基于跳频技术的工业无线遥控系统的研究

摘要

本文主要研制开发了一种可应用在工业现场，且具有高可靠性的无线遥控系统。该系统由数据采集发送端、数据接收端及执行电路三部分组成。其基本工作原理如下：系统在发送端采用时分方式将多种控制指令编码为一个数据帧，采用跳频的方式发送数据，接收端接收跳频信号并解调出控制指令，之后控制指令被传送执行电路，并由执行电路将控制指令转换为具体的操作动作。 现有工业无线遥控系统通常采用单一频点进行通信，若频点受到干扰则会导致通信中断，同时民用无线遥控系统则都是采用PWM(PulseWidthModuiation)调制方式，在通信时容易受到干扰。 基于这种情况，在该系统的设计中创新的运用跳频通信技术，解决了工业无线遥控系统中的用户容量少，抗干扰能力差，可靠性差，稳定性不足等问题。采用跳频技术可使得该系统部分工作频点受到干扰时，系统可以通过跳频方式保持通信的顺畅。通过共用频谱资源，可以增大用户数。系统采用全数字化的设计，同时采用扩频编码，校验编码等技术，大大提高了遥控系统的抗干扰能力、可靠性和稳定性且可以工作于恶劣的工作环境。 本文首先阐述了无线遥控系统的特点、跳频的基本概念、跳频的重点及难点，以及该产品在实际应用中的优势。然后详细介绍了根据市场需求设计的工业遥控系统设计方案及方案选择，并根据优选方案设计了基于跳频技术的工业无线遥控系统；同时还提供了该系统中各个部分电路的具体设计以及电路选型依据。最后针对新设计的工业遥控系统给出测试方案的测试结果并对未来系统的升级给出相关方案。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2论文主要工作

1.3论文结构安捧

第2章跳频通信技术的基本原理

2.1跳频通信系统概述

2.2跳频通信序列的设计

2.3跳频频率合成器

2.4跳频同步

2.5跳频通信系统的抗干扰能力分析

2.6本章小结

第3章基于跳频的工业无线遥控系统的方案设计

3.1基于跳频技术的工业无线遥控系统的应用及要求

3.2基于跳频技术的工业无线遥控系统的方案设计

3.3本章小结

第4章基于跳频技术的工业无线遥控系统硬件设计

4.1系统的结构设计

4.2无线模块的硬件说明

4.3数据采集发送端的硬件设计

4.4数据接收端的硬件设计

4.5执行电路的硬件设计

4.6本章小结

第5章基于跳频技术的工业无线遥控系统软件设计

5.1通信协议

5.2各模块的软件设计

5.3系统各部分电路板

5.4测试方案

5.5本章小结

第6章结束语

参考文献

致谢