電子無線技術(shù)之433MHz無線通信

一、 基本概念 工作頻率：433.92MHz 調(diào)制方式：ASK/OOK，F(xiàn)SK，GFSK 現(xiàn)有遙控與接收器方案中，多數(shù)使用 ASK/OOK 調(diào)試方式。ASK 即“幅移鍵控”又稱為“振幅鍵控”，也 有稱為“開關(guān)鍵控”(通斷鍵控)的，所以又記作 OOK(On-Off keyed)信號。ASK 是一種相對簡單的 調(diào)制方式。幅移鍵控(ASK)相當(dāng)于模擬信號中的調(diào)幅，不同的是與載頻信號相乘的是二進制數(shù)碼。幅 移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。如下圖所 示，ASK 調(diào)制方式的典型時域波形，虛線部分表示二進制的 0 和 1，紅色實線部分表示調(diào)制信號：

二、 國家標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)可參考“信部無[2005]423 號 關(guān)于發(fā)布《微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求》的通知”，要 求如下： (十一)各類民用設(shè)備的無線控制裝置 不得用于無線控制玩具、模型等。 1.使用頻率：314-316MHz，430-432MHz，433.00-434.79MHz 發(fā)射功率限值：10mW(e.r.p) 占用帶寬：不大于 400kHz 三、 編碼與解碼 以遙控器為例，在明確調(diào)制方式后，需要為遙控器編碼方式進行約定。一組遙控編碼通常需要包含“引 導(dǎo)碼/起始碼”、“用戶碼” 、“數(shù)據(jù)碼” 、 “結(jié)束碼”、 “重復(fù)碼”，格式如下：

確定編碼組成后需要明確“邏輯 0” 、 “邏輯 1”的表示方法，可以遵循標(biāo)準(zhǔn)的編碼方案，也可以進行自 定義。標(biāo)準(zhǔn)編碼方案可以使用“曼徹斯特編碼”等方案，在自定義編碼方案時可以參考下圖所示的編碼 規(guī)則，主要是電平順序與電平長度的組合。

以遙控的編碼為例進行分析，得到如下編碼波形：

假設(shè)： 高電平長碼 + 低電平短碼表示邏輯 1 高電平短碼 + 低電平長碼表示邏輯 0 可以得到該組數(shù)據(jù)為“0x88 0x03 0xBD 0xB6”。

解碼過程是對編碼過程的逆向，解碼程序需要根據(jù)編碼方案進行設(shè)計。競品遙控器的解碼方案請參考 “參考示例”。

根據(jù)測得的遙控器編碼波形可知，433MHz 接收端輸出的信號中，電平維持時間有 20ms、9ms、1.6ms、 700us 這幾種。使用 1.6ms 高電平 + 700us 低電平表示邏輯 1，700us 高電平 + 1.6ms 低電平表示邏輯 0,9ms 高電平表示引導(dǎo)/起始碼，700us 高電平 + 20ms 低電平表示結(jié)束碼，同時也表示“重復(fù)碼“”的 起始。

程序設(shè)計中，對 700us 的電平進行檢測并計數(shù)，要保證做夠的容錯能力，需要將定時器中斷做到 100us 以下，甚至更小，顯然使用定時器中斷處理時不合理的。

在本示例中，采用外部中斷 + 定時器計數(shù)的 方式進行電平長度采樣。外部中斷采用上升沿和下降沿觸發(fā)，在中斷中根據(jù)當(dāng)前電平切換邊沿觸發(fā)方 式。定時器使用系統(tǒng)時鐘(16.6MHz)的 64 分頻作為時鐘源，具有足夠的分辨率，可提高接收機的容錯 能力。 數(shù)據(jù)采樣邏輯中，下降沿時判斷當(dāng)前高電平表示的邏輯值，上升沿是對上一步中產(chǎn)生的邏輯值進行確 認(rèn)，若邏輯值合法則對該邏輯值進行記錄，若不合法，這舍棄該邏輯值，并初始化接收機，等待下一次 數(shù)據(jù)。