融合蓝牙内核与RS码的跳频通信系统的研究与开发

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随着蓝牙、wifi、Zig Bee、Hmoe RF等无线网络在无人机飞行器、智能家居等电子产品中的广泛使用,无线网络信号间的相互干扰不断加剧,由此造成数据丢包和设备互控等问题。跳频技术通过提高跳跃的频率以及设置更宽广的带宽能有效降低无线网络间的相互干扰,从而成为解决干扰和信息安全等问题的关键技术。蓝牙跳频因具有成熟的跳频方案和高速传输特点而广泛应用于遥控系统中。但在一些低成本遥控系统中,通常采用一些具有简单跳频算法的2.4G和5.8G无线通信模块,其干扰抑制能力比较弱。尽管蓝牙内核算法具有优良伪随机序列的特性,但是由于蓝牙数据帧格式,以及一些数据交互方式与这些模块的差异,使得蓝牙内核算法不能移植到一些设备上。针对上述问题,本文对跳频算法做适应性改进,使遥控设备具有可靠的跳频特性。本文主要对蓝牙内核与RS码跳频算法进行了仿真与分析,并且在此基础上开展了无人机/无人车遥控器的开发。具体工作如下:(1)研究分析蓝牙跳频、RS跳频序列的特征,并利用matlab对跳频序列的均值、汉明相关性进行了仿真验证。(2)设计适合于低成本场景的跳频算法。我们结合蓝牙内核,采用RS跳频序列,设计构造融合跳频算法,研究分析该跳频性能,在各方面都得到提升,观察频点分布,与原RS码生成的频点分布更优,比一般的跳频算法更具有可靠性,后面开发将用这种融合算法。(3)针对遥控项目需求,基于BK5933 5.8g射频模块平台,采用基于蓝牙内核与RS码融合跳频算法,设计出18通道遥控器的跳频通信系统,该系统具有控制数据传输、独立对码、一对多通信、丢包重连等功能,测试结果表明在复杂无线环境中该系统能有效抑制干扰,实现可靠通信。(4)我们利用该融合跳频算法,开发了基于STM32F103和n RF24L01设计遥控无人车测试平台,实现了遥控数据采集、数据传输、独立对码、丢包重连、输出控制信息、驱动电机等功能,经过在不同环境下测试,达到抗干扰的效果,也达到不同平台适用融合跳频算法的目的。
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