[發(fā)明專利]無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210007937.2
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN103209431A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚志軍;崔世界;曾鵬;于海斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04W84/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，無線傳感網(wǎng)發(fā)展迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。隨著智能家居和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，將會有越來越多的人員加入到無線傳感網(wǎng)開發(fā)的領(lǐng)域。

在無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)過程中，各個設(shè)備的信息是以射頻信號的方式相互傳送的，調(diào)試者不能直觀的觀察調(diào)試結(jié)果，增加了調(diào)試難度和開發(fā)周期。

現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)監(jiān)聽器大多數(shù)是針對單一信道的情況，在調(diào)試大規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)的時候，需要多次更換不同信道的監(jiān)聽器，或者擺放多個監(jiān)聽器，操作復(fù)雜，布置麻煩。特別是現(xiàn)在越來越多的無線設(shè)備使用了跳頻技術(shù)，這就需要同時觀測多個頻段的數(shù)據(jù)情況，且要求各個頻段保持嚴(yán)格的時間同步性，單一信道的監(jiān)聽器無法滿足這樣的調(diào)試條件。

雖然目前已有可以同時監(jiān)聽多個信道的設(shè)備，但仍有如下不足：1.不具備發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。而一般在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試過程中，一個可以多信道同時發(fā)送數(shù)據(jù)的信號源也是必要的。2.現(xiàn)有無線數(shù)據(jù)監(jiān)聽器與上位機(jī)的通信接口比較單一，通用性不強(qiáng)，靈活性不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計一種無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器，能夠多個信道實(shí)時同步收發(fā)數(shù)據(jù)，并且可以通過方便靈活的通信接口與上位機(jī)交互，加速設(shè)計的調(diào)試和測試，縮短開發(fā)周期。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

(定稿后拷貝權(quán)利要求)

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.多信道實(shí)時同步收發(fā)數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用現(xiàn)場可編程門陣列芯片來實(shí)現(xiàn)各個信道的獨(dú)立操作，充分利用其可以并行執(zhí)行程序的特點(diǎn)，使得多個信道之間互不干擾，各自完成數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，各個信道之間的同步關(guān)系可以達(dá)到微秒級。

2.通用性。本發(fā)明不但能夠?qū)崿F(xiàn)多信道數(shù)據(jù)的實(shí)時同步監(jiān)聽，而且還能夠由上位機(jī)選擇發(fā)送數(shù)據(jù)模式，可以實(shí)現(xiàn)單一信道或者多信道同時發(fā)送數(shù)據(jù)，還可以選擇為發(fā)送信道與接收信道并存的模式。此外，本發(fā)明帶有WIFI無線通信接口，支持多個區(qū)域無線傳感網(wǎng)絡(luò)同時調(diào)試或者聯(lián)調(diào)，所以本發(fā)明適用更多的無線傳感網(wǎng)調(diào)試場合，通用性強(qiáng)。

3.靈活性。本發(fā)明支持三種與上位機(jī)的通信接口，既有有線方式(串口、USB)，又有無線方式(WIFI)，因此上位機(jī)選擇靈活，可以使用臺式機(jī)、筆記本電腦或者平板電腦與之通信，應(yīng)用更廣泛。

4.便攜性。本發(fā)明把N個信道的無線射頻模塊整合到一塊電路板上，體積小，便于攜帶。可以結(jié)合便攜式電腦完成現(xiàn)場調(diào)試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明設(shè)計的無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的硬件組成框圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中現(xiàn)場可編程門陣列芯片內(nèi)部的電路框圖；

圖4是本發(fā)明設(shè)計的無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器工作原理示意圖；

圖5是多個無線多信道數(shù)據(jù)收發(fā)器分布式調(diào)試原理示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中現(xiàn)場可編程門陣列的軟件流程圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例中微處理器的軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明由N個無線射頻模塊、現(xiàn)場可編程門陣列模塊、通信模塊、微處理器模塊以及電源模塊共五部分組成。

圖2給出了本發(fā)明實(shí)施例中各個模塊的具體硬件組成：

所述N個無線射頻模塊，每個模塊均由射頻調(diào)制解調(diào)芯片Si4432及其外圍電路組成。Si4432通過SPI接口與現(xiàn)場可編程門陣列模塊通信，當(dāng)接收到無線射頻信號時，通過解調(diào)得到接收數(shù)據(jù)，然后由中斷引腳通知現(xiàn)場可編程門陣列模塊進(jìn)行處理；發(fā)送數(shù)據(jù)時，先把待發(fā)送的數(shù)據(jù)緩存到Si4432中，然后使能發(fā)送，這樣Si4432就會把數(shù)據(jù)調(diào)制成射頻信號發(fā)射出去。

所述現(xiàn)場可編程門陣列模塊中，F(xiàn)PGA芯片采用Altera公司Cyclone?II系列的EP2C8Q208C，配置芯片采用16Mbit容量的EPCS16來存儲配置信息，時鐘電路采用一個20MHz的有源晶振為FPGA提供全局時鐘。