基于WirelessUSB技術(shù)的無(wú)線(xiàn)遙控器設計

0 引 言
無(wú)線(xiàn)遙控就是利用高頻無(wú)線(xiàn)電波實(shí)現對模型的控制。目前，傳統無(wú)線(xiàn)遙控系統普遍存在同頻干擾和遙控距離小兩大問(wèn)題。主要原因是載頻較低導致帶寬較窄和控制信息以模擬方式傳輸使得同頻干擾可能性的增大。而采用先進(jìn)的2．4 GHz擴頻技術(shù)，從理論上講可以讓上百人在同一場(chǎng)地同時(shí)遙控自己的模型而不會(huì )相互干擾，而且在遙控距離方面也頗具優(yōu)勢，2．4 GHz遙控系統的功率僅僅在100 mW以下，而它的遙控距離可以達到1以上，而且由于頻率高，天線(xiàn)長(cháng)度只有3 cm；另外，可借鑒的商用技術(shù)較多。因此，很有必要將2．4 GHz擴頻通信技術(shù)應用于無(wú)線(xiàn)遙控領(lǐng)域。

1 系統方案設計
1．1 采用WirelessUSB技術(shù)簡(jiǎn)介
在2.4 GHz頻段，有許多較為成熟的通信技術(shù)可以借鑒，如藍牙，Zigbee等。其中WirelessUSB技術(shù)非常值得注意。該技術(shù)由Cypress公司提出，工作在2．4 GHz(ISM)頻段，相對于其他在2．4 GHz波段使用的無(wú)線(xiàn)短距技術(shù)，成本較低，消除了系統的復雜性和開(kāi)銷(xiāo)，避免了藍牙與ZigBee等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )解決方案的困擾，方便易用，特別適合于點(diǎn)對點(diǎn)以及多點(diǎn)對多點(diǎn)的設備小數據包通信，而且功耗較低，是適用于2．4 GHz無(wú)線(xiàn)遙控的理想選擇。
1．2 遙控系統設計框圖及原理
系統分為發(fā)射和接收兩部分，發(fā)射部分由PPM編碼、PPM／PCM轉換、擴頻和功放等單元組成，接收部分由前置放大、解擴、PCM／PPM轉換等單元組成，其結構如圖1所示。

其工作過(guò)程是：在發(fā)射時(shí)，操作遙控設備的操縱桿，通過(guò)PPM編碼產(chǎn)生一組PPM信號，經(jīng)過(guò)PPM／PCM轉換單元，進(jìn)行時(shí)問(wèn)采樣量化后，實(shí)現PCM編碼，基帶單元將PCM信號根據接口協(xié)議傳到擴頻單元中，在擴頻單元中，PCM基帶信號進(jìn)行直接序列擴頻后，被調制到2．4 GHz頻率上，經(jīng)過(guò)功放單元放大后，由天線(xiàn)發(fā)射出去，完成發(fā)射。在接收時(shí)，射頻信號被安裝在模型上的天線(xiàn)接收到后，經(jīng)過(guò)前置放大器，變?yōu)榈驮肼暦糯笮盘?，送到接收機的解擴單元；在此進(jìn)行射頻信號的解擴和解調，獲得為PCM基帶信號，然后送到接收機PCM／PPM單元，進(jìn)行PCM信號到PPM信號的轉換，恢復成PPM模擬信號輸出到各個(gè)舵機，完成相應的動(dòng)作。系統設計指標為：工作頻段：2 400～2 483 MHz；信道帶寬：小于或等于1 MHz；擴頻方式：直接序列擴頻；偽碼長(cháng)度：最長(cháng)64 chips，Gold碼序列，可用序列進(jìn)行優(yōu)選；數據速率：不低于15．625 Kb／s，可達62．5 Kb／s；信道數目為79；發(fā)射功率為100 mW；通信距離為1 000 m；接收機靈敏度：約-95 dBm；調制方式：高斯頻移鍵控調制(GFSK)。

2 系統實(shí)現
2．1 系統硬件買(mǎi)現
系統使用由Atmel公司生產(chǎn)的AVR單片機Mega16L和Cypress公司生產(chǎn)的CYRF6936射頻芯片配合工作。Mega 16L完成系統控制以及PPM／PCM／PPM之間的轉換功能；CYRF6936完成2．4GHz的擴頻調制以及解擴解調。如圖2所示。