liu weikai
9.5 KiB
它实现了什么功能？
1️⃣ 实时频段能量扫描（Energy Sweep）
左侧柱状图表示：
- X 轴：频率区间（例如 433.050 → 434.790 MHz）
- Y 轴：RSSI 强度
- 每根柱：一个步进频点的瞬时/平均功率
它的意义是：
- 快速查看该频段是否拥挤
- 判断是否存在强干扰
- 观察噪声底（Noise Floor）
- 找出峰值位置
这不是 SDR 级 FFT，而是 工程级信道占用判断工具。
2️⃣ 精确频点分析（Cursor 模式）
右侧 CURSOR 区域实现：
- 当前指向频点（433.550 MHz）
- 该频点 RSSI
- 当前噪声水平
这让它从“观察”变成“测量”。
你不只是看到一堆柱子，而是可以：
- 精确读取某个频点的功率
- 判断是否可用
- 判断是否存在连续干扰
3️⃣ 自动最优信道选择（Best Channel Detection）
BEST 区域实现：
- 计算“最干净”的频点
- 显示推荐频率
- 显示 SNR
这一步非常关键，它实现了：
从频谱数据 → 可行动建议
它不只是显示世界，而是给出决策结果。
4️⃣ 扫描进度管理
72% 进度条说明：
- 扫描是区间遍历
- 用户知道系统状态
- 避免“卡住”误解
这提升了工程可用性。
5️⃣ 扫描控制（STOP / AUTO）
- STOP：终止扫描
- AUTO：自动选择最佳信道
这意味着：
这个页面已经从“只读显示器” 变成了 “频段管理工具”。
二、这个界面在系统层面的意义
在 Trail-Mate 架构里，这个页面完成的是：
🛰 频谱态势感知（RF Situational Awareness）
它回答：
- 现在这个频段干净吗？
- 是否有强占用？
- 我的 LoRa 该选哪个频点？
- 是否存在持续干扰源？
它是一个“战术前侦查页面”。
三、它属于什么级别的功能？
不是：
- ❌ 频谱仪
- ❌ SDR 分析工具
而是：
- ✅ 信道规划工具
- ✅ 干扰检测工具
- ✅ 频段健康监测器
- ✅ 自动选频前置模块
四、从用户视角来看
这个界面完成的是：
“在野外部署前，快速检查当前 Sub-GHz 频段是否适合通信。”
这对于：
- LoRa mesh
- FSK 语音
- APRS
- 临时战术部署
都非常实用。
五、它的核心能力总结
这个 UI 实现了：
| 能力 | 是否实现 |
|---|---|
| 频段扫描 | ✅ |
| 功率可视化 | ✅ |
| 精确频点读取 | ✅ |
| 最佳信道推荐 | ✅ |
| 扫描控制 | ✅ |
| LoRa CAD 状态展示 | ✅ |
下面按“你这个界面对应的能力”把算法 + 功能实现方案讲清楚，目标是：用 SX1262 在 MCU 上做一个可用的能量扫描/信道选择器（不是 FFT 频谱仪）。
1) 总体架构
输入：频段范围（f_start, f_end）、步进（step）、每点采样时长（dwell）、采样次数（N） 输出：每个频点的能量值（RSSI/ED）、噪声底（noise floor）、最佳频点（best channel）、峰值/干扰标记、扫描进度
数据流：
- 扫频采样 → 得到
rssi[f_i] - 估计噪声底 → 得到
noise_floor - 计算评分/选优 → 得到
best_freq - UI 渲染：柱状图、cursor、RSSI/NOISE/BEST、进度
2) 扫频采样算法（核心）
2.1 频点序列
把频率离散化：
bins = floor((f_end - f_start)/step) + 1f_i = f_start + i * step
步进怎么选（工程上）
- 想“看干扰哪里高”：
step = 25 kHz或50 kHz足够 - 想“粗扫很快”：
step = 100 kHz - 如果你 LoRa 频道带宽是 125 kHz，你用 25 kHz 扫描能更精细地看占用“峰”的位置（但更慢）
2.2 每个频点怎么测“能量”
SX1262 拿不到 IQ，所以只能用“能量指标”。最常见是 Instant RSSI 或类似 ED 指标（取决于你用的库/驱动暴露的命令）。
每个频点做：
SetRfFrequency(f_i)- 进入 RX（可以是 LoRa RX 或 FSK RX，关键是能读到 RSSI）
- 等待 settle（本振/AGC 稳定）：
t_settle ≈ 1~3 ms - 采样 N 次瞬时 RSSI：每次间隔
t_gap ≈ 1~2 ms - 得到该频点值
P_i
P_i 不要直接用平均值（会被突发信号骗） 推荐三种稳健聚合方式：
- median（中位数）：抗突发、抗偶发尖峰（推荐默认）
- trimmed mean（去头去尾均值）：丢掉最高/最低各 10~20%
- EMA（指数滑动均值）：适合连续扫描实时更新
我建议默认：
P_i = median(rssi_samples)
2.3 扫描速度估算（让 UI 不卡）
总时间大约：
T ≈ bins * (t_settle + N*(t_gap + t_read))
例如：
- 频段宽 1.74 MHz（433.050–434.790）
- step=25 kHz → bins≈70
- t_settle=2ms, N=6, t_gap=1ms → 单 bin ~ 2 + 6*(1+读寄存器开销) ≈ 10ms → 总计 ~ 700ms（很好用）
3) 噪声底（NOISE）如何估计
你界面右侧有 NOISE -104 dBm，这不是芯片“真噪声”，而是你对扫描数据的统计估计。
3.1 推荐方法：分位数/中位数 + 偏置
因为频段里可能有很多峰，直接平均会被抬高。
noise_floor = percentile(P, 20%)或median(P)- 然后再做一个轻微平滑：
noise = 0.7*noise + 0.3*noise_floor（跨帧稳定）
3.2 为什么用 20% 分位数
- 频段里如果有少数强信号，它们只占少量 bins
- 20% 分位数更接近“底噪水平”
- 你要的是“哪里比底噪高”，不是绝对精密测量
4) 峰值/干扰标记（柱子变红）
UI 中红柱代表“干扰/占用较强”。规则建议：
threshold = noise + margin- margin 典型：
6 dB ~ 12 dB（看你希望多敏感） - 若
P_i > threshold→ 标红（Warn） - 若
P_i > threshold + 10 dB→ 可以加一个“尖峰标记”（小三角）
为了避免抖动，给红柱加滞回：
- 进入红色：
P_i > noise + 10 dB - 退出红色：
P_i < noise + 7 dB
5) CURSOR（指针）怎么实现
Cursor 有两种交互模式：
5.1 自动跟随（扫描中）
- cursor_index = 当前正在采样的 bin
- UI 每采完一个 bin，就移动光标竖线
5.2 手动浏览（扫描结束/暂停）
- 按键左右移动 cursor_index
- 右侧显示
freq[cursor]、P_cursor、noise
光标竖线 + 底部小三角只是渲染层，数据来自数组即可。
6) BEST（最佳信道）如何选
你要的是“最干净、最适合通信”的频点。简单选最小 RSSI 不够，因为：
- 单点最低可能是偶然低谷
- LoRa/FSK 发射占带宽，不是一个点
6.1 “带宽窗口”评分（推荐）
设通信带宽 BW（例如 125k），换算成需要覆盖的 bin 数：
-
k = ceil(BW / step) -
对每个中心 bin i，计算窗口内的“最坏情况”：
score_i = max(P[i - k/2 ... i + k/2])
-
选择 score 最小的 i 作为 best
这会避免选到“旁边有大峰”的位置。
6.2 加上保护间隔（guard）
LoRa 频偏/温漂/邻道干扰都存在，可以再加 guard，例如 ±1~2 个 bin 也纳入窗口。
7) SNR +12 怎么来？
在你这个“能量扫描”场景里，SNR 是估算值：
snr_est = noise - P_best（注意 dBm 越小越弱，所以符号要小心） 更直观写法：snr_est = (P_best - noise)，如果 P_best 比 noise 高就是负数；但你 UI 里显示 +12，代表你希望“越干净越大”。
所以建议定义为：
cleanliness = noise - P_best（越大越干净）- 显示：
SNR +cleanliness
例如：noise=-104, best=-116 → cleanliness=12 → SNR +12（符合 UI）
8) CAD（LoRa preamble 检测）怎么融合
CAD 不是全频谱扫描，它是“在某个频点上检测是否存在 LoRa 前导码”。
你 UI 顶部的 CAD 可以这样实现：
-
当用户开启 CAD：
- 每次扫描到某个 bin，如果你关心该点是否有 LoRa，执行一次 CAD
- 得到
cad_detected（布尔） - 如果 detected：给该 bin 做一个“蓝色小点/标记”，或者让状态灯闪一下
但要注意：CAD 会增加耗时，所以策略上可以：
- 只对“疑似忙碌”的 bins（P_i > noise+X）做 CAD
- 或者扫描完成后，对 best 候选点做 CAD 复核
9) 进度条与 STOP/AUTO 行为
9.1 进度条
progress = scanned_bins / bins- UI 每完成一个 bin 更新一次（不要每次采样更新，UI 会抖）
9.2 STOP
- 设置一个
scan_abort标志 - 每个 bin 结束检查一次，立即退出
- UI 状态切换到“冻结显示 + 可移动 cursor”
9.3 AUTO
- 触发 best 计算
- 并把无线模块的工作频点切换到 best
- （可选）保存到配置：让下一次上电沿用
10) 如果你要更“专业”的两点增强
A) 动态中心频率校准（你之前提过）
如果你担心频偏/温漂导致“峰”位置漂：
- 在每个 bin 的 dwell 中，取前 2ms 的样本作为快速估计
- 用它对后续样本做轻微校正（本质是稳定统计，不是真频偏补偿） 更实际的做法：只做 UI 平滑，别做“频率校准”的强承诺。
B) 多帧叠加（历史底噪）
维护 P_i_hist 的 EMA：
P_i = 0.6*P_i + 0.4*P_i_prev这样界面更稳，像“仪表”而不是“闪动的噪声”。
11) 你最终会得到什么？
- 一个频段扫描器（几十~几百 ms 出结果）
- 可视化占用峰（红柱）
- 可读的底噪估计（NOISE）
- 可行动的推荐频点（BEST + 清洁度）
- 可选的 LoRa CAD 复核
- 并能一键 AUTO 切换工作信道