本發(fā)明涉及無線通信技術(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、一種接收機及一種包括發(fā)射機和接收機的無人機通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著模型、無人機領(lǐng)域的快速發(fā)展，對無人機遙控器系統(tǒng)操縱的安全性、可靠性、兼容性以及對無人機功能的多樣性需求越來越高。在多軸無人機出現(xiàn)之前，無人機模型領(lǐng)域主要是以固定翼為主，控制信號通道數(shù)較少，功能簡單；且傳統(tǒng)的無線通信領(lǐng)域，載波頻率較低，帶寬較窄，頻點較少，同頻干擾現(xiàn)象較嚴重，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，接收機沒有遙測回傳功能。另外由于市場上的無人機模型、無人機通信設備廠家眾多，產(chǎn)品繁雜，技術(shù)、標準參差不齊，兼容性差，給消費者和玩家?guī)砗艽蟮倪x擇困難和維護障礙。隨著模型領(lǐng)域通信技術(shù)的快速發(fā)展，遙控通信設備的換代升級迫在眉睫，但是市面上還有很多舊的遙控、通信設備，更新整個遙控器以及通信系統(tǒng)會給消費者帶來很大的經(jīng)濟壓力和負擔。

技術(shù)實現(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、一種接收機及一種包括發(fā)射機和接收機的無人機通信系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

作為本發(fā)明的第一個方面，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；

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

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

優(yōu)選地，所述控制信號的通道數(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)議包括無線幀格式的定義和信號的接收與發(fā)送的頻率同步機制。

優(yōu)選地，所述無線幀格式包括按照配比設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)射機完成id匹配以及對頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機發(fā)送的多通道的控制信號；

向無人機的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號，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。

優(yōu)選地，所述控制信號的通道數(shù)小于或等于八通道。

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

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；

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

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

作為本發(fā)明的第四個方面，提供一種接收機，其中，所述接收機包括：

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

采集模塊，所述采集模塊用于向無人機的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號，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。

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

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)射機與接收機之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進行通信，能夠發(fā)送多路通道的控制信號，且在發(fā)射機發(fā)送了多路通道的控制信號后能夠接收到接收機發(fā)送的回傳信號，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問題，且由于能夠同時發(fā)送多路通道的控制信號使得無人機的功能更加多樣化。

本發(fā)明提供的無人機通信系統(tǒng)，由于包括前文所述的發(fā)射機和接收機，且發(fā)射機和接收機之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進行通信，一方面能夠傳輸多最至八路通道的控制信號，支持更復雜的無人機多功能需求；另一方面發(fā)射機可以是一種單獨的外置模塊，在結(jié)構(gòu)能與遙控器上預留的標準插槽連接、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，能夠兼容市場上的大多數(shù)遙控器，相對市場上的單向通信系統(tǒng)而言，所述通信系統(tǒng)還能夠支持遙測、雙向通信等功能。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(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)射機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的接收機的結(jié)構(gòu)示意圖。

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

圖6為本發(fā)明提供的無人機通信系統(tǒng)的具體實施方式的結(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。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(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；

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

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

具體地，所述發(fā)射機在第一次與所述接收機進行通信時，首先需要進行對頻，即所述發(fā)射機與所述接收機進行配對，應當理解是，基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議的對頻是一種定頻通信模式。

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

具體地，在所述接收機接收到所述多通道的控制信號后，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，所述發(fā)射機基于所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收該回傳信號。

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)射機與接收機之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進行通信，能夠發(fā)送多路通道的控制信號，且在發(fā)射機發(fā)送了多通道的控制信號后能夠接收到接收機發(fā)送的回傳信號，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問題，且由于能夠同時發(fā)送多通道的控制信號使得無人機的功能更加多樣化。

需要說明的是，所述發(fā)射機在實現(xiàn)多功能遙控遙測通信的要求下，支持處理來自遙控器采樣、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，因此能夠作為一種兼容市場上主流無人機遙控器產(chǎn)品的射頻發(fā)射機，和與之匹配的接收機組成一套兼容市場繁雜遙控器的射頻通信模組，同時方便產(chǎn)品的升級換代和維護，提高了產(chǎn)品的兼容性。

應當理解的是，當所述發(fā)射機與所述接收機第一次進行通信時，首先需要進行對頻，即所述發(fā)射機與所述接收機進行配對，在所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議中，對頻是一種定頻通信模式，無人機通信系統(tǒng)在一固定頻點完成id的存儲以及跳頻頻率表的繪制，然后通過無人機通信系統(tǒng)上的機械按鈕或者ui界面的功能軟件按鈕來進入對頻模式，完成所述發(fā)射機和所述接收機的匹配。

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

進一步優(yōu)選地，所述多通道包括八通道，即所述發(fā)射機能夠同時向所述接收機發(fā)送八路獨立通道的控制信號，增加了無人機的功能，滿足了對無人機功能的多樣化的需求。

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

優(yōu)選地，所述無線幀格式包括按照配比設置的上子幀和下子幀。需要說明的是，所述上子幀和所述下子幀的配比可以根據(jù)業(yè)務需求進行設置，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?？梢岳斫獾氖牵斔錾献訋退鱿伦訋呐浔葹?:3時，能夠提高所述發(fā)射機與所述接收機之間的通信效率。

需要說明的是，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)傳輸采用時分復用的方式。

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，支持更復雜的無人機多功能需求；另一方面能夠兼容市場上的大多數(shù)遙控器，相對市場上的單向通信系統(tǒng)而言，還能夠支持遙測、雙向通信等功能。

作為本發(fā)明的第二個方面，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)射機完成id匹配以及對頻后，基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議接收所述發(fā)射機發(fā)送的多通道的控制信號；

具體地，所述接收機在于所述發(fā)射機完成id匹配以及對頻后，接收所述發(fā)射機發(fā)送的多通道的控制信號，在接收所述控制信號時是基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進行的。

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

具體地，所述接收機向所述無人機的控制器發(fā)送接收到的所述多通道的控制信號，以采集與所述接收機連接的每個傳感器的傳感器數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾氖牵隹刂菩盘枮榭刂撇杉瘋鞲衅鲾?shù)據(jù)的控制信號。

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；

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

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)射機與接收機之間基于半雙工射頻跳頻通信協(xié)議進行通信，能夠發(fā)送多通道的控制信號，且在發(fā)射機發(fā)送了多通道的控制信號后能夠接收到接收機發(fā)送的回傳信號，為雙向通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的遙控通信系統(tǒng)多是單向通信的問題，且由于能夠同時發(fā)送多路通道的控制信號使得無人機的功能更加多樣性。

具體地，所述控制信號的通道數(shù)小于或等于八通道。

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

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)明的第三個方面，提供一種發(fā)射機，其中，如圖3所示，所述發(fā)射機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；

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

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

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

具體地，所述多通道包括八通道，即所述發(fā)射機能夠同時向所述接收機發(fā)送八通道的控制信號，增加了無人機的功能，滿足了對無人機功能的多樣化的需求。

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

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

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

采集模塊420，所述采集模塊420用于向無人機的控制器發(fā)送所述多通道的控制信號，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。

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

具體地，所述多路通道包括八通道，即所述發(fā)射機能夠同時向所述接收機發(fā)送八通道的控制信號，增加了無人機的功能，滿足了對無人機功能的多樣化的需求。

關(guān)于接收機的具體實施方式還可以參照前文的描述，此處不再贅述。

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

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

下面結(jié)合圖6所示，對所述無人機通信系統(tǒng)10的具體工作過程進行詳細描述。

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程中無線幀格式的定義，以及所述發(fā)射機和所述接收機跳頻頻率同步機制的實現(xiàn)，其中包含了：

（1）下行鏈路，即所述發(fā)射機將遙控器采集的多路通道的控制信號發(fā)送到所述接收機，所述接收機接收所述控制信號的通信過程；

（2）上行鏈路，即所述接收機將與所述接收機相關(guān)以及傳感器采集的遙測信號回傳到所述發(fā)射機，所述發(fā)射機接收的通信過程；

其中，上、下行鏈路通過時分復用的方式工作，即每個無線幀的上、下行時間分開，根據(jù)業(yè)務需求設置適當?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)射機和所述接收機的對頻過程，即所述發(fā)射機和所述接收機第一次匹配使用時的配對過程，在所述半雙工射頻跳頻通信協(xié)議中，對頻是一種定頻通信模式，所述無人機通信系統(tǒng)在一固定頻點完成id的存儲、跳頻頻率表的繪制，通過所述無人機通信系統(tǒng)上的機械按鈕或者所述無人機通信系統(tǒng)ui界面的功能軟件按鈕來進入對頻模式，完成所述發(fā)射機和所述接收機的匹配。

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

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

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

還需要說明的是，所述發(fā)射機可以包括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，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)下主要是對基帶信號的調(diào)制、擴頻、載波調(diào)制；接收狀態(tài)下是將收到的電磁波信號進行載波解調(diào)、解擴、解調(diào)送到mcu處理器進行處理。功放主要是對信號進行增益放大、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)制過的射頻信號發(fā)射出去，在接收狀態(tài)下是接收電磁波信號并轉(zhuǎn)化成電信號；外圍設備，主要是供電電路，低通濾波電路等部分。

所述接收機具體可以包括mcu處理器，接收狀態(tài)下主要是將收到的射頻控制信號按一定的工業(yè)標準進行編碼輸出；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進行載波解調(diào)、解擴、解調(diào)得到原始數(shù)據(jù)信號并送到mcu處理器按照工業(yè)標準進行編碼輸出；在發(fā)射狀態(tài)下發(fā)射回傳信號時，將mcu解碼的傳感器信號進行調(diào)制、擴頻、載波調(diào)制。功率放大器用來放大接收的信號或待發(fā)射的信號、天線用來實現(xiàn)電磁信號的轉(zhuǎn)化；外圍設備，主要是供電、穩(wěn)壓電路和濾波電路。

應當理解的是，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進行混控處理，混控過程中的每個通道都有獨特的物理id，根據(jù)這些物理id，采樣的數(shù)據(jù)會經(jīng)過計算獲得新的順序并進行脈沖調(diào)制。由于ppm編碼調(diào)制方式的普遍應用，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輸出到發(fā)射機，因此本發(fā)明提供的發(fā)射機能夠兼容市場上多種不同廠家的遙控器，和接收機共同作為一種通用的發(fā)射接收模組，為模型、無人機遙控提供通信功能。

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)議是一種時分復用的射頻協(xié)議，基于業(yè)務的不同，進行時隙分配，分為三種數(shù)據(jù)幀，即下行、上行和對頻，每種幀都有17個字節(jié)，每個字節(jié)8個比特位。下面結(jié)合具體實施例來說明如何完成射頻跳頻通信的過程，值得說明的是，該實施例僅作為一部分實施例，不是全部實施例。

首先，如圖7b所示，關(guān)于對頻模式，在對頻模式，發(fā)射機發(fā)射給接收機的是一種特殊的數(shù)據(jù)幀，即對頻無線幀，由圖7b所示可以看出所述對頻無線幀包含幀頭碼、地址碼、數(shù)據(jù)部分等。幀頭碼部分的2個字節(jié)是標識符，是用來識別發(fā)射機的當前軟件版本；地址碼是每個發(fā)射機所獨有的物理id，每個發(fā)射機的物理id為16位，分兩個字節(jié)id.l和id.h發(fā)送，這16位的物理id是經(jīng)過一種特殊算法產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)部分主要是跳頻頻點信息，每一個無線幀會發(fā)射5個連續(xù)頻點下標的頻點，這些頻點也是通過特定算法從跳頻頻率表中隨機產(chǎn)生的。

由前文所述，對頻模式是一種定頻通信，接收機以一種系統(tǒng)預設的頻率處于接收狀態(tài)，發(fā)射機按照跳頻頻率表里的隨機頻點發(fā)射對頻無線幀，當發(fā)射機跳到和接收機相同的頻點時，發(fā)射接收模組完成頻率匹配，接收機開始接收對頻包。接收機首先把發(fā)射機發(fā)出的物理id存儲下來，然后接收存儲頻點，直到收到完整的跳頻頻率表，完成對碼過程。

在正常的通信過程中，包含上行和下行兩個過程，按照時分復用的方式，分配上、下行子幀配比，完成雙向的收發(fā)任務。

ppm脈沖調(diào)制時，以幀為單位，每個通道的值是通過相鄰高電平脈沖的時間間隔來表征的，標準ppm脈沖信號中，相鄰高電平脈沖的時間間隔在0.8ms-2.2ms之間，具體地，例如，發(fā)射接收模組采用1.5m晶振作為基準時鐘，因此在傳輸過程中，對應的通道值在1200-3300之間，每個通道值需要12個比特位來表示。

當在下行傳輸遙控器控制信號時，每個通道有12個比特位，分為高六位（ch.h）和低六位(ch.l)兩部分。下行傳輸過程中的無線幀格式如圖7a所示，id部分是發(fā)射機的物理id，只有和對頻過程中接收機儲存的發(fā)射機物理id相同時，才被認為是來自匹配發(fā)射機的合法數(shù)據(jù)。發(fā)射機每次發(fā)出的下行無線幀中包含下一次的跳頻頻點，幀格式中的相位phase就是這一參數(shù)，它是由偽隨機碼發(fā)生器來產(chǎn)生的，通過偽隨機碼確定的phase來完成跳頻過程中的跳頻圖案。sr變量是用來切換上、下行過程中下行無線幀切換為上行無線幀的的參數(shù)，它是當前下行幀的連續(xù)發(fā)送累計值的統(tǒng)計數(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)射上行無線幀，幀格式如圖7c所示。id2表示當前工作狀態(tài)以及對應的數(shù)據(jù)，只有5個有效比特位，工作狀態(tài)由最低位b0決定，b1-b3是對應的數(shù)據(jù)，第5位b4是失控保護模式的標志位，可通過按住發(fā)射機上的按鈕或者點擊系統(tǒng)ui軟件按鈕來激活失控保護模式，此時b4為1，后面的通道數(shù)據(jù)為失控保護模式激活時存儲在發(fā)射機中的通道值，這些數(shù)據(jù)能以無線幀的方式發(fā)射到接收機，作為失控保護模式下接收機的通道輸出值。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)過一定的編碼，具體如下行幀格式附圖所示，其中“<<”是位運算的左移運算符。這其中的1-8通道（ch0-ch7）數(shù)據(jù)可能是正常模式的實時采集的控制信號，也可能是在失控保護模式下存儲的通道數(shù)據(jù)，這些是由id2中的b4標志位決定的。

需要說明的是，這些通道（ch0-ch7）順序是遙控器采樣、混控計算后的順序和值。這個順序是由遙控器混控計算中的通道地址來決定的，通道的值也是信號源經(jīng)過采樣后，根據(jù)用戶混控需要，由遙控器mcu重新計算得到的。不過，在實際信息傳送過程中，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)射機的，而是經(jīng)過ppm脈沖位置調(diào)制后完成的，這樣一幀ppm信號就能將8個通道的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)射機，發(fā)射機根據(jù)ppm解調(diào)原理，通過定時器量取獲得相鄰高電平脈沖的時長，進而獲得每個通道的數(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)則和跳頻機制，經(jīng)高頻載波調(diào)制、跳頻方式發(fā)送到接收機端，解擴、解調(diào)還原出每個通道的值。接收機端在收到這些數(shù)據(jù)后，根據(jù)接收機輸出接口的定義輸出一定格式的工業(yè)控制、驅(qū)動信號，來驅(qū)動模型、無人機的舵機、電機等執(zhí)行機構(gòu)，完成遠程遙控的目的。

按照上、下行幀時隙配比的要求，這個配比可以根據(jù)下行幀中的sr變量和上行幀中的ss變量來自定義配比，具體地，按照上、下行幀配比為1:3的比例來收發(fā)無線幀。當連續(xù)下行幀累計數(shù)達到閾值3時，發(fā)射接收模組切換狀態(tài)，接收機開始發(fā)射遙測數(shù)據(jù)。上行幀中，開始的是接收機的物理id，分兩個字節(jié)id.l和id.h。接著是接收機內(nèi)部集成的兩個adc采集的數(shù)據(jù)，adc1，adc2。第5個字節(jié)由兩部分組成，最高位是在接收機端設置失控保護時的標志位，當通過接收機上的機械按鈕設置失控保護時，發(fā)射機會收到失控保護的指令，在接下來的一小段時間會把遙控器上的輸入源所在的當前位置作為失控保護時的通道默認輸出，并儲存起來。rssi是表征當前接收機接收到的信號強弱程度的參數(shù)，用戶可以根據(jù)rssi的值作為參考控制合理的遙控距離，避免距離過遠，信號過弱導致的通信中斷所帶來的風險和損失。len是上行無線幀字節(jié)長度的參數(shù)，用于輔助判斷、校驗當前無線幀是否合理。ss是當前接收機上行無線幀連續(xù)發(fā)送的累計值，當發(fā)射機收到上行無線幀中的ss達到設置的閾值（此處以閾值是1為例）時，發(fā)射機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)射機收到接收回傳的遙測數(shù)據(jù)后，可以送到遙控器或者其他終端設備處理并可視化，為用戶提供實時的參考。

因此，本發(fā)明提供的無人機通信系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)中的無人機通信系統(tǒng)相比，帶寬較寬，頻點較多，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，支持更復雜的無人機多功能需求；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，相對市場上的單向通信系統(tǒng)而言，支持遙測、雙向通信功能。

本發(fā)明提供的無人機通信系統(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)射來自遙控器采集的八通道獨立控制信號，而且可以通過接收機-發(fā)射機遙測回傳網(wǎng)絡把接收機端無人機的通信狀態(tài)以及相關(guān)傳感器的遙測數(shù)據(jù)回傳到發(fā)射端、用戶端。本發(fā)明提供的無人機通信系統(tǒng)還能將遙控器上采集的多至8通道控制信號發(fā)送到接收機，相對市場上三、四通道的功能簡單射頻通信設備，滿足了現(xiàn)在以多軸無人機為主的多功能需求；并支持雙向回傳功能，能把接收機相連的傳感器遙測數(shù)據(jù)回傳到發(fā)射機，這兩個雙向鏈路通過時分復用技術(shù)來實現(xiàn)半雙工通信。另外，能夠很好地實現(xiàn)模型、無人機的多功能通信需求，還能為用戶回傳無人機遙測數(shù)據(jù)。其中發(fā)射機在實現(xiàn)多功能遙控遙測通信的要求下，支持處理來自遙控器采樣、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，因此能夠作為一種兼容市場上主流無人機遙控器產(chǎn)品的射頻發(fā)射模塊，和與之匹配的接收機組成一套兼容市場繁雜遙控器的射頻通信模組，為產(chǎn)品的升級換代、維護以及產(chǎn)品兼容提供了一種優(yōu)良的選擇方案。

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