[發明專利]一種基于免驅USB技術的無線射頻結構及其信號傳輸方法

在審

• 申請號: 201210442092.X
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103810827A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 曲道奎;徐方;鄒風山;楊濤;鄭春暉;杜振軍
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及一種無線信號傳輸技術，具體是指一種基于免驅USB技術的無線射頻結構及其信號傳輸方法。

背景技術

目前，常規的服務機器人用遙控裝置往往采用紅外技術完成空中信號的傳輸，采用RS232串口將無線信號傳輸至主控制器，從而實現遙控的功能。雖然這套技術方案較為成熟，但在使用過程中卻仍然存在以下缺點：（1）這些遙控裝置通常只能完成簡單的按鍵遙控，不能實現語音和位姿遙控；（2）由于紅外傳輸距離較短（通常限制在10m以內），因此極大的限制了使用范圍和場合；（3）采用紅外傳輸時要求發射裝置必須對準接受裝置，這才極大的降低了遙控過程的操作難度和可靠性；（4）RS232串口本身沒有嚴格的通訊協議，因此傳輸數據誤碼率高；（5）RS232串口波特率較低（通常不超過115200bit/s）不適合大流量數據（如音頻數據）傳輸。

綜上所述，由于以上諸多因素的存在，從而導致了現在服務機器人用遙控裝置存在可靠性不高、不能實現語音和位姿遙控，以及誤碼率高、不適合大流量數據傳輸的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統服務機器人用遙控裝置存在的可靠性不高、不能實現語音和位姿遙控，以及誤碼率高、不適合大流量數據傳輸的缺陷，提供一種結構簡單，能有效克服上述缺陷的一種基于免驅USB技術的無線射頻結構及其信號傳輸方法。

本發明通過以下技術方案來實現：一種基于免驅USB技術的無線射頻結構，主要由具有2.4GHZ無線射頻控制器和USB控制器的信號接收主控制器，以及具有2.4GHZ無線射頻控制器的信號發射主控控制器組成，所述信號發射主控制器發射的控制信號通過2.4GHZ無線網絡傳輸到信號接收主控制器。

進一步地，在信號發射主控制器上還設有加速度傳感器、音頻編碼芯片、指示燈及按鍵。

為了確保本發明的使用效果，所述的信號接收主控制器為NORDIC公司生產的NRF14LUP1芯片，且在該NRF14LUP1芯片內部集成有GAZELL無線傳輸協議，而所述的加速度傳感器則采用ADI公司生產的ADXL335加速度傳感器。

所述的音頻編碼芯片為ADI公司生產的ADAU1361低功耗24位音頻編解碼芯片，且在所述USB控制器內部集成有AUDIO類和HID類協議。

一種由上述基于免驅USB技術的無線射頻結構所實現的信號傳輸方法，主要包括以下步驟：

對于信號發射端：

（a）啟動信號發射主控控制器（4），根據按鍵情況判定是否需要啟動加速度計控制？是，則采集加速度計信息，并執行步驟（b）；否，根據按鍵情況判定是否需要進行語音控制？是，則進行語音采集，并執行步驟（b），否則進行按鍵掃描并執行步驟（b）；

（b）信號發射主控控制器（4）控制2.4G射頻模塊發射相應信息，經2.4GHZ無線網絡傳輸給信號接收端，并返回步驟（a）結束發送過程；

對于信號接收端：

（c）啟動信號接收主控制器（3），并接收信號發送端發射的2.4G射頻信心信號；

（d）根據數據標識符判定是否進入加速度計控制模式？是，則按USB協議HID類模式編碼上傳姿勢信息，并結束傳輸過程；否，則判定是否進入語音控制模式；

（e）是，則按USB協議HID類模式編碼上傳按鍵信息，并結束傳輸過程；否，則按USB協議AUDIO類模式編碼上傳語音信息，并結束傳輸過程。。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本發明整體結構較為簡單，且在其遙控裝置中采用了免驅USB技術和2.4G?HZ射頻技術，能確保可以采用語音、按鍵、手勢三種方式控制服務機器人的相關動作，使服務機器人的控制更加靈活和智能。

（2）本發明能有效的降低信號傳輸過程中的誤碼率、適合大流量數據傳輸。

（3）本發明性能穩定可靠，控制方便，適于推廣和使用。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明信號發射端的電路結構示意圖。

圖3為本發明信號接收端的電路結構示意圖。

圖4為本發明信號發射端加速度信號采集模塊電氣原理圖。

圖5為本發明信號發射過程流程示意圖。

圖6為本發明信號接收過程流程示意圖。

其中，附圖中的附圖標記名稱分別為：

1－2.4GHZ無線射頻控制器，2－USB控制器，3－信號接收主控制器，4－信號發射主控控制器，5－加速度傳感器，6－音頻編碼芯片，7－指示燈，8－按鍵。