基于无线通讯的数据失真问题的研究

作     者：李亚克 

作者单位：桂林电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王改云

授予年度：2022年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：数据失真 RF python 时钟校验码 脉宽补偿 

摘      要：20世纪,在军工需求的促使下,雷达技术应运而生;战后随着社会发展的需要,科学技术人员将该技术转为民用。从其中衍生出来的RF——射频技术,便是其中翘楚。RF射频技术以其在不同环境中极高的适用性、读写的便捷性,一经出现便大受欢迎。二十世纪末至今,在无线网络、硬件和传感设备等关键技术的不断突破下,RF射频技术不断革新,发展出多种新的通讯技术。其中主要有:蓝牙,Zig Bee,WIFI,Li Fi,GPRS,Z-Wave,射频315/433,NFC,UWB和Mod Bus等十大技术。以其中的NFC技术为例,该技术得益于其标签数据的唯一性、结构的简易性以及较高的性价比,在物联网技术的大家庭中,占有一席之地。课题中,采用的射频315/433模块,也在人们的日常生活中应用广泛,如,室内外空气质量数据的采集与传输,汽车钥匙,汽车地锁控制等。然而,RF信号在无线传输环节中,由外部因素影响造成的信号失真问题始终是该技术的一个难点。数据的失真会导致设备通讯失败或给用户错误的信息。严重时会对用户的财产和安全造成威胁,因此如何获得高质量的信号是射频315/433技术的关键。当下,获得高质量的信号,通常意味着精确度更高的元件、更复杂的程序编码亦或更高的功耗,这些往往会使产品的成本增高。课题,从影响射频315/433信号质量的因素分析开始,通过在硬件部分增加带通滤波电路,软件部分增加时钟校验码,使程序可以自动调节数据信号的脉宽,以此提高数据的通信效率和准确率。并通过串口通信以及蓝牙技术,搭建了通信设备与PC端及移动端的数据传输系统。主要研究内容如下:(1)研究造成信号质量差的软、硬件方面的原因,熟悉国际上当前常用的信号处理的方法以及有待解决的问题;(2)通过研究外部环境,如温度、电磁环境等对信号质量的影响,从而确定软、硬件的优化方案以达到最大限度地减弱外部干扰对信号的影响;(3)通过研究电压、电流等因素对信号质量的影响,确定合适的供电电压,并在此基础上对软、硬件进行优化;(4)测试调整后的软、硬件的优化程度;(5)与PC端和移动端的通讯程序的开发;(6)对课题的研究结果及有待改善的地方进行总结,并对技术的发展和研究方向进行展望。