【2023.9.28获奖项目】基于T5L屏的无线电控制系统

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【开源】基于T5L屏的无线电控制系统

在中秋佳节来临之际，分享一下无线电控制系统

一、简单普及无线电知识
1.无线电是指在所有自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉赫兹），下限频率较不统一，在各种射频规范书，常见的有3KHz~300GHz（ITU－国际电信联盟规定），9KHz~300GHz，10KHz~300GHz。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

2.无线电频率

• 频率不同
• 长波通信：是利用波长长于1000米（频率低于300KHz）的电磁波进行的无线电通信。
• 短波通信：是波长在100米～10米之间，频率范围3兆赫～30兆赫的一种无线电通信技术。
• 原理不同。
• 长波通信主要用地波形式传播。
• 短波通信主要利用电离层反射传播，传播距离环绕地球。
  

3.短波电台

短波电台是指工作波长为100～10米（频率为3～30兆赫）的无线电通信设备。（高档无线电台，可以在100hz-1000Mhz频率范围内接收）主要用于传送话音、等幅报和移频报。在传送电话信号时，采用振幅调制和单边带调制。由发信机、收信机、天线、电源和终端设备等组成。一般分为便携式、车载式和固定式电台。具有体积小、重量轻等特点，通常采用鞭形天线，利用地波进行近距离通信，功率通常为数瓦至数十瓦。短波通讯距离，短波电台是依靠大气中的电离层反射，可以传播很远距离。最佳状况时，可以联通全球各地。一般情况下都能传输几百公里，所以很多远程联络，只有依赖短波电台进行联络通讯，象航海、航空通讯等。广大无线电爱好及火腿一族，也把短波通讯，作为追求目标。

4.业余无线电短波通联常识——短波通联频率选择

（1）160米波段（1.8～2.0MHz）

   这其实是一个属于中波（MF）波段的业余频段。这个波段的无线电波以地波传播为主。一般来说，地波传播的最大距离只有250公里，所以在太阳黑子活动的一般年份，这个频段只能用于本地、附近地区间的通信。但大量实践证明。在冬季黎明前一、两个小时内，在太阳落山前的一小时内，它有可能传播到几千公里以外的地方。所以，国际上在每年的一、二月份都要为160米波段专门组织比赛，让热衷于这个波段通信的爱好者得以大显身手，比如我们熟知的“CQ World Wide 160-Meter Contest”。

（2）80米波段（3.5～3.9MHz）

   和160米波段一样，它也基本上是靠地波传播，晚上（一般要到零点以后）和邻近国家的联络比较有保障。在太阳黑子活动相对平静年份，晚上DX的效果相当不错。国内一些年龄较大的爱好者热衷于晚上的3.850MHz进行通联活动。

（3）40米波段（7.0～7.1MHZ）

   40米波段是短波通联的常用频段之一。国内爱好者在这个频段上工作的比较多，喜欢CW的爱好者常年在7.023MHz工作。刚刚入门的爱好者，则喜欢在7.050MHz上进行呼叫。白天这个波段可以很好的用作临近城市业余电台相互间联络。到了晚上，在这个波段上可以联络到世界各地的电台。

（4）30米波段（10.0～10.15MHZ）

   在业余无线电运动中，这个波段只用于 CW 通信和数字通信，不允许语音通信。另外，这个波段的输出功率不能超过 200W。30米波段在白天以及傍晚之后的几个小时里都适合进行远程通信。许多CW爱好者聚集在这个波段的下端，参加各种国际竞赛，数字通信则使用这个波段上端。

（5）20米波段（14.0～14.35MHZ）

   20米波段是爱好者使用最多的“黄金”频段之一。因为，无论是白天还是晚上，甚至在太阳黑子活动的低峰期，也还能够用这个波段和世界各地联络。和前面介绍的波段不同，这个波段开始出现“越距现象”了。即出现了一个地波传播到达不了，而天波的“一跳”又超过了这个通联距离的现象。这是天波传播的一个特别的现象。受“越距”现象影响，我们要是想在国内邻近省份之间进行联络，比如北京和天津、南京和苏州这种距离百十公里的城市之间,通常都不能用20米波段进行联络。但由于电离层是在不断变化之中，所以“越距”的范围不是固定个变的。

（6）15米波段（21.0~21.45MHz）

   15米波段在全世界来说，都是一个最热闹的波段。该波段可以很好地用于远程通信，而15米波段常与20米波段相辅相成，比如在20米波段上与欧洲联络不好,这时15米却变得好起来。15米波段的越距现象更加明显，尤其是在降冬和盛夏季节，听本省或国内电台是很困难的。

（7）10米波段（28．0～29，7MHz）

   10米波段的天线是整个短波中尺寸最小的，而传播过程中的绕射能力又比超短波强，所以许多爱好者在近距离上用这个波段进行移动通信，日本YAESU的FT-8900R车载调频电台也包含了对29MHz的发射支持。这是一个理想的低功率远距离通信波段，在白天传播情况比较好的时候，能达到像打电话那样的通信效果。由于频率比较高，晚上电离层较小的密度，己不能对其形成反射，所以这个频段的远程通信只能在白天。

调整天线发射仰角，有可能会解决“越距”通联的问题，但是可行性不高。掌握传播规律，正确选择相应波段进行DX，是每一位业余无线电爱好者应该掌握的基础知识。

二、无线电中短波电台
1.首先通过几张图片了解一下

下边的就是实战了，在野外空阔的地方，真是天高任鸟飞

上面的图片是一些爱好者喜欢到野外通联，自己架一个天线，信号很好的。但是要注意几个地方，玩这个无线电需要考证的，A证和B证，不是随意去玩的。

2.无线电控制系统
这个目前大部分都是用arduino来做，就是atmel单片机，简单参考一下。

这是短波LPF这块
电路这块不多介绍了，整体框图如下，整个的控制系统还是比较复杂

三、我们现在做的就是中间的无线电控制系统
整体供电12V，触摸屏是采用T5L主控的迪文7寸电容屏（12V供电），采集控制板主控采用stm32，采用TTL串口通讯。

1.整体功能介绍
1）短波的7波段高频识别，这个功能有个特别之处，就是识别以后的一个保持功能，比如识别到80m波段，只要其他波段没有进来，就一直保持这个80m波段，并一直保持通联状态。
2）短波的自动识别和手动打开功能。
3）输入功率和输出功率显示，采用数字和进度条方式。
4）天线发射功率和反射功率比值，采用数字显示。
5）整个系统的直流电压和电流显示，采用数字显示。
6）两个温度采集显示。
7）整个系统的供电效率显示。
8）整个系统的状态显示。
9）7波段天线端口设置。
10）电压电流等参数阈值设置。
11）输入功率和输出功率校准。
12）背光设置。
13）所有设置参数都是存储到eeprom里边，下次开机读取参数并显示。参数设置采用键盘和增量调节结合方式。
每个功能不详细说明了，这样搞得篇幅太长了。

2.DGUS界面如下
（1）主界面

（2）设置界面

（3）数字键盘界面

（4）实物如下

3.ADC校准参考代码：

1. <font size="3" face="宋体"><b><font size="4" face="黑体">int adc_rawvals[NUMADCVALS];
   
2. float adc_realvals[NUMADCVALS];
   
3. 
   
4. void adc_calculate_raw_values()
   
5. {
   
6.         if(isAdcConvReady())
   
7.         {
   
8.                 for(int i=0; i<=UTEMP2; i++)
   
9.                 {
   
10.                         if(i == UFWDIN || i == UFWDFLT)
    
11.                                 adc_rawvals[i] = ui16_Read_ADC_ConvertedPeakValue_noHold(i);
    
12.                         else if(i == UREVANT)
    
13.                                 adc_rawvals[i] = ui16_Read_ADC1_ConvertedValue(i);
    
14.                         else
    
15.                                 adc_rawvals[i] = ui16_Read_ADC1_ConvertedValueSmooth(i);
    
16.                 }
    
17.                 adc_rawvals[UFLTFWDPEAK] = ui16_Read_ADC_ConvertedPeakValue(UFWDFLT);
    
18.                 adc_rawvals[UDRVFWDPEAK] = ui16_Read_ADC_ConvertedPeakValue(UFWDIN);
    
19. 
    
20.                 adc_rawvals[UFWDANT] = ui16_Read_ADC_ConvertedPeakValue_noHold(UFWDANT);
    
21.                 adc_rawvals[UANTFWDPEAK] = ui16_Read_ADC_ConvertedPeakValue(UFWDANT);
    
22.         }
    
23. 
    
24.         if(isADC3ConvReady())
    
25.                 adc_rawvals[UREVFLT] = ui16_Read_ADC3_ConvertedValue();
    
26. }
    
27. 
    
28. void adc_calculate_real_values()
    
29. {
    
30.         // Calculate PS Voltage电压
    
31.         // Spannungsteiler 390k : 10k
    
32.         adc_realvals[UMESS] = (float)(adc_rawvals[UMESS] *(390+10)) / 10.0;
    
33.         adc_realvals[UMESS] /= 1000.0;
    
34.         if(adc_realvals[UMESS] < 4.0) adc_realvals[UMESS] = 0;
    
35. 
    
36.         // Strommessung
    
37.         // beim INA193A ist die Ausgangsspannung = 20 x Shutspannung
    
38.         // bei einem Shunt von 1mOhm: Ushunt = Ilast * 0,001
    
39.         // Umess = Ushunt * 20
    
40.         // Umess = Ilast * 0,001 * 20 = Ilast * 0,02
    
41.         // Ilast(=Ianzeige) = Umess[mV] / 20
    
42. 
    
43.         // der Rohwert des INA193 kann einen 0-Offset von bis zu xxx (gemessen 49mV, 19mV usw)  haben电流
    
44.         // dieser Offset ist bei richtigen Messungen scheinbar nicht mehr vorhanden
    
45.         if(adc_rawvals[IMESS] < 45) adc_rawvals[IMESS] = 0;        // alles unter xxx mV ignorieren (kan bei verschiedenen INAs variieren)
    
46.         if(adc_realvals[UMESS] == 0) adc_rawvals[IMESS] = 0;// wenn keine Spannung da, dann zeige auch keinen Strom an
    
47. 
    
48.         float R_SHUNT = shuntValue[pcfgdata->shuntR];        // mOhms
    
49.         adc_realvals[IMESS] = (float)adc_rawvals[IMESS] / (20.0*R_SHUNT);
    
50. 
    
51.         // Temperaturmessung
    
52.         adc_realvals[UTEMP] = calc_temp(adc_rawvals[UTEMP]);
    
53.         adc_realvals[UTEMP2] = calc_temp(adc_rawvals[UTEMP2]);
    
54. 
    
55.         // ICOM Banderkennung
    
56.         /*
    
57.                 IC-7300: (Spannungen nach dem Vorteiler)
    
58.                 < 2M .... 2,30
    
59.                 2-4M .... 1,87
    
60.                 4-8M .... 1,56
    
61.                 8-11M ... 0
    
62.                 11-15M .. 1,25
    
63.                 15-22M .. 0,98
    
64.                 22-30M .. 0,68
    
65.                 > 30M ... 0,58
    
66.         */
    
67.         if(adc_rawvals[UBAND] < 300) adc_realvals[UBAND] = 30;
    
68.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 630) adc_realvals[UBAND] = 6;
    
69.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 830) adc_realvals[UBAND] = 1210;
    
70.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 1115) adc_realvals[UBAND] = 1715;
    
71.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 1405) adc_realvals[UBAND] = 20;
    
72.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 1715) adc_realvals[UBAND] = 6040;
    
73.         else if(adc_rawvals[UBAND] < 2085) adc_realvals[UBAND] = 80;
    
74.         else adc_realvals[UBAND] = 160;
    
75. 
    
76.         calc_PwrBridges();        // die Ergebnisse stehen in dent_pwrswr Strukturen
    
77. 
    
78.         // nicht gemessene sondern berechnete Werte
    
79.         adc_realvals[CALC_POWER] = adc_realvals[IMESS] * adc_realvals[UMESS];
    
80. 
    
81.         if(adc_realvals[CALC_POWER] < 0.01)
    
82.                 adc_realvals[CALC_EFF] = 0;
    
83.         else
    
84.                 adc_realvals[CALC_EFF] = 100 * pwrswr_antenna.fwd_watt / adc_realvals[CALC_POWER];
    
85. 
    
86.         if(adc_realvals[CALC_EFF] > 100.0) adc_realvals[CALC_EFF] = 100.0;
    
87. 
    
88. }
    
89. 
    
90. void adc_calculate_values()
    
91. {
    
92.         adc_calculate_raw_values();
    
93.         adc_calculate_real_values();
    
94. }</font></b></font>

复制代码

上面的只是参考，校准这块采用最小值和最大值方式，采用线性插值的方式，多段拟合（一次多项式）。
这是界面的校准

这块是外接一个AD8317模块，1 MHz至10 GHz、50 dB对数检波器/控制器，频率相当高，在无线电领域应用非常广泛。
我们点击校准按钮，控制板接入AD8317模块，开始自动校准了，实现电压到无线电功率的转换，校准方式就是上面说的。


这是客户在测试短波识别的视频




这是我在测试短波的输入功率的模拟视频




备注说明：如需源码，请参考此链接：http://inforum.dwin.com.cn:20080/forum.php?mod=viewthread&tid=8983&_dsign=764c8b87