CN1536538A - 一种多通道遥控装置 - Google Patents
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Abstract
一种多通道遥控装置，包括数个发射机和数个接收机。发射机包括：指令选择开关；ID选择开关；控制信号采样及保持模块；ID选择器；时钟发生模块；射频发射电路；输出控制模块，将连续的数据帧调制成有一定时序结构的信号；发射逻辑控制模块，进一步包括进行编码操作的编码部分和将数据组装成连续的数据帧的数据帧组装部分。接收机包括：时钟发生模块；射频接收电路；ID选择开关；ID选择器；驱动电路；接收逻辑控制模块，进一步包括，进行解码操作的解码部分、进行校验操作的校验部分和进行ID比较操作的比较部分。本发明使用单一频率载波，发送和接收不需使用多种电路结构，各个通道使用不同的发送时序及ID的设计省掉了同步操作，进一步简化了结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种多通道遥控装置，尤其涉及一种对于不同ID的发射机采用不同的发送时序的多通道遥控装置。
背景技术
目前的已知的多通道遥控玩具，控制方法大多采用以下2种：
1.使用不同频率的载波，
该方法中，多个发射机使用不同的载波频率传输数据，接收机也分别设定在相应的频率上接收数据。发射机连续发送，彼此间因载波频率的不同而互不干扰。要求发射机与接收机的结构一一对应，通用性较差。若要同时具有几个频率的载波，则发射机和接收机的结构变得更加复杂，同时也增加了成本。
2.使用相同的载波频率，发射机之间有同步操作，
该方法使用单一频率的载波，每一个发射机对应于一个通道，接收机的结构相同，发射机之间有同步操作。根据同步信号，不同的发射机选择不同的时隙发送数据，可以避免各个通道之间的冲突发生。图7是使用该方法多通道遥控装置的示意图，图中Tx(1)、Tx(2)、Tx(3)...Tx(n)为发射机，Rx(1)、Rx(2)、Rx(3)...Rx(n)为接收机，由于发射机之间由同步操作，所以各发射机都有同步信号连接。图8是使用该方法的信号时序图，如图8所示，发射机1、2、3在收到相同的同步信号后，以不同的起点与是时隙发送数据帧，在发送的数据帧里可以包含ID信息，接收机接收所有通道即来自所有发射机的数据帧，从图中可见，接收机收到的数据帧是连续的，但是来自不同的发射机的，只有与本地ID相同的数据帧才会被执行。发射机之间的同步操作可以有效的避免通道之间的冲突，但同步操作的实现需要连接各个发射机，这样就会带来附加的结构，而且在使用时也会给玩家带来不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种多通道遥控装置，包括多个发射机和多个接收机，分配各自的ID，发射机和接收机通过ID来实现一一对应的控制，发射机使用相同频率的载波，之间没有同步操作，发射机根据ID的不同使用不同的发送时序来避免通道之间的干扰，即每个通道在一定的时间周期内按更短周期发送几帧数据并选择数据发送的时间点，可以保证在每个周期内每个通道都至少有一帧数据无干扰的被接收到，也就是说，接收机在每个周期的时间内，可以接受到来自每个发射机的至少一帧完整的数据。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多通道遥控装置的发射机，包括，
指令选择开关，输入指令；
ID选择开关，输入ID选择指令；
控制信号采样及保持模块，与所述指令选择开关相连，采样并保持所述输入指令；
ID选择器，与所述ID选择开关相连，采样并保持所述ID选择信号；
时钟发生模块，产生时钟信号；
射频发射电路，发射射频信号；
输出控制模块，接收所述ID选择器和时钟发生模块的输出信号，其信号输出到所述射频发射电路，该输出控制部分将连续的数据帧调制成有一定时序结构的信号；
发射逻辑控制模块，接收所述控制信号采样及保持模块、ID选择器和时钟发生模块的输出信号，其输出信号连接到所述控制信号采样及保持模块和所述输出控制模块，该发射逻辑控制模块进一步包括，
编码部分，进行编码操作，
数据帧组装部分，将数据组装成连续的数据帧。
一种多通道遥控装置的接收机，包括，
时钟发生模块，产生时钟信号；
射频接收电路，接收射频信号；
ID选择开关，输入ID选择指令；
ID选择器，与所述ID选择开关相连，采样并保持所述ID选择信号；
驱动电路，驱动电机；
接收逻辑控制模块，接收所述时钟发生模块、所述射频接收电路和所述ID选择器的输出信号，其输出信号连接到所述驱动电路，该接收逻辑控制模块进一步包括，
解码部分，进行解码操作，
校验部分，进行校验操作，
比较部分，进行ID比较操作。
一种多通道遥控装置，其特征在于，包括数个所述多通道遥控装置的发射机和数个所述多通道遥控装置的接收机。
附图说明
图1是本发明的多通道遥控装置的示意图；
图2是本发明的多通道遥控装置的发射机结构框图；
图3是本发明的多通道遥控装置的发射机的发送时序控制原理图；
图4是本发明的多通道遥控装置的接收机结构框图；
图5是本发明的多通道遥控装置的数据帧结构及数据编码示意图；
图6是本发明的多通道遥控装置的3通道实施例的发射信号时序图；
图7是现有技术中采用相同载波频率并有同步操作的多通道遥控装置的示意图；
图8是现有技术中采用相同载波频率并有同步操作的多通道遥控装置的发射信号时序图；
具体实施方式
本发明的目的是提供一种多通道遥控装置，包括多个发射机和多个接收机，分配各自的ID，发射机和接收机通过ID来实现一一对应的控制，发射机使用相同频率的载波，之间没有同步操作，发射机根据ID的不同使用不同的发送时序来避免通道之间的干扰，即每个通道在一定的时间周期内按更短周期发送几帧数据并选择数据发送的时间点，可以保证在每个周期内每个通道都至少有一帧数据无干扰的被接收到，也就是说，接收机在每个周期的时间内，可以接受到来自每个发射机的至少一帧完整的数据。为了实现上述目的，发射机对需要发送的控制信息进行编码，每个数据单元也就是数据帧不仅包含动作指令、ID等控制信息，还包括帧头、校验码等辅助信息以保证数据的准确性。接收机收到数据帧后并解码后，同本地的ID比较，只有与本地ID相同的数据帧才会被保留，否则将被丢弃，对被保留的帧进行校验，结果正确的将被执行；不正确的被丢弃。
下面结合附图及实施例进一步说明本发明的技术方案，
图1是本发明的多通道遥控装置的示意图，本发明的多通道遥控装置，包括数个多通道遥控装置的发射机Tx(1)、Tx(2)、Tx(3)...Tx(n)和数个多通道遥控装置的接收机Rx(1)、Rx(2)、Rx(3)...Rx(n)，本实施例中，包括3个发射机和3个接收机。
图2是本发明的多通道遥控装置的发射机结构框图，如图2所示，本发明的多通道遥控装置的发射机，包括，
指令选择开关7，用来输入指令；
ID选择开关8，用来输入ID选择指令；
控制信号采样及保持模块3，与指令选择开关7相连，采样并保持输入指令；
ID选择器4，与ID选择开关8相连，采样并保持ID选择信号；
时钟发生模块2，产生时钟信号；
射频发射电路6，发射射频信号；
输出控制模块5，接收ID选择器4和时钟发生模块2的输出信号，其信号输出到射频发射电路6，该输出控制部分将连续的数据帧调制成有一定时序结构的信号；
发射逻辑控制模块1，接收控制信号采样及保持模块3、ID选择器4和时钟发生模块2的输出信号，其输出信号连接到控制信号采样及保持模块3和输出控制模块5，该发射逻辑控制模块进一步包括，(图中没有画出)
编码部分，进行编码操作，
数据帧组装部分，将数据组装成连续的数据帧。
玩家通过指令选择开关7向发射机下达指令。控制信号采样及保持模块3对指令选择开关7进行采样并且保持采样结果直至下一个采样触发信号到来。发射逻辑控制模块1提供这个采样触发信号，周期性触发采样操作。通过ID选择开关8可以设置发射机的本地ID，由ID选择器4进行采样和保持。所有采样的结果被送到发射逻辑控制模块1进行编码并组装成数据帧，编码操作包括加入帧头、功能信息、插位“0”以及循环冗余码(CRC)校验结果并对每一位数据进行Manchest编码，这些操作由编码部分完成，编码完成后，发射逻辑控制模块1还要形成连续数据帧，该操作由数据帧组装部分完成。数据帧经过输出控制模块5送至射频发射电路6发送出去，输出控制模块5接收连续的数据帧，并根据本地ID生成输出时序控制信号，把连续的数据帧调制成有一定时序结构的输出信号。另外，时钟发生部分2负责产生系统所需的时钟信号。
图3是本发明的多通道遥控装置的发射机的发送时序控制原理图，输出控制模块5负责提供输出控制的开关信号，对连续的数据帧进行控制，只有当开关信号“打开”即为高电平的时候才会有数据帧被发送出去，开关信号“打开”的位置随ID的不同而不同，从而形成不同的发送时序。
图5是本发明的多通道遥控装置的数据帧结构及数据编码示意图，每帧数据包括帧头(framehead)、ID、功能码(functions)、CRC校验码、帧尾空位(space)及插入的“0”等部分组成，总长度为23bit，根据实际的需要可以进行调整。传送之前对每一位数据进行Manchest编码：若数据为“0”，则用低电平+高电平表示；若数据为“1”，则用高电平+低电平表示；若数据为“S”，则用高电平+高电平表示，图5中列举了数据“S10110”进行Manchest编码后的波形图。
图4是本发明的多通道遥控装置的接收机结构框图，如图4所述，本发明的多通道遥控装置的接收机，包括，
时钟发生模块12，用来产生时钟信号；
射频接收电路13，接收射频信号；
ID选择开关16，输入ID选择指令；
ID选择器14，与ID选择开关16相连，采样并保持ID选择信号；
驱动电路15，驱动电机；
接收逻辑控制模块11，接收时钟发生模块12、射频接收电路13和ID选择器14的输出信号，其输出信号连接到驱动电路15，该接收逻辑控制模块11进一步包括，(图中没有画出)
解码部分，进行解码操作，
校验部分，进行校验操作，
比较部分，进行ID比较操作。
射频接收电路13接收到发射机发出的信息，经过放大、滤波后送到接收逻辑控制模块11，进行解码校验工作，同发射机相同，由ID选择开关16和ID选择器14向接收逻辑控制模块11提供本地ID。接收机的接收逻辑控制部分11主要功能为解码和校验，解码操作包括检测帧头、Manchest解码和提取数据，由解码部分完成；对解码后提取到的数据，进行码头校验、插位“0”校验和CRC校验，由校验部分完成；若校验不通过则丢弃该帧数据，最后，把接受到的数据帧中的ID将与本地ID进行比较，由比较部分完成；相同则保留该帧信息并执行；否则，即丢弃该帧数据。有效的指令通过驱动电路15驱动电机，完成预定动作。时钟发生模块12用来产生所需的时钟信号。
图6是本发明的多通道遥控装置的3通道实施例的发射信号时序图，其中Td表示发送一个数据帧所需的时间；T表示发送的大周期；P1表示第一通道的小周期；P2表示第二通道的小周期；P3表示第三通道的小周期，依次类推。因为有三个通道所以每个大周期内包含三个数据帧，接收机在每个大周期的时间内，可以接受到来自每个发射机的至少一帧完整的数据，以此来克服通道之间的干扰。
对于三个通道的应用，每个大周期包含三个数据帧。具体参数如下：
T＝32；
P1＝6；
P2＝8；
P3＝10；
对于四个通道的应用，每个大周期包含四个数据帧。具体参数如下：
T＝64；
P1＝6；
P2＝8；
P3＝10；
P4＝14；
如上所述，根据本发明的多通道遥控装置的多个发射机和多个接收机分配各自的ID。对于发射机，根据通道数及ID的不同，选取相应的参数，使用不同的发送时序发送数据；对于接收机，对接收的数据进行解码和校验。只保留与本地ID相同的数据帧，通过校验后才执行。由此，可以实现在一个载波频段上，多个发射机对多个接收机一对一的实时控制。该装置不仅可以用于遥控玩具车的控制，还可以用于其他多通道遥控的场合。
另外，由于本发明使用单一频率的载波，发送和接收不需使用多种电路结构，大大降低了生产成本。各个通道使用不同的发送时序及ID的设计省掉了同步操作，进一步简化了结构。大小发送周期嵌套的发送时序结构使数据的传输均匀稳定，提高了数据传输的效率。
使用这种方法，一方面因为载波频率单一，可以简化发送与接收部分的结构，降低成本。另一方面，因为没有同步操作，玩家们不需要在游戏开始时进行同步校正。在游戏过程中可以随时加入或退出。此外，对发送时序的设计可以有效地处理通道之间的干扰，长、短周期的结合的方法可以使数据发送均匀可靠。
Claims (9)
1.一种多通道遥控装置的发射机，包括，
指令选择开关，输入指令；
ID选择开关，输入ID选择指令；
控制信号采样及保持模块，与所述指令选择开关相连，采样并保持所述输入指令；
ID选择器，与所述ID选择开关相连，采样并保持所述ID选择信号；
时钟发生模块，产生时钟信号；
射频发射电路，发射射频信号；
其特征在于，还包括，
输出控制模块，接收所述ID选择器和时钟发生模块的输出信号，其信号输出到所述射频发射电路，该输出控制部分将连续的数据帧调制成有一定时序结构的信号；
发射逻辑控制模块，接收所述控制信号采样及保持模块、ID选择器和时钟发生模块的输出信号，其输出信号连接到所述控制信号采样及保持模块和所述输出控制模块，该发射逻辑控制模块进一步包括，
编码部分，进行编码操作，
数据帧组装部分，将数据组装成连续的数据帧。
2.如权利要求1所述的多通道遥控装置的发射机，其特征在于，所述发射逻辑控制模块的编码部分进行编码操作，包括加入帧头、插入“0”、加入循环冗余校验码和Manchest编码。
3.如权利要求1所述的多通道遥控装置的发射机，其特征在于，所述输出控制模块将连续的数据帧调制成有一定时序结构的信号，对于不同ID的通道，其时序结构不同。
4.一种多通道遥控装置的接收机，包括，
时钟发生模块，产生时钟信号；
射频接收电路，接收射频信号；
ID选择开关，输入ID选择指令；
ID选择器，与所述ID选择开关相连，采样并保持所述ID选择信号；
驱动电路，驱动电机；
其特征在于，还包括，
接收逻辑控制模块，接收所述时钟发生模块、所述射频接收电路和所述ID选择器的输出信号，其输出信号连接到所述驱动电路，该接收逻辑控制模块进一步包括，
解码部分，进行解码操作，
校验部分，进行校验操作，
比较部分，进行ID比较操作。
5.如权利要求4所述的多通道遥控装置的接收机，其特征在于，所述接收逻辑控制模块的解码部分进行解码操作，包括检测帧头，Manchest解码和提取数据。
6.如权利要求4所述的多通道遥控装置的接收机，其特征在于，所述接收逻辑控制模块的校验部分进行检验操作，包括码头校验、插位“0”校验和循环冗余码校验。
7.如权利要求4所述的多通道遥控装置的接收机，其特征在于，所述接收逻辑控制模块的比较部分进行ID比较操作，将数据帧中的ID与本地ID进行比较。
8.一种多通道遥控装置，其特征在于，包括数个所述多通道遥控装置的发射机和数个所述多通道遥控装置的接收机。
9.如权利要求8所述的多通道遥控装置，其特征在于，包括3个所述多通道遥控装置的发射机和3个所述多通道遥控装置的接收机。
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