[發明專利]一種無人機遙控器信號分析破解系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201911383782.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111043911B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 劉擁軍;李偉;王冠;王盛;高金宇;崔博淵;蘇艷娟
• 申請（專利權）人: 河南職業技術學院
• 主分類號: F41H11/02
• 分類號: F41H11/02
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

1.一種無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，該無人機遙控器信號分析破解系統包括定向探測單元，定向探測單元與信號采集單元相連接，信號采集單元與信號分析單元相連接，信號分析單元與破解信號產生單元相連接，破解信號產生單元與發射天線相連接；

所述定向探測單元包括定向柵格天線，信號分析單元包括信號分析主機，破解信號產生單元包括接管遙控器；

其工作方法包括如下步驟：

S1，首先利用定向柵格天線對已經配對成功的遙控器發送給無人機接收的信號進行偵測收集；

S2，隨后將偵測收集的信號通過信號采集單元的SDR硬件BLADERF轉換為基帶信號，通過網口將基帶信號傳輸至信號分析主機上；

S3，利用信號分析主機對基帶信號進行跳頻規律和信號內容進行解析，信號分析主機將破解信息利用時間標簽打上標簽后發送給接管遙控器；隨后對遙控器的信號格式破解，并產生接管信號；

所述步驟S3中遙控器的信號格式破解的方法，包括如下步驟：

N1，首先通過邏輯分析儀大量測試分析遙控器主控芯片發送給射頻芯片的信號格式以及信號格式的變化規律，確定信號格式中的幀頭和幀長；

N2，通過接管遙控器的FPGA模塊上的電源對發射天線的射頻芯片供電，然后射頻芯片上的其他信號的引腳仍然是連接到遙控器上，當遙控器正常工作的時候，去掉射頻芯片上的信號引腳，但是保留供電引腳，此時射頻芯片上的SPI接口連接到FPGA模塊，FPGA模塊產生一個SPI的時序去讀取射頻芯片上的寄存器，獲取讀取遙控器正常工作時的寄存器的值；

N3，在獲得寄存器值后，通過SDR硬件BLADERF和信號分析主機對遙控器信號的頻譜特性和解調數據的分析，對遙控器會改變的寄存器的值進行分析并記錄；

N4，通過步驟N1~N3，獲取了遙控器數據幀的格式、具體內容以及寄存器的值后，基于FPGA模塊偽造同類型遙控器的信號，在收到頻點信息之后，向接管遙控器發送遙控控制信息；

S4，接管遙控器獲取了遙控器的跳頻規律、信號內容以及接管信號后，根據遙控器的數據協議進行編碼，控制射頻芯片將遙控信號通過發射天線發射出去。

2.根據權利要求1所述的無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，所述破解信號產生單元包括接管遙控器，定向柵格天線與SDR硬件BLADERF相連接，SDR硬件BLADERF與信號分析主機相連接，信號分析主機通過數傳模塊與接管遙控器相連接，接管遙控器與發射天線相連接。

3.根據權利要求2所述的無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，所述接管遙控器包括操縱桿，操縱桿與處理器相連接，處理器與FPGA模塊相連接，FPGA模塊分別與信號分析主機和射頻芯片相連接，射頻芯片與發射天線相連接。

4.根據權利要求1所述的無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，所述步驟S3中信號分析主機對基帶信號跳頻規律和信號內容的解析方法，包括如下步驟：

Y1，首先信號分析主機對基帶信號通過FFT進行頻譜分析，通過頻譜的分析，獲得遙控器發送信號跳頻的規律即跳頻的圖案；

Y2，根據跳頻的圖案，對后續接收的信號數據的頻點進行預測；

Y3，根據預測的頻點，對GFSK信號進行解調。

5.根據權利要求4所述的無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，所述步驟Y1中信號分析主機上安裝有Ubuntu系統和GNU-Radio信號處理平臺，使用GUN-Radio和SDR硬件BLADERF對基帶信號進行采集分析，利用BLADERF自帶頻譜分析功能觀察遙控器信號射頻的頻段及頻點信息，隨后通過File Sink模塊將BLADERF采集的信號以dat文件形式保存到信號分析主機中。

6.根據權利要求5所述的無人機遙控器信號分析破解系統的工作方法，其特征在于，所述步驟Y3中利用GNU-Radio信號處理平臺采集一段遙控器實際發出的信號，用軟件Cool-Edit對采集的信號進行分析信號格式，在典型GFSK調制框架下進行解調，解調出的數據以dat文件的形式保存到指定的路徑下。