通信与网络中的基于WirelessUSB技术的无线遥控器设计

0引  言 　　无线遥控就是利用高频无线电波实现对模型的控制。目前，传统无线遥控系统普遍存在同频干扰和遥控距离小两大问题。主要原因是载频较低导致带宽较窄和控制信息以模拟方式传输使得同频干扰可能性的增大。而采用先进的2.4 GHz扩频技术，从理论上讲可以让上百人在同一场地同时遥控自己的模型而不会相互干扰．而且在遥控距离方面也颇具优势，2.4 GHz遥控系统的功率仅仅在100 mW以下，而它的遥控距离可以达到1以上，而且由于频率高，天线长度只有3 cm；另外，可借鉴的商用技术较多。因此，很有必要将2.4 GHz扩频通信技术应用于无线遥控领域。 　　1系统方案设计 　　1.1采用Wireles 《基于WirelessUSB技术的无线遥控器设计在通信与网络中的应用》 无线遥控技术作为现代通信技术的重要组成部分，已广泛应用于无人机、智能家居、模型玩具等领域。传统的无线遥控系统常面临同频干扰和遥控距离有限的问题，这主要是由于低载频导致的带宽狭窄和模拟传输方式增加的干扰可能性。然而，2.4 GHz扩频通信技术的出现，为解决这些问题提供了新思路。 2.4 GHz扩频技术允许在同一场地内上百人同时遥控各自的设备而不互相干扰，得益于其较高的频率，不仅遥控距离可以达到1公里以上，而且所需天线长度仅3厘米。此外，这一频段已有许多成熟的技术，如蓝牙和Zigbee，但WirelessUSB技术因其低成本、易用性以及适用于小数据包通信的特点，成为2.4 GHz无线遥控的理想选择。 WirelessUSB技术是由Cypress公司提出的，它在2.4 GHz ISM频段工作，简化了系统的复杂性，降低了成本，特别适合点对点及多点对多点的通信场景。系统设计中，通常包括发射和接收两部分。发射部分由PPM编码、PPM/PCM转换、扩频和功放等单元组成，接收部分则包括前置放大、解扩、PCM/PPM转换等环节。工作流程中，操纵杆的动作通过PPM编码转化为PPM信号，经PCM编码后，通过扩频单元进行直接序列扩频，调制至2.4 GHz频率，再由功放单元放大并发射。接收端，射频信号经过前置放大、解扩和解调，恢复为PCM信号，最终转化为PPM信号驱动舵机执行相应动作。 系统的设计指标通常包括：工作频段为2.400～2.483 MHz，信道带宽小于1 MHz，采用直接序列扩频，伪码长度最长64 chips，使用Gold码序列，数据速率至少15.625 Kb/s，最高可达62.5 Kb/s，共有79个信道，发射功率100 mW，通信距离1000米，接收机灵敏度约-95 dBm，调制方式为GFSK。 在系统实现上，硬件一般选用Atmel公司的AVR单片机Mega16L负责系统控制和信号转换，以及Cypress公司的CYRF6936射频芯片来实现2.4 GHz的扩频调制和解扩解调。CYRF6936芯片具有低功耗、高集成度特性，支持双向通信，并具备自动执行程序的能力，还集成了RSSI和SPI接口等功能，能在1.8～3.6 V电压范围内工作。 WirelessUSB技术在无线遥控器设计中的应用，极大地提高了无线遥控系统的抗干扰能力和遥控距离，同时也降低了系统的复杂性和成本。随着无线通信技术的不断发展，我们可以期待更多高效、稳定的无线遥控解决方案出现，推动通信与网络领域的发展。