基于跳頻技術(shù)的反恐排爆機(jī)器人通信系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)今世界，反恐作戰(zhàn)已成為世界各國捍衛(wèi)國家安全與利益的重要內(nèi)容。但由于反恐作戰(zhàn)的特殊性，安保人員時常會冒著生命危險去排查一些可疑爆炸物，這項任務(wù)難免會讓人感到極度恐懼，因為操作稍有不慎就會付出生命代價。因此，世界各國的科研工作者長期以來，一直在尋求更加安全的排爆措施和設(shè)備。早在60年前，西方國家就已經(jīng)研制出了多種排爆機(jī)器人，他們不僅可以在和平時期幫警察排除炸彈，完成安保任務(wù)，在戰(zhàn)時還能夠替代戰(zhàn)士執(zhí)行掃雷、偵查等工作。
　　反恐排爆機(jī)

2、器人控制系統(tǒng)的設(shè)計通常會涉及到機(jī)器人的通信導(dǎo)航技術(shù)、行走定位技術(shù)、信息處理技術(shù)等多個領(lǐng)域。本設(shè)計的機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由履帶式移動載體、偵察探測設(shè)備以及負(fù)責(zé)執(zhí)行操作的多自由度機(jī)械手和多關(guān)節(jié)機(jī)械臂等子系統(tǒng)組成。這些功能的實現(xiàn)就需要機(jī)器人具有排爆現(xiàn)場特殊環(huán)境下信息綜合處理能力以及人機(jī)交互能力。如何能在機(jī)器人后方指揮系統(tǒng)與前方車載執(zhí)行系統(tǒng)之間建立一種可靠、穩(wěn)定、能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息傳送的無線通信系統(tǒng)，顯得尤為重要。然而，普通的無線通信系統(tǒng)，大多

3、工作在固定載波頻率上，極易受到外界干擾導(dǎo)致通信質(zhì)量急劇下降，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)中斷。因此，研制出一種抗干擾能力強(qiáng)的反恐排爆機(jī)器人通信系統(tǒng)具有重要的實際意義。
　　跳頻通信作為擴(kuò)頻通信的一種，不僅具有良好的抗干擾的能力，而且能夠提高頻譜的利用率。本系統(tǒng)主要利用跳頻通信的抗干擾性的特點(diǎn)，通過不斷地改變通信系統(tǒng)的載波頻率，并結(jié)合跳頻算法，最后通過軟件跳頻協(xié)議的設(shè)計，由頻率合成器和跳頻指令發(fā)生器構(gòu)成的跳頻器控制系統(tǒng)載波頻率的跳變。

4、本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1、對跳頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了研究分析，對幾種常見跳頻序列進(jìn)行了對比、分析，得出了跳頻圖案產(chǎn)生的過程。說明了跳頻信號的發(fā)送與接收過程，經(jīng)過對跳頻信號波形與頻譜的分析，得出了正確接收跳頻信號的條件，為下文系統(tǒng)設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2、詳細(xì)介紹了反恐排爆機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)組成。從機(jī)器人軟硬件系統(tǒng)設(shè)計中，提出對通信系統(tǒng)的要求，進(jìn)而分析得出跳頻系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求。根據(jù)跳頻系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求，

5、對系統(tǒng)的跳頻基帶單元和跳頻通信模塊進(jìn)行了設(shè)計，為下文軟件跳頻協(xié)議的設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　3、分析研究了軟件無線電的基本結(jié)構(gòu)。從軟件跳頻概念入手，根據(jù)跳頻系統(tǒng)特點(diǎn)，對跳頻算法進(jìn)行分析研究，設(shè)計了軟件跳頻協(xié)議，給出了同頻干擾下，系統(tǒng)自適應(yīng)跳變的實現(xiàn)流程。對系統(tǒng)同步進(jìn)行了分析研究，設(shè)計了實現(xiàn)系統(tǒng)頻率同步的方法。
　　4、從跳頻速率、跳頻帶寬、跳頻頻率數(shù)、初始同步時間、抗帶寬干擾能力、同步最大時差、數(shù)據(jù)誤碼率等幾個方面對系統(tǒng)的性能進(jìn)行