无线计数器.docx
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无线计数器
通信原理实验
无线发送计算器
实验目的：
综合应用所学知识,设计无线数字传输系统，加深对通信原理所涉及内容的理解。
实验内容:
利用声音波段作为载波，设计一个基于两台电脑和两个耳麦的无线数据传输系统。
在电脑A上输入一系列命令，对其作编码调制后，通过耳麦传送到电脑B,电脑B执行命令后将结果返回到电脑A。
实验平台：
1.两台普通个人电脑；
2.2个低质量耳麦，分别连接到一台电脑上；
3.应用软件：
Matlab
技术指标：
1.在“发送电脑”上输入一个整数四则运算式（+、-、*、/），运算式中数字为0~10000的整数。
输入完成后，这个算式通过耳麦被传输到“接收电脑”上，“接收电脑”对算式进行处理后将正确的结果同样通过耳麦返回到“发送电脑”上，“发送电脑”对此接收后显示结果。
2.在算式输入完毕后1秒钟内要将结果显示出来。
如果在传输过程中出现错误，要能自动进行重传。
重传N次，最长的等待时间就为N秒。
3.两个耳麦的距离为10cm.
4.传输时，声卡上所有的音量（录、放）都将调为最大值。
5.使用Matlab时用M文件编写，每台电脑上只允许运行一个Matlab进程。
过程概述:
先由电脑A键盘输入一个算式，如A+B，由于输入为字符串，不方便直接运算，于是将A,B转化成为对应十进制的数，再然后转化二进制数，而运算符号用两个二进制数表示，同时直接计算出结果，便于结果重传时判断接收是否正确。
调制过程用2ASK方式，将调制后的结果存入长度为52位的J矩阵，在0~19位存入1，在20位存入0，接收过程中，如果电脑B收到连续的多个高电平，之后又有一个低电平表示接收开始。
在21~34存入第一个操作数（A）；在35~48位存入其第二个操作数（B）；在49~50位为运算符，最后一位用于矫正，如果没有会容易产生误差。
电脑A发送结束后，对接收到的声音信号进行解调解码，解码过程与编码过程原理相似，之后的到了算式A+B进行计算将计算结果存入result中用同样的方法发回电脑A，电脑A又将收到的声音信号解调，如果result和电脑A中记录的结果相同则正确，如果不相同则显示出错，并重新发送
程序代码:
clc;
clear;
closeall;
fc=1000;
fs=8000;
t=0:
1/fs:
0.01;
t=2*pi*fc*t;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<初始化<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
len=length（t）;%初始化
data=zeros（1,30）;%初始化数组前14目的操作数后14源操作数最后符号
read=1;%用于监视
dst=0;
src=0;
result=0;%%%%%%%计算结果
anss=zeros（1,28）;%抽样结果，即结果的二进制形式
redo=1;%自动重发标志
b=fir1（48,fc/fs）;%低通滤波器fc/fs归一化频率
mode=input（'Pleaseenterthemodenumber."1"fortransmiterand"0"forreciver\n'）;%%%%模式选择，1：
发送端，0：
接收端
%%%%%%%%%%%%￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<电脑A>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥%%%%%%%%%%%%%%
if（mode==1）%发送端
formula=input（'Pleaseentertheformula\n','s'）;
tic%计时开始
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<<<<<<<<<<<<<<<<<<电脑A将算式转换成十进制数>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%forh=1:
length（formula）%将操作数和操作符储存
switchformula（h）%
case'0'
tmp=0;
case'1'
tmp=1;
case'2'
tmp=2;
case'3'
tmp=3;
case'4'
tmp=4;
case'5'
tmp=5;
case'6'
tmp=6;
case'7'
tmp=7;
case'8'
tmp=8;
case'9'
tmp=9;
case{'+','-','*','/'}%
opt=formula（h）;%符号存入opt
read=0;%读出符号
tmp=0;
end
if（read）%
dst=dst*10+tmp;%转成十进制
else
src=src*10+tmp;
end
end
dst0=dst;%对操作数进行备份
src0=src;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<将十进制变成二进制>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%if（（dst>=0）&&（dst<=10000）&&（src>=0）&&（src<=10000）&&（（opt=='+'）||（opt=='-'）||（opt=='*'）||（opt=='/'）））%操作数、操作符编码
fori=1:
14
data（i）=mod（dst,2）;%转成二进制
data（14+i）=mod（src,2）;
dst=fix（dst/2）;
src=fix（src/2）;
end
if（opt=='+'）%
data（[2930]）=[00];
result0=dst0+src0;
elseif（opt=='-'）
data（[2930]）=[01];
result0=dst0-src0;
elseif（opt=='*'）
data（[2930]）=[10];
result0=dst0*src0;
else
data（[2930]）=[11];
result0=fix（dst0/src0）;
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<2ASK调制>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%forj=0:
51
if（j<20）%发送开始指示
ask=sin（t）;
elseif（j==20）%起始位
ask=0*t;
elseif（j<51）%2ASK调制
ask=data（j-20）*sin（t）;
else
ask=0*t;%避免最后一位无法发送
end
output（j*len+1:
（j+1）*len）=ask;
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<输入值超出范围时>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%result=-9999999999;
%while（result~=result0）%出错自动重传
if（result~=-9999999999）
disp（'Transmitederror,retransmitting...'）;
end
wavplay（output,fs）;%发送
%start=zeros（1,8）;
%while（max（abs（start））<0.1）%监视有无信号
%start=wavrecord（8,80）;
%end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<接收电脑B返回信号电脑A解调>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%signal=wavrecord（fs,fs）;%接收
signal=abs（signal）;%包络检波
signal=filter（b,1,signal）;
signal=signal/max（abs（signal））;%%%归一化
scan=0;
si=1;
while（scan<0.5）%搜索信号1
scan=signal（si）;
si=si+1;
end
while（scan>0.1）%搜索起始位0
scan=signal（si）;
si=si+1;
end
si=si+fix（len/2）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<<<<<<<<<<<将收到信息转换成相应二进制再转化成十进制>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%o=28;
result=0;
while（o>0）%抽样
if（signal（si+81*o）>0.4）
anss（o）=1;
else
anss（o）=0;
end
if（o<28）
result=result*2+anss（o）;
end
o=o-1;
end
if（anss（28））
result=0-result;
end
%end
disp（result）;
toc
else
disp（'ERROR\n'）;
end
%%%%%%%%%%%%%%￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<电脑B>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥￥%%%%%%%%%%%%%%
elseif（mode==0）%接收端
%while
（1）
%while（max（abs（start））<0.1）
%start=wavrecord（8,80）;
%end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<解调>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%signal=wavrecord（0.5*fs,fs）;
signal=abs（signal）;%包络检波
signal=filter（b,1,signal）;
signal=signal/max（signal）;
scan=0;
si=1;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<同步，将二进制转化为十进制>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%while（scan<0.5）
scan=signal（si）;
si=si+1;
end
while（scan>0.1）
scan=signal（si）;
si=si+1;
end
si=si+fix（len/2）;
dst=0;
src=0;
l=30;
while（l>0）
if（signal（si+81*l）>0.4）
data（l）=1;
else
data（l）=0;
end
if（l<15）
dst=dst*2+data（l）;
elseif（l<29）
src=src*2+data（l）;
end
l=l-1;
end
if（data（[2930]）==[00]）
result=dst+src;
elseif（data（[2930]）==[01]）
result=dst-src;
elseif（data（[2930]）==[10]）
result=dst*src;
elseif（data（[2930]）==[11]）
result=fix（dst/src）;
else
result=0;
end
result0=result;%备份
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<将计算结果转化为二进制>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
if（result<0）
anss（28）=1;
end
result=abs（result）;
form=1:
27%dec2bin
anss（m）=mod（result,2）;
result=fix（result/2）;
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<连同同步信息一起调制>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
forn=0:
49
if（n<20）
ask=sin（t）;
elseif（n==20）
ask=0*t;
elseif（n<49）
ask=anss（n-20）*sin（t）;
else
ask=0*t;
end
output（n*len+1:
（n+1）*len）=ask;
end
wavplay（output,fs）;
disp（result0）;
%end
else
disp（'Wrongmode'）;
end
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