[发明专利]基于虚拟仪器的动物标签测试系统

摘要

本发明公开了一种基于虚拟仪器的动物标签测试系统，系统的物理层发射机和接收机在PXIe平台上的LabVIEW FPGA中实现，其中核心部件是中频收发器PXIe‑5641R。其中发射机基带信号处理部分主要由组帧，CRC校验，编码，调制组成，然后利用LabView FPGA中的射频模块部分，实现与PXIe硬件的交互。接收机基带信号处理部分由低通滤波模块，自适应阈值同步模块，解调模块和解码模块组成，最终接收机能够正确地将标签返回的信息进行解析。与现有技术相比，本发明的测试系统实现简单、运算速度快、实时性高，并且系统的灵活性和可移植性得到大大提高。

主权项

一种基于虚拟仪器的动物标签测试系统，其特征在于，系统中的物理层发射机和接收机为基于PXIe模块化仪器利用LabVIEW FPGA实现的发射机和接收机，所述系统包括PXIe主控器、PXIe中频信号收发器、PXIe总线背板、平板天线和动物标签；所述主控器通过PXIe总线背板与中频信号收发器连接，用于通过背板总线把用户配置信息传送给中频信号收发器，以及接收并显示中频信号收发器反馈的显示内容信息；所述用户配置信息包括硬件设备类型、动物标签中心载频频率、功率增益、测试命令类型和发送数据协议相关参数配置；所述显示内容信息包括发射机的发送信号波形图和接收到的动物标签返回的整体信号波形图；所述中频信号收发器与平板天线连接，用于对所述用户配置信息进行基带信号的编码和调制并通过平板天线把信号发送给动物标签，以及通过平板天线接收动物标签的响应信号并进行解调和解码得到所述显示内容信息；所述中频信号收发器中设有发射机模块，所述发射机模块包括通信起始模块、组帧模块、CRC校验模块、编码模块和调制模块；所述通信起始模块，用于识别标签并将标签激活为高级标签；所述组帧模块，用于将发送命令进行组帧，转化为比特流；所述CRC校验模块，用于对比特流进行CRC校验计算，并将CRC校验码附加在比特流之后；所述编码模块，用于对比特流进行PIE编码，得到基带信号；所述调制模块，用于将基带信号调制为射频信号；所述中频信号收发器中设有接收机模块，所述接收机模块包括低通滤波模块、自适应阈值同步模块、解调模块、解码模块和协议解析模块；所述低通滤波模块，用于对经过AD转换后的标签响应信号进行滤波，去除高频部分；所述自适应阈值同步模块，用于对低通滤波后的信号进行同步，得到标签响应信号的同步头；所述解调模块，用于对同步后提取到的有用的标签响应信号进行解调，得到比特流；所述解码模块，用于将对比特流进行解码，恢复编码前的数据；所述协议解析模块，用于从解码后的数据中解析出相应的数据字段，并进行CRC校验和协议一致性测试；所述自适应阈值同步模块采用的方法包括如下步骤：（31）初始化判断最大值等于CW波均值，判断极大值等于CW波均值，连续上升点数等于0；（32）将采样点的值与最大值做比较；（33）如果采样点的值大于最大值，将采样点的值赋给最大值，如果采样点的值小于最大值，则最大值不变；（34）将采样点的值与极大值做比较；（35）若采样点的值大于极大值，则连续上升点数加1；如果连续上升点数达到设定的阈值，则找到了有效上升沿信号同步头，进入解调模块，结束；（36）若采样点的值小于极大值，则连续上升点数清零，最大值赋给极大值，作为下一次比较的门限，重新执行步骤（32）~步骤（36）。