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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种自适应跳频的ZigBee通信链路系统及链路建立方法，其中系统包括：MCU模块、FPGA模块，ZigBee射频模块，终端模块。该系统中MCU通过DLX算法生成跳频序列族后，由内部处理将跳频序列族中的跳频序列传输到ZigBee射频模块进行处理，该模块利用跳频序列并以不断跳频的方式以及无线技术将搜寻指令发送给终端，当MCU模块收到终端返回的设备信息之后根据返回情况进行搜索、跳频及测试或反馈等操作实现系统的自适应跳频以及整个系统的ZigBee通信链路的建立，该系统通过合理的分配和应用ZigBee通信中的频率资源，提高数据在传输过程中的可靠性，以及降低在无线通信过程中的频率分集技术的应用中的成本。

主权项：1.一种自适应跳频的ZigBee通信链路系统，其特征在于包括：MCU模块、FPGA模块、多个ZigBee射频模块和终端；所述MCU模块采用DLX算法生成跳频序列、并与FPGA模块进行数据通信，接收FPGA模块传送的数据并进行处理和判断从而完成系统整体的通信链路建立；所述FPGA模块与多个ZigBee射频模块数据通信，当同时接收到多个ZigBee射频模块的数据时进行优先级处理；所述ZigBee射频模块包括多个ZigBee射频芯片、匹配电路、射频前端芯片和天线，所述ZigBee射频芯片同时挂载在一个串口上实现频率分集，所述匹配电路用于屏蔽流入天线电缆屏蔽层外部的电流，所述射频前端芯片用于对电路中的信号进行功率放大、低噪声放大和频分双工；所述终端用于当该系统在搜索、跳频、测试和反馈过程时建立ZigBee通信链路；该自适应跳频的ZigBee通信链路系统的链路建立方法，包括如下步骤：S1：MCU模块调用内部资源并利用DLX算法构造满足系统需求的跳频序列族，获取跳频序列族中的跳频序列通过FPGA模块处理后传输至ZigBee射频模块；S2：每个ZigBee射频模块利用跳频序列并定时跳变频率向周围发送带有地址信息的搜寻指令，终端收到搜寻指令后将自身情况信息反馈至MCU模块，当所有ZigBee射频模块接收的数据向MCU模块进行汇总后获得终端占用的频率数为Ak＝0，1，2，3，...，k，根据频率分集方式，假设获取到的终端占用频率总数为k，则将每个ZigBee射频模块收到的频率占用数用集合表示{a1，a2，a3，...，ak}，ak＝0，1，2，3，...，k表示每个ZigBee射频模块收到的终端设备占用频率的总数，则ZigBee射频模块接收的数据由MCU模块汇总后将数据情况分为三类：当：Ak＝k，即列表信息中包含了终端射频设备所占用的所有频率，执行S3；当：Akk，即列表信息中收到频率数少于终端设备占用频率总数，执行S4；当：ak＝0，即存在ZigBee射频模块未收到任何信息，执行S5；S3：MCU模块通过FPGA模块控制各ZigBee射频模块执行测试指令，待收到终端返回的确认信息后将收集到的数据信息上传至MCU模块，执行S6；S4：MCU模块通过FPGA模块控制各ZigBee射频模块执行跳频指令，通知未响应的终端更换频率并向对应ZigBee射频模块返回确认指令，待完成后执行S3；S5：当多个ZigBee射频模块中出现损坏或错误则执行S2；S6：MCU模块将收集到的终端信息进行显示并表明通信链路建立成功；S1具体方式如下：MCU模块设定阈值并设置用于接收转换后的跳频序列族的初始矩阵，将阈值与初始矩阵导入DLX算法流程中，利用DLX算法中的回溯算法和剪枝方法得到最佳跳频序列族。

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