[发明专利]移动场景下无线紫外光通信自动捕获对准跟踪方法

说明书

本发明公开了一种移动场景下无线紫外光通信自动捕获对准跟踪方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、设定电机驱动模式；步骤2、捕获设定值信号；步骤3、主从节点直视通信对准；步骤4、跟踪保持对准状态。针对无线紫外光通信收发节点固定、通信速率较低的问题，研究了紫外光通信节点移动场景下收发装置的自动对准方法。无线紫外光通信系统可以利用该方法实现收发节点的移动，大大增强了紫外光通信系统的灵活性、增加了通信距离，满足了各种复杂环境下的通信需求，扩大了应用范围；同时保证收发节点直视通信，提高了通信速率。

技术领域

本发明属于无线紫外光通信技术领域，涉及一种移动场景下无线紫外光通信自动捕获对准跟踪方法。

背景技术

紫外光通信模式，它以“日盲”波段紫外光作为信息传输载体，以大气信道作为传输媒介。紫外光的波段处于10nm～400nm，其中处于200nm～280nm波段的紫外光称为“日盲”紫外光，此波段的紫外光具有抗干扰能力强、保密性高、辨位率低、非直视通信和全天候工作等优点，所以是最常用的紫外光工作波段。

虽然紫外光通信有着广阔的应用前景，但是紫外光通信在非直视通信时带来的弊端是通信速率相对较慢，同时收发节点在固定时面对不同程度的复杂环境表现的不够灵活，限制了通信距离，这就限制紫外光通信的应用。

为了提高传输速率、增加传输距离，应将直视通信和非直视通信相结合，并且尽量采取直视通信。要实现移动场景下主从节点间的直视通信就必须研究移动条件下的主从节点间的捕获、对准、跟踪技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动场景下无线紫外光通信自动捕获对准跟踪方法，具有增强无线紫外光通信系统灵活性、增加系统通信距离以及提高系统通信速率的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种移动场景下无线紫外光通信自动捕获对准跟踪方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、设定电机驱动模式；

步骤2、捕获设定值信号；

步骤3、主从节点直视通信对准；

步骤4、跟踪保持对准状态。

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、设定电机匀速转动模式

用STM32单片机中的定时器产生PWM方波驱动信号，驱动电机以每秒1圈的速度匀速旋转；

步骤1.2、设定电机加减速转动模式

电机起始转速为每秒1圈，然后以每秒+0.2圈的加速度增速旋转，转速最高达到每秒2圈，然后以每秒-0.2圈的加速度减速旋转，减速到每秒1圈转速后，再以每秒+0.2圈的加速度增速旋转，如此反复；

步骤1.3、设定电机微加速转动模式

电机起始转速为每秒1圈，加速度设定为每秒增加+0.1圈，并持续增速0.1秒，然后恢复到每秒1圈的匀速；

步骤1.4、设定电机微减速转动模式

电机起始转速为每秒1圈，加速度为每秒增加-0.1圈，并持续增速0.1秒，然后恢复到每秒1圈的匀速。

步骤1.2中一个加减速转动时间周期为10s。

步骤2具体为：主节点调用步骤1中的电机匀速转动模式驱动伺服电机保持转速每秒1圈，从节点调用步骤1中的电机加减速转动模式驱动伺服电机进行加减速旋转，每个加减速阶段共持续10秒，在转动的同时利用ADC进行信号采集，采集10秒内接收信号出现的最大幅值信号，若这个最大幅值信号满足设定的阈值，即认为捕获成功，把这个信号记为Max，否则继续捕获过程。

主从节点初始位置相位差在0°～360°随机分布。