一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，包括CAN芯片、AD/DA芯片和FPGA芯片，FPGA芯片包括接收模块和发送模块，其中，CAN芯片用于采集车载端CAN总线上的车辆状态信息，并把采集到的数据信息传输到接收模块；发送模块用于对接收到的数据信息进行组帧、MSK调制处理，并把处理后的数据传输到AD/DA芯片；AD/DA芯片用于对接收到的数据进行数模转化，并把处理后的数据传输到接收模块；接收模块用于对接收到的数据进行捕获跟踪和解调处理，并把处理后的数据传输到CAN芯片；CAN芯片用于将数据信号传输到车载端CAN总线上；该结构硬件电路更为简单，实现了车载端通信装置的小型化，方便安装使用。

A Wireless Communication Device for Vehicle End of Construction Machinery Based on MSK Modulation System

【技术实现步骤摘要】
一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置
本技术涉及无线通信工程
，尤其涉及一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置。
技术介绍
在一些恶劣环境(高温、湿热等)中，工作人员难以进入并操作工程机械，为解决此问题，操作人员一般采用无线电的方式实现对挖掘机、汽车等车载终端设备的控制，即通过手持式遥控器发送控制指令数据、接收实时状态数据，通过车载端通信装置接收手持式遥控器发送的控制指令，反馈车载端实时状态。但是，现有技术的车载通信装置通信方式为老式BPSK、QPSK通信体制，在恶劣环境中，不能保障有效的通信，且当前的车载端通信装置电路过于复杂，体积过大，给车载端的安装带来了一定的难度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，解决了现有的车载端通信装置电路过于复杂，体积过大，给车载端的安装带来了一定的难度的问题。为了达到上述目的,本技术采用的技术方案是:本技术提供的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，包括CAN芯片、AD/DA芯片和FPGA芯片，FPGA芯片包括接收模块和发送模块，其中，CAN芯片用于采集车载端CAN总线上的车辆状态信息，并把采集到的数据信息传输到接收模块；发送模块用于对接收到的数据信息进行组帧、MSK调制处理，并把处理后的数据传输到AD/DA芯片；AD/DA芯片用于对接收到的数据进行数模转化，并把处理后的数据传输到接收模块；接收模块用于对接收到的数据进行捕获跟踪和解调处理，并把处理后的数据传输到CAN芯片；CAN芯片用于将数据信号传输到车载端CAN总线上。优选地，车载端无线通信装置上的CAN总线连接CAN芯片，CAN芯片的发送端连接发送模块的接收端，发送模块的发送端连接AD/DA芯片的接收端，AD/DA芯片的发送端连接发送模块的接收端，接收模块的发送端连接CAN芯片的接收端。优选地，CAN芯片的型号为MCP2515。优选地，FPGA芯片的型号为xc7A200TFPGA。优选地，AD/DA芯片为射频数字收发芯片。优选地，射频数字收发芯片的型号为AD9361。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，基于FPGA为硬件外壳，以无线电的形式实现MSK调制解调的通信体制，可靠性更高，有效保障通信的有效性；此外，基于AD/DA芯片+FPGA+CAN芯片的硬件平台设计，使得硬件电路更为简单，实现了车载端通信装置的小型化，方便安装使用。进一步的，接收模块将AD9361射频数字收发芯片采集到的无线电信号数据进行捕获跟踪，MSK解调后，丢弃同步头后将业务数据经CAN总线传输至车载端上的各个分机设备。进一步的，发送模块和接收模块实现本技术的功能，通过AD9361射频数字收发芯片完成数字信号和模拟信号的转化，实现起车载端与手持式遥控器的可靠通信，克服了抗干扰能力弱，体积过大等缺点。附图说明图1为本技术发送模式和接收模式示意图；图2为本技术基于AD9361+FPGA+MCP2515硬件平台的示意图；图3为本技术提供的MSK调制框图；图4为本技术接收模式载波捕获算法框图；图5为技术提供的比特差-维特比解调框图；图6为技术提供的维特比解码的FPGA实现框图。具体实施方式下面结合附图，对本技术进一步详细说明。如图1、图2所示，本技术提供的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，包括CAN芯片、AD/DA芯片和FPGA芯片，FPGA芯片包括接收模块和发送模块，其中，车载端无线通信装置上的CAN总线连接CAN芯片，CAN芯片的发送端连接发送模块的接收端，发送模块的发送端连接AD/DA芯片的接收端，AD/DA芯片的发送端连接接收模块的接收端，接收模块的发送端连接CAN芯片的接收端。CAN芯片用于采集车载端CAN总线上的信息，该信息为车辆状态信息，包括车载端上的油门档位、操纵杆位置和发电机状态等状态信息；并把采集到的数据信息传输到发送模块。发送模块对接收到的数据信息进行组帧、调制，并将处理后的数据信息传输至AD/DA芯片。AD/DA芯片将接收的数据进行数模转化，并将数据信息以无线电信号的形式发射出去。接收模块接收AD/DA芯片发送的数据信息，并对接收到的信号进行捕获跟踪和解调，用于完成有效信息的提取，并把提取到的有效信息传输到CAN芯片。其中，发送模块对数据信息进行组帧和调制时，采用的组帧方式为同步头与业务数据方式，其中，同步头可以实现信号的快速捕获和跟踪功能；业务数据为实际通信有效数据；调制方式采用MSK信号调制方式，该方式具有抗干扰和抗截获较好、恒定包络、相位连续、功率谱密度集中等特性。接收模块对接收到的信号进行捕获跟踪和解调时，捕获跟踪采用的是时域滑动相关算法,通过频率的补偿和迭代，直到频率精度达到要求；解调方式为MSK信号解调方式,比如采用维特比解码算法。CAN芯片的型号为MCP2515，该芯片支持CAN2.0标准通信协议，易于设计开发。FPGA芯片的型号为xc7A200TFPGA；AD/DA芯片为AD9361型号的射频数字收发芯片；其中，MCP2515CAN芯片和xc7A200TFPGA的接收端连接，xc7A200TFPGA通过AD9361射频数字收发芯片与MCP2515CAN芯片连接。数字信号与无线电信号之间的信号转化均为AD9361射频数字收发芯片完成，具有小型化，低功耗的特点。本专利技术提供的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置基于AD9361+FPGA+MCP2515硬件平台，以MSK信号调制解调方式实现车载设备与远程遥控设备间的可靠通信，并通过CAN总线完成与车载端上的各个分机设备的信息交互。具体的本技术的工作原理是：1.发送模式FPGA主控芯片控制MCP2515CAN芯片采集CAN总线上的有效信息，再根据源地址的不同区分各种类型，进而对有效信息进行组帧，其组帧方式采用同步头与业务数据方式，同步头为伪随机序列，可以实现信号的快速捕获和跟踪功能，业务数据为实际通信数据编码后的待调制数据。MSK调制如图3所示，MSK信号是一种调制指数为0.5的连续相位调制信号，在每个符号周期Tb内载波相位线性增加或者减小π/2。基带码序列经差分编码得到b(k)，b(k)经串并转换后分别加入中频fc(70M)载波后I、Q两支路相加输出。标准余弦发生采用FPGA直接数字频率合成器(DDS)方式，能够准确实现频率、幅度、相位的调制。最后使用AD9361射频数字收发芯片将调制信号进行数模转化，并将其以无线的信号形式发射出去。2.接收模式一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置接收模式，包括捕获跟踪和MSK解调两部分。捕获跟踪部分主要完成帧同步功能，如图4所示，捕获跟踪具体流程如下：将AD9361射频数字收发芯片采样信号不断进入一个固定长度的移位寄存器，每当进入一组新的数据时，将本地带调制信号模板同寄存器中信号对位相乘累加求和，得到一点相关值，此为搜索状态；当某一时刻相关值超过预设门限时，认为此点为可疑峰值，锁存此峰值及对应位置，进入判断状态；判断状态内，将后续五点相关值同可疑峰值比较，若可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，其特征在于，包括CAN芯片、AD/DA芯片和FPGA芯片，FPGA芯片包括接收模块和发送模块，其中，CAN芯片用于采集车载端CAN总线上的车辆状态信息，并把采集到的数据信息传输到接收模块；发送模块用于对接收到的数据信息进行组帧、MSK调制处理，并把处理后的数据传输到AD/DA芯片；AD/DA芯片用于对接收到的数据进行数模转化，并把处理后的数据传输到接收模块；接收模块用于对接收到的数据进行捕获跟踪和解调处理，并把处理后的数据传输到CAN芯片；CAN芯片用于将数据信号传输到车载端CAN总线上。

【技术特征摘要】
1.一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，其特征在于，包括CAN芯片、AD/DA芯片和FPGA芯片，FPGA芯片包括接收模块和发送模块，其中，CAN芯片用于采集车载端CAN总线上的车辆状态信息，并把采集到的数据信息传输到接收模块；发送模块用于对接收到的数据信息进行组帧、MSK调制处理，并把处理后的数据传输到AD/DA芯片；AD/DA芯片用于对接收到的数据进行数模转化，并把处理后的数据传输到接收模块；接收模块用于对接收到的数据进行捕获跟踪和解调处理，并把处理后的数据传输到CAN芯片；CAN芯片用于将数据信号传输到车载端CAN总线上。2.根据权利要求1所述的一种基于MSK调制体制的工程机械车载端无线通信装置，其特征在于，车载端无线通信装置上的CAN总线连接CA...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炜，
申请(专利权)人：西安思丹德信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61