CN1633042A - 无线载波射频收发装置及频率对接方法 - Google Patents

Abstract

一种无线载波射频收发装置及频率对接方法，由一台遥控器和一台接收器构成；遥控器具有微控制器、工作指示、激光教鞭、键盘、鼠标、电源管理、多频率通道无线电频率发射电路和红外一体化接收电路部分；接收器具有微控制器、工作指示、电源管理、多频率通道无线电频率接收电路和红外信号发射电路部分；频率对接方法由红外信号发射过程和红外信号接收并发送射频指令过程组合构成；通过红外信息使遥控器与接收器频率连接；接收器通过设备标识信息排除同频干扰。

Description

无线载波射频收发装置及频率对接方法

技术领域

本发明涉及一种无线电通讯领域的收发装置及工作方法，特别是涉及一种无线载波射频收发装置及频率对接方法。

背景技术

请参阅图1、图2所示，现有的一种无线载波射频收发装置，其遥控器由微控制器、无线电频率发射电路、工作指示、激光教鞭、键盘、鼠标和电源管理部分组成；其接收器由微控制器、无线电频率接收电路、工作指示和电源管理部分组成；遥控器与接收器之间的频率对接依靠手工操作。

上述的无线载波射频收发装置及频率对接方法，虽可提供使用者一具有遥控功效的无线收发装置，但是在实际使用时却发现，在视距范围内尤其在同一室内环境下，若几套这种设备同时工作，极易造成相互之间的同频干扰。若要避免相互干扰，就要进行遥控器与接收器之间复杂的频率连接，而手工操作即慢又烦琐，往往需要反复试验才能完成，给使用带来很大的不便。

由此可见，上述现有的无线载波射频收发装置及频率对接方法仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以改进。

有鉴于上述现有的无线载波射频收发装置及频率对接方法存在的缺陷，本设计人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的无线载波射频收发装置及频率对接方法存在的缺陷，而提供一种新型结构的无线载波射频收发装置及频率对接方法，使其具有频率连接简单的优点，并且几套同样的设备在同一环境中同时使用也不存在相互干扰。

本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的无线载波射频收发装置由一台遥控器和一台接收器所构成；遥控器具有微控制器、工作指示、激光教鞭、键盘、鼠标、电源管理、多频率通道无线电频率发射电路和红外一体化接收电路部分；接收器具有微控制器、工作指示、电源管理、多频率通道无线电频率接收电路和红外信号发射电路部分。

依据本发明提出的遥控器与接收器之间的频率对接方法是由红外信号发射过程和红外信号接收并发送射频指令过程组合构成的；红外信号发射过程是由上述红外信号发射电路利用红外信号按照一定的步骤周期性地发射所在接收器自身的设备标识号和频率占用信息；红外信号接收并发送射频指令过程是由红外信号接收过程和发送射频指令过程组合构成的；红外信号接收过程是由上述红外信号接收电路按照一定的步骤收到信息后，所在遥控器的微控制器调整自身的频道适应接收器的频率；发送射频指令过程是由上述遥控器通过2.4GH_z无线载波发送数据包，数据包中包含频率通道信息和一个40BITS的设备标识号，以及其它控制信号；上述接收器根据数据包中的设备标识号选择接受发给自己的数据包，并相应执行。

本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。

前述的无线载波射频收发装置，其中所述的多频率通道无线电频率发射电路，在发射的数据包中含有一个40BITS的设备标识。

前述的无线载波射频收发装置，其中所述的红外一体化接收电路的数据输入端IR RECEIVE连接在微控制器的中断输入端，红外一体化接收电路的电源供给端IR PWR连接在微控制器的数据输出端口。

前述的无线载波射频收发装置，其中所述的红外信号发射电路的数据发射控制信号IR OUT连接在微控制器的数据输出端口。

前述的无线载波射频收发频率对接方法，其中所述的红外信号发射电路利用红外信号按照一定的步骤周期性地发射所在接收器自身的设备标识号和频率占用信息的过程包含下列步骤：

(1)设定发送周期定时器和其它初始化信息；

(2)当上述定时器的定时间隔未到时，接收器的微控制器执行其它工作程序；

(3)当上述定时器的定时间隔到时，接受器的微控制器通过调用红外发送子程序连续发送射频信息(即设备标识号和频率占用信息)，发送一套完整的射频信息后，重新启动发射周期定时器，然后执行其他程序。

前述的红外信号发射过程，其中所述的红外发送子程序的步骤是：从起始位、数据位到停止位，每发送一位后，延迟833微秒，然后发送下一位，直至完成。

前述的无线载波射频收发频率对接方法，其中所述的红外信号接收过程是指所在遥控器的微控制器收到红外采样中断信号，在红外采样中断处理过程中，接收数据时是采用对每一数据位进行固定多次采样的方式确定此数据位的值。

前述的红外信号接收过程，其中所述的中断处理过程包含下列步骤：

(1)重新初始化定时器和计数单元；

(2)起始位接收；

(3)数据位接收；

(4)字节数据处理。

前述的红外采样中断处理的过程，其中所述的起始位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：先判断所收到的数据是否为起始位；只有收到起始位后才准备接收数据位；

(B)：采样中断程序返回。

前述的红外采样中断处理的过程，其中所述的数据位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：累加每次采样值；

(B)：累加次数未达固定次数时，采样中断程序返回；否则，根据固定次数的采样值确定收到的数据位的值；存储上述数据位的值；

(C)：上述数据位的位数不足一个字节时，采样中断程序返回；否则进行下述字节数据处理步骤。

前述的红外采样中断处理的过程，其中所述的字节数据处理的步骤根据所收数据的字节序数实行下列分步骤：

对第一字节：

(A)：判断为第一数据包头固定值时，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第二字节：

(A)：判断为第二数据包头固定值时，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第三字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第四字节：

(A)：判断与第三字节的值相等时，保存第三字节，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第五字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第六字节：

(A)：判断是第五字节的反码时，保存第五字节，字节序数加1；否则字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第七字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第八字节：

(A)：判断是第七字节的补码时，保存第七字节，关闭定时器，红外采样完成标志置1；

(B)：字节序数清0，位采样计数变量清0；

(C)：采样中断程序返回。

前述的频率对接方法，其中所述的遥控器的微控制器调整自身的频道适应接收器的频率，实行下列步骤：

开机初始化MCU；

循环进行下列分步骤：

(A)：当红外接收键被按下且红外采样完成标志为1时，根据红外信号配置射频发送芯片并将配置完成标志置1；

(B)：执行其它程序。

本发明与现有技术相比，具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明通过红外信号的收发，使遥控器能够得到接收器的设备标识，从而通过改变自身的频率通道，使其可以与接收器在同一频道上进行工作，简化了频率连接工作。接收器的频率通道和设备标识(简称ID)在出厂时设置，因为设备标识可分别2的40次幂个产品，因此，多个同一产品在同一环境下同时使用也不会有相互干扰。

综上所述，本发明无线载波射频收发装置及频率对接方法，其在技术发展空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有的无线载波射频收发装置遥控器原理框图。

图2是现有的无线载波射频收发装置接收器原理框图。

图3是本发明的遥控器原理框图。

图4是本发明的接收器原理框图。

图5a、5b是本发明的遥控器IR接收电路接口与MCU电路原理图。

图6a、6b是本发明的接收器IR发射电路接口与MCU电路原理图。

图7是接收器工作主程序框图。

图8是红外发送子程序框图。

图9是红外采样中断程序框图。

图10是字节数据处理步骤框图。

图11是遥控器工作主程序框图。

1、RF发射电路        2、MCU

3、工作指示          4、激光教鞭

5、键盘和鼠标        6、电源管理

7、IR接收电路        8、RF接收电路

9、IR发射电路

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的无线载波射频收发装置及频率对接方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明无线载波射频收发装置及频率对接方法，其主要包括：遥控器和接收器。请参阅图3所示，遥控器由多频率通道无线电频率发射电路(简称：RF发射电路)、微控制器(简称：MCU)、工作指示、激光教鞭、键盘和鼠标、电源管理、红外一体化接收电路(简称：IR接收电路)这几部分构成；请参阅图4所示，接收器由多频率通道无线电频率接收电路(简称RF接收电路)、MCU、工作指示、电源管理、红外信号发射电路(简称：IR发射电路)这几部分构成。

请参阅图5所示，本发明无线载波射频收发装置及频率对接方法，其中遥控器的IR接收电路的接口共有两根信号线：IR RECEIVE和IR PWR；MCU采用单片机PIC16F73；红外数据输入端IR RECEIVE连接在PIC16F73的数据/中断端口RB0/INT(管脚21)；电源供给端IR PWR连接在PIC16F73的数据输出端口RB1(管脚22)。

请参阅图6所示，本发明无线载波射频收发装置及频率对接方法，其中接收器的IR发射电路的接口仅有一根信号线：IR OUT；MCU采用单片机PIC16F73；数据发射控制信号IR OUT连接在PIC16F73的数据输出端口RC2/CCP1(管脚13)。

遥控器和接收器的各部分：RF发射电路、MCU、工作指示、键盘和鼠标、激光教鞭、电源管理、IR接收电路、RF接收电路、IR发射电路均采用现有技术，此处不再赘述。

上述遥控器和接收器通过2.4GH_z无线载波进行通信。IR发射电路利用红外信号周期性地发射本接收器的ID和自身频率占用信息。IR接收电路收到信息后，遥控器的微控制器调整自身的频道适应接收器的频率。遥控器发送的数据包中包含83个频率通道(根据需要可扩充至125个)和40BITS的ID，以及其它控制信号。接收器根据数据包中的ID选择接受发给自己的数据包，并相应执行。

请参阅图7所示，本发明无线载波射频收发频率对接方法，其中接收器工作主程序包含下列步骤：

(1)设定发送周期定时器和其它初始化信息(步骤71)；

(2)当发送周期定时器的定时间隔未到时，接收器的微控制器执行其它工作程序(步骤76)；

(3)当上述定时器的定时间隔到的时候，接受器的微控制器通过调用红外发送子程序连续发送射频信息(即设备标识号和频率占用信息)(步骤73)，发送一套完整的射频信息后，重新启动发射周期定时器(即步骤75)，然后执行其他程序。

请参阅图8所示，在本发明无线载波射频收发频率对接方法的接收器工作主程序中，其中调用的红外发送子程序的步骤是：先发送起始位(步骤81)，延迟833微秒(步骤82)；再循环发送数据位(步骤83)，每发送一位后，延迟833微秒，再发送下一位；最后发送停止位(步骤84)，再延迟833微秒。

请参阅图9所示，本发明无线载波射频收发频率对接方法，其接收红外数据过程中，对每一数据位，均进行连续六次采样的方式确定该位的值。其中红外采样中断程序包含下列步骤：

(1)重新初始化定时器和计数单元(步骤91)；

(2)起始位接收；

(3)数据位接收；

(4)字节数据处理(步骤94)。

请参阅图9所示，上述红外采样中断程序中的起始位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：先判断所收到的数据是否为起始位(步骤92)；如果收到起始位后就准备接收数据位(步骤921)；否则准备接收起始位(步骤922)；

(B)：采样中断程序返回(步骤99)。

请参阅图9所示，上述红外采样中断程序中的数据位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：累加每次采样值(步骤931)；

(B)：累加次数未达固定次数时，采样中断程序返回(步骤99)；否则根据固定次数的采样值确定收到的数据位的值(步骤932)；存储上述数据位的值(步骤933)；

(C)：上述数据位的位数不足一个字节时，采样中断程序返回(步骤99)；否则，进行下述字节数据处理步骤(步骤94)。

请参阅图10所示，上述红外采样中断程序中的字节数据处理步骤(步骤94)根据所收数据的字节序数采取下列分步骤：

对第一字节：

判断是否为第一数据包头固定值0XAA(步骤941)；

若是：位采样计数变量清0，字节序数加1(步骤9411)；

若否：位采样计数变量清0，字节序数清0(步骤9412)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第二字节：

判断是否为第二数据包头固定值0XBB(步骤942)；

若是：位采样计数变量清0，字节序数加1(步骤9421)；

若否：位采样计数变量清0，字节序数清0(步骤9422)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第三字节：

字节序数加1(步骤943)；

位采样计数变量清0(步骤9431)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第四字节：

判断是否与第三字节的值相等(步骤944)；

若是：保存第三字节(步骤9441)；

位采样计数变量清0，字节序数加1(步骤9442)；

若否：位采样计数变量清0，字节序数清0(步骤9443)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第五字节：

字节序数加1(步骤945)；

位采样计数变量清0(步骤9451)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第六字节：

判断是否为第五字节的反码(步骤946)；

若是：保存第五字节(步骤9461)；

位采样计数变量清0，字节序数加1(步骤9462)；

若否：位采样计数变量清0，字节序数清0(步骤9463)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第七字节：

字节序数加1(步骤947)；

位采样计数变量清0(步骤9471)；

采样中断程序返回(步骤99)。

对第八字节：

判断是否为第七字节的补码(步骤948)；

若是：保存第七字节(步骤9481)；

关闭定时器(步骤9482)。

红外采样完成标志置1(步骤9483)

字节序数清0，位采样计数变量清0；

采样中断程序返回(步骤99)。

请参阅图11所示，本发明无线载波射频收发频率对接方法，其中遥控器可用红外接收键人工决定是否接收红外信号，当接收到红外信号后，即调整自身的射频发送频率以便对准接收器已设定的射频接收频率，工作过程采取下列步骤：

开机初始化MCU；

循环进行下列分步骤：

(A)：当红外接收键被按下且红外采样完成标志为1时，

根据红外信号配置射频发送芯片(步骤001)

并将配置完成标志置1(步骤002)；

(B)：执行其它程序(步骤003)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改和等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1、一种无线载波射频收发装置及频率对接方法，其中收发装置由一台遥控器和一台接收器构成；遥控器具有微控制器、工作指示、键盘、激光教鞭、鼠标、电源管理；接收器具有微控制器、工作指示、电源管理、多频率通道无线电频率接收电路；其特征在于：遥控器还具有多频率通道无线电频率发射电路和红外一体化接收电路；接收器还具有红外信号发射电路。

2、根据权利要求1所述的无线载波射频收发装置，其特征在于其中所述的多频率通道无线电频率发射电路，在发射的数据包中含有一个40BITS的设备标识。

3、根据权利要求1所述的无线载波射频收发装置，其特征在于其中所述的红外一体化接收电路的数据输入端IR RECEIVE连接在微控制器的中断输入端，红外一体化接收电路的电源供给端IR PWR连接在微控制器的数据输出端口。

4、根据权利要求1所述的无线载波射频收发装置，其特征在于其中所述的红外信号发射电路的数据发射控制信号IR OUT连接在微控制器的数据输出端口。

5、一种无线载波射频收发装置及频率对接方法，其中的频率对接方法其特征在于：遥控器与接收器之间的频率对接方法是由红外信号发射过程和红外信号接收并发送射频指令过程组合构成的；红外信号发射过程是由上述红外信号发射电路利用红外信号按照一定的步骤周期性地发射所在接收器自身的设备标识号和频率占用信息；红外信号接收并发送射频指令过程是由红外信号接收过程和发送射频指令过程组合构成的；红外信号接收过程是由上述红外信号接收电路按照一定的步骤收到信息后，所在遥控器的微控制器调整自身的频道适应接收器的频率；发送射频指令过程是由上述遥控器通过2.4GHz无线载波发送数据包，数据包中包含频率通道信息和一个40BITS的设备标识号，以及其它控制信号；上述接收器根据数据包中的设备标识号选择接受发给自己的数据包，并相应执行。

6、根据权利要求5所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的红外信号发射过程包含下列步骤：

(1)设定发送周期定时器和其它初始化信息；

(2)当上述定时器的定时间隔未到时，接收器的微控制器执行其它工作程序；

(3)当上述定时器的定时间隔到时，接受器的微控制器通过调用红外发送子程序连续发送射频信息(即设备标识号和频率占用信息)，发送一套完整的射频信息后，重新启动发射周期定时器，然后执行其他程序。

7、根据权利要求6所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的红外发送子程序的步骤是：从起始位、数据位到停止位，每发送一位后，延迟833微秒，再发送下一位，直至完成。

8、根据权利要求5所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的红外信号接收过程是指所在遥控器的微控制器收到红外采样中断信号，在红外采样中断处理过程中，接收数据时是采用对每一数据位进行固定多次采样的方式确定此数据位的值。

9、根据权利要求8所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的红外采样中断处理过程包含下列步骤：

(1)重新初始化定时器和计数单元；

(2)起始位接收；

(3)数据位接收；

(4)字节数据处理。

10、根据权利要求9所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的起始位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：先判断所收到的数据是否为起始位；只有收到起始位后才准备接收数据位；

(B)：采样中断程序返回。

11、根据权利要求9所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的数据位接收的步骤包含下列分步骤：

(A)：累加每次采样值；

(B)：累加次数未达固定次数时，采样中断程序返回；否则，根据固定次数的采样值确定收到的数据位的值；存储上述数据位的值；

(C)：上述数据位的位数不足一个字节时，采样中断程序返回；否则进行下述字节数据处理步骤。

12、根据权利要求9所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的字节数据处理的步骤根据所收数据的字节序数实行下列分步骤：

对第一字节：

(A)：判断为第一数据包头固定值时，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第二字节：

(A)：判断为第二数据包头固定值时，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第三字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第四字节：

(A)：判断与第三字节的值相等时，保存第三字节，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第五字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第六字节：

(A)：判断是第五字节的反码时，保存第五字节，字节序数加1；否则，字节序数清0；

(B)：位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第七字节：

字节序数加1，位采样计数变量清0，采样中断程序返回；

对第八字节：

(A)：判断是第七字节的补码时，保存第七字节，关闭定时器，红外采样完成标志置1；

(B)：字节序数清0，位采样计数变量清0；

(C)：采样中断程序返回。

13、根据权利要求5所述的频率对接方法，其特征在于其中所述的遥控器的微控制器调整自身的频道适应接收器的频率，实行下列步骤：

(1)开机初始化MCU；

(2)循环进行下列分步骤：

(A)：当红外接收键被按下且红外采样完成标志为1时，根据红外信号配置射频发送芯片并将配置完成标志置1；

(B)：执行其它程序。

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