[发明专利]一种无线探头电路装置、设备及无线数据报处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线电电子学领域、计算机网络技术领域和计算机网络安全领域，尤其涉及一种自适应多种2.4GHz短程无线通信协议的无线探头电路装置、设备及相应的无线数据报处理方法。

背景技术

NORDIC半导体（NORDIC Semiconductor）推出的2.4GHz短程无线通信系列芯片，包括nRF2401A、nRF24L01、nRF24L01+等芯片广泛用于2.4GHz ISM频段短程无线通信，芯片内部硬件集成数据链路层协议，与MCU接口简单，软件开发容易，在无线传感器等工业短程无线通信仪表中应用十分广泛。但该系列芯片的通信协议只涵盖数据链路层，并不直接支持加密无线通信，如果基于该系列芯片设计开发工业短程无线通信仪表，在软件上又没有使用加密通信手段，则会带来很大的安全性隐患。

为了评估基于NORDIC半导体2.4GHz短程无线通信系列芯片开发工业短程无线通信仪表的安全性，需要设计一种无线探头以截获空中无线数据报，并进行分析。NORDIC半导体2.4GHz短程无线通信系列芯片支持多种短程无线通信（数据链路层）协议，包括ShockBurstTM、Enhanced ShockBurstTM等协议，支持250kbps、1Mbps和2Mbps多种数据传输速率，还可以使用多个2.4GHz ISM频段频点，因此设计的无线探头必须自适应多种2.4GHz短程无线通信协议，包括多种数据传输速率和多个频点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种无线探头电路装置，基于通用2.4GHz射频通信基带信号解调模块、FPGA和MCU实现，能够对NORDIC 2.4GHz短程无线通信芯片系列的各种协议、蓝牙等多种2.4GHz短程无线通信协议的无线数据报进行接收、解调、采样、缓冲、协议识别和数据报解析，自动探测频点，自适应多种协议和无线数据传输速率。

所述装置包括：通用2.4GHz射频通信基带信号解调模块、FPGA和MCU组成的基带电路。

本发明还提出了一种处理多种2.4GHz短程无线通信协议的无线数据报的方法，包括：

NORDIC 2.4GHz短程无线通信协议和蓝牙无线通信协议的GFSK调制信号通过通用2.4GHz射频通信基带信号解调模块解调出基带数字信号；

将所述基带数字信号送到FPGA和MCU组成的基带电路；

FPGA对所述基带数字信号进行高速采样得到的采样序列进行序列检测，如果检测到采样序列中有无线数据报的起始位序列，则解析所述无线数据报并将所述数据报保存到FPGA实现的FIFO存储器中；

MCU从所述FPGA实现的FIFO存储器中读取解析后的无线数据报并进行验证，然后进行其他处理。

本发明的技术方案能够实现自适应多种2.4GHz短程无线通信协议的无线探头，可自适应探测接收NORDIC 2.4GHz短程无线通信协议以及蓝牙无线通信协议的无线数据报，探测接收处理速度高，硬软件资源消耗小，可用于工业短程无线通信仪表和其它应用短程无线通信领域的安全检测和评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无线探头电路装置示意图；

图2为本发明处理无线数据报的方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明中技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明自适应多种2.4GHz短程无线通信协议的无线探头电路装置示意图，所述装置包括：

通用2.4GHz射频通信基带信号解调模块101、FPGA1021和MCU1022组成的基带电路模块102；

基于通用2.4GHz射频通信基带信号解调模块101、FPGA1021和MCU1022实现，能够对NORDIC 2.4GHz短程无线通信芯片系列的各种协议、蓝牙等多种2.4GHz短程无线通信协议的无线数据报进行接收、解调、采样、缓冲、协议识别和数据报解析，自动探测频点，自适应多种协议和无线数据传输速率。