[发明专利]一种带测距功能的多调制高速无线传输系统及其工作方法

权利要求书

1.一种带测距功能的多调制高速无线传输系统，包括两台单片机，每台单片机均连接一个射频芯片，其特征在于数据传输双方的位置均安装有一台单片机和与其连接的射频芯片，所述的单片机包括环形缓冲区存储串口，所述的射频芯片包括与环形缓冲区存储串口连接的信号接收模块和信号调制模块，与信号调制模块连接的信道活动检测模块，与信道活动检测模块连接的信号输出模块。

2.根据权利要求1所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输系统，其特征在于所述的无线传输系统还包括与信道活动检测模块连接的模拟信号发生器，所述的模拟信号发生器用于测量不同环境和不同调制模式下过滤干扰信号的阈值。

3.一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，应用权利要求1所述的带测距功能的多调制高速无线传输系统，其特征在于它包括以下步骤：

步骤1：在射频芯片中预设本次数据传输的波特率；

步骤2：信号接收模块接收外部数据，存储至环形缓冲区存储串口；

步骤:3：通过安装于数据传输双方位置的单片机和射频芯片测量数据传输双方的距离，信号调制模块根据双方的距离选择相应的调制方式；

步骤4：环形缓冲区存储串口通过射频芯片将外部数据发送至数据接收端。

4.根据权利要求3所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于所述的环形缓冲区存储串口包括一个读指针和一个写指针，读指针指向环形缓冲区存储串口可读部分，写指针指向环形缓冲区存储串口可写部分，当有数据写入时，读指针位置不变，写指针不断加一。

5.根据权利要求4所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于数据传输过程中，若环形缓冲区存储串口内存有数据，则按照先进先出原则，每隔一定时间取出一段数据，通过射频芯片使用大于波特率的空中速率将数据发出，读指针不断加一，直到与写指针重合，数据发送结束。

6.根据权利要求3所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于：步骤3所述的调制方式包括LORA调制方式、FLRC调制方式和GFSK调制方式，数据传输双方的距离在500米以内选用GFSK调制方式，500米到1公里选用FLRC调制方式，1公里到3公里选用LORA调制方式。

7.根据权利要求3所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于：步骤3中所述的射频芯片还可以根据预设的波特率选择相应的调制方式，当波特率为115200及以下时选用LORA调制方式，当波特率为115200至460800时选用FLRC调制方式，当波特率为460800至921600时选用GFSK调制方式。

8.根据权利要求3所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于：在射频芯片向无线数据接收端发送数据之前先检测干扰信号，检测干扰信号包括以下步骤：

步骤201：设定不同调制模式下的干扰阈值；

步骤202：射频芯片中的信道活动检测模块(CAD)从射频芯片中读取RSSI值，计算当前空中的干扰信号强度；

步骤203：当干扰信号强度小于当前调制模式下的干扰阈值时，信道活动检测模块通知环形缓冲区存储串口开始传输数据。

9.根据权利要求3所述的一种带测距功能的多调制高速无线传输方法，其特征在于步骤3中测量数据传输双方的距离包括以下步骤：

步骤301：在数据传输双方的位置均安装一个设有环形缓冲区存储串口的单片机和一个射频芯片；

步骤302：定义数据发送方的单片机和射频芯片为主机，数据接收方的单片机和射频芯片为从机；

步骤303：主机向从机发送测距请求信号，然后进入信号接收状态并开始计时；

步骤304：从机接收到主机发送的测距请求后，立刻向主机发送测距应答信号；

步骤305：主机接收到测距应答信号后停止计时，记主机的计时时间为数据飞行时间；

步骤306：单片机通过数据飞行时间计算数据传输双方的距离，并输出至环形缓冲区存储串口。