[实用新型]多链路数据发送和接收装置及其收发系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多链路数据发送和接收装置及其收发系统，特别是涉及一种机器人数据传输设计中的多链路数据发送和接收装置及其收发系统。

背景技术

移动机器人遥控和监测技术在工业生产、日常生活和航空航天等领域有着巨大的应用前景。通过构造合适的遥控及监视系统对多机器人和操作者之间的协调控制、大范围内的网络机器人之间的相互配合，减小信息通讯时延以及所引起的控制上的困难，提高移动机器人的半自主水平有着重要的作用，一个典型的移动机器人无线数据通讯与监控平台一般由移动指挥站（MCS）、移动机器人站（MRS）、数据无线通讯系统、图像无线通讯系统等组成。数据无线通讯系统主要负责在移动站和指挥站之间传递移动机器人的状态参数以及运动控制命令，图像无线通讯系统主要负责将机器人各方及其周围的图像信息通讯给指挥站，从而保证机器人的远程操控。

为了保证移动机器人系统安全可靠的运行，其无线信号通讯系统台必须具备如下技术要求：

1.准确度

准确度是指系统发出的遥控指令和机器人反馈的状态信息要准确无误的被传输，否则可能造成机器人的误动作和操纵者的误判断，造成无可挽回的损失。作为先决条件，系统各个传感器参数的测量也应该保持一定的精度，以保证真实的信息被准确的传递。

2.可靠性

对于从端的机器人来说，要求系统的遥控功能具备保护和闭锁机制，如系统上电、掉电、发生故障或者受到干扰时能迅速做出保护性反应，以免发生事故。

3.实时性

机器人系统工作的实时性取决于系统的机械结构和通讯的速率两个方面，而

通讯的速率主要由通讯系统的硬件性能、通讯协议、通讯信息量等因素有关。因此，统筹考虑影响系统实时性的各种因素，最大限度的提高机器人系统的反应速度对提高系统工作效率、减小操纵者误动作几率有着重要的意义。

4.抗干扰性能力

系统的抗干扰能力就是要求其在各种干扰（天电、射电、宇宙噪音、工业干扰和各种突发性脉冲干扰等）的情况下仍能正常的工作，因此在无线数据通讯与监控平台的设计时要采取硬件和软件的方法来提高系统的抗干扰能力。

5.体积、重量和功耗

作为一个便携式平台系统，其体积和重量的大小以及功率消耗的高低成为评价其性能的一个重要指标，所以在平台系统的软硬件设计过程中应在保证其功能的前提下实现其体积、重量和功率的最小化。

机器人的无线数据通讯与监控平台一方面要完成对从端机器人系统的作业进行遥控；另一方面还要对机器作业环境和自身的状态参数进行监测。因此，一个完整的机器人无线数据通讯与监控平台不仅要将主端的控制指令实时传送到从端，而且还要将机器人的状态参数反馈给主端。机器人的主端和从端分别处于相对分离的环境之中，它们需要进行信息的沟通来获取主端的任务指令和从端的状态参数，以保证系统的协调运行，因此，保证任务指令和从端反馈参数通讯的实时性和准确性是无线数据通讯与监控平台最为关注的问题之一。对于遥控机器人，从某种意义上来说，其作业任务的实时性是以保证数据通讯的准确性为前提的，没有数据通讯的准确性机器人系统安全可靠的运行要求就无从谈起。

由于移动机器人工作环境的复杂和恶劣，要保障通讯的准确可靠的完成我们必须借助抗干扰能力强的无线电通讯手段来提高数据通讯的可靠性。一方面，需要充分研究无线通讯的特征，选择合适的数字调制调解方式和无线频段；另一方面，在通讯系统中加入合适的差错控制技术，使通讯系统的数据接收端具有检错和纠正信息错误的能力，使因干扰而产生的错误能通过差错控制系统给予纠正，从而保证通讯的可靠性。

一般情况下数据通讯的频段一般选择在VHF/UHF（甚高频/特高频，150～1000MHz）之间为宜，这是因为该频段具有抗干扰能力比较强，波长短，信号对障碍物的绕射能力强等优点，便于遥控和遥测设备使用；图像传输的频段则高于数据频段，通常为1000~5800MHz之间。

但是，通过实验却发现，现有的数据通讯中单一的传输系统，数据在传输过程中，时常发生中断和错码现象。

因而，如何克服上述现有技术中单一信号传输链路传输稳定性差，以及数据误码率无法实时纠错诸多问题，实为当前所要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的单一信号传输链路传输稳定性差和数据误码率无法实时纠错等缺陷，提供一种多链路数据发送和接收装置及其收发系统，通过多链路数据传输方式，保证传输数据的稳定性和正确性。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：