一种多设备跳频通讯方法与流程

1.本发明涉及一种多设备跳频通讯方法，属于射频通讯技术领域。


背景技术：

2.在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交流变化的电磁场，称为电磁波。而射频就是射频电流(简称rf)，它是一种高频交流变化电磁波的简称。当电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把这种具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。射频通信，即是利用了射频进行信息传输，是一种无线通信方式。
3.应用中，射频收发装置与射频响应设备之间基于通讯频点进行通讯，但是当环境中存在多组射频通讯交互时，不同组对象间通信所基于的频点就有可能发生冲突，进而影响射频通讯质量，因此频点分配是射频通信过程中的一个重要问题，但是现有技术对此却不存在高效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种多设备跳频通讯方法，采用全新设计通讯策略，能够有效降低多设备间同时通讯下频点的冲突，提升设备通讯的抗干扰能力。
5.本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种多设备跳频通讯方法，用于实现各指令收发装置分别与各数据响应设备之间的通讯，基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的预设数量个跳频序列，构成跳频序列库，结合各指令收发装置对跳频序列库的共享，各指令收发装置分别在需要与相应数据响应设备进行通信时，执行如下步骤，实现指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯；
6.步骤a.指令收发装置侦测信号，实现对指令信号的捕获，并判断是否捕获到指令信号，是则进入步骤b；否则进入步骤d；
7.步骤b.该指令收发装置针对所捕获各指令信号进行解码，获得其中存在的各个跳频序列，并由跳频序列库中除该各跳频序列以外的各个跳频序列中随机选择一个跳频序列，作为该指令收发装置所对应的跳频序列，然后进入步骤c；
8.步骤c.该指令收发装置基于指定通信协议，构建以其所对应跳频序列、前导码、用于实现目标操作的指令依次排布的指令信号，并向相应数据响应设备进行发送，实现该指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯；
9.步骤d.该指令收发装置由跳频序列库中随机选择一个跳频序列，作为该指令收发装置所对应的跳频序列，并进入步骤c。
10.作为本发明的优选技术方案：基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的预设数量个跳频序列，以各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，构成跳频序列库；
11.所述步骤b中，该指令收发装置针对所捕获各指令信号进行解码，获得其中存在各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，并由跳频序列库中除该各预设第一类进制数值以外的各个预设第一类进制数值中随机选择一个预设第一类进制数值，作为该指令收发装置所对应跳频序列唯一标识序号的预设第一类进制数值，然后进入步骤c；
12.所述步骤c中，该指令收发装置基于指定通信协议，构建以其所对应跳频序列唯一标识序号的预设第一类进制数值、前导码、用于实现目标操作的指令依次排布的指令信号，并向相应数据响应设备进行发送，实现该指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯。
13.作为本发明的优选技术方案：基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各通讯频点唯一标识序号分别对应的预设第二类进制数值，按预设各个跳频规则，分别以任意预设第二类进制数值为起点，依次根据上一个预设第二类进制数值，计算获得当前预设第二类进制数值，构建相应跳频序列，进而组成预设数量个跳频序列，并以各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，构成跳频序列库。
14.作为本发明的优选技术方案：所述各个跳频规则包括如下跳频规则1至跳频规则4中的任意一个或任意多个；
15.跳频规则1：以跳频频点范围内任意通讯频点唯一标识序号所对应的预设第二类进制数值为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号所对应预设第二类进制数值作为x，代入公式x5 x3 1获得计算值，并对该计算值执行关于n的取模运算，以取模运算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点，进而构建相应跳频序列；n表示跳频频点范围内通讯频点的个数；
16.跳频规则2：以跳频频点范围内任意通讯频点唯一标识序号所对应的预设第二类进制数值为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号所对应预设第二类进制数左移预设位数后、在低位补1，并将结果作为x，代入公式x2获得计算值，并对该计算值执行关于n的取模运算，以取模运算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点，进而构建相应跳频序列；
17.跳频规则3：基于跳频频点范围内各通讯频点唯一标识序号0至n-1，以x取0作为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号作为x，代入公式x 4进行计算，当计算结果在0至n-1的范围内时，则以计算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；当计算结果超出0至n-1的范围时，则计算结果记为0，以0为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；由此构建相应跳频序列；
18.跳频规则4：基于跳频频点范围内各通讯频点唯一标识序号0至n-1，以x取n作为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号作为x，代入公式x-4进行计算，当计算结果在0至n-1的范围内时，则以计算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；当计算结果超出0至n-1的范围时，则计算结果记为n-1，以n-1为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；由此构建相应跳频序列。
19.作为本发明的优选技术方案：所述步骤c中，该指令收发装置基于gb/t 29768空口协议，构建指令信号。
20.作为本发明的优选技术方案：所述指令收发装置为射频读写器，所述数据响应设备为射频标签，所述指令收发装置的侦测信号、以及所述指令收发装置基于指定通信协议
构建的指令信号均为射频信号。
21.作为本发明的优选技术方案：所述作为指令收发装置的射频读写器为固定位置设置，所述作为数据响应设备的射频标签为移动位置设置。
22.作为本发明的优选技术方案：所述作为指令收发装置的射频读写器固定设置于道路上，所述作为数据响应设备的射频标签设置于道路上的移动行驶装置上。
23.本发明所述一种多设备跳频通讯方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
24.(1)本发明所设计多设备跳频通讯方法，采用全新设计通讯策略，基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的各个跳频序列，由指令收发装置先对环境中信号进行侦测，由此在排除已应用跳频序列的情况下，选择其他跳频序列为该指令收发装置所应用，并构建相应指令信号，实现与相应数据响应设备之间的通讯；如此能够有效降低多设备间同时通讯下频点的冲突，并且设备之间通讯基于不固定频点的跳频序列进行通讯，提升了设备通讯的抗干扰能力；整个方案设计能提升设备读写器对来自周围环境下其他读写器、通讯基站、或多径衰退等环境因素的抗干扰能力。
附图说明
25.图1是本发明所设计多设备跳频通讯方法的流程示意图。
具体实施方式
26.下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
27.本发明所设计一种多设备跳频通讯方法，用于实现各指令收发装置分别与各数据响应设备之间的通讯，实际应用当中，基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的预设数量个跳频序列，构成跳频序列库，并结合各指令收发装置对跳频序列库的共享，各指令收发装置分别在需要与相应数据响应设备进行通信时，按图1所示，执行如下步骤a至步骤d，实现指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯。
28.步骤a.指令收发装置侦测信号，实现对指令信号的捕获，并判断是否捕获到指令信号，是则进入步骤b；否则进入步骤d。
29.步骤b.该指令收发装置针对所捕获各指令信号进行解码，获得其中存在的各个跳频序列，并由跳频序列库中除该各跳频序列以外的各个跳频序列中随机选择一个跳频序列，作为该指令收发装置所对应的跳频序列，然后进入步骤c。
30.步骤c.该指令收发装置基于指定通信协议诸如gb/t 29768空口协议，构建以其所对应跳频序列、前导码、用于实现目标操作的指令依次排布的指令信号，并向相应数据响应设备进行发送，实现该指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯。
31.步骤d.该指令收发装置由跳频序列库中随机选择一个跳频序列，作为该指令收发装置所对应的跳频序列，并进入步骤c。
32.实际应用当中，关于跳频序列库，可以进一步设计基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的预设数量个跳频序列，以各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，构成跳频序列库，由此上述步骤a至步骤d在应用中，基于各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，则更新如下方式执行。
33.步骤a.指令收发装置侦测信号，实现对指令信号的捕获，并判断是否捕获到指令信号，是则进入步骤b；否则进入步骤d。
34.步骤b.该指令收发装置针对所捕获各指令信号进行解码，获得其中存在各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，并由跳频序列库中除该各预设第一类进制数值以外的各个预设第一类进制数值中随机选择一个预设第一类进制数值，作为该指令收发装置所对应跳频序列唯一标识序号的预设第一类进制数值，然后进入步骤c。
35.步骤c.该指令收发装置基于指定通信协议诸如gb/t 29768空口协议，构建以其所对应跳频序列唯一标识序号的预设第一类进制数值、前导码、用于实现目标操作的指令依次排布的指令信号，并向相应数据响应设备进行发送，实现该指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯。
36.步骤d.该指令收发装置由跳频序列库中随机选择一个跳频序列，作为该指令收发装置所对应的跳频序列，并进入步骤c。
37.实际应用当中，还可以针对频点进行预设第二类进制数值的转换，构建各个调频序列，进而构成跳频序列库，具体处理即基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各通讯频点唯一标识序号分别对应的预设第二类进制数值，按预设各个跳频规则，分别以任意预设第二类进制数值为起点，依次根据上一个预设第二类进制数值，计算获得当前预设第二类进制数值，构建相应跳频序列，进而组成预设数量个跳频序列，并以各跳频序列唯一标识序号分别所对应的预设第一类进制数值，构成跳频序列库，如此再结合各指令收发装置对跳频序列库的共享，各指令收发装置分别在需要与相应数据响应设备进行通信时，按步骤a至步骤d，实现指令收发装置与相应数据响应设备之间关于目标操作的通讯。
38.实际应用当中，关于跳频序列构建所涉及的跳频规则多种多样，在这里，着重强调几种具体实施例如下。
39.跳频规则1：以跳频频点范围内任意通讯频点唯一标识序号所对应的预设第二类进制数值为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号所对应预设第二类进制数值作为x，代入公式x5 x3 1获得计算值，并对该计算值执行关于n的取模运算，以取模运算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点，进而构建相应跳频序列；n表示跳频频点范围内通讯频点的个数。
40.跳频规则2：以跳频频点范围内任意通讯频点唯一标识序号所对应的预设第二类进制数值为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号所对应预设第二类进制数左移预设位数后、在低位补1，并将结果作为x，代入公式x2获得计算值，并对该计算值执行关于n的取模运算，以取模运算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点，进而构建相应跳频序列。
41.跳频规则3：基于跳频频点范围内各通讯频点唯一标识序号0至n-1，以x取0作为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号作为x，代入公式x 4进行计算，当计算结果在0至n-1的范围内时，则以计算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；当计算结果超出0至n-1的范围时，则计算结果记为0，以0为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；由此构建相应跳频序列。
42.跳频规则4：基于跳频频点范围内各通讯频点唯一标识序号0至n-1，以x取n作为初值，依次以上一个通讯频点唯一标识序号作为x，代入公式x-4进行计算，当计算结果在0至
n-1的范围内时，则以计算结果作为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；当计算结果超出0至n-1的范围时，则计算结果记为n-1，以n-1为唯一标识序号对应的通讯频点即为当前通讯频点；由此构建相应跳频序列。
43.本发明所设计多设备跳频通讯方法在具体实际应用当中，所述指令收发装置为射频读写器，所述数据响应设备为射频标签，所述指令收发装置的侦测信号、以及所述指令收发装置基于指定通信协议构建的指令信号均为射频信号，即在本专利所设计多设备跳频通讯思想下，实现射频读写器与射频标签之间的通信。
44.进一步在实际的场景应用当中，具体可以设计作为指令收发装置的射频读写器为固定位置设置，所述作为数据响应设备的射频标签为移动位置设置；具体来讲即作为指令收发装置的射频读写器固定设置于道路上，所述作为数据响应设备的射频标签设置于道路上的移动行驶装置上；诸如即针对由道路上固定设置的射频读写器与其通信范围内、道路上所行驶的车辆进行彼此间的射频通讯，具体诸如uhf rfid读写器的载波频率为920.125mhz到925mhz,每个信道带宽250khz,共20个信道，由uhf rfid读写器基于其20个信道下所选择的跳频序列，实现其与应射频标签之间的射频通讯。
45.上述技术方案所设计多设备跳频通讯方法，采用全新设计通讯策略，基于指令收发装置与数据响应设备之间所适用各个通讯频点组成的各个跳频序列，由指令收发装置先对环境中信号进行侦测，由此在排除已应用跳频序列的情况下，选择其他跳频序列为该指令收发装置所应用，并构建相应指令信号，实现与相应数据响应设备之间的通讯；如此能够有效降低多设备间同时通讯下频点的冲突，并且设备之间通讯基于不固定频点的跳频序列进行通讯，提升了设备通讯的抗干扰能力；整个方案设计能提升设备读写器对来自周围环境下其他读写器、通讯基站、或多径衰退等环境因素的抗干扰能力。
46.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。