本发明涉及无线麦克风变频技术领域，尤其涉及一种基于单向通信的无线麦克风变频技术。
背景技术：
目前现有的无线麦克风系统中，发射机和接收机频点是固定的，无线麦克风的工作频段一般是VHF波段或者UHF波段，频率固定的，或者通过手动方式调整频率，简称为定频麦克风。因为VHF波段或者UHF波段信号传输距离远(空旷的地方可能达5-30米)和穿墙能力(可以穿透2-4堵墙)比较强，如果这种定频麦克风在一些KTV包房使用的时候，麦克风的调配和发放就比较麻烦，因为如果某2个房间2对麦克风的频点有重叠或相差太近，会造成串频干扰，会产生大量噪音，甚至会让无线麦克风无法正常工作。
同时，在无线电波传输的过程中，会产生互调干扰，互调出的新频率，又会对其他麦克风造成干扰，定频麦克风经常会出现一只无线麦克风的发射的人声，有多只接收端收到的情况，或者多只麦克风，发出同一个频率，导致接收机无法正常接收。
互调干扰是指当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，其中三阶互调最严重。
三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波，另一个信号是基波信号，合成为三阶信号，所以2F1-F2被称为三阶互调信号。由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2，这就是三阶互调干扰。
因此，有必要进行研究开发，以提供一种解决上述目前现有技术存在缺陷的技术方案，解决现有无线麦克风在无线电波传输过程中产生互调干扰的缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于单向通信的无线麦克风变频技术，通过UHF芯片本身的辅助通信功能进行单向通信，不必采用第三方的双向通信方式，以解决现有无线麦克风在无线电波传输过程中产生互调干扰的缺陷。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于单向通信的无线麦克风变频技术，包括UHF选频软件、发射端和接收端，所述发射端包括咪芯、UHF发射芯片、发射端单片机、与发射端单片机连接的开关机按键和MIC状态指示灯，所述UHF发射芯片设置有UHF发射天线，所述接收端包括接收端单片机、UHF接收芯片、USB Audio芯片、USB Type A公头，所述接收端单片机设置有UHF状态LED和系统状态LED，所述UHF接收芯片设置有UHF接收天线，所述UHF选频软件产生50个互不干扰的频率，所述发射端和接收端的单片机中各自保存着同样一张包含50个频率的频率表，这50个频率经过UHF选频软件运算。
进一步地，所述UHF发射芯片采用KT0646M芯片、自带4个字节的单向辅助通信功能，所述UHF接收芯片采用KT0656M芯片、自带单向辅助信道通信功能实现单向接收。
进一步地，所述发射端单片机有一个16位的唯一ID，并在发射4个字节的心跳包时，前面2个字节为发射端单片机的16位唯一ID，所述发射端每次开机，其发射频率都是从频率表中的50个频率中随机抽取，并保证本次发射频率与上次开机发射频率不同。
进一步地，所述接收端USB Type A公头插入主机上电、上电6秒内接收端与发射端进行对码，所述接收端初始化UHF接收频点、将频率索引0设为接收频点、实时监测UHF信号RSSI值。
进一步地，所述RSSI值低于信号阀值时、接收端UHF状态LED会熄灭，所述RSSI值持续超过2秒低于信号阀值时、接收端进入扫频流程。
进一步地，所述扫频流程包括接收端从频点索引0开始在频率表中搜索50个频点，如果检测到RSSI大于信号阀值，则正常搜索到该频点，然后开启UHF辅助信道接收发射端心跳包，确认发射端ID是否与本接收端保存的ID相匹配，如果匹配，则本次扫频完成。
进一步地，所述接收端搜索不到有效频点或者搜索到频点后、发射端ID与接收端保存的ID不匹配，则接收端会将频点索引自动加1继续搜索；所述频点索引大于或等于49时，接收端将频点索引清0从头开始搜索。
进一步地，所述接收端与发射端对码步骤为：首先，用户按住发射端MIC开关键3秒以上，发射端MIC状态指示灯会快速闪烁；然后，在发射端MIC状态指示灯闪烁的同时，将接收端插入上位机的USB接口；接收端上电，UHF状态LED闪烁，表示接收端已经进入对码模式，6秒内，UHF状态LED熄灭，表示对码成功。
进一步地，所述接收端与发射端进行对码时将UHF发射功率调低、发射端和接收端的最大距离在1米以内。
相较于现有技术，本发明基于单向通信的无线麦克风变频技术的有益效果是：1.经过与传统定频无线麦克风实际测试对比，本发明无线麦克风可以规避串频干扰，扫频过程快，测试最长的频点搜索时间不超过3秒。
2.本发明中的无线麦克风发射端和接收端对码后，是一对一工作，不会存在多只同型号麦克风在一个空间内同时使用时产生串频干扰的问题。
3.本发明中的麦克风发射端从50个频点中随机挑选一个频点来工作，串频概率很低。
附图说明
图1为本发明的无线麦克风发射端硬件方框图。
图2为本发明的无线麦克风接收端硬件方框图。
图3为本发明的无线麦克风发射端软件流程图。
图4为本发明的无线麦克风接收端软件主流程图。
图5为本发明的无线麦克风接收端扫频流程图。
图6为本发明的无线麦克风发射端和接收端对码流程图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
本发明基于单向通信的无线麦克风变频技术通过UHF选频软件产生50个互不干扰的频率，无线麦克风发射端和接收端的单片机中各自保存着同样一张包含50个频率的表格，这50个频率经过UHF选频软件运算，剔除掉了任意2个频率叠加而产生的三阶互调频率。
如图1所示，提供本发明的无线麦克风发射端硬件方框图，包括咪芯、UHF发射芯片、发射端单片机、与发射端单片机连接的开关机按键和MIC状态指示灯，所述咪芯与UHF发射芯片连接并提供人声输入，所述UHF发射芯片设置有UHF发射天线、自带4个字节的单向辅助通信功能，所述UHF发射芯片采用昆腾微公司的KT0646M芯片，所述发射端单片机通过I2C总线来初始化和设置UHF发射芯片发射频点等功能，所述MIC状态指示灯在麦克风开机时、指示灯长亮，所述MIC状态指示灯在麦克风发射端与接收端对码时、指示灯快速闪烁。
如图3所示，提供本发明的无线麦克风发射端的软件流程，所述麦克风发射端单片机有一个16位的唯一ID，并在发射4个字节的心跳包时，前面2个字节为发射端单片机的16位唯一ID，所述麦克风发射端每次开机，其发射频率都是从频率表中的50个UHF频率中随机抽取，并在UHF选频软件上做了控制，保证本次发射频率与上次开机发射频率不同。
具体地，在开始阶段，对发射端无动作时，发射端进入休眠模式，用户按键唤醒发射端，发射端进行扫描按键动作，确认用户是否按下麦克风开关机按键，若没有按下、发射端保持休眠模式，若有按下、发射端从频率表中随机挑选一个频点，并通过UHF发射芯片开启UHF发射进行心跳包发送，在发送心跳包时，包含发射端自身16位的唯一ID，此时，发射端持续扫描按键，当扫描到用户没有按下开关机按键时、发射端持续发送心跳包，当扫描到用户按下开关机按键时、发射端关闭UHF发射，发射端进入休眠模式。
如图2所示，提供本发明的无线麦克风接收端硬件方框图，包括接收端单片机、UHF接收芯片、USB Audio芯片、USB Type A公头，所述接收端单片机设置有UHF状态LED和系统状态LED，所述UHF接收芯片设置有UHF接收天线，所述UHF接收芯片采用昆腾微公司的KT0656M芯片、自带单向辅助信道通信功能实现单向接收，所述接收端单片机通过I2C总线来初始化和设置UHF接收芯片接收频点等功能，所述USB Audio芯片负责将UHF接收芯片解调后的人声打包成标准的USB音频数据包、并通过USB Type A公头传送给上位机；将所述USB Type A公头插入上位机主机，接收端上电时，系统状态LED会闪烁，当接收端收到有效UHF信号时，UHF状态LED会长亮，当接收端与发射端对码时，UHF状态LED快速闪烁。
如图4所示，提供本发明的无线麦克风接收端的软件流程，将USB Type A公头插入上位机主机，接收端上电开始工作，接收端上电6秒内为接收端与发射端对码时期，发射端在此期间发出对码指令(所述对码流程如图6所示，后面另做说明，故此段不在赘述)，接收端初始化UHF接收频点，并将频率索引0设为接收频点及实时监测UHF信号强度RSSI值，如果发现接收的RSSI低于某一阀值，则表示发射端关机或UHF信号丢失，还有可能是发射端与接收端的距离超出了接收的最大距离、或者有障碍物，此时接收端UHF状态LED会熄灭，当持续超过2秒RSSI值低于阀值，则接收端进入扫频流程，扫频流程详见图5。
具体地，将USB Type A公头插入上位机主机，接收端上电开始工作，接收端上电6秒内完成用户对码，接收端单片机对UHF接收芯片进行初始化并设置接收频点，同时监测UHF接收信号灵敏度RSSI值，当RSSI值不小于信号阀值时、UHF状态LED长亮，当RSSI值＜信号阀值、且持续2秒以上时间，UHF状态LED熄灭，接收端处于关机或者信号丢失状态，此时，接收端进入扫频流程，扫频完成后，接收端单片机设置UHF接收频率，UHF状态LED长亮。
如图5所示，提供本发明的无线麦克风接收端扫频流程，为了防止扫频过程中，麦克风接收端产生噪音，整个扫频过程中将音频静音。当发射端关机或发射端远离接收范围，则接收端会自动进入扫频流程、即自动搜台，接收端从频点索引0开始在频率表中搜索50个频点。先采用快速搜索方法，如果检测到RSSI大于30(此信号阀值取决于硬件，跟发射端的发射功率和强度有关，可根据实际情况调整)，则正常搜索到该频点，然后开启UHF辅助信道监听来自发射端的心跳包，收到心跳包以后，确认发射端ID是否与本接收端保存的ID相匹配，如果匹配，则本次扫频完成，接收端设置本频率，并取消静音。如果接收端搜索不到有效频点，或者搜索到频点后，ID不匹配，则接收端会将频点索引自动加1继续搜索，一直到搜索到匹配过的发射端发出有效的频点为止。如果频点索引大于或等于49，将频点索引清0，继续从头开始搜索。
如图6所示，提供本发明的无线麦克风发射端和接收端对码流程，为了防止对码距离太远，容易将ID码对到别的接收端，所以在对码时将UHF发射功率调低，对码时，要保证发射端和接收端的最大距离在1米以内，具体对码步骤为：首先，用户按住发射端MIC开关键3秒以上，发射端MIC指示灯会快速闪烁；然后，在发射端MIC指示灯闪烁的同时，迅速将接收端插入上位机的USB接口中；接收端上电，UHF指示灯闪烁，表示接收端已经进入对码模式，如果6秒内，UHF指示灯熄灭，表示对码成功，如果对码失败，则进行重新对码。
具体地，用户按住发射端MIC开关键3秒不放，进入对码模式，将音频静音开启UHF发射，并切换至对码频点，调低UHF发射功率，接收端上电开机，开启UHF接收，并将接收频点设置为对码频点；此时，发射端开启辅助信道并同步开启5秒定时器，接收端开启UHF辅助信道并同步启动6秒定时器，发射端发射对码指令附带发射端单片机16位唯一ID及随机工作频点索引，在定时5秒时间到时，将发射频点设置为工作频点，此时，接收端在如果在6秒内收到发射端对码指令，则保存发射端ID到EEPROM，对码成功，接收端如果在6秒内未收到发射端对码指令，则本次对码失败。
具体地，所述工作频点是指收发双方保存在各自ROM中的一个频率表，所述频率表有50个经UHF选频软件筛选的互不产生互调干扰的频点；所述对码频点是指在50个工作频点之外的频点，此频点专门用来做对码用的。
本发明借助UHF芯片本身的辅助通信功能进行单向通信，而不必采用第三方的双向通信方式(如2.4G，433M通信等)，充分挖掘UHF芯片本身的资源，而无需增加额外的通信芯片及模块，这样节省了产品的整体BOM成本，为产品的大批量生产降低了不少的成本。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。