[发明专利]一种基于免驱USB技术的无线射频结构及其信号传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线信号传输技术，具体是指一种基于免驱USB技术的无线射频结构及其信号传输方法。

背景技术

目前，常规的服务机器人用遥控装置往往采用红外技术完成空中信号的传输，采用RS232串口将无线信号传输至主控制器，从而实现遥控的功能。虽然这套技术方案较为成熟，但在使用过程中却仍然存在以下缺点：（1）这些遥控装置通常只能完成简单的按键遥控，不能实现语音和位姿遥控；（2）由于红外传输距离较短（通常限制在10m以内），因此极大的限制了使用范围和场合；（3）采用红外传输时要求发射装置必须对准接受装置，这才极大的降低了遥控过程的操作难度和可靠性；（4）RS232串口本身没有严格的通讯协议，因此传输数据误码率高；（5）RS232串口波特率较低（通常不超过115200bit/s）不适合大流量数据（如音频数据）传输。

综上所述，由于以上诸多因素的存在，从而导致了现在服务机器人用遥控装置存在可靠性不高、不能实现语音和位姿遥控，以及误码率高、不适合大流量数据传输的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服传统服务机器人用遥控装置存在的可靠性不高、不能实现语音和位姿遥控，以及误码率高、不适合大流量数据传输的缺陷，提供一种结构简单，能有效克服上述缺陷的一种基于免驱USB技术的无线射频结构及其信号传输方法。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于免驱USB技术的无线射频结构，主要由具有2.4GHZ无线射频控制器和USB控制器的信号接收主控制器，以及具有2.4GHZ无线射频控制器的信号发射主控控制器组成，所述信号发射主控制器发射的控制信号通过2.4GHZ无线网络传输到信号接收主控制器。

进一步地，在信号发射主控制器上还设有加速度传感器、音频编码芯片、指示灯及按键。

为了确保本发明的使用效果，所述的信号接收主控制器为NORDIC公司生产的NRF14LUP1芯片，且在该NRF14LUP1芯片内部集成有GAZELL无线传输协议，而所述的加速度传感器则采用ADI公司生产的ADXL335加速度传感器。

所述的音频编码芯片为ADI公司生产的ADAU1361低功耗24位音频编解码芯片，且在所述USB控制器内部集成有AUDIO类和HID类协议。

一种由上述基于免驱USB技术的无线射频结构所实现的信号传输方法，主要包括以下步骤：

对于信号发射端：

（a）启动信号发射主控控制器（4），根据按键情况判定是否需要启动加速度计控制？是，则采集加速度计信息，并执行步骤（b）；否，根据按键情况判定是否需要进行语音控制？是，则进行语音采集，并执行步骤（b），否则进行按键扫描并执行步骤（b）；

（b）信号发射主控控制器（4）控制2.4G射频模块发射相应信息，经2.4GHZ无线网络传输给信号接收端，并返回步骤（a）结束发送过程；

对于信号接收端：

（c）启动信号接收主控制器（3），并接收信号发送端发射的2.4G射频信心信号；

（d）根据数据标识符判定是否进入加速度计控制模式？是，则按USB协议HID类模式编码上传姿势信息，并结束传输过程；否，则判定是否进入语音控制模式；

（e）是，则按USB协议HID类模式编码上传按键信息，并结束传输过程；否，则按USB协议AUDIO类模式编码上传语音信息，并结束传输过程。。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明整体结构较为简单，且在其遥控装置中采用了免驱USB技术和2.4G HZ射频技术，能确保可以采用语音、按键、手势三种方式控制服务机器人的相关动作，使服务机器人的控制更加灵活和智能。

（2）本发明能有效的降低信号传输过程中的误码率、适合大流量数据传输。

（3）本发明性能稳定可靠，控制方便，适于推广和使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明信号发射端的电路结构示意图。

图3为本发明信号接收端的电路结构示意图。

图4为本发明信号发射端加速度信号采集模块电气原理图。

图5为本发明信号发射过程流程示意图。

图6为本发明信号接收过程流程示意图。

其中，附图中的附图标记名称分别为：

1－2.4GHZ无线射频控制器，2－USB控制器，3－信号接收主控制器，4－信号发射主控控制器，5－加速度传感器，6－音频编码芯片，7－指示灯，8－按键。