[發明專利]基于433MHz的全雙工無線通信模塊

有效

• 申請號: 201710019989.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106788947B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 成都億佰特電子科技有限公司
• 主分類號: H04L5/14
• 分類號: H04L5/14;H04B1/401;H04B1/44;H04B1/713;H04B1/715;H04L1/00;H04L7/00
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發明涉及一種基于433MHz的全雙工無線通信模塊，該模塊將每一段時間劃分為發送周期和接收周期，模塊將根據所在的時間段自行進行發送和接收狀態的切換。模塊在每一個發送階段的最開始，都會發送時序同步數據包，與通信的另一方進行時序同步，模塊接收到來自另一方的同步包后，會重新開始計算接收段時間。即通信雙方將不停自行對準時間相位，確保在一方處于發送時，另一方為接收；對于時分雙工的實現，根據上述核心內容，將模塊的發送、接收切換周期縮短，切換的頻率遠遠大于用戶發送數據的速率。本發明會自動進行同步操作，可告知用戶通信鏈路質量及狀態，降低了用戶前期調試成本，并保證了用戶不會在無法通信時進行通信操作以造成數據丟失。

技術領域

本發明涉及一種基于433MHz的全雙工無線通信模塊，屬于無線通信技術領域。

背景技術

目前存在的大多數433MHz無線通信模塊為半雙工通信發明。現有的大多數無線通信模塊工作原理，為同一時間內，一個模塊只能在一固定頻點的信道上工作為接收方或者發送方。如圖1所示，采用該種發明的無線通信模塊，用戶將事先設置好模塊工作的信道，并保證模塊在有效通信范圍內以確保通信鏈路的可靠性。在工作時，模塊處于常接收狀態，用戶通過串口等接口將數據發送至模塊，模塊接收到來自用戶的數據并等到用戶發送結束或達到模塊一次發送的分包界限后，切換至發送模式，將數據分成若干包，通過射頻芯片調制成電磁波，再使用天線發送出去。接收方接受到來自發送端的數據后，通過射頻芯片將電磁波解調成數字信號，再通過串口等接口發送至用戶端。缺陷與不足：用戶需自行選擇信道，此方式下，無法避免來自同信道的干擾，若存在一個常干擾源(如另一組同頻率工作的模塊等)，則整個無線通信鏈路會非常不可靠、不穩定。用戶可能還需多次調整信道以適應無線環境。用戶需時刻注意，通信雙方無法同時發送數據，若同時發送，會造成數據全部丟失。此缺點大大限制了無線通信模塊的自由性和靈活性，并無法應用在對數據實時性要求較高的領域，如帶有反饋的控制應用。用戶無法得知通信鏈路已建立或通信鏈路是否可靠，用戶需要手動進行測試，此特性增加了用戶在使用無線通信模塊時的不便利性。在出現無法通信時，用戶需要對通信雙方及無線環境進行排查以確定故障發生位置，增加了維護成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于433MHz的全雙工無線通信模塊，采用高性能微控制器作為主控，以滿足對時分雙工邏輯、跳頻邏輯、前向糾錯算法及CRC校驗的運算，提高通信的實時性。模塊工作方式為時分雙工，并進行自動跳頻以避免來自固定信道的干擾。

為了實現上述目的，本發明的技術發明如下。

一種基于433MHz的全雙工無線通信模塊，該模塊將每一段時間劃分為發送周期和接收周期，模塊將根據所在的時間段自行進行發送和接收狀態的切換。模塊在每一個發送階段的最開始，都會發送時序同步數據包，與通信的另一方進行時序同步，模塊接收到來自另一方的同步包后，會重新開始計算接收段時間。即通信雙方將不停自行對準時間相位，確保在一方處于發送時，另一方為接收；對于時分雙工的實現，根據上述核心內容，將模塊的發送、接收切換周期縮短，切換的頻率遠遠大于用戶發送數據的速率。從宏觀上來看，模塊工作在全雙工狀態，用戶發送、接收數據將無需關心模塊處于何種狀態，即無需在接收時等待接收完成后再進行發送，或在發送時無法接收數據；對于跳頻邏輯，根據核心內容，在每次進行同步時，加入信道數據，即雙方會進行約定，下次同步或通信時，將處于哪一個信道。

進一步地，上述模塊的整個通信過程為：模塊自行建立通信鏈路，若鏈路無法建立或鏈接不可靠，則告知用戶，此時通信會造成數據丟失，建立通信鏈路后，告知用戶可以進行通信。用戶發送數據至模塊，模塊在發送周期對當前緩沖區內的數據進行打包、CRC編碼、前向糾錯編碼并通過射頻芯片調制為電磁波，然后發送出去，另一方的模塊此時必定處于接收周期，接受到電磁波，解調為數字信號，再進行解碼及校驗，最后發送給用戶。用戶處于發送/接收時可同時進行接收/發送操作，模塊將在不同周期進行相應的操作。