一种用于模型控制的无线传输系统及实现传输及控制的方法与流程

本发明属于模型和仿真实训技术领域，具体地说，涉及一种用于模型控制的无线传输系统及实现传输及控制的方法。

背景技术：

在模型和仿真领域，特别是轨道模型领域内，载波即作为能源供应(电源)又作为信号的一种传输方式，实现了供能和数据传输的双重功能，简化了设备的占用。在模型和仿真行业中，可以通过载波传输信号和数据。

通过载波传输数据，传输速率低下，校验过程耗时长，效率低。且通过载波传输数据，编译器对数据编译后的文件由专门的编程器将文件数据以载波的形式传递出去，实现数据的传输，借助编程器编译效率低，且编程器价格昂贵，编译环境操作复杂，不利于用户推广使。

传统的控制方式，无论有线还是无线，都必须要通过一个主机才能接入信号，最终的控制信号依然以载波形式传送。必须依赖于主机的转换；传统的芯片烧录好文件之后，必须依赖于测试版才能进行测试，或者依赖于产生载波信号的主机和手柄组合进行测试，系统结构复杂，价格昂贵。

技术实现要素：

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种用于模型控制的无线传输系统及实现传输及控制的方法，使用无线收发单元实现上位机与模型控制单元之间的无线通信，将上位机上修改的参数或者创建的文件通过无线方式传输到模型控制单元并更新系统参数，在模型开机上电后直接读取系统配置文件的参数，在模型操作过程中参数作出相应的动作，实现对数据和文件的直接操作，与使用载波需要专门的编程器和编译环境才能将数据转换成载波信号传输相比，免除了编程器硬件，简化了复杂的编译流程和系统构造，降低系统配置难度和提高传输效率。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种用于模型控制的无线传输系统，包括上位机和模型控制单元，所述的上位机包括模型操作单元和无线收发单元，无线收发单元与模型操作单元连接，所述的模型控制单元包括无线收发单元、主控单元、存储单元、信号放大单元、电机控制单元、信息采集单元和音频处理单元，所述的上位机通过无线收发单元与模型控制单元的无线收发单元进行无线通信，所述的模型控制单元的无线收发单元的输出端与主控单元的接收端连接，主控单元与存储单元连接，主控单元的控制信号输出端与电机控制单元输入端连接，电机控制单元的输出端与电机连接，主控单元的音频信号输出端与音频处理单元的输入端连接，音频处理单元的输出端与扬声器连接；主控单元的驱动信号输出端与信号放大单元输入端连接，信息采集单元的输出端与主控单元连接。

进一步地，所述的主控单元为MCU、ARM、DSP、FPGA、CPLD或SOC。

进一步地，所述的无线收发单元包括蓝牙模块、WiFi模块、UWB模块、NFC模块、6LoWPAN模块、433/868/315模块、GPRS模块、红外线通信模块、超声波通信模块、LORA通信模块、3G/4G/5G模块以及NRF24I01通信模块。

进一步地，所述的蓝牙模块包括蓝牙1.0模块、蓝牙2.0模块、蓝牙3.0模块、蓝牙4.0模块、蓝牙4.1模块和蓝牙5.0模块。

进一步地，所述的模型操作单元包括按键和参数设置单元。

进一步地，所述的上位机包括基于X86、ARM、RISC架构的计算机和移动智能终端。

进一步地，所述的上位机为手柄。

用于模型控制的无线传输系统实现参数传输及控制的方法，包括如下步骤：

S11：将上位机与模型控制单元通过无线收发单元连接配对；

S12：在上位机上的参数设置单元进行参数修改；

S13：上位机的无线收发单元将配置参数无线传输到模型控制单元的无线收发单元；

S14：模型控制单元的无线收发单元接收到配置参数后，通过总线将配置参数传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给无线收发单元，无线收发单元将指令传输到上位机的无线收发单元；

S15：主控单元通过通信协议的的内容判定参数的定义,将在主控单元中的参数进行与之相应的修改，并将该参数更新存储到存储单元中系统配置文件中的关联地址；

S16：系统开机上电；

S17：主控单元从存储单元中读取系统配置文件，在模型操作单元上操作，模型操作单元的操作指令通过无线收发单元传输到模型控制单元，模型控制单元根据操作指令及系统配置文件中读出的参数执行操作。

用于模型控制的无线传输系统实现文件传输及控制的方法，包括如下步骤：

S21：将上位机与模型控制单元通过无线收发单元连接配对；

S22：在上位机上创建系统配置文件和数据文件，并将文件按标准名字及格式进行保存；

S23：使用上位机的无线收发单元将系统配置文件和数据文件无线传输到模型控制单元的无线收发单元；

S24：模型控制单元的无线收发单元接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给无线收发单元，无线收发单元将指令传输到上位机的无线收发单元；

S25：主控单元判断接收到的文件名字及格式是否符合标准名字及格式，若文件名字为标准名字，格式为标准格式，则将该文件存储在存储单元中对应的文件夹中；若文件名字不是标准名字或者格式不是标准格式，则舍弃该文件，不进行存储；

S26：系统开机上电；

S27：主控单元从存储单元中读取是否有正确的系统配置文件，若有，则读取该系统配置文件中的参数，根据用户指令执行操作；若没有，则按照原来的参数，根据用户指令执行操作。

进一步地，所述的方法还包括系统升级文件的传输，通过上位机的无线收发单元将厂家提供的系统升级文件传输到模型控制单元的无线收发单元；模型控制单元的无线收发单元接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元；主控单元判断系统升级文件的名字及格式并将文件存储在存储单元中对应的文件夹中，系统上电重启，实现自动升级。

本发明的有益效果是：

(1)使用无线收发单元实现上位机与模型控制单元之间的无线通信，将上位机上修改的参数或者创建的文件通过无线方式传输到模型控制单元并更新系统参数，在模型开机上电后直接读取系统配置文件的参数，在模型操作过程中参数作出相应的动作，实现对数据和文件的直接操作，与使用载波需要专门的编程器和编译环境才能将数据转换成载波信号传输相比，免除了编程器硬件，简化了复杂的编译流程和系统构造，降低系统配置难度和提高传输效率；

(2)免去必须通过主机转化为载波信号才能进行控制的弊端，直接通过无线设备进行控制和测试；

(3)使用无线收发单元进行数据传输，实现上位机与模型控制单元进行双向通信。

附图说明

图1为无线传输系统结构示意图；

图2为无线传输系统实现参数传输及控制的方法；

图3为无线传输系统实现文件传输及控制的方法；

图4为无线传输系统实施例一示意图；

图5为无线传输系统实施例二示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，一种用于模型控制的无线传输系统，包括上位机和模型控制单元，所述的上位机包括模型操作单元和无线收发单元，无线收发单元与模型操作单元连接，所述的模型控制单元包括无线收发单元、主控单元、存储单元、信号放大单元、电机控制单元、信息采集单元和音频处理单元，所述的上位机通过无线收发单元与模型控制单元的无线收发单元进行无线通信，所述的模型控制单元的无线收发单元的输出端与主控单元的接收端连接，主控单元与存储单元连接，主控单元的控制信号输出端与电机控制单元输入端连接，电机控制单元的输出端与电机连接，主控单元的音频信号输出端与音频处理单元的输入端连接，音频处理单元的输出端与扬声器连接；主控单元的驱动信号输出端与信号放大单元输入端连接，信息采集单元的输出端与主控单元连接。

进一步地，所述的主控单元为MCU、ARM、DSP、FPGA、CPLD或SOC。

进一步地，所述的无线收发单元包括蓝牙模块、WiFi模块、UWB模块、NFC模块、6LoWPAN模块、433/868/315模块、GPRS模块、红外线通信模块、超声波通信模块、LORA通信模块、3G/4G/5G模块以及NRF24I01通信模块。

进一步地，所述的蓝牙模块包括蓝牙1.0模块、蓝牙2.0模块、蓝牙3.0模块、蓝牙4.0模块、蓝牙4.1模块和蓝牙5.0模块。

进一步地，所述的模型操作单元包括按键和参数设置单元。

进一步地，所述的上位机包括基于X86、ARM、RISC架构的计算机和移动智能终端。

进一步地，所述的上位机为手柄。

如图2所示，用于模型控制的无线传输系统实现参数传输及控制的方法，包括如下步骤：

S11：将上位机与模型控制单元通过无线收发单元连接配对；

S12：在上位机上的参数设置单元进行参数修改；

S13：上位机的无线收发单元将配置参数无线传输到模型控制单元的无线收发单元；

S14：模型控制单元的无线收发单元接收到配置参数后，通过总线将配置参数传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给无线收发单元，无线收发单元将指令传输到上位机的无线收发单元；

S15：主控单元通过通信协议的的内容判定参数的定义,将在主控单元中的参数进行与之相应的修改，并将该参数更新存储到存储单元中系统配置文件中的关联地址；

S16：系统开机上电；

S17：主控单元从存储单元中读取系统配置文件，在模型操作单元上操作，模型操作单元的操作指令通过无线收发单元传输到模型控制单元，模型控制单元根据操作指令及系统配置文件中读出的参数执行操作。

如图3所示，用于模型控制的无线传输系统实现文件传输及控制的方法，包括如下步骤：

S21：将上位机与模型控制单元通过无线收发单元连接配对；

S22：在上位机上创建系统配置文件和数据文件，并将文件按标准名字及格式进行保存；

S23：使用上位机的无线收发单元将系统配置文件和数据文件无线传输到模型控制单元的无线收发单元；

S24：模型控制单元的无线收发单元接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给无线收发单元，无线收发单元将指令传输到上位机的无线收发单元；

S25：主控单元判断接收到的文件名字及格式是否符合标准名字及格式，若文件名字为标准名字，格式为标准格式，则将该文件存储在存储单元中对应的文件夹中；若文件名字不是标准名字或者格式不是标准格式，则舍弃该文件，不进行存储；

S26：系统开机上电；

S27：主控单元从存储单元中读取是否有正确的系统配置文件，若有，则读取该系统配置文件中的参数，根据用户指令执行操作；若没有，则按照原来的参数，根据用户指令执行操作。

进一步地，所述的方法还包括系统升级文件的传输，通过上位机的无线收发单元将厂家提供的系统升级文件传输到模型控制单元的无线收发单元；模型控制单元的无线收发单元接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元；主控单元判断系统升级文件的名字及格式并将文件存储在存储单元中对应的文件夹中，系统上电重启，实现自动升级。

如图4所示，在本发明的一个实施例中上位机为基于X86架构的计算机，该计算机和模型控制单元采用蓝牙4.0模块作为无线收发单元进行无线通信。该系统既能够实现参数及文件的传输，也能够实现模型的控制。

实现参数传输及控制的步骤如下：基于X86架构的计算机和模型控制单元通过蓝牙4.0模块连接配对，在基于X86架构的计算机上的参数设置单元进行参数修改；基于X86架构的计算机的蓝牙4.0模块将配置参数无线传输到模型控制单元的蓝牙4.0模块；模型控制单元的蓝牙4.0模块接收到配置参数后，通过总线将配置参数传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给蓝牙4.0模块，蓝牙4.0模块将指令传输到上位机的蓝牙4.0模块；主控单元通过通信协议的的内容判定参数的定义,将在主控单元中的参数进行与之相应的修改，并将该参数更新存储到存储单元中系统配置文件中的关联地址；系统开机上电；主控单元从存储单元中读取系统配置文件，在模型操作单元上操作，模型操作单元的操作指令通过蓝牙4.0模块传输到模型控制单元，模型控制单元根据操作指令及系统配置文件中读出的参数执行操作。

实现文件传输及控制的步骤如下：将基于X86架构的计算机与模型控制单元通过蓝牙4.0模块连接配对；在基于X86架构的计算机上创建系统配置文件和数据文件，并将文件按标准名字及格式进行保存；使用基于X86架构的计算机的蓝牙4.0模块将系统配置文件和数据文件无线传输到模型控制单元的蓝牙4.0模块；模型控制单元的蓝牙4.0模块接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给蓝牙4.0模块，蓝牙4.0模块将指令传输到上位机的蓝牙4.0模块；主控单元判断接收到的文件名字及格式是否符合标准名字及格式，若文件名字为标准名字，格式为标准格式，则将该文件存储在存储单元中对应的文件夹中；若文件名字不是标准名字或者格式不是标准格式，则舍弃该文件，不进行存储；系统开机上电；主控单元从存储单元中读取是否有正确的系统配置文件，若有，则读取该系统配置文件中的参数，根据用户指令执行操作；若没有，则按照原来的参数，根据用户指令执行操作。

使用该系统还能够进行系统升级，通过上位机的无线收发单元将厂家提供的系统升级文件传输到模型控制单元的无线收发单元；模型控制单元的无线收发单元接收到文件后，通过总线将系统配置文件和数据文件传输到主控单元；主控单元判断系统升级文件的名字及格式并将文件存储在存储单元中对应的文件夹中，系统上电重启，实现自动升级。

使用上位机直接创建配置文件通过无线传输到模型控制单元，与使用载波需要专门的编程器和编译环境才能将数据转换成载波信号传输相比，免除了编程器硬件，简化了复杂的编译流程和系统构造，降低系统配置难度和提高传输效率。

如图5所示，在本发明的另一个实施例中，上位机为手柄，该手柄和模型控制单元采用868模块作为无线收发单元进行无线通信。该系统既能够实现参数的传输，也能够实现模型的控制。实现参数传输及控制的步骤如下：手柄和模型控制单元通过868模块连接配对，在手柄上的参数设置单元进行参数修改；手柄的868模块将配置参数无线传输到模型控制单元的868模块；模型控制单元的868模块接收到配置参数后，通过总线将配置参数传输到主控单元，主控单元接收数据后，发送反馈指令给868模块，868模块将指令传输到上位机的868模块；主控单元通过通信协议的的内容判定参数的定义,将在主控单元中的参数进行与之相应的修改，并将该参数更新存储到存储单元中系统配置文件中的关联地址；系统开机上电；主控单元从存储单元中读取系统配置文件，在模型操作单元上操作，模型操作单元的操作指令通过868模块传输到模型控制单元，模型控制单元根据操作指令及系统配置文件中读出的参数执行操作。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。