一种频率与位置双调制的信息编码方法与流程

1.本发明涉及无线通信网络领域，尤其涉及一种频率与位置双调制的信息编码方法。


背景技术：

2.传统的信号发射一般采用fsk或psk方式。但是上述方式不能解决向金属壳体内部的设备发射信号的问题——因为金属壳体对高频的无线电信号具备屏蔽作用。本专利利用永磁体进行编码，产生2种频率的信号；并且利用信号的位置信息进行高效的编码—亦即ppm调制技术。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种频率与位置双调制的信息编码方法，旨在解决现有无线通信方式无法穿越金属壳体造成通讯困难的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种频率与位置双调制的信息编码方法，采用频率信号产生器、编码控制器、功率放大器和电机驱动永磁体模块进行编码，所述频率信号产生器、所述编码控制器、所述功率放大器和所述电机驱动永磁体模块设置在移动组件内；
5.所述频率信号产生器、所述编码控制器、所述功率放大器和所述电机驱动永磁体模块依次连接，所述频率信号产生器用于产生交流信号，所述编码控制器用于输入控制信号并叠加到所述交流信号得到复合信号，所述功率放大器用于放大复合信号的输出功率，所述电机驱动永磁体模块用于基于所述复合信号驱动永磁体旋转进行编码。
6.其中，所述频率信号产生器产生基准频率信号，以及产生所述基准频率整数倍的频率信号。
7.其中，所述编码控制器基于所述基准频率信号得到基准编码信号。
8.其中，所述基于所述复合信号驱动永磁体旋转进行编码的具体步骤是：
9.基准编码信号以8bit为一帧，一帧信息的帧头为10或11，帧尾为100；
10.生成编码结构表；
11.基于编码结构表发送控制信息。
12.其中，所述编码控制器基于所述基准频率整数倍的频率信号得到复合编码信号。
13.其中，所述移动组件包括安装壳、两个夹持器、驱动器和盖板，所述安装壳具有第一凹槽，所述频率信号产生器、所述编码控制器、所述功率放大器和所述电机驱动永磁体模块设置在所述第一凹槽内，两个所述夹持器与所述安装壳转动连接，并位于所述安装壳的两侧，所述驱动器与所述安装壳转动连接，并设置在所述夹持器的一侧，所述盖板与所述安装壳转动连接，并覆盖所述第一凹槽。
14.其中，所述夹持器包括转板、锁紧螺母和风扇，所述转板与所述安装壳转动连接，所述锁紧螺母与所述安装壳螺纹连接，所述转板位于所述锁紧螺母与所述安装壳之间，所述风扇与所述转板固定连接，并贯穿所述转板。
15.其中，所述驱动器包括驱动轮、驱动电机和两个从动轮，两个所述从动轮与所述安装壳转动连接，两个所述从动轮之间具有夹角，所述驱动电机设置在所述安装壳上，所述驱动轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，并与两个所述从动轮连线的中点位于同一轴线上。
16.本发明的一种频率与位置双调制的信息编码方法，所述频率信号产生器可以采用脉冲发生器，可以产生某一频率的交流信号作为驱动永磁体旋转的基本信号，然后通过所述编码控制器可以输入使用者需要的控制信号，并经过脉位调制(ppm)叠加到所述交流信号上，通过所述功率放大器对复合信号的传输功率进行放大，使得可以达到电机的驱动功率，从而可以通过电机驱动永磁体模块转动而向外辐射磁场编码信号，在金属管道或者金属壳体中的操作对象通过磁感应传感器接收到磁场编码信号后转换为电信号，从而可以对操作对象进行控制，从而可以更好地使操作对象在壳金属壳体内接收到外部的控制而执行任务，解决现有无线通信方式无法穿越金属壳体造成通讯困难的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明的8个状态的编码结构图；
19.图2是本发明的十六进制00～03的编码波形图；
20.图3是本发明的频率信号产生器、编码控制器、功率放大器和电机驱动永磁体模块的结构图；
21.图4是本发明的移动组件的结构图；
22.图5是本发明的移动组件的左侧结构图；
23.图6是本发明的移动组件的右侧结构图；
24.图7是图4的剖面示意图。
25.1-频率信号产生器、2-编码控制器、3-功率放大器、4-电机驱动永磁体模块、5-移动组件、51-安装壳、52-夹持器、53-驱动器、54-盖板、55-太阳能板、56-配重块、57-清扫器、511-第一凹槽、521-转板、522-锁紧螺母、523-风扇、531-驱动轮、532-驱动电机、533-从动轮、571-支杆、572-清扫机构、5721-扫刷、5722-挡板、5723-转杆、5724-压紧弹簧。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限
制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.请参阅图1～图7，本发明提供一种频率与位置双调制的信息编码方法：
29.采用频率信号产生器1、编码控制器2、功率放大器3和电机驱动永磁体模块4进行编码，所述频率信号产生器1、所述编码控制器2、所述功率放大器3和所述电机驱动永磁体模块4设置在移动组件5内；
30.所述频率信号产生器1、所述编码控制器2、所述功率放大器3和所述电机驱动永磁体模块依次连接，所述频率信号产生器1用于产生交流信号，所述编码控制器2用于输入控制信号并叠加到所述交流信号得到复合信号，所述功率放大器3用于放大复合信号的输出功率，所述电机驱动永磁体模块4用于基于所述复合信号驱动永磁体旋转进行编码。
31.在本实施方式中，所述频率信号产生器1可以采用脉冲发生器，可以产生某一频率的交流信号作为驱动永磁体旋转的基本信号，然后通过所述编码控制器2可以输入使用者需要的控制信号，并经过脉位调制(ppm)叠加到所述交流信号上，通过所述功率放大器3对复合信号的传输功率进行放大，使得可以达到电机的驱动功率，从而可以通过电机驱动永磁体模块4转动而向外辐射磁场编码信号，在金属管道或者金属壳体中的操作对象通过磁感应传感器接收到磁场编码信号后转换为电信号，从而可以对操作对象进行控制，从而可以更好地使操作对象在壳金属壳体内接收到外部的控制而执行任务，解决现有无线通信方式无法穿越金属壳体造成通讯困难的问题。
32.进一步的，所述频率信号产生器1产生基准频率信号，以及产生所述基准频率整数倍的频率信号。
33.在本实施方式中，所述基准频率信号可以是70hz，所述基准频率整数倍的频率信号可以是140hz，可以根据需要自行选取。
34.进一步的，所述编码控制器2基于所述基准频率信号得到基准编码信号。所述基于所述复合信号驱动永磁体旋转进行编码的具体步骤是：
35.基准编码信号以8bit为一帧，一帧信息的帧头为10或11，帧尾为100；
36.生成编码结构表，编码结构表如图1所示。除开帧头和帧尾，采用中间3～5位作为信息表示位，从而可以得到8个状态，分别可以对应八进制的0～7。
37.基于编码结构表发送控制信息。通过对0～7的有序排列就可以进行信息的编码以进行传输控制。
38.进一步的，所述编码控制器2基于所述基准频率整数倍的频率信号得到复合编码信号。
39.为了提高编码效率，在相同时间内发送更多的信息，此时可以将对基准频率进行倍频，比如将上述70hz的信号加倍变为140hz，即将每两个状态组合为一个，就可以得到16个状态，从而可以实现十六进制的从0～15共16种状态的信息编码，十六进制00～03的编码波形图如图2所示。
40.进一步的，所述移动组件5包括安装壳51、两个夹持器52、驱动器53和盖板54，所述安装壳51具有第一凹槽511，所述频率信号产生器1、所述编码控制器2、所述功率放大器3和所述电机驱动永磁体模块4设置在所述第一凹槽511内，两个所述夹持器52与所述安装壳51转动连接，并位于所述安装壳51的两侧，所述驱动器53与所述安装壳51转动连接，并设置在所述夹持器52的一侧，所述盖板54与所述安装壳51转动连接，并覆盖所述第一凹槽511。
41.在本实施方式中，通过所述安装壳51对编码所需的模块进行保护，两个夹持器52可以围合贴合管道，使得安装壳51移动更加稳定，所述驱动器53可以带动所述安装壳51在管道上移动以跟随操作对象一起移动，所述盖板54可以封闭所述第一凹槽511以对所述第一凹槽511进行保护。
42.进一步的，所述夹持器52包括转板521、锁紧螺母522和风扇523，所述转板521与所述安装壳51转动连接，所述锁紧螺母522与所述安装壳51螺纹连接，所述转板521位于所述锁紧螺母522与所述安装壳51之间，所述风扇523与所述转板521固定连接，并贯穿所述转板521。
43.在本实施方式中，所述转板521可以相对所述安装壳51转动，从而可以根据不同的情况进行调整，比如放置在壳体上时与所述安装壳51保持水平，放置在管道上时则可以转动接触管道，然后转动所述锁紧螺母522将所述转板521的位置固定，通过所述风扇523转动可以增加贴紧管道的压力，使得移动更加稳定，同时根据两侧风扇523不同的推力，可以对整个装置的前进方向进行调整。
44.进一步的，所述驱动器53包括驱动轮531、驱动电机532和两个从动轮533，两个所述从动轮533与所述安装壳51转动连接，两个所述从动轮533之间具有夹角，所述驱动电机532设置在所述安装壳51上，所述驱动轮531与所述驱动电机532的输出轴固定连接，并与两个所述从动轮533连线的中点位于同一轴线上。
45.在本实施方式中，两个所述从动轮533位于安装壳51的前端，两个所述从动轮533之间呈一定角度以贴合管道，然后所述驱动电机532可以带动所述驱动轮531转动，从而可以带动所述安装壳51在管道上移动。在所述从动轮533和所述安装壳51之间还设置有减振弹簧，可以减小移动过程中产生的振动。
46.进一步的，所述移动组件5还包括太阳能板55，所述太阳能板55与所述盖板54固定连接，并位于所述盖板54的一侧；所述移动组件5还包括两个配重块56，两个所述配重块56分别与两个所述转板521固定连接，并位于所述转板521远离所述安装壳51的一侧。
47.在本实施方式中，所述太阳能板55设置在所述盖板54上可以吸收太阳能进行供电，使得使用更加方便，所述配重块56设置在所述安装壳51的两侧可以对所述安装壳51进行稳定，当出现偏移时可以在重力作用下重新回到预设直线上移动。
48.进一步的，所述移动组件5还包括清扫器57，所述清扫器57包括支杆571和两个清扫机构572，所述清扫机构572包括扫刷5721、挡板5722、转杆5723和压紧弹簧5724，所述支杆571与所述安装壳51转动连接，并位于所述从动轮533的一侧，所述转杆5723与所述支杆571转动连接，并位于所述支杆571远离所述安装壳51的一侧，所述扫刷5721和所述挡板5722与所述转杆5723固定连接，并位于所述转杆5723的一侧，所述压紧弹簧5724设置在所述转杆5723和所述支杆571之间，两个所述清扫机构572设置在所述支杆571的两侧。
49.在本实施方式中，在装置的移动过程中，管道上或者支撑平面上有可能有杂物影响所述驱动轮和所述从动轮移动，因此增加所述支杆571转动带动两个所述清扫机构572接触地面，所述扫刷5721用于清扫杂物，然后通过所述挡板5722将杂物拨动到两边，所述挡板5722为弹性材料制成，便于和管道保持接触，通过所述压紧弹簧5724可以将所述转杆5723压紧在支撑面上，使得清理效果更好。
50.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权
利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。