[发明专利]基于桥路可调式无线应变传感装置的跳频扩频通信方法

权利要求书

1.一种基于桥路可调式无线应变传感装置的跳频扩频通信方法，是应用于无线应变收发模块之间通信方法，所述通信方法如下：

所述无线应变收发模块是以C8051F020和nRf905无线收发芯片构成硬件支持，无线应变收发模块之间基于载波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA协议，采用DATA/ACK两次握手机制进行无线通信，无线通信数据帧包括应变数据帧DATA和数据确认帧ACK；

所述应变数据帧和数据确认帧格式的特征在于：

DATA：目的地址+源地址+66H+data+time_d+ index_ch；

ACK：目的地址+源地址+77H+time_f+ index_ch；

其中，time_d表示无线接收模块接收DATA帧的处理时间，time_f表示预估等待时间，即发送模块在接收ACK后进入下次发送模式的睡眠时间，index_ch表示通信信道索引号；

所述无线收发芯片nRF905工作于433MHz频段，采用4个信道进行通信，分别为初始信道0为427MHz和备用信道1为431MHz、2为435MHz、3为439MHz，其中0，1，2，3分别为信道索引号，无线收发模块上电后均工作于初始信道0，在通信失败或者受到干扰时则进行信道跳转；

所述跳频扩频通信的过程是无线发射模块在初始信道0侦听到信道空闲时，先向无线接收模块发送应变数据帧DATA，无线发射模块开始预设时间计时，同时进入接收状态；无线接收模块在初始信道0检测到同频信号后，将接收数据进行CRC校验，校验正确后提取并存储DATA帧中的应变数据data，然后开始转跳计时，同时发送数据确认帧ACK给无线发射模块；如果无线发射模块在预设时间time_p内接收到ACK帧，预设时间计时停止且清零，此时根据ACK中的预估等待时间time_f进入睡眠状态，等待时间到后自我唤醒进入发送状态；如果无线发射模块在预设时间time_p内没有接收到ACK帧，则再发送一次DATA帧，如果在time_p内仍未收到ACK帧，则按照信道0-3-1-2-0的规律转跳于备用信道；而无线接收模块在等待转跳时间time_j后仍未收到DATA帧，也按照信道0-3-1-2-0的规律转跳于备用信道，之后重复上述通信过程；

所述time_p> 2×time_d ，time_j=2×time_p+ time_d ，time_p< time_f < time_j。

2.如权利要求1所述的跳频扩频通信方法，所述跳频扩频通信方法的装置包括锂电池输出电压转换及稳压电路、多种桥路选通电路、信号调理电路、CPU芯片及外围电路及无线发射模块电路，其特征在于：将所述锂电池输出电压转换及稳压电路、多种桥路选通电路、信号调理电路、CPU芯片及外围电路和无线发射模块电路集成于一体，构成跳频扩频通信的桥路可调式无线应变传感装置，用于检测受力物应变数据；

所述锂电池输出电压转换及稳压电路是用于所述无线应变传感装置中各模块电路的供电；

所述多种桥路选通电路是用于不同应变测量场合所需电桥桥路的选择和桥路零飘校调；

所述信号调理电路是用于检测到的微弱应变信号放大、滤波和跟随处理；

所述CPU芯片及外围电路是用于信号调理电路输出模拟信号的AD转换、数据高级处理以及和无线发射模块之间的通信连接；

所述无线发射模块电路是用于应变数据的无线调制和发射，与无线接收模块实现无线跳频扩频通信。

3.如权利要求2所述的跳频扩频通信方法，其特征在于：所述锂电池输出电压是12V，该电压经电压转换芯片BA033T和BA05T构成的电压转换电路，分别转换为3.3V和5V，并稳压输出，向各功能模块供电。

4.如权利要求2所述的跳频扩频通信方法，其特征在于：所述多种桥路选通电路是通过选拨两个拨码开关来实现包括半桥单臂电桥、半桥双臂电桥和全桥的选通，用于不同灵敏度要求的应变测量场合。

5.如权利要求2所述的跳频扩频通信方法，其特征在于：所述CPU芯片是片上系统级芯片C8051F020，无线发射模块的处理核心为挪威DORNIC公司的无线数传芯片nRF905；二者通过SPI通信方式进行数据传输和控制命令的读写，完成应变数据的转换和发送。