本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法、一種發(fā)射機(jī)、一種接收機(jī)及一種包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著模型、無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)無(wú)人機(jī)遙控器系統(tǒng)操縱的安全性、可靠性、兼容性以及對(duì)無(wú)人機(jī)功能的多樣性需求越來(lái)越高。在多軸無(wú)人機(jī)出現(xiàn)之前，無(wú)人機(jī)模型領(lǐng)域主要是以固定翼為主，控制信號(hào)通道數(shù)較少，功能簡(jiǎn)單；且傳統(tǒng)的無(wú)線通信領(lǐng)域，載波頻率較低，帶寬較窄，頻點(diǎn)較少，同頻干擾現(xiàn)象較嚴(yán)重，因此至關(guān)重要的遙控通信系統(tǒng)可靠性不高，抗干擾能力弱，且大多數(shù)是單向通信，接收機(jī)沒(méi)有遙測(cè)回傳功能。另外由于市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)模型、無(wú)人機(jī)通信設(shè)備廠家眾多，產(chǎn)品繁雜，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，兼容性差，給消費(fèi)者和玩家?guī)?lái)很大的選擇困難和維護(hù)障礙。隨著模型領(lǐng)域通信技術(shù)的快速發(fā)展，遙控通信設(shè)備的換代升級(jí)迫在眉睫，但是市面上還有很多舊的遙控、通信設(shè)備，更新整個(gè)遙控器以及通信系統(tǒng)會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)壓力和負(fù)擔(dān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法、一種發(fā)射機(jī)、一種接收機(jī)及一種包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，其中，所述通信方法包括：

接收遙控器采集的多通道的控制信號(hào)；

與接收機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，將所述多路通道的控制信號(hào)基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至接收機(jī)；

當(dāng)所述接收機(jī)接收到所述多通道的控制信號(hào)時(shí)，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，其中所述回傳信號(hào)包括所述接收機(jī)采集到的傳感器數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述控制信號(hào)的通道數(shù)小于或等于八通道。

優(yōu)選地，所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議包括無(wú)線幀格式的定義和信號(hào)的接收與發(fā)送的頻率同步機(jī)制。

優(yōu)選地，所述無(wú)線幀格式包括按照配比設(shè)置的上子幀和下子幀。

優(yōu)選地，所述上子幀和所述下子幀的配比為1:3。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，其中，所述通信方法包括：

與發(fā)射機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的多通道的控制信號(hào)；

向無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號(hào)，并采集傳感器數(shù)據(jù)；

將所述傳感器數(shù)據(jù)基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)。

優(yōu)選地，所述控制信號(hào)的通道數(shù)小于或等于八通道。

作為本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種發(fā)射機(jī)，其中，所述發(fā)射機(jī)包括：

第一接收模塊，所述第一接收模塊用于接收遙控器采集的多通道的控制信號(hào)；

第一發(fā)送模塊，所述第一發(fā)送模塊用于與接收機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，將所述多通道的控制信號(hào)基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至接收機(jī)；

第二接收模塊，所述第二接收模塊用于當(dāng)所述接收機(jī)接收到所述多通道的控制信號(hào)時(shí)，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，其中所述回傳信號(hào)包括所述接收機(jī)采集到的傳感器數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種接收機(jī)，其中，所述接收機(jī)包括：

第三接收模塊，所述第三接收模塊用于與發(fā)射機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的多通道的控制信號(hào)；

采集模塊，所述采集模塊用于向無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號(hào)，并采集傳感器數(shù)據(jù)；

第二發(fā)送模塊，所述第二發(fā)送模塊用于將所述傳感器數(shù)據(jù)基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)。

作為本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，其中，所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)包括遙控器、前文所述的發(fā)射機(jī)、前文所述的接收機(jī)和無(wú)人機(jī)的控制器，所述發(fā)射機(jī)分別與所述遙控器和所述接收機(jī)通信連接，所述接收機(jī)和所述無(wú)人機(jī)的控制器通信連接。

本發(fā)明提供的基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行通信，能夠發(fā)送多路通道的控制信號(hào)，且在發(fā)射機(jī)發(fā)送了多路通道的控制信號(hào)后能夠接收到接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問(wèn)題，且由于能夠同時(shí)發(fā)送多路通道的控制信號(hào)使得無(wú)人機(jī)的功能更加多樣化。

本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，由于包括前文所述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，且發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行通信，一方面能夠傳輸多最至八路通道的控制信號(hào)，支持更復(fù)雜的無(wú)人機(jī)多功能需求；另一方面發(fā)射機(jī)可以是一種單獨(dú)的外置模塊，在結(jié)構(gòu)能與遙控器上預(yù)留的標(biāo)準(zhǔn)插槽連接、功能上能接收、處理遙控器端采集、編碼的ppm脈沖調(diào)制信號(hào)，能夠兼容市場(chǎng)上的大多數(shù)遙控器，相對(duì)市場(chǎng)上的單向通信系統(tǒng)而言，所述通信系統(tǒng)還能夠支持遙測(cè)、雙向通信等功能。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明提供的一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法的一種流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法的另一種流程圖。

圖3為本發(fā)明提供的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7a為本發(fā)明提供的下行幀的幀格式的示意圖。

圖7b為本發(fā)明提供的對(duì)頻幀的幀格式的示意圖。

圖7c為本發(fā)明提供的上行幀的幀格式的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，其中，如圖1所示，所述通信方法包括：

s110、接收遙控器采集的多通道的控制信號(hào)；

具體地，所述接收機(jī)接收所述遙控器采集到的多通道的控制信號(hào)，可以理解的是，所述多通道的控制信號(hào)可以是多路獨(dú)立通道的控制信號(hào)，也可以是經(jīng)過(guò)混控后的多路控制信號(hào)。

s120、與接收機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，將所述多路通道的控制信號(hào)基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至接收機(jī)；

具體地，所述發(fā)射機(jī)在第一次與所述接收機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，首先需要進(jìn)行對(duì)頻，即所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)進(jìn)行配對(duì)，應(yīng)當(dāng)理解是，基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的對(duì)頻是一種定頻通信模式。

s130、當(dāng)所述接收機(jī)接收到所述多通道的控制信號(hào)時(shí)，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，其中所述回傳信號(hào)包括所述接收機(jī)采集到的傳感器數(shù)據(jù)。

具體地，在所述接收機(jī)接收到所述多通道的控制信號(hào)后，采集傳感器數(shù)據(jù)，并將所述傳感器數(shù)據(jù)作為回傳信號(hào)基于基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收該回傳信號(hào)。

本發(fā)明提供的基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行通信，能夠發(fā)送多路通道的控制信號(hào)，且在發(fā)射機(jī)發(fā)送了多通道的控制信號(hào)后能夠接收到接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問(wèn)題，且由于能夠同時(shí)發(fā)送多通道的控制信號(hào)使得無(wú)人機(jī)的功能更加多樣化。

需要說(shuō)明的是，所述發(fā)射機(jī)在實(shí)現(xiàn)多功能遙控遙測(cè)通信的要求下，支持處理來(lái)自遙控器采樣、編碼、脈沖調(diào)制的通用ppm（脈沖位置調(diào)制）脈沖調(diào)制信號(hào)，因此能夠作為一種兼容市場(chǎng)上主流無(wú)人機(jī)遙控器產(chǎn)品的射頻發(fā)射機(jī)，和與之匹配的接收機(jī)組成一套兼容市場(chǎng)繁雜遙控器的射頻通信模組，同時(shí)方便產(chǎn)品的升級(jí)換代和維護(hù)，提高了產(chǎn)品的兼容性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)第一次進(jìn)行通信時(shí)，首先需要進(jìn)行對(duì)頻，即所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)進(jìn)行配對(duì)，在所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議中，對(duì)頻是一種定頻通信模式，無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)在一固定頻點(diǎn)完成id的存儲(chǔ)以及跳頻頻率表的繪制，然后通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)上的機(jī)械按鈕或者ui界面的功能軟件按鈕來(lái)進(jìn)入對(duì)頻模式，完成所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)的匹配。

作為所述多通道的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，所述控制信號(hào)的通道數(shù)小于或等于八通道。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多通道包括八通道，即所述發(fā)射機(jī)能夠同時(shí)向所述接收機(jī)發(fā)送八路獨(dú)立通道的控制信號(hào)，增加了無(wú)人機(jī)的功能，滿足了對(duì)無(wú)人機(jī)功能的多樣化的需求。

作為所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的具體實(shí)施方式，具體地，所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議包括無(wú)線幀格式的定義和信號(hào)的接收與發(fā)送的頻率同步機(jī)制。

優(yōu)選地，所述無(wú)線幀格式包括按照配比設(shè)置的上子幀和下子幀。需要說(shuō)明的是，所述上子幀和所述下子幀的配比可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行設(shè)置，不做具體限定。

優(yōu)選地，所述上子幀和所述下子幀的配比為1:3。可以理解的是，當(dāng)所述上子幀和所述下子幀的配比為1:3時(shí)，能夠提高所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)之間的通信效率。

需要說(shuō)明的是，所述半雙工射頻調(diào)頻通信協(xié)議的上行和下行數(shù)據(jù)傳輸采用時(shí)分復(fù)用的方式。

本發(fā)明提供的基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，一方面能夠傳輸多最至八通道的控制信號(hào)，支持更復(fù)雜的無(wú)人機(jī)多功能需求；另一方面能夠兼容市場(chǎng)上的大多數(shù)遙控器，相對(duì)市場(chǎng)上的單向通信系統(tǒng)而言，還能夠支持遙測(cè)、雙向通信等功能。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，其中，如圖2所示，所述通信方法包括：

s210、與發(fā)射機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的多通道的控制信號(hào)；

具體地，所述接收機(jī)在于所述發(fā)射機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的多通道的控制信號(hào)，在接收所述控制信號(hào)時(shí)是基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行的。

s220、向無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號(hào)，并采集傳感器數(shù)據(jù)；

具體地，所述接收機(jī)向所述無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送接收到的所述多通道的控制信號(hào)，以采集與所述接收機(jī)連接的每個(gè)傳感器的傳感器數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾氖?，所述控制信號(hào)為控制采集傳感器數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。

s230、將所述傳感器數(shù)據(jù)基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)；

具體地，所述接收機(jī)將所述傳感器數(shù)據(jù)作為回傳信號(hào)發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)。

本發(fā)明提供的基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行通信，能夠發(fā)送多通道的控制信號(hào)，且在發(fā)射機(jī)發(fā)送了多通道的控制信號(hào)后能夠接收到接收機(jī)發(fā)送的回傳信號(hào)，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問(wèn)題，且由于能夠同時(shí)發(fā)送多路通道的控制信號(hào)使得無(wú)人機(jī)的功能更加多樣性。

具體地，所述控制信號(hào)的通道數(shù)小于或等于八通道。

需要說(shuō)明的是，所述接收機(jī)與所述無(wú)人機(jī)的控制器及傳感器連接，所述接收機(jī)能夠向所述無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送接收到的所述多通道的控制信號(hào)，以采集每個(gè)所述傳感器的數(shù)據(jù)，并將采集到的所述傳感器數(shù)據(jù)作為回傳信號(hào)，在接收到所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的控制信號(hào)后發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)。

關(guān)于本發(fā)明提供的基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的通信方法可以參照前文的描述，此處不再贅述。

作為本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種發(fā)射機(jī)，其中，如圖3所示，所述發(fā)射機(jī)300包括：

第一接收模塊310，所述第一接收模塊310用于接收遙控器采集的多通道的控制信號(hào)；

第一發(fā)送模塊320，所述第一發(fā)送模塊320用于與接收機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，將所述多通道的控制信號(hào)基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至接收機(jī)；

第二接收模塊330，所述第二接收模塊330用于當(dāng)所述接收機(jī)接收到所述多通道的控制信號(hào)時(shí)，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述接收機(jī)發(fā)送的所述回傳信號(hào)，其中所述回傳信號(hào)包括所述接收機(jī)采集到的傳感器數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提供發(fā)射機(jī)能夠基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議向接收機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，并且能夠接收到接收機(jī)反饋的回傳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問(wèn)題，且由于能夠同時(shí)發(fā)送多路通道的控制信號(hào)使得無(wú)人機(jī)的功能更加多樣性。

具體地，所述多通道包括八通道，即所述發(fā)射機(jī)能夠同時(shí)向所述接收機(jī)發(fā)送八通道的控制信號(hào)，增加了無(wú)人機(jī)的功能，滿足了對(duì)無(wú)人機(jī)功能的多樣化的需求。

關(guān)于發(fā)射機(jī)的具體實(shí)施方式還可以參照前文的描述，此處不再贅述。

作為本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種接收機(jī)，其中，如圖4所示，所述接收機(jī)400包括：

第三接收模塊410，所述第三接收模塊410用于與發(fā)射機(jī)完成id匹配以及對(duì)頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的多通道的控制信號(hào)；

采集模塊420，所述采集模塊420用于向無(wú)人機(jī)的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號(hào)，并采集傳感器數(shù)據(jù)；

第二發(fā)送模塊430，所述第二發(fā)送模塊430用于將所述傳感器數(shù)據(jù)基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議發(fā)送至所述發(fā)射機(jī)。

本發(fā)明提供的接收機(jī)，能夠基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議與發(fā)射機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問(wèn)題，且由于能夠同時(shí)發(fā)送多路通道的控制信號(hào)使得無(wú)人機(jī)的功能更加多樣性。

具體地，所述多路通道包括八通道，即所述發(fā)射機(jī)能夠同時(shí)向所述接收機(jī)發(fā)送八通道的控制信號(hào)，增加了無(wú)人機(jī)的功能，滿足了對(duì)無(wú)人機(jī)功能的多樣化的需求。

關(guān)于接收機(jī)的具體實(shí)施方式還可以參照前文的描述，此處不再贅述。

作為本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，其中，如圖5所示，所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)10包括遙控器100、前文所述的發(fā)射機(jī)300、前文所述的接收機(jī)400和無(wú)人機(jī)的控制器200，所述發(fā)射機(jī)300分別與所述遙控器100和所述接收機(jī)400通信連接，所述接收機(jī)400和所述無(wú)人機(jī)的控制器200通信連接。

本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，由于包括前文所述的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，且發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進(jìn)行通信，一方面能夠傳輸多最至八路通道的控制信號(hào)，支持更復(fù)雜的無(wú)人機(jī)多功能需求；另一方面能夠兼容市場(chǎng)上的大多數(shù)遙控器，相對(duì)市場(chǎng)上的單向通信系統(tǒng)而言，還能夠支持遙測(cè)、雙向通信等功能。

下面結(jié)合圖6所示，對(duì)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)10的具體工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖6所示，為本發(fā)明提供的半雙工射頻跳頻通信協(xié)議，主要是包括射頻傳輸過(guò)程中無(wú)線幀格式的定義，以及所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)跳頻頻率同步機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，其中包含了：

（1）下行鏈路，即所述發(fā)射機(jī)將遙控器采集的多路通道的控制信號(hào)發(fā)送到所述接收機(jī)，所述接收機(jī)接收所述控制信號(hào)的通信過(guò)程；

（2）上行鏈路，即所述接收機(jī)將與所述接收機(jī)相關(guān)以及傳感器采集的遙測(cè)信號(hào)回傳到所述發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)接收的通信過(guò)程；

其中，上、下行鏈路通過(guò)時(shí)分復(fù)用的方式工作，即每個(gè)無(wú)線幀的上、下行時(shí)間分開，根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)置適當(dāng)?shù)纳?、下子幀配比。圖6中所示的上、下子幀的配比為1:3。

（3）所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)的對(duì)頻過(guò)程，即所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)第一次匹配使用時(shí)的配對(duì)過(guò)程，在所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議中，對(duì)頻是一種定頻通信模式，所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)在一固定頻點(diǎn)完成id的存儲(chǔ)、跳頻頻率表的繪制，通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)上的機(jī)械按鈕或者所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)ui界面的功能軟件按鈕來(lái)進(jìn)入對(duì)頻模式，完成所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)的匹配。

搭載上述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的發(fā)射機(jī)，通過(guò)解調(diào)、解碼來(lái)自遙控器端采集、編碼、脈沖調(diào)制的八路通道的控制信號(hào)，以跳頻通信的方式，支持發(fā)射最多八路通道的控制信號(hào)，并接收來(lái)自接收機(jī)端遙測(cè)的回傳數(shù)據(jù)，供遙控器或者其他設(shè)備處理。

搭載上述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的接收機(jī)，能夠以pwm（脈沖寬度調(diào)制）/ppm（脈沖位置調(diào)制）/sbus（日本futaba提出的一種信號(hào)總線標(biāo)準(zhǔn)）等目前比較通用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)格式輸出來(lái)自發(fā)射機(jī)發(fā)射的多路控制、驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并能把接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的遙測(cè)傳感器數(shù)據(jù)回傳到發(fā)射機(jī)，遙控器。

需要說(shuō)明的是，根據(jù)接收機(jī)的硬件尺寸以及功能定位，上述接收機(jī)輸出信號(hào)的方式可能是其中的的一個(gè)或多個(gè)。

還需要說(shuō)明的是，所述發(fā)射機(jī)可以包括mcu處理器，在發(fā)射狀態(tài)下用于解碼遙控器采集的多通道的控制信號(hào)，控制射頻芯片的收發(fā)工作及狀態(tài)切換；接收狀態(tài)下用于解碼收到的回傳數(shù)據(jù)；雙向收發(fā)射頻芯片以及功放、天線，射頻芯片在發(fā)射狀態(tài)下主要是對(duì)基帶信號(hào)的調(diào)制、擴(kuò)頻、載波調(diào)制；接收狀態(tài)下是將收到的電磁波信號(hào)進(jìn)行載波解調(diào)、解擴(kuò)、解調(diào)送到mcu處理器進(jìn)行處理。功放主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行增益放大、天線主要是在發(fā)射狀態(tài)下以電磁波的形式把載波調(diào)制過(guò)的射頻信號(hào)發(fā)射出去，在接收狀態(tài)下是接收電磁波信號(hào)并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；外圍設(shè)備，主要是供電電路，低通濾波電路等部分。

所述接收機(jī)具體可以包括mcu處理器，接收狀態(tài)下主要是將收到的射頻控制信號(hào)按一定的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼輸出；回傳發(fā)射狀態(tài)下主要是將傳感器采樣編碼的信號(hào)解碼，發(fā)送給射頻芯片；雙向收發(fā)射頻芯片，在接收狀態(tài)下用于將接收天線收到的射頻信號(hào)進(jìn)行載波解調(diào)、解擴(kuò)、解調(diào)得到原始數(shù)據(jù)信號(hào)并送到mcu處理器按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼輸出；在發(fā)射狀態(tài)下發(fā)射回傳信號(hào)時(shí)，將mcu解碼的傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、擴(kuò)頻、載波調(diào)制。功率放大器用來(lái)放大接收的信號(hào)或待發(fā)射的信號(hào)、天線用來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁信號(hào)的轉(zhuǎn)化；外圍設(shè)備，主要是供電、穩(wěn)壓電路和濾波電路。

應(yīng)當(dāng)理解的是，遙控器上的電位器、多段開關(guān)等多路通道輸入源經(jīng)過(guò)adc（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）采樣芯片或者mcu內(nèi)部集成的adc采樣后，將采樣的數(shù)據(jù)送到遙控器mcu進(jìn)行混控處理，混控過(guò)程中的每個(gè)通道都有獨(dú)特的物理id，根據(jù)這些物理id，采樣的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得新的順序并進(jìn)行脈沖調(diào)制。由于ppm編碼調(diào)制方式的普遍應(yīng)用，大多數(shù)遙控器都支持以ppm脈沖調(diào)制的方式將采樣的信號(hào)輸出到發(fā)射機(jī)，因此本發(fā)明提供的發(fā)射機(jī)能夠兼容市場(chǎng)上多種不同廠家的遙控器，和接收機(jī)共同作為一種通用的發(fā)射接收模組，為模型、無(wú)人機(jī)遙控提供通信功能。

由前文所述可知，本發(fā)明提供的所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議是一種時(shí)分復(fù)用的射頻協(xié)議，基于業(yè)務(wù)的不同，進(jìn)行時(shí)隙分配，分為三種數(shù)據(jù)幀，即下行、上行和對(duì)頻，每種幀都有17個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8個(gè)比特位。下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明如何完成射頻跳頻通信的過(guò)程，值得說(shuō)明的是，該實(shí)施例僅作為一部分實(shí)施例，不是全部實(shí)施例。

首先，如圖7b所示，關(guān)于對(duì)頻模式，在對(duì)頻模式，發(fā)射機(jī)發(fā)射給接收機(jī)的是一種特殊的數(shù)據(jù)幀，即對(duì)頻無(wú)線幀，由圖7b所示可以看出所述對(duì)頻無(wú)線幀包含幀頭碼、地址碼、數(shù)據(jù)部分等。幀頭碼部分的2個(gè)字節(jié)是標(biāo)識(shí)符，是用來(lái)識(shí)別發(fā)射機(jī)的當(dāng)前軟件版本；地址碼是每個(gè)發(fā)射機(jī)所獨(dú)有的物理id，每個(gè)發(fā)射機(jī)的物理id為16位，分兩個(gè)字節(jié)id.l和id.h發(fā)送，這16位的物理id是經(jīng)過(guò)一種特殊算法產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)部分主要是跳頻頻點(diǎn)信息，每一個(gè)無(wú)線幀會(huì)發(fā)射5個(gè)連續(xù)頻點(diǎn)下標(biāo)的頻點(diǎn)，這些頻點(diǎn)也是通過(guò)特定算法從跳頻頻率表中隨機(jī)產(chǎn)生的。

由前文所述，對(duì)頻模式是一種定頻通信，接收機(jī)以一種系統(tǒng)預(yù)設(shè)的頻率處于接收狀態(tài)，發(fā)射機(jī)按照跳頻頻率表里的隨機(jī)頻點(diǎn)發(fā)射對(duì)頻無(wú)線幀，當(dāng)發(fā)射機(jī)跳到和接收機(jī)相同的頻點(diǎn)時(shí)，發(fā)射接收模組完成頻率匹配，接收機(jī)開始接收對(duì)頻包。接收機(jī)首先把發(fā)射機(jī)發(fā)出的物理id存儲(chǔ)下來(lái)，然后接收存儲(chǔ)頻點(diǎn)，直到收到完整的跳頻頻率表，完成對(duì)碼過(guò)程。

在正常的通信過(guò)程中，包含上行和下行兩個(gè)過(guò)程，按照時(shí)分復(fù)用的方式，分配上、下行子幀配比，完成雙向的收發(fā)任務(wù)。

ppm脈沖調(diào)制時(shí)，以幀為單位，每個(gè)通道的值是通過(guò)相鄰高電平脈沖的時(shí)間間隔來(lái)表征的，標(biāo)準(zhǔn)ppm脈沖信號(hào)中，相鄰高電平脈沖的時(shí)間間隔在0.8ms-2.2ms之間，具體地，例如，發(fā)射接收模組采用1.5m晶振作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，因此在傳輸過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的通道值在1200-3300之間，每個(gè)通道值需要12個(gè)比特位來(lái)表示。

當(dāng)在下行傳輸遙控器控制信號(hào)時(shí)，每個(gè)通道有12個(gè)比特位，分為高六位（ch.h）和低六位(ch.l)兩部分。下行傳輸過(guò)程中的無(wú)線幀格式如圖7a所示，id部分是發(fā)射機(jī)的物理id，只有和對(duì)頻過(guò)程中接收機(jī)儲(chǔ)存的發(fā)射機(jī)物理id相同時(shí)，才被認(rèn)為是來(lái)自匹配發(fā)射機(jī)的合法數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)每次發(fā)出的下行無(wú)線幀中包含下一次的跳頻頻點(diǎn)，幀格式中的相位phase就是這一參數(shù)，它是由偽隨機(jī)碼發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生的，通過(guò)偽隨機(jī)碼確定的phase來(lái)完成跳頻過(guò)程中的跳頻圖案。sr變量是用來(lái)切換上、下行過(guò)程中下行無(wú)線幀切換為上行無(wú)線幀的的參數(shù)，它是當(dāng)前下行幀的連續(xù)發(fā)送累計(jì)值的統(tǒng)計(jì)數(shù)。具體地，例如按照上、下行1:3的比例執(zhí)行，即發(fā)射機(jī)每發(fā)射三幀下行幀，將發(fā)射狀態(tài)切換為接收狀態(tài)；接收機(jī)每接收三幀數(shù)據(jù)，將接收狀態(tài)切換到發(fā)射狀態(tài)，發(fā)射上行無(wú)線幀，幀格式如圖7c所示。id2表示當(dāng)前工作狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，只有5個(gè)有效比特位，工作狀態(tài)由最低位b0決定，b1-b3是對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，第5位b4是失控保護(hù)模式的標(biāo)志位，可通過(guò)按住發(fā)射機(jī)上的按鈕或者點(diǎn)擊系統(tǒng)ui軟件按鈕來(lái)激活失控保護(hù)模式，此時(shí)b4為1，后面的通道數(shù)據(jù)為失控保護(hù)模式激活時(shí)存儲(chǔ)在發(fā)射機(jī)中的通道值，這些數(shù)據(jù)能以無(wú)線幀的方式發(fā)射到接收機(jī)，作為失控保護(hù)模式下接收機(jī)的通道輸出值。第6-17字節(jié)是1-8通道（ch0-ch7）的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一定的編碼，具體如下行幀格式附圖所示，其中“<<”是位運(yùn)算的左移運(yùn)算符。這其中的1-8通道（ch0-ch7）數(shù)據(jù)可能是正常模式的實(shí)時(shí)采集的控制信號(hào)，也可能是在失控保護(hù)模式下存儲(chǔ)的通道數(shù)據(jù)，這些是由id2中的b4標(biāo)志位決定的。

需要說(shuō)明的是，這些通道（ch0-ch7）順序是遙控器采樣、混控計(jì)算后的順序和值。這個(gè)順序是由遙控器混控計(jì)算中的通道地址來(lái)決定的，通道的值也是信號(hào)源經(jīng)過(guò)采樣后，根據(jù)用戶混控需要，由遙控器mcu重新計(jì)算得到的。不過(guò)，在實(shí)際信息傳送過(guò)程中，遙控器端的這些通道數(shù)據(jù)（ch0-ch7）并不是直接發(fā)送到發(fā)射機(jī)的，而是經(jīng)過(guò)ppm脈沖位置調(diào)制后完成的，這樣一幀ppm信號(hào)就能將8個(gè)通道的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)根據(jù)ppm解調(diào)原理，通過(guò)定時(shí)器量取獲得相鄰高電平脈沖的時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而獲得每個(gè)通道的數(shù)值，這些數(shù)值就是該協(xié)議中的提到的通道值，即ch0-ch7的值。將這些值按照本發(fā)明公開的射頻協(xié)議幀格式的解碼規(guī)則和跳頻機(jī)制，經(jīng)高頻載波調(diào)制、跳頻方式發(fā)送到接收機(jī)端，解擴(kuò)、解調(diào)還原出每個(gè)通道的值。接收機(jī)端在收到這些數(shù)據(jù)后，根據(jù)接收機(jī)輸出接口的定義輸出一定格式的工業(yè)控制、驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)模型、無(wú)人機(jī)的舵機(jī)、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成遠(yuǎn)程遙控的目的。

按照上、下行幀時(shí)隙配比的要求，這個(gè)配比可以根據(jù)下行幀中的sr變量和上行幀中的ss變量來(lái)自定義配比，具體地，按照上、下行幀配比為1:3的比例來(lái)收發(fā)無(wú)線幀。當(dāng)連續(xù)下行幀累計(jì)數(shù)達(dá)到閾值3時(shí)，發(fā)射接收模組切換狀態(tài)，接收機(jī)開始發(fā)射遙測(cè)數(shù)據(jù)。上行幀中，開始的是接收機(jī)的物理id，分兩個(gè)字節(jié)id.l和id.h。接著是接收機(jī)內(nèi)部集成的兩個(gè)adc采集的數(shù)據(jù)，adc1，adc2。第5個(gè)字節(jié)由兩部分組成，最高位是在接收機(jī)端設(shè)置失控保護(hù)時(shí)的標(biāo)志位，當(dāng)通過(guò)接收機(jī)上的機(jī)械按鈕設(shè)置失控保護(hù)時(shí)，發(fā)射機(jī)會(huì)收到失控保護(hù)的指令，在接下來(lái)的一小段時(shí)間會(huì)把遙控器上的輸入源所在的當(dāng)前位置作為失控保護(hù)時(shí)的通道默認(rèn)輸出，并儲(chǔ)存起來(lái)。rssi是表征當(dāng)前接收機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱程度的參數(shù)，用戶可以根據(jù)rssi的值作為參考控制合理的遙控距離，避免距離過(guò)遠(yuǎn)，信號(hào)過(guò)弱導(dǎo)致的通信中斷所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和損失。len是上行無(wú)線幀字節(jié)長(zhǎng)度的參數(shù)，用于輔助判斷、校驗(yàn)當(dāng)前無(wú)線幀是否合理。ss是當(dāng)前接收機(jī)上行無(wú)線幀連續(xù)發(fā)送的累計(jì)值，當(dāng)發(fā)射機(jī)收到上行無(wú)線幀中的ss達(dá)到設(shè)置的閾值（此處以閾值是1為例）時(shí)，發(fā)射機(jī)收模組開始切換收發(fā)狀態(tài)。后面的b0-b9是其他傳感器的參數(shù)值。發(fā)射機(jī)收到接收回傳的遙測(cè)數(shù)據(jù)后，可以送到遙控器或者其他終端設(shè)備處理并可視化，為用戶提供實(shí)時(shí)的參考。

因此，本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)相比，帶寬較寬，頻點(diǎn)較多，采用主流的跳頻技術(shù)，極大的降低了同頻干擾，更加安全可靠；另外，較大眾化的4通道發(fā)射接收模組相比，能夠傳輸多至8通道的控制信號(hào)，支持更復(fù)雜的無(wú)人機(jī)多功能需求；且能夠兼容大多數(shù)遙控器，作為一套完整的發(fā)射接收模組，相對(duì)市場(chǎng)上的單向通信系統(tǒng)而言，支持遙測(cè)、雙向通信功能。

本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，采用跳頻技術(shù)極大地提高了抗同頻干擾能力和安全、可靠性能。該射頻跳頻通信協(xié)議，最多支持發(fā)射來(lái)自遙控器采集的八通道獨(dú)立控制信號(hào)，而且可以通過(guò)接收機(jī)-發(fā)射機(jī)遙測(cè)回傳網(wǎng)絡(luò)把接收機(jī)端無(wú)人機(jī)的通信狀態(tài)以及相關(guān)傳感器的遙測(cè)數(shù)據(jù)回傳到發(fā)射端、用戶端。本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)還能將遙控器上采集的多至8通道控制信號(hào)發(fā)送到接收機(jī)，相對(duì)市場(chǎng)上三、四通道的功能簡(jiǎn)單射頻通信設(shè)備，滿足了現(xiàn)在以多軸無(wú)人機(jī)為主的多功能需求；并支持雙向回傳功能，能把接收機(jī)相連的傳感器遙測(cè)數(shù)據(jù)回傳到發(fā)射機(jī)，這兩個(gè)雙向鏈路通過(guò)時(shí)分復(fù)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)半雙工通信。另外，能夠很好地實(shí)現(xiàn)模型、無(wú)人機(jī)的多功能通信需求，還能為用戶回傳無(wú)人機(jī)遙測(cè)數(shù)據(jù)。其中發(fā)射機(jī)在實(shí)現(xiàn)多功能遙控遙測(cè)通信的要求下，支持處理來(lái)自遙控器采樣、編碼、脈沖調(diào)制的通用ppm（脈沖位置調(diào)制）脈沖調(diào)制信號(hào)，因此能夠作為一種兼容市場(chǎng)上主流無(wú)人機(jī)遙控器產(chǎn)品的射頻發(fā)射模塊，和與之匹配的接收機(jī)組成一套兼容市場(chǎng)繁雜遙控器的射頻通信模組，為產(chǎn)品的升級(jí)換代、維護(hù)以及產(chǎn)品兼容提供了一種優(yōu)良的選擇方案。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。