基于扩频技术的工业无线遥控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于扩频技术的工业无线遥控系统设计，适用于冶金、造船、仓库、化工、建筑和工程机械等领域使用无线遥控设备的起重机械中。本实用新型专利技术由信号发射装置和信号接收装置构成；所述信号发射装置包括键盘、第一单片机、第一高增益扩频模块、调制器、射频发射电路以及发射天线；所述信号接收装置包括接收天线、解扩变频模块、解调器模块、第二单片机以及第二高增益扩频模块。本实用新型专利技术采用的直接扩频技术可使信噪比改善20-50多分贝，且具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强，可以采用码分多址实现多址通信，易于多媒体通信组网，具有良好安全通信能力等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于扩频技术的工业无线遥控系统设计，适用于冶金、造船、仓库、化工、建筑和工程机械等领域使用无线遥控设备的起重机械中。
技术介绍
目前，无线遥控系统所采用的载波频率几乎全是315MHz或433. 92MHz，如此众多的遥控系统工作在这两个频率上，使得遥控系统间的同频干扰极其严重，误控或失控等事件时有发生，对要求高可靠性的无线遥控系统构成了严重的威胁；其次，无线遥控系统工作的环境大都比较恶劣，周围存在有大量电磁场干扰，对于采用三态或四态编码的大部分无线遥控系统来说，其高阻态极易受到电场、电磁等外界环境的干扰，环境适应能力极差；再 者，目前接收机大都采用超再生接收，而这类接收机的本振频率大多由LC振荡电路产生，所以在受到干扰的情况下其振荡频率极易发生偏移，如果本振频率发生的偏移较大，那么接收机就不能正常接收信号，从而导致遥控系统失控或误控；此外，随着科学技术的迅猛发展，电路的集成度越来越高，也要求功率越来越低，而功率的大大降低也使得遥控距离大大缩短，以至达不到所要求的有效控制距离。针对上述出现的问题，出现了很多不同的解决方法，比如采用多通道技术、采用二态编码以及软件纠错技术等，但是效果往往不尽人意。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是提供一种抗干扰能力强的基于扩频技术的工业无线遥控系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案本技术由信号发射装置和信号接收装置组成；所述信号发射装置由键盘、第一单片机、第一高增益扩频模块、调制器U1、射频发射电路以及发射天线组成；所述第一单片机的输出端依次经第一高增益扩频模块、调制器接射频发射电路的输入端，射频发射电路的输出端接发射天线ANT1，所述第一单片机与键盘相连接；所述信号接收装置由接收天线ANT2、解扩变频模块、解调器、第二单片机以及第二高增益扩频模块组成；所述解扩变频模块的输入端与接收天线ANT2相连接，所述的解扩变频模块的输出端经解调器接单片机的相应输出端，所述第二高增益扩频模块的输出端接解扩变频模块的输入端，所述的第二单片机接被控设备的相应输入端。本技术所述射频发射电路由晶体管Q1-Q2、电阻R1-R2、电容C1-C2、电感L1-L2以及声表面谐振器SAW ;所述晶体管Q2的基极经电阻R2接调制器的输出端，所述晶体管Q2的发射极接地，所述晶体管Ql的基极与声表面谐振器SAW的I脚相连接，所述声表面谐振器SAW的2脚经电感LI接电源VCC，所述电感L2并联设置在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管Ql的集电极之间，所述的电容Cl接在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管的发射极之间，所述的声表面谐振器SAW的3脚接地，所述的电阻Rl接在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管Ql的基极之间，所述的晶体管Ql的发射极与晶体管Q2的集电极相连接，所述的晶体管Ql的集电极经电容C2接发射天线ANTl。本技术的有益效果如下本技术采用的直接扩频技术可使信噪比改善20-50分贝，且具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强，可以采用码分多址实现多址通信，易于多媒体通信组网，具有良好安全通信能力等优点。附图说明图I为本技术的原理框图。图2为射频发射电路的电路原理图。图3为调试成功后发送端和接收端的波形。·图4第二单片机接收数据程序流程图。具体实施方式如附图1-2所示，本实施例由信号发射装置和信号接收装置组成；所述信号发射装置由键盘、第一单片机、第一高增益扩频模块、调制器U1、射频发射电路以及发射天线组成；所述第一单片机的输出端依次经第一高增益扩频模块、调制器接射频发射电路的输入端，射频发射电路的输出端接发射天线ANT1，所述第一单片机与键盘相连接；所述信号接收装置由接收天线ANT2、解扩变频模块、解调器、第二单片机以及第二高增益扩频模块组成；所述解扩变频模块的输入端与接收天线ANT2相连接，所述的解扩变频模块的输出端经解调器接单片机的相应输出端，所述第二高增益扩频模块的输出端接解扩变频模块的输入端，所述的第二单片机接被控设备的相应输入端。本实施例所述射频发射电路由晶体管Q1-Q2、电阻R1-R2、电容C1-C2、电感L1-L2以及声表面谐振器SAW ;所述晶体管Q2的基极经电阻R2接调制器的输出端，所述晶体管Q2的发射极接地，所述晶体管Ql的基极与声表面谐振器SAW的I脚相连接，所述声表面谐振器SAW的2脚经电感LI接电源VCC，所述电感L2并联设置在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管Ql的集电极之间，所述的电容Cl接在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管的发射极之间，所述的声表面谐振器SAW的3脚接地，所述的电阻Rl接在声表面谐振器SAW的2脚与晶体管Ql的基极之间，所述的晶体管Ql的发射极与晶体管Q2的集电极相连接，所述的晶体管Ql的集电极经电容C2接发射天线ANTl。本实施例所述第一单片机的型号为P89LPC921。本实施例所述第一高增益扩频模块型号为SX043。本实施例所述调制器的型号为Stel-1109。本实施例所述解扩变频模块的型号为RX3400。本实施例所述解调器的型号为SX061。本实施例所述第二单片机的型号为P89LPC921。本实施例所述声表面谐振器SAW的型号为SAWR433。本技术的工作过程如下(参见图1、2):首先控制指令由键盘输入到第一单片机，再由第一单片机对控制指令作相应处理并将处理后的数据送入第一高增益扩频模块，转化为宽频信号后送入调制器变为中频信号，送入射频发射电路，经过上变频、滤波后由发射天线发出；在接收端，接收来的信号经解扩变频模块处理后，信号由射频变为10. 7MHz后，再经过解调器Ul变为原始数据后输出给第二单片机，由第二单片机进行判断处理，在数据正确的情况下通过对应输出端输出控制命令，使被控设备按照操作人员的意愿进行动作(如控制被控对象完成上、下、左、右运动如附图4所示，本技术采用查询接收方式。在数据接收过程中，第二单片机只有在同步捕获信号存在时才启动接收准备，并且在接着同步码后的高电平起始位过后开始接收数据。假如第二单片机已经检测到起始位，第二单片机立即启动定时器模块，若TF为I开始从I/O 口接收数据。为使数据接收更加准确,本系统在接收每一位数据的过程中都会匀时地对数据进行三次采样，这三次采样中只要有两次为1，就认为该数据为1，否则就判 定为O。设定本系统只有在发射端一直发送数据且接收端一直能正确接收到相应的数据时接收端才会执行相应的动作，也就是说接收端在定时检测时如果没有检测到接收的正确指令信号，就立刻使被控设备停止运行。则在收发送端通讯中断或通讯不正常的情况下，被控设备不会继续运行，从而保证了整个系统的安全。实验表明，本系统的有效控制范围为120m，效果明显(见附图3)，本实施例采用的直接扩频技术可使信噪比改善20-50分贝，且具有抗噪声、抗干扰、抗衰落、抗多径能力强，可以采用码分多址实现多址通信，易于多媒体通信组网，具有良好安全通信能力等优点。权利要求1.一种基于扩频技术的工业无线遥控系统，其特征在于其由信号发射装置和信号接收装置组成；所述信号发射装置由键盘、第一单片机、第一高增益扩频模块、调制器U1、射频发射电路以及发射天线组成；所述第一单片机的输出端依次经第一高增益扩频模块、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于扩频技术的工业无线遥控系统，其特征在于其由信号发射装置和信号接收装置组成；所述信号发射装置由键盘、第一单片机、第一高增益扩频模块、调制器U1、射频发射电路以及发射天线组成；所述第一单片机的输出端依次经第一高增益扩频模块、调制器接射频发射电路的输入端，射频发射电路的输出端接发射天线ANT1，所述第一单片机与键盘相连接；所述信号接收装置由接收天线ANT2、解扩变频模块、解调器、第二单片机以及第二高增益扩频模块组成；所述解扩变频模块的输入端与接收天线ANT2相连接，所述的解扩变频模块的输出端经解调器接单片机的相应输出端，所述第二高增益扩频模块的输出端接解扩变频模块的输入端，所述的第二单片机接被控设备的相应输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高蒙，孙晓云，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：实用新型
国别省市：