系统技术属于汽车电子系统技术领域，是射频识别系统在汽车门禁领域的一次成功的应用。在汽车装配有PKE智能钥匙系统的情况下，车主只要靠近车辆或者碰一下车门，车门就能自动打开，RKE的工作原理：当车主按下锁车健时，遥控器发一串指令给车内的防盗主机，然后防盗主机根据这个指令采取相应的动作，这种方式称为主动式遥控，也就是防盗主机的行为取决于遥控器的指令。所以如果防盗主机收不到遥控器的信号或收到错误信号，主机就无法正确处理，PKE/RKE功能的测试，有二个功能是必须要测试的。一个是433MHz的射频信号解码，一个是汽车钥匙的LED灯的测试。目前通常采用的方案是分别使用带ASK/FSK解调功能的频谱分析仪测试RF功能，采用智能相机测试LED功能。测试成本非常之昂贵，而且这些设备的体积都非常大，占用厂房的面积也比较多，然而市面上各种的检测装置仍存在各种各样的问题。
如授权公告号为CN108872727A所公开的汽车遥控钥匙无线测试系统及方法，其虽然实现了具有对汽车遥控钥匙的无线性能进行较为全面的检测的效果，但是并未解决现有检测设备的体积较大，在使用的时候十分的不便，并且不能够实现433MHz的射频信号解码，汽车钥匙的LED灯的测试，无法提高集中组合性能，操作简单等的问题，为此我们提出一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，包括控制模块，所述控制模块上电性连接有射频解码模块和LED光测试模块，所述射频解码模块上电性连接有接收天线，所述LED光测试模块上电性连接有光电转换芯片，所述光电转换芯片通过光纤接收汽车钥匙的LED灯光，所述控制模块上电性连接有RS485接口，所述RS485接口通讯连接有上位机；
所述射频解码模块采用的解码芯片是TDA5235芯片，所述光电转换芯片采用的是光电转换芯片TSL257，所述控制模块采用的是STM32F302单片机芯片，所述控制模块的程序烧录由DFU接口进行连接下载；
所述射频解码模块中包括有阻抗匹配电路、所述TDA5235芯片，所述接收天线接收的信号由J1接口输入，经过所述阻抗匹配电路输送到所述TDA5235芯片内；
所述TDA5235芯片内包括有低噪声放大器LNA、混频器Mixer和中频滤波器，所述控制模块通过通用串行接口SPI与所述射频解码模块电性连接；
所述LED光测试模块中包括有光电转换芯片TSL257、TS321运算放大器和迟滞比较器LM311D，所述光电转换芯片TSL257将光信号转换为电压信号，该电压信号经过所述TS321运算放大器放大之后，进入所述迟滞比较器LM311D中，经过所述迟滞比较器LM311D之后的信号进入所述控制模块的数字输入接口，对信号进行采集。
优选的，所述控制模块上电性连接有存储模块，所述存储模块至少设有两组，两组所述存储模块分别为用于存储系统运行程序体的ROM存储模块和用于存储系统运行日志和参数的RAM存储模块。
优选的，所述控制模块上电性连接有供电模块，所述供电模块中包括有DC-DC电路和两组LDO稳压电路，所述供电模块电性连接有锂电池组，所述DC-DC电路与所述锂电池组电性连接，所述DC-DC电路的一端依次电性连接有两组所述LDO稳压电路。
优选的，所述DC-DC电路用于将所述锂电池组的电压降低成12V电压，两组所述LDO稳压电路在依次将电压稳定的调节到5V和3.3V，其中一组将电压降低成3.3V的所述LDO稳压电路与所述控制模块电性连接。
优选的，所述阻抗匹配电路与所述接收天线和所述TDA5235芯片分别电性连接，所述接收天线采用的是433MHz天线，所述阻抗匹配电路中包括有电感L1和电容C22，所述电感L1与所述电容C22电性连接，所述电容C22的一端电性连接接地保护端。
优选的，所述接收天线在接收到射频信号之后传输给所述低噪声放大器LNA进行放大处理，处理后的射频信号同所述TDA5235芯片本身的本振信号同时进入所述混频器Mixer内进行处理，射频信号在经过所述混频器Mixer处理过后传输给所述中频滤波器中得到基带信号。
优选的，所述基带信号经过数字解调器之后，将基带信号传输给所述TDA5235芯片的FIFO，最后，所述控制模块通过所述通用串行接口SPI将数据读出，所述本振信号由所述TDA5235芯片内部锁相环PLL产生的LO信号。
优选的，所述通用串行接口SPI将数据读出的方式，还能够通过使用所述TDA5235芯片的RSSI接口的输出信号，通过所述迟滞比较器LM311D，将RSSI信号直接输入到所述控制模块的ADC转换接口，通过所述控制模块的ADC转换接口，直接对基带信号进行解码。
优选的，所述控制模块上电性连接有复位电路和时钟晶振电路。
优选的，所述控制模块、所述射频解码模块和所述LED光测试模块均集成在同一电路板上，所述控制模块上电性连接有微型显示屏和控制按键。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将射频解码模块和LED光测试模块集成到单个模组中，提高集成度；通过单一的模块替代了之前的频谱分析仪和智能相机二个模块；极大的降低了成本，只有通常方案的5％，极大的节省了空间，只有通常方案的5％，本发明主要由三个部分组成，一个是433MHz的RF telegram(射频报文)的解码模块，用于接收汽车钥匙发出的射频信号，并将接收到的RF信号进行解调，从而获取报文信息；第二个部分是LED光测试模块，用高灵敏度的光电转换芯片，将光信号转换为电信号，上位机通过采集电压信号来获取光源发光情况；第三部分是控制部分，分别连接射频解码模块和LED光探测模块，并且留有上位机接口，方便上位机读取数据，提高设备的使用效率。
附图说明
图1为本发明的系统模块示意图；
图2为本发明的解码芯片的内部结构示意图；
图3为本发明的射频解码模块电路示意图；
图4为本发明的LED光测试模块电路示意图之一；
图5为本发明的LED光测试模块电路示意图之二；
图6为本发明的控制模块的芯片示意图；
图7为本发明的RS485接口的电路示意图；
图8为本发明的使用示波器实际测试的解调之后的射频报文信号图；
图9为本发明的报文解码的界面示意图；
图10为本发明的脉冲光测试的结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，包括控制模块，控制模块上电性连接有射频解码模块和LED光测试模块，射频解码模块上电性连接有接收天线，LED光测试模块上电性连接有光电转换芯片，光电转换芯片通过光纤接收汽车钥匙的LED灯光，控制模块上电性连接有RS485接口，RS485接口通讯连接有上位机；
射频解码模块采用的解码芯片是TDA5235芯片，光电转换芯片采用的是光电转换芯片TSL257，控制模块采用的是STM32F302单片机芯片，控制模块的程序烧录由DFU接口进行连接下载；
射频解码模块中包括有阻抗匹配电路、TDA5235芯片，接收天线接收的信号由J1接口输入，经过阻抗匹配电路输送到TDA5235芯片内；
TDA5235芯片内包括有低噪声放大器LNA、混频器Mixer和中频滤波器，控制模块通过通用串行接口SPI与射频解码模块电性连接；
LED光测试模块中包括有光电转换芯片TSL257、TS321运算放大器和迟滞比较器LM311D，光电转换芯片TSL257将光信号转换为电压信号，该电压信号经过TS321运算放大器放大之后，进入迟滞比较器LM311D中，经过迟滞比较器LM311D之后的信号进入控制模块的数字输入接口，对信号进行采集。
为了使得存储不会发生混乱，保持系统的稳定运行，本实施例中，优选的，控制模块上电性连接有存储模块，存储模块至少设有两组，两组存储模块分别为用于存储系统运行程序体的ROM存储模块和用于存储系统运行日志和参数的RAM存储模块。
为了实现对系统进行稳定的供电运行，保持系统的安全运行，本实施例中，优选的，控制模块上电性连接有供电模块，供电模块中包括有DC-DC电路和两组LDO稳压电路，供电模块电性连接有锂电池组，DC-DC电路与锂电池组电性连接，DC-DC电路的一端依次电性连接有两组LDO稳压电路。
为了使得输送的电压能够符合控制模块的运行电压大小，本实施例中，优选的，DC-DC电路用于将锂电池组的电压降低成12V电压，两组LDO稳压电路在依次将电压稳定的调节到5V和3.3V，其中一组将电压降低成3.3V的LDO稳压电路与控制模块电性连接。
为了实现对射频信号进行接收和处理，本实施例中，优选的，阻抗匹配电路与接收天线和TDA5235芯片分别电性连接，接收天线采用的是433MHz天线，阻抗匹配电路中包括有电感L1和电容C22，电感L1与电容C22电性连接，电容C22的一端电性连接接地保护端。
为了实现对射频信号进行处理操作，本实施例中，优选的，接收天线在接收到射频信号之后传输给低噪声放大器LNA进行放大处理，处理后的射频信号同TDA5235芯片本身的本振信号同时进入混频器Mixer内进行处理，射频信号在经过混频器Mixer处理过后传输给中频滤波器中得到基带信号。
为了实现对处理后的射频信号进行传输检测，本实施例中，优选的，基带信号经过数字解调器之后，将基带信号传输给TDA5235芯片的FIFO，最后，控制模块通过通用串行接口SPI将数据读出，本振信号由TDA5235芯片内部锁相环PLL产生的LO信号。
为了使得系统能够稳定运行使用，并且能够在系统出现错误的时候进行复位操作，本实施例中，优选的，控制模块上电性连接有复位电路和时钟晶振电路。
为了实现对系统进行集中设置，使得设备体积较小，便于使用，本实施例中，优选的，控制模块、射频解码模块和LED光测试模块均集成在同一电路板上，控制模块上电性连接有微型显示屏和控制按键。
实施例二：与实施例一不同之处在于对基带信号的输出方式不同：
为了提高系统使用的多样性，以及提高系统的使用效率，本实施例中，优选的，通用串行接口SPI将数据读出的方式，还能够通过使用TDA5235芯片的RSSI接口的输出信号，通过迟滞比较器LM311D，将RSSI信号直接输入到控制模块的ADC转换接口，通过控制模块的ADC转换接口，直接对基带信号进行解码，因为信号的编码方式是ASK，为曼彻斯特编码，这个是事先知道的，因此可以通过MCU本身进行解码。
参考图8-10：
图8为使用示波器实际测试的解调之后的射频报文信号，可以看到信号非常清晰，表明系统硬件设计正确，可以正常工作。
图9为实际使用本发明系统进行报文解码的界面。可以清楚的看到，本发明系统可以对射频报文进行正确的解码，例如，可以识别出门锁的按键(开锁、锁车)以及钥匙的电池电压等信息。
图10为脉冲光测试的结果。可以看到，本发明系统可以准确的测试出脉冲光的周期，占空比等发光信息。
本发明的工作原理及使用流程：在使用的时候，供电模块实现对系统进行供电运行，接收天线在接收到射频信号之后传输给阻抗匹配电路，再有阻抗匹配电路将射频信号传输给TDA5235芯片，然后TDA5235芯片中的低噪声放大器LNA进行放大处理，处理后的射频信号同TDA5235芯片本身的本振信号同时进入混频器Mixer内进行处理，射频信号在经过混频器Mixer处理过后传输给中频滤波器中得到基带信号，基带信号经过数字解调器之后，将基带信号传输给TDA5235芯片的FIFO，最后，控制模块通过通用串行接口SPI将数据读出，本振信号由TDA5235芯片内部锁相环PLL产生的LO信号，或者是使用TDA5235芯片的RSSI接口的输出信号，通过迟滞比较器LM311D，将RSSI信号直接输入到控制模块的ADC转换接口，通过控制模块的ADC转换接口，直接对基带信号进行解码，然后通过光纤实现对汽车钥匙进行LED灯检测，光纤将LED灯光传输给光电转换芯片TSL257，光电转换芯片TSL257将光信号转换为电压信号，该电压信号经过TS321运算放大器放大之后，进入迟滞比较器LM311D中，经过迟滞比较器LM311D之后的信号进入控制模块的数字输入接口，对信号进行采集，然后控制模块通过RS485接口实现与上位机进行通讯连接，并且实现对数据信息的传输。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，包括控制模块，其特征在于：所述控制模块上电性连接有射频解码模块和LED光测试模块，所述射频解码模块上电性连接有接收天线，所述LED光测试模块上电性连接有光电转换芯片，所述光电转换芯片通过光纤接收汽车钥匙的LED灯光，所述控制模块上电性连接有RS485接口，所述RS485接口通讯连接有上位机；
所述射频解码模块采用的解码芯片是TDA5235芯片，所述光电转换芯片采用的是光电转换芯片TSL257，所述控制模块采用的是STM32F302单片机芯片，所述控制模块的程序烧录由DFU接口进行连接下载；
所述射频解码模块中包括有阻抗匹配电路、所述TDA5235芯片，所述接收天线接收的信号由J1接口输入，经过所述阻抗匹配电路输送到所述TDA5235芯片内；
所述TDA5235芯片内包括有低噪声放大器LNA、混频器Mixer和中频滤波器，所述控制模块通过通用串行接口SPI与所述射频解码模块电性连接；
所述LED光测试模块中包括有光电转换芯片TSL257、TS321运算放大器和迟滞比较器LM311D，所述光电转换芯片TSL257将光信号转换为电压信号，该电压信号经过所述TS321运算放大器放大之后，进入所述迟滞比较器LM311D中，经过所述迟滞比较器LM311D之后的信号进入所述控制模块的数字输入接口，对信号进行采集。
2.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有存储模块，所述存储模块至少设有两组，两组所述存储模块分别为用于存储系统运行程序体的ROM存储模块和用于存储系统运行日志和参数的RAM存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有供电模块，所述供电模块中包括有DC-DC电路和两组LDO稳压电路，所述供电模块电性连接有锂电池组，所述DC-DC电路与所述锂电池组电性连接，所述DC-DC电路的一端依次电性连接有两组所述LDO稳压电路。
4.根据权利要求3所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述DC-DC电路用于将所述锂电池组的电压降低成12V电压，两组所述LDO稳压电路在依次将电压稳定的调节到5V和3.3V，其中一组将电压降低成3.3V的所述LDO稳压电路与所述控制模块电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述阻抗匹配电路与所述接收天线和所述TDA5235芯片分别电性连接，所述接收天线采用的是433MHz天线，所述阻抗匹配电路中包括有电感L1和电容C22，所述电感L1与所述电容C22电性连接，所述电容C22的一端电性连接接地保护端。
6.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述接收天线在接收到射频信号之后传输给所述低噪声放大器LNA进行放大处理，处理后的射频信号同所述TDA5235芯片本身的本振信号同时进入所述混频器Mixer内进行处理，射频信号在经过所述混频器Mixer处理过后传输给所述中频滤波器中得到基带信号。
7.根据权利要求6所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述基带信号经过数字解调器之后，将基带信号传输给所述TDA5235芯片的FIFO，最后，所述控制模块通过所述通用串行接口SPI将数据读出，所述本振信号由所述TDA5235芯片内部锁相环PLL产生的LO信号。
8.根据权利要求7所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述通用串行接口SPI将数据读出的方式，还能够通过使用所述TDA5235芯片的RSSI接口的输出信号，通过所述迟滞比较器LM311D，将RSSI信号直接输入到所述控制模块的ADC转换接口，通过所述控制模块的ADC转换接口，直接对基带信号进行解码。
9.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述控制模块上电性连接有复位电路和时钟晶振电路。
10.根据权利要求1所述的一种加密的射频解码和脉冲LED光测试系统，其特征在于：所述控制模块、所述射频解码模块和所述LED光测试模块均集成在同一电路板上，所述控制模块上电性连接有微型显示屏和控制按键。
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