跳频频点生成方法及跳频通信方法与流程

本发明涉及一种跳频频点生成方法及跳频通信方法，主要应用于电力信息采集领域。

背景技术：

目前lora模块的应用中多采用定频和慢跳等通讯方式，但都存在一些问题，比如数据的安全性问题，易受干扰问题，频点利用率低，多径效应等，而且有些地方有相关法律规定，在某一信道占用的时间不能超过允许的最大信道停留时间。

微功率无线模块现在多用于无线定频通讯方式，即两个模块通过固定频点进行数据的接收和发送。微功率无线模块的应用有些采用慢跳通讯方式，即模块会首先在某一频点发送数据，如果没有数据帧回应，会采用程序里边定义好的频点列表中的下一个频点进行通讯，如果还是没有收到数据帧回应，则切换到频点列表中的下一个频点。慢跳通讯方式实质上，一帧数据也是在同一个频点发送或接收，只是在某一频点通讯不成功时会自动切换到下一个频点进行通讯。这种方式解决了因为干扰导致通讯失败的问题，具有一定的抗干扰性，而且也可能会用到较多的频点。但是这种方式受前导长度限制，可用到频点的数量是有限的，不能太多。而且该种方式的安全性也是比较低的，因为一帧数据还是在一个频点上进行收发的，这样数据帧还是比较容易被解析，而且数据帧长度过长时，在某一信道占用的时间可能超过相关法规允许的最大信道停留时间。

上述现有技术的缺点在于：1、无线通讯模块固定频点的数据收发方式是在一个频点上进行数据的发送和接收，这种通讯方式下的收发数据比较容易被人通过模块获取到数据帧的内容，然后解析，数据安全和保密性不够好。2、如果一帧数据长度比较长的时候，在某一信道占用的时间可能就会超过某些国家允许的最大信道停留时间。3、这种定频通讯方式的抗干扰性上也要比跳频通讯方式差很多。4、允许可用频段的利用率也比较差，因为定频和慢跳等通讯时只使用了某一固定频点，而跳频通讯则使用多频点切换的方式收发数据。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种跳频频点生成方法，利用该方法生成的频点通讯时，能够有效提高通讯的安全性和抗干扰性。

本发明的另一目的在于提供一种跳频通信方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，

用于网络通讯的跳频频点的生成方法，包括以下步骤：

选取若干不同的频点，排列完成后得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号，编号从0开始，由小到大顺序进行；

选取一组质数；

质数p乘以序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

作为优选，所选质数的数量等于频点数量，排列完成后，与排列好的所述频点形成一一对应；质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

用于网络通讯的跳频频点序列的生成方法，包括以下步骤：

a、选取若干不同的频点，排列完成后得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号，编号从0开始，由小到大顺序进行；

b、选取一组质数；

c、质数p乘以序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

d、重复步骤c，直至得到完整的新频点列表l。

作为优选，所选质数的数量等于频点数量，排列完成后，与排列好的所述频点形成一一对应；质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

一种跳频通讯方法，采用前述方法获得跳频频点。

作为优选，一帧数据的发送和接收在多个频点下完成。

作为优选，通过mcu管理的频点列表中的跳频频点进行数据帧发送和接收，通讯过程中，在某一频点驻留时间结束之后，进入跳频中断，中断中切换到下一个频点继续发送和接收该数据帧的余下数据。

作为优选，在任一频点的驻留时间为符号长度的整数倍。

本发明与现有技术相比有如下优点和效果：1、本发明把包含n个频点的列表，生成不同排序的无重复频点的列表，灵活应用于实际应用中进行通讯时，能够大大提高数据安全性和抗干扰能力，可适用于同一环境下的不同平台的应用。2、采用了fhss(跳频)通讯方式，即一帧数据的发送和接收是在多个频点上完成的，与定频通讯方式的在固定的某一频点不同，这种通讯方式的数据安全性大大提高，而且抗干扰性也大大增强，可以充分利用可用频段的频点，提高频点利用率，也可以解决有些地方规定了某一信道占用的时间不能超过相关法规允许的最大信道停留时间的问题。

附图说明

图1是本发明跳频频点生成方法示意图。

图2是本发明数据帧组成，发送数据和接收数据两端的同步机制示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍。

本发明一种用于网络通讯的跳频频点的生成方法，包括：

在ism(industrialscientificmedical)某一免费频段，选取若干不同的频点，排列(排列顺序无要求)完成后得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号，编号从0开始，由小到大顺序进行(0、1、2、3、4、5……)；

选取一组质数；

质数p乘以序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

作为优选，所选质数的数量等于频点数量，排列(排列顺序无要求)完成后，与排列好的所述频点形成一一对应；质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

另外，本发明基于fhss(frequency-hoppingspreadspectrum)通讯方式，把包含n个频点的频点列表t，生成不同排序的无重复频点的频点列表l，如图1所示，具体包括：

a、在ism(industrialscientificmedical)某一免费频段，选取若干不同的频点，排列(排列顺序无要求)完成后得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号，编号从0开始，由小到大顺序进行(0、1、2、3、4、5……)；

b、选取一组质数；

c、质数p乘以序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点；

d、重复步骤c，直至得到完整的新频点列表l。

这样生成的新的频点列表l不会有频点重复出现的情况存在，根据此方法可形成若干组频点序列，从而实现了更加安全可靠的，抗干扰性强，应用更加灵活的跳频通讯方式。

作为优选，所选质数的数量等于频点数量，排列(排列顺序无要求)完成后，与排列好的所述频点形成一一对应；质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点。

本发明一种采用lora无线模块的fhss跳频通讯方法，不同于定频和慢跳等通讯方式，并非收发数据都是在一个频点上。该发明在发送和接收一帧数据时用到了一组频点列表中的多个频点或全部频点(即一帧数据的发送和接收是在多个频点下完成的，所述频点采用上述跳频频点生成方法得到)，使用到的频点数和数据帧长度有关，并且可对频点列表进行排序，以降低数据通讯干扰。该种方案的数据安全性高，抗干扰性也比较强，频点利用率高，同时解决了在单一频点的滞留时间超标问题。跳频通讯方式(fhss)是通过在微控制器(mcu)管理的频点列表中的跳频频点进行发送和接收数据。通讯过程中，在某一频点驻留时间结束之后，进入跳频中断，中断中切换到下一个频点继续接收数据。在任一频点的驻留时间可通过配置lora芯片寄存器来实现，它是符号长度(具体由bw带宽和sf扩频因子计算得到符号速率rs＝bw/(2^sf)。一个符号的传输时间ts＝1/rs，符号长度即指ts这个值)的整数倍，具体参见图2。

实施例1

a、在433mhz频段，选取35个不同的频点，按顺序排列，得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号；

b、选取一组质数，排列完成后(7，11，13，19，23，31，37，41，47……这样的质数)，与排列好的所述频点形成一一对应；

c、质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点；

d、重复步骤c，直至得到完整的新频点列表l。

这样生成的新的频点序列l不会有频点重复出现的情况存在。两个模块之间进行通讯，一帧数据在收发时会使用到这35个频点(顺序按照新频点列表l的顺序)中的一部分频点或者全部频点，使用到的频点数与发送的数据帧长度有关，数据帧长度越长使用到的频点数据会越多。

实施例2

a、在470mhz频段，选取60个不同的频点，按顺序排列，得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号；

b、选取一组质数，排列完成后(7，11，13，19，23，31，37，41，47……这样的质数)，与排列好的所述频点形成一一对应；

c、质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点；

d、重复步骤c，直至得到完整的新频点列表l。

这样生成的新的频点序列l不会有频点重复出现的情况存在。两个模块之间进行通讯，一帧数据在收发时会使用到这60个频点(顺序按照新频点列表l的顺序)中的一部分频点或者全部频点，使用到的频点数与发送的数据帧长度有关，数据帧长度越长使用到的频点数据会越多。

实施例3

a、在915mhz频段，选取64个不同的频点，按顺序排列，得到频点列表t，按排列顺序对各频点进行序列号编号；

b、选取一组质数，排列完成后(7，11，13，19，23，31，37，41，47……这样的质数)，与排列好的所述频点形成一一对应；

c、质数p乘以与之对应频点的序列号i，然后除以频点总数并取余数，将所述频点列表t中序列号为该余数的频点，作为新频点列表l中序列号为i的频点；

d、重复步骤c，直至得到完整的新频点列表l。

这样生成的新的频点序列l不会有频点重复出现的情况存在。两个模块之间进行通讯，一帧数据在收发时会使用到这64个频点(顺序按照新频点列表l的顺序)中的一部分频点或者全部频点，使用到的频点数与发送的数据帧长度有关，数据帧长度越长使用到的频点数据会越多。