NIUSRP2小时上手教程

1基于USRP的调频收音机和遥控车钥匙目标采用Ni的软件无线电（USRP）平台，结合LabVIEW调制工具包，实现调频收音机、遥控车钥匙的有趣应用。调频收音机的实现有两种方法，一种为反正切方法，一种为FM解调方法。两种方法都可以接收到指定频段的广播。遥控车钥匙功能：按下配套的无线车钥匙某个按钮，USRP接收到脉冲信号，程序中对其进行解调并且判断，可以自动识别你按下的是哪个键并显示出来。软件安装：1.LabVIEW20112.NI-USRP3.ModulationToolkit4.3.2(更低的版本不可用）硬件连接：1.用网线将USRP设备与PC机连接。由于调频收音机有音频输出，所以要求计算机有声卡，并且有声音播放器。2.在控制面板中将PC机的IP设定为192.168.10.1，网关为255.255.255.03.连接USRP的电源、天线。24.在windows的开始菜单中AllPrograms\\NationalInstruments\\NI-USRP目录下面找到NI-USRPConfigurationUtility，在ChangeIPAddress选项卡中应该能够看到设备（包括DeviceID,IPAddress,Type/revision)。如果看不到设备，请点击FindDevices来寻找设备。如果需要，可以选定一个设备并且在右边NewIPAddress栏中输入新IP地址，点击ChangeIPAddress来修改USRP设备的IP地址。操作流程一、基于反正切（Arctangent）方法的调频收音机1.该Demo只能使用USRP2920（或者USRPN210）。2.找到Demos中的FMRadio-ArctangentMethod文件夹，打开NIUSRPFMDemo-ArcTanMethod_LV2011.VI，会看到如下图所示的“基于软件无线电的调频收音机”前面板。33.USRP参数配置：USRPIP地址设为当前设备的IP，“正交采样率”设定为某适合的值（例如200k，具体参阅该频段广播的说明），“载波频率”设定为某个调频收音机的频段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天线”设定为RX1，“增益”设定为25左右。“采样数设为20000。4.声卡参数配置：“声卡采样率”必须设为44100，5.运行VI，能够听到调频收音机接收到的信号声音（PC机要求带有声卡），可以根据个人喜好调节音量（右下角）。6.程序框图解释。整体程序框图如下图所示。包含USRP编程，反正切处理，以及声卡编程三部分。USRP编程部分在下图红色框出，包括打开USRP接收通道，参数配置，开始采集，连续获取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边框出的基带IQ移位寄存器中，While循环左边对移位寄存器初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。4基带波形的反正切处理在下图中间红色框出，首先将基带复数波形向极坐标转化，然后展开相位，对相位求导。求导后的波形存入右边的移位寄存器，左边小框中对移位寄存器初始化。声卡的编程在下图红色框出，包括声卡参数配置，音量调节，连续向声卡缓存写入声音数据，最后对声音输出清零。二、基于ModulationToolkit的调频收音机1.该Demo只能使用USRP2920（或者USRPN210）。2.找到Demos中的FMRadio-ModulationToolkit文件夹，打开FMRadio-ModulationToolkit.vi，可以看到如下图所示的“基于软件无线电的调频收音机”的前面板。53.声卡参数配置：“声卡ID”为0，“采样率”必须为44100S/s,“通道数”为2，“每采样比特数”为16。4.USRP参数配置：“设备IP地址”为当前USRP2920（或者USRPN210）的IP地址，“正交采样率”设定为200kS/s，“载波频率”设定为某个FM收音机的频段（例如94.7M，或者101.7M，103.7M），“有效天线”设定为RX1，“增益”设定为25dB左右,“采样数”为200000。5.FM解调配置：布尔控件可以选择是否进行载波修正，“FM偏频”设为30KHz，“载波偏频”显示接收到的载波频率和估计的载波频率之间的偏差。6.运行VI，能够听到FM收音机接收到的信号声音。7.程序框图解释。整体程序框图如下图所示。USRP编程部分在下图顶部红色框出，包括USRP接收机打开，参数配置，开始接收，连续读取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边红框6中的基带IQ移位寄存器中，左边的小红框是对移位寄存器的初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。下图中间的大红框中是对基带波形的FM解调、重采样和快速FFT变换。解调后的波形存入右边小红框的移位寄存器，左边小红框中对移位寄存器初始化。下图底部大红框中是声卡的编程，包括声卡参数配置，初始化，连续向声卡缓存写入解调后的声音数据，最后对声音输出清零。7三、基于软件无线电的遥控车钥匙（KeyFobDecoder–OOK）1.该Demo只能使用USRP2920（或者USRPN210）。2.找到Demos中的KeyFobDecoder-OOK文件夹。这里有两个VI，其中keyfob_decoder.vi执行OOK的解调算法，acquire_315mhz_keyfob.vi使用USRP采集315M信号、显示波形，并调用keyfob_decoder.vi进行解调和判断，将结果进行显示。打开acquire_315mhz_keyfob.vi，会看到如下图所示的前面板。3.USRP参数配置：“设备名称”中输入USRP设备的IP地址，“正交采样率”为200kHz，“载波频率”设为315M（与所使用的无线发射器相匹配），“有效天线”为RX1或者RX2，”增益”设为合适的数值（1或者10），”刷新时间间隔”推荐为0.25s。4.运行程序，按下无线发射器的按钮，在前面板”按下的按钮”中将显示所按下的是哪个按钮。5.程序框图解释。整体程序框图如下图所示，包括USRP编程和基带解调判断两部分。8USRP编程部分在下图中红线大框中，包括USRP接收机打开，参数配置，开始采集，连续读取下变频后的基带波形数据，将读出的波形数据存入右边红框中的基带IQ移位寄存器中，左边的小红框是对移位寄存器的初始化。最后停止并关闭USRP，释放资源。基带解调和判断编程在keyfob_decoder.vi的子VI中完成，位于下图红色框中。该子VI执行OOK的解调算法，并判断当前按键的位置。注:本实验采用的无线发射器为Digi-Key提供的315MHz无线车钥匙（Digi-KeyP/N:CMD-KEY5-315-ND），该无线发射器产生一个带有同步信号、使用PWM调制的OOK信号，一长一短代表0，两短代表1。）9总结利用NI提供的软件无线电USRP平台及调制工具包，结合LabVIEW强大的图形化编程和信号运算处理能力，我们可以轻松快捷的实现基于各种通信协议的应用。