无线收发模块的设计 一、设计方案 为了能实现数据通过无线方式进行传输的目的，采用hopeRF公司的无线单片收发IC RF12完成无线收发功能。为了能对RF12进行控制，采用ATMEL公司单片机A VRMEGA48对RF12进行控制，为了与PC机连接方便，采用了沁恒公司的USB转串口电路CH340与单片机相连。系统结构示意图如下： 二、电路设计 2.1 RF12电路设计 2.1.1 RF12功能简介 RF12是通用ISM频段的FSK发送接收集成单片电路，低功耗，多通道，可以工作在免许可的433,868和915MHz频段。RF12首发电路为需要外部很少器件的集成电路，具有低成本，柔韧性好的高度集成的解决方案。芯片集成所有射频要求功能，完整的模拟射频部分和数字基带收发部分，多频段PLL频率合成器，射频功率放大器PA，低噪声放大器LNA。正交(I/Q)下变频混频器，基带滤波器和基带放大器，和正交（I/Q）解调器。唯一需要的外部器件就是外部晶振和带同滤波器。 RF12具有一个全集成的PLL，便于射频设计，它的快速设定时间可以用于快速调频，对于多路径衰落信道可以获得强健的无线连接。PLL的高分辨率允许在任一频段进行多信道应用。接收部分的基带滤波带宽（BW）是可编程的，以可以包纳各种偏差，数据速率和晶振偏差的要求。接收部分应用了零中频方法，该方法采用了正交解调技术。同样在大多数应用中不需要外部器件（除了晶振和耦合电路）。 RF12通过集成的数字信号处理特性：数字滤波，时钟恢复，数字判决，集成的FIFO 和发送数据寄存器（TX data register），显著的减小了微处理器的负担。自动频率控制特性允许使用低精度（低成本）晶振。 对于低功耗应用，RF12支持基于内部唤醒定时器的小占空比的周期工作模式。
nRF2401无线收发系统设计 一 实验目的 培养基本实验能力和工程实践能力，通过实验锻炼基本实验技能，使同学们掌握单片机的基本工作原理和单片机系统应用设计的技能，掌握单片机的简单编程方法以及调试方法，并能应用于电子系统设计中，提高同学们对综合电子系统的设计能力，加深对无线通信系统理论知识的理解，增强工程实践能力，培养创新意识，提高分析问题和解决问题的能力。 二 实验基本要求 （1）正确使用电子仪器； （2）根据项目设计要求能够进行单片机系统硬件电路设计和软件编程； （3）学会查阅接口电路手册和相关技术资料； （4）具有初步的单片机电路硬件和软件分析、寻找和排除常见故障的能力； （5）正确地记录实验数据和写实验报告。 三 实验器材 万能板、单片机、nRF2401无线收发模块、液晶屏、晶振、按键、发光二级管、开关、电容、电阻、5V 电源适配器、导线、万用表、电烙铁、焊锡。 四 GFSK 调制解调原理 4.1 调制 频移键控方式，幅度恒定不变的载波信号频率随着调制信号的信息状态而切换，通常采用的是二进制频移键控，即载波信号频率随着数据信息码的“0”、“1”变化进行切换。根据频率变化影响发射波形的方式，FSK 信号在相邻的比特之间，呈现连续的相位或不连续的相位。一种常见的二进制FSK 信号产生方法是根据数据比特码是“0”还是“1”，在两个振荡频率分别为 c d f f +和 c d f f -的振荡器间切换，这种FSK 信号的表达式为： []()()2π() 0FSK H c d b S t v t f f t t T == +≤≤ （二进制1） []()()2π() 0FSK L c d b S t v t f f t t T == -≤≤ （二进制0） c f 和d f 分别代表载波信号频率和恒定频率偏移，而b E 和b T 分别表示单比特能量和比 特周期。这种方法产生的波形在比特码“0”，“1”切换时刻是不连续的，这种不连续的相位会造成诸如频谱扩展和传输差错等问题，信号的功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落，在无线系统中一般不采用这种FSK 信号，而是使用信号波形对单一载波振荡器进行调制，这样FSK 信号可以表示如下： [ ]()2π()2ππ()t FSK c c S t f t t f t h m d θττ-∞??=+=+???? ? 上式中，h 是频率调制系数，定义为2/b b h f R =，b R 为比特率，尽管调制波形()m t 在“0”和“1”比特间转换时不连续，但是相位函数()t θ是与()m t 的积分成比例，所以是连 续的，大部分信号能量集中在以载波频率为中心的主瓣范围，功率谱密度函数按照频率偏移的负四次幂衰减。 为了进一步减小信号的频谱旁瓣，可以在前加入一级高斯滤波器，高斯滤波器的传递函
《无线通信基础》课程研究性学习手册数字调制解调实验Ⅱ 时间：2016年5月15日
目录 一．实验任务 (1) 1. 发送端top_tx主程序 (1) 2. 发送端top_rx主程序 (1) 3. 添加QPSK调制解调模块 (1) 二. 理论分析 (2) 1. 发送端介绍 (2) 2. 接收端介绍 (4) 三. 实验步骤 (7) 1. 设置IP (7) 2. 更改参数 (7) 3. 运行程序 (7) 四. 结论及分析 (7) 1. BPSK信号发送接收实验 (7) 2. QPSK调制解调 (8) 五．遇到的问题及解决 (9) 六．扩展问题 (9) 七. 心得与体会 (10) 八. 参考文献 (11)
一．实验任务 本实验的目的是使用USRP来实现发射和接收射频信号，并且通过LabVIEW 来实现对不同调制信号的同步性能的对比，由于在实验一中已经完成了数字调制的实验，所以在做这部分实验时，需要用到之前的调制解调模块。该实验将通过配置USRP的参数来使你了解把基带信号上变频到射频信号以及把射频信号下变频到基带信号的过程，并熟悉LabVIEW中的各种USRP模块的配置方法。 本次实验中需要完成的有top_tx和top_rx两个主程序，完成实验后。完成的任务是下面这三个，目标是在进行完这三个任务后得到一个完整的程序，使其可以实现全部的功能。 1. 发送端top_tx主程序 实验要求描述:在学生版程序中，BPSK的调制解调模块是完整的，需要在BPSK 选板中完成发送和接收的USRP配置工作。程序中通过USRP发送数据所需的VI 都已经添加好，把这些VI与数据流和这些VI之间通过适当的连线相连，同时修改一些发送所需的参数。 2. 发送端top_rx主程序 这也是基于BPSK调制解调完整的情况下，在接收端完成USRP模块的连接，同时修改接收所需的参数。之后通过USRP发送和接收BPSK信号来检验你配置的USRP是否正确。在确认USRP配置正确后，再进行任务。 3. 添加QPSK调制解调模块 实验要求描述：在程序中完成QPSK的调制和解调。实现方式可以参考BPSK 或者上一个实验。在整个完成实验的过程中，要注意自己添加的调制解调模块的数据类型与提供给你的模块之间的数据类型的匹配。
通信以交换信息。ＢＧＷ２１１和ＡＲＭ９的 连接图如图１所示。 ４．驱动程序编写 ４．１ ＢＧＷ２１１驱动程序的主要结构 ＢＧＷ２１１的驱动程序包括ＴＡＧＥＲＴ 和ＨＯＳＴ两部分，ＴＡＧＥＲＴ部分是启动 时下载并运行在ＢＧＷ２１１芯片上的ＭＡＣ 层固件程序。ＨＯＳＴ部分是使用交叉编译 工具编译生成的运行在Ｌｉｎｕｘ内核态驱动 程序目标文件。ＨＯＳＴ由３部分组成，分 别为内核驱动接口层Ｃｌｉｅｎｔ Ｄｒｉｖｅｒ、与 硬件无关的主机硬件抽象层ＨＨＡＬ Ｃｏｍｍｏｎ、与硬件相关的主机硬件抽象层 ＨＨＡＬ Ｐｌａｔｆｏｒｍ［３］。驱动模块结构图如图 ２所示，Ｃｌｉｅｎｔ Ｄｒｉｖｅｒ是我们需要开发的 部分，其中的重点是设备的初始化和注 册、收据的发送与接受，对于无线局域 网设备来说，还包括设备与ＡＰ之间建立 连接。 ４．２ 初始化与注册程序 Ｌｉｎｕｘ操作系统下驱动程序一般都编 译成模块的形式，在模块加载时调用其 初始化函数ＢＧＷ２１１＿ｉｎｉｔ。ＢＧＷ２１１＿ｉｎｉｔ 的初始化过程如下： （１）ＳＰＩ初始化： ｒＧＰＥＣＯＮ｜＝０ｘ０ａ８０００００； ｒＧＰＥＣＯＮ＆＝（￣０ｘ０５４０００００） ｒＧＰＥＵＰ｜＝０ｘ３８００ ｒＳＰＰＲＥ０ ＝ ０ｘＦＦ； ｒＳＰＣＯＮ０ ＝ （ ＳＰＣＯＮ＿ＳＭＯＤ＿ＰＯＬＬ ｜ ＳＰＣＯＮ＿ＥＮＳＣＫ ｜ ＳＰＣＯＮ＿ＭＳＴＲ ｜ 基于ＷＬＡＮ的 无线通信模块的设计 肖岗 冯恩信 西安交通大学电子与信息工程学院 ７１００４９ １．引言 当前，手机、掌上电脑等嵌入式手 持设备进行无线数据传输的主要方式是蓝 牙。但是蓝牙的通信距离很短，而且最 大传输速度只有３Ｍ ｂｐｓ，随着视频语音 等多媒体业务的发展，蓝牙技术已经不能满 足人们的需求。 基于此，本文提出了一种在嵌入式 手持设备中集成无线局域网模块ＢＧＷ２１１ 进行数据传输的方案，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ的速 率达到了５４Ｍ ｂｐｓ，可以有效传输多媒体 数据［１］。文中选用基于嵌入式微处理器 ＡＲＭ９的开发平台及其外围设备作为嵌入 式手持设备样机，详细说明了模块的硬 件开发过程以及Ｌｉｎｕｘ操作系统下如何进 行通信程序设计的两个问题。 ２．ＢＧＷ２１１芯片简介 ＢＧＷ２１１是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的支持 ８０２．１１ｇ的系统级芯片，有最低的待机功 耗和工作功耗，使消费者能通过ＷＬＡＮ 访问语音，数据和多媒体内容，为了与 其他手持嵌入式设备兼容，特别设计和 Ｐｈｉｌｉｐｓ的蓝牙解决方案共存，使得两种 无线技术能在同一设备同时工作［２］。 ３．系统硬件设计 ＢＧＷ２１１的所有数据和控制命令均通 过ＳＰＩ（ｓｅｒｉａｌ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）总 线接口实现，ＳＰＩ总线是Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司提 出的一种同步串行外设接口协议，可以 使ＭＣＵ与各种外围设备以串行方式进行 ＳＰＣＯＮ＿ＣＰＯＬ＿ＨＩＧＨ ｜ ＳＰＣＯＮ＿ＣＰＨＡ＿ＦＭＴＡ ）； （２）ＢＧＷ２１１复位： 调用ＡＰＩ函数ＰｈｇＨｈａｌＲｅｓｅｔＮＩＣ （ｐｖＨｈａＣｔｘ） （３）内核函数调用ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｎｅｔｄｅｖ （＆ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１）网络设备注册函数，并 创建一个新的网络设备。ｎｅｔ＿ｄｅｖｉｃｅ结构 体的部分设置如下： ｍｅｍｃｐｙ（ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｎａｍｅ， ａｃＮａｍｅ， ｓｉｚｅｏｆ（ａｃＮａｍｅ））； ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｏｐｅｎ ＝ ＢＧＷ２１１＿Ｏｐｅｎ； ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｓｔｏｐ ＝ ＢＧＷ２１１＿Ｓｔｏｐ； ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｇｅｔ＿ｗｉｒｅｌｅｓｓ＿ｓｔａｔｓ ＝ ＢＧＷ２１１＿ＧｅｔＷｉｒｅｌｅｓｓＳｔａｔｓ； ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｄｏ＿ｉｏｃｔｌ ＝ ＢＧＷ２１１＿Ｉｏｃｔｌ； ｄｅｖ＿ＢＧＷ２１１－＞ｈａｒｄ＿ｓｔａｒｔ＿ｘｍｉｔ ＝ ＢＧＷ２１１＿Ｓｅｎｄ； （４）中断和ＤＭＡ的请求注册分别由 ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｉｒｑ和ｓ３ｃ２４１０＿ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｄｍａ函数 来完成。 ４．３ 数据发送与接收 Ｓ３Ｃ２４１０与ＢＧＷ２１１之间采用ＳＰＩ接 图２ ＢＧＷ２１１驱动模块结构图 图１ ＡＲＭ９与ＢＧＷ２１１的物理连接图
1 引言 伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。与有线通信方式相比，无线通信以其不需铺设明线，使用便捷等一系列优点，在现代通信领域占重要地位。 但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。例如，一些无线产品在使用时，无法将信息反馈给控制者；还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息，如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路，产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变，而且可以大大降低成本。正如人们所发现的，只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片，就会出现许多新应用。 本次设计主要是利用无线收发电路，加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。考虑到目前市场上的一些需求，设计的主要要求是方案成本低，体积小，低功耗，集成度高，尽量无需调外部元件，传输时间短，接口简单。nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片，它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、多频道切换等功能，并且外围元件少，便于设计生产，功耗极低，集成度高，是目前集成度较高的无线数传产品，它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。 2 无线数据收发系统 2.1 系统组成 无线数据传输系统有点对点，点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用的需要，接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行，构成点对点无线数据传输系统。整个系统中，两数据终端之间的无线通信采用433MHz的频段作为载波频率，收发通过串口通信。 无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成，系统原理如图2-1所示： 图2-1 无线数据收发系统原理图
基于射频的无线通信技术方案 在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要，比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块，用单片机作为控制部件，配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接，实现自由数据通信，解决了无线通信的技术难题。并且其具有硬件构造简单、维护方便、通信速率高、性能稳定等优点，能在电子通信业得到广泛应用。 本文的控制部件选用AT89C51型单片机。由于这种芯片只有SPI 通信接口，而目前常用的单片机都没有这种接口，因此需要对该芯片的通信时序进行模拟，所以在控制器里编程时要严格按照芯片工作时序进行。 电路原理 NRF24L01芯片构成的通信模块电路设计 NRF24L01芯片通信模块电路核心器件NRF24L01 配合网络晶振、解耦电容、偏极电阻一起工作构造稳定射频通信模块。该芯片是贴片结构，模块占用空间少，如图1所示。
图1 由NRF24L01 芯片构成的通信模块电路图。 电源电路设计 电源电路如图2所示，B1 是9 V 蓄电池或者锂电池，能够反复充电。C1， C2 ， C3 ， C4 都是滤波电容，起到一次与二次滤波作用。D1，D2 是稳压二极管，使输出端的电压稳定在理想的水平电压。芯片7805 是三端稳压集成电路芯片，具有正电压输出。其电路内部还有过流、过热及调整管等保护电路，最终目的把9 V 电源转变成稳定5 V 输出，为后续设备供电。
图2电源电路图 系统通信电路设计 系统通信电路如图3所示。本电路中应用单片机AT89C51作为控制芯片，对NRF24L01 主通信模块的接口时序模拟和对数据的发送与接收进行处理。
信息工程学院通信工程专业 2 班学号321200976 姓名周琪协作者陈玉红教师评定_________________ 实验题目FH-CDMA(跳频码分多址)技术 一、实验目的 1.了解FH-CDMA（跳频码分多址）移动通信原理。 2.了解一种常用的正交跳频序列-RS编码序列。 二、实验内容和要求 1.测量FH-CDMA移动通信实验系统发射端及接收端锁相频率合成器控制电压，了解收发两端频率是否按同一跳频序列同步跳变（同地址FH-CDMA）按不同跳频序列跳变（不同地址FH-CDMA）。 2.测量同地址与不同地址FH-CDMA发射端及接收端的有关信号与数据。 三、实验报告要求 1.整理实验记录，画出图1-3所示FH-CDMA系统在同地址同步FH-CDMA工作方式下，跳频工作过程图及数据传输处理波形图，结合不同地址FH-CDMA工作方式下接收端接收不到发端信号、AF0输出恒一片噪声的情况，说明FH-CDMA的基本工作原理。 1、uct及ucr 2、占空比分别为0.9和0.1时的输出波形 3、发端D1及收端AFO、DK1、DK2、CLK、DK波形 D1与AFO D1与DK1
D1与DK2 D1与CLK D1与DK 六、思考题 1.结合不同地址FH-CDMA工作方式下接收端接收不到发端信号、AFO输出恒为一片噪声的情况，说明FH-CDMA的基本工作原理。 答：FH－CDMA的基本原理是优选一组正交跳频码（地址码/扩频码），为每个用户分配一个唯一的跳频码，并用该跳频码控制信号载频在一组分布较宽的跳频集中进行跳变。可将FH－CDMA看作是一种由跳频码控制的多进制频移键控（MFSK）。从每一时隙来看也可以将其视为一种FDMA；但与普通FDMA的最大不同是，FH－CDMA的频率分配是由一组相互正交的具有伪随机特性的跳频码来控制实现的，仍然将其归属于码分多址，同时它又是一种扩频多址。因为，虽然单独从每一跳变时隙的内部来看，FH－CDMA是一个窄带系
无线发射接收系统设计与实现 摘要: 此系统采用了无线发射和接受实现双向的全双工无线通信。通过使用C51单片机实现对系统的数据采集、信号收发进行控制。用硅光片进行对阳光是否照射的采集，DS18B20进行温度信息采集。该系统是一个独立系统，能够在一定范围内进行数据采集并且将数据通过无线传输到数据接收模块。 关键词:无线传输；单片机；数据采集 1 引言 对于环境信息采集是很普遍的，但是将采集的信息如何传输就是关键，传统的系统都是用有线的方法，不仅要铺设线路，而且不方便，可移植性差。随着无线技术的不断发展，无线在各个领域中的应用也不断增加，通过嵌入式系统，用无线的方式实现数据的采集和传输是最好的解决方法，不仅简化了实施的难度，而且成本相对较低。 本文主要是以C51单片机为控制核心，用无线接收发射装置来实现环境数据采集系统。 2 系统目的 设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成(实际制作2个)。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。 探测节点有编号预置功能，编码预置范围为00000001B～B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0℃～100℃，绝对误差小于2℃;光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用三节干电池串联，单电源供电。 监测终端用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分别与各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。 每个探测节点增加信息的转发功能，节点转发功能示意图如图2所示。即探测节点B的探测信息，能自动通过探测节点A转发，以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D1。该转发功能应自动识别完成，无需手动设置，且探测节点A、B可以互换位置。
RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:
一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）； 2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的
功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如错误!未找到引用源。所示。 （a）（b） 图 1 连上电源 （2）将RFID模块下方的开关拨至ON位置，给RFID模块上电，LED5灯会红色常亮。 （3）将RFID模块下方的4位拨码开关1234 在编号1、2、3中选择一个拨到上侧，同时保证该选择的编号在ZigBee、IPV6、 Bluetooth下方的拨码开关中没有拨到拨到上侧，否则会起冲突（例 如，RFID模块下方的拨码开关选择1拨到上侧，那么ZigBee、IPV6、
3.1无线通信模块工作原理及硬件设计（此工作方式正测试没有完成） 无线通信模块的发射与接收主要采用nRF401作为主工作核心， nRF401是工作在433MHz ISM频段的单片无线收发芯片。nRF401最大传输速率为20kbps，可以和各种单片机和微控制器连接，控制简单方便。配合简单的通信协议，就可以使用nRF401实现无线数据传输。采用点对多点半双工通信机制，设计一个简单有效的通信协议，实现对所采集到的数据进行有效传送。最简单的多机通信方式就是使用串行通信，所以使用单片机串行口配合nRF401芯片，就可以实现简单有效的点对多点通信。其工作原理图如图3-3-1所示 图3-3-1 无线通信原理图 常用的点对多点通信方式有星状和链状两种。 如图.3-3-2系统由一台中央监控设备CMS (Central Monitoring System)和多台远程终端设备MRTU(Multiple Remote Termial Unit)构成点对多点多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS 与远程终端RTU(Remote Termial Unit)之间用多台中转设备Tran作为中转站，以便起到暂存数据和延伸距离的作用。中转站之间，以单向通信方式进行传递数据。 如图 3-3--3系统由一台中央监控设备CMS和多台远程终端设备MRTU构成点对多点多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS 与每一台远程终端RTU(Remote Termial Unit)都以双向通信方式进行传递数据。特别适用于数据量大，对时间要求较高的场合。 所以采用星状点对多点通信方式，以一台主机为中心，多台分机各自独立的方法，即使其中一台分机不能正常工作，也不会影响其它分机，不像链状点对多
无线通信射频收发系统设计研究 射频是一种特定频率的电磁波信号，它可以在自由空间中传播，射频通信技术具有宽频带、高信息容量、体积小、可用频谱多、干扰小等特点，在无线通信系统中应用广泛，日常生活中有线电视信号就是通过由射频通信系统传送的。射频收发系统处理线通信系统中信号的接收和发射，它位于无线通信系统的最前端，关系到通信的质量。研究射频收发系统工作原理优化其设计方案，可有效提高无线通信质量。 一、射频收发系统的构成及工作原理 射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同，会有不同的组成部分。但从射频收发系统的工作原理来看，射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。（一）射频发射机的构成及工作原理。射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号，并把处理后的信号经天线发出。天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播；本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器；滤波器可以对不同的信号进行分离，得到特定频率的信号或消除干扰信号，滤波器种类繁多，实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器；数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换；混频器主要作用是实现频率变化，常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低，在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。（二）射频接收机的构成及工作原理。射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量，影响无线通信射频收发系统的运行状况。射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器，通过两次下变频，将信号变为满足需要的基本频带信号。射频接收机主要性能指标要求包括：接收微弱信号的灵敏度要求，降低系统噪声系数要求，相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求，射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。
无线收发系统设计 摘要 在有线数据传输方式之中，数据的传输载体是双绞线、光纤或同轴电缆。其实，数据传输也可以用无线传输方式进行传输，即通过空气或真空实现数据传送。与传统的有线数据传输方式比较，无线传输方式不用担心传输线缆的安装问题，从而节省了很多线缆，降低施工难度和系统成本。 伴随着数字通信技术和超大规模集成电路的迅速发展，无线收发系统已经成为了一种发展趋势在各个领域当中已经得到广泛应用，无线收发系统具有成本很低、不需要电缆、应用环境不受限制、组态灵活等优点，这就使无线收发技术得到了很大的发展空间。把数字通信技术和高性能、高集成度的集成电路应用到无线收发技术中，使无线收发技术的性能更加完善，更加可靠。本次设计介绍了一种用三态编解码芯片MC145026/MC145027和无线收/发模块来实现的无线收发系统的构成原理和实现方法，给出了单片机AT89C51与编/解码器之间的无线收发问题的解决方案等，叙述了系统的总体组成原理及仿真。 关键词:无线收发单片机AT98C51 芯片MC145026/MC145027
Design of wireless transceiver system Abstract Among the wired data transmission, data transmission carrier is twisted pair, optical fiber or coaxial cable. In fact, the data transmission can also be transmitted by wireless transmission, i.e. data transmitted through air or vacuum. Compared with the traditional wired data transmission, wireless transmission without worrying about transmission cable installation, which saves a lot of cables, reducing system cost and difficulty of construction. With the rapid development of digital communications technology and ultra large scale integrated circuits, wireless transceiver system has become a trend in which has been widely used in various fields, with a very low cost wireless transceiver system, no cable, unrestricted application environment flexible configuration, etc., which makes wireless transceiver technology has much room for development. Digital communications technology and high-performance, highly integrated radio transceiver IC application technologies to enable the performance of the wireless transceiver technology better and more reliable. The constitution describes the design principles and implementation of a three-state codec chip MC145026/MC145027 and wireless transmit / receive modules used to implement wireless transceiver system, gives the wireless transceiver and microcontroller AT89C51 encoder / decoder between solutions to problems, and describes the overall composition theory and simulation system. Keywords: wireless transceiver SCM AT98C51 Chip MC145026/MC145027
河北工业大学实验设计报告书 题目：无线电报收发系统设计 （理论设计） 学院：信息工程学院 专业：电子信息工程 班级： XX 姓名： XXX 学号： XXXX 2012年12 月8 日
无线电报收发系统设计 1、引言 随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。 这学期，我们学习了《高频电子线路》这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。通过这次的实验课程理论设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，将理论变成实践，更是能使自己加深对理论知识的理解，提高自己的设计能力。 1.1 发报机原理概述及框图 发报机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。 通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分和功率发大器部分。高频部分为载波振荡器，载波振荡器的作用是产生频率稳定的载波。低频部分包括音频振荡器、音频放大器、发报电键。低频信号通过放大，在振幅调制器处获得所需的调幅信号，末级高频功率放大器进行信号发射。因此，末级为高频功率放大器和发射天线。发报机系统原理框图如图1.1所示。 图1.1 发报机系统原理框图 1.2 接收机原理概述及框图 接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、选频放大器、检波电路、滤波低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。原理框图如图2所示。
输入电路和选频放大器把空中许多无线电信号选择其中一个并放大，送给检波电路。由检波器将调幅信号所携带的音频信号取下来，送给低频放大器。滤波低频放大器检波出来音频信号并进行放大。放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。 2、调幅发射机电路设计与工作原理 2.1 载波振荡器的设计 此次设计，主振荡器采用经典的克拉泼振荡电路，要求产生一个30MHz 的正弦波。该电路的稳定性较好，所以，其振荡器的频率也相对稳定。 图2.1 克拉泼振荡电路 图2.1为克拉泼振荡电路， L2为高频扼流圈，为集电极提供直流偏置；C4为旁路电容，保证晶体管的基极交流接地，直接接入LC 回路，减小损耗；极小的C3可以获得较高的频稳定度。 2.2 音频振荡器的设计 音频信号是一个低频信号，音频放大器被用作一个普通的低频放大器，放大到调制信号需要的幅值上。 图1.2 接收机系统原理框图
· RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:
一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之，也可以嵌入被追踪物体之。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）；
2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 5.1电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如图1所示。
前言 无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。 本无线数据传输系统采用挪威公司推出的工作于2.4频段的24L01射频芯片。与蓝牙和相比，24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，24L01射频芯片比蓝牙和所用芯片更便宜。系统由单片机32F103控制无线数字传输芯片24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
1. 总体设计方案 无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。 1.1 无线通信方式的比较和选择 方案一：采用模块进行通信，模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。 方案二：采用公司2430无线通信模块，此模块采用总线模式，传输速率可达250，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且协议相对较为复杂。 方案三：采用24L01无线射频模块进行通信，24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加），而且价格较便宜，采用总线通信模式电路简单，操作方便。 考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。 1.2 微控制器的比较和选择 方案一：采用传统的89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的89S52单片机达不到要求。 方案二：采用公司生产的430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位。但其价格比较昂贵，而且是贴片封装，不利于焊接，需要制板，大大增加了成本和开发周期。 方案三：基于公司3内核的32F103系列处理器，采用串行单线调试和，通过调试器你可以直接从获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。 根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用32F103作为本系统的主控芯片。 1.3 串行通信方式比较和选择 485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信
基于zigbee无线数据收发的设计和实现
1.总的设计方案 图 1.上位机与平板电脑之间无线数据传送模块的总体设计 注释： （1）射频模块采用cc2530该模块是现成的，可以直接利用； （2）工作流程：下位机发送指令通过RS232传给连接下位机的射频模块，该模块经过处理后将信息传给连接在平板电脑上的射频模块，该模块通过USB接口将信息传给平板电脑；而平板电脑传送给下位机的信息传递方式与上述的类似。 2 .硬件原理框图
图2.zigbee无线收发模块的硬件工作原理框图 注释： （1）串口转换电路：实现RS232 串口数据转换. 因此,可以实现无线模块与PC 机之间的串口数据通信 （2）无线收发模块：采用zigbee射频部分； 工作原理：CC2430的接收器是基于低-中频结构之上的，从天线接收的RF信号经低噪声放大器放大并经下变频变为2MHz的中频信号。中频信号经滤波、放大，在通过A/D转换器变为数字信号。自动增益控制，信道过滤，解调在数字域完成以获得高精确度及空间利用率。集成的模拟通道滤波器可以使工作在2.4GHz ISM波段的不同系统良好的共存。 在发射模式下，位映射和调制是根据IEEE 802.15.4的规范来完成的。调制(和扩频)通过数字方式完成。被调制的基带信号经过D/A转换器再由单边带调制器进行低通滤波和直接上变频变为射频信号。最终，高频信号经过片内功率放大器放大以达到可设计的水平。 （3）JTAG接口电路：在线编程，实现对常常
cc2430的编程和测试。引脚定义： TCK——测试时钟输入； TDI——测试数据输入，数据通过TDI 输入JTAG口； TDO——测试数据输出，数据通过TDO从JTAG口输出； TMS——测试模式选择，TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式。 可选引脚TRST——测试复位，输入引脚，低电平有效。 （4）电源模块：选用了AH805 升压稳压器,这样就可以将干电池提供的3V 电压变压至5V ,满足MAX232 电路的供电. 而3V 电压为CC2430 模块和J TAG模块提供稳定电压.。小注：MAX232是专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片。 3.硬件设计电路图 （1）cc2430的典型应用 电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天线性能更好。电路中的非平衡变压 器由电容C341和电感L341、L321、L331以及
实验二：卷积码 一、实验仪器: PC两台、USRP两台 二、实验目的： 1、了解grc仿真中的信号处理模块、流程图以及使用方法 2、了解卷积码的基本原理 3、了解GunRadio实现信道编码的方法 4、了解不同SNR对于误码率的影响 5、了解卷积码对误码率的影响 6、了解不同的卷积码对于误码率的影响 三、实验要求： 1.了解Grc的基本操作方法，要求仿真的流程中信道编码部分使用卷积编码 2.通过单机实验和GnuRadio+USRP的实验两种实验方式进行仿真 3.搭建有信道编码与无信道编码的Grc仿真模型 4.比较上述两种情况下的误码率，并且分析结果 5.比较不同的卷积码对于误码率的影响，并且分析结果。 四、实验原理： 卷积码将k个信息比特编码成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同，卷积码编码后的n 个码元不仅与当前段的k个信息有关，还与前面的N-1段信息有关，编码过程中互相关联的码元个数为nN。卷积码的纠错性能随N的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。卷积码的纠错能力不仅与约束长度有关，还与采用的译码方式有关。 GRC提供译码方式是维特比译码，它是卷积码译码方式中非常经典的以及广泛使用的一种译码方式。该实验可以考察编码前后数据有什么
变化，译码后能不能恢复原来数据，通过Number Sink考察加噪声后误比特率怎么样，对性能有什么提高，并且划出BER图形。下面为卷积码的一般流程： 五、实验步骤及分析： 1、单机实验： 单机实验分成（2,1,3）码、无信道编码、（2,1,8）码三个部分进行。 （一）实验流程图： 首先，我们利用（2,1,3）卷积码进行信道编码，用DPSK进行调制，来进行单机实验，最终设计的流程图和参数如下图所示： 先是Vector Source，即信源，设置的数据是1,0,0,1,1。然后是Throttle限流模块。接下来是Packed to Unpacked模块，将pack成byte或short型的数据以unpacked型的数据输出。然后就是卷积码编码模块，这里需要找到（2,1,3）卷积码在电脑中的位置，再将路径设置到这个模块相应的位置中。接下来一个模块叫做Packet encoder，然后便是调制模块DPSK Mod，我们使用的便是DPSK调制。在噪声模块中设置噪声的大小为0.31，这个数字不能太大，否则就会是解码完全错误，也不能太小，否则误比特率几乎一直为零。
基于TDA5210的868MHz 无线接收模块设计 陈良琳 （厦门大学计算机系，福建厦门361005） 摘要：为解决采用315MHz 或433MHz 频段无线接收模块的系统，干扰源多，接收灵敏度低，设计调试复杂等问题，提出了一种868MHz 无线接收模块的设计方案。方案中采用英飞凌低功耗单芯片FSK/ASK 超外差无线接收器 TDA5210，以及少量的外围分立器件。通过改善接收模块PCB 中铜箔天线走向，提高接收灵敏度；在接收模块的电源 和地的输入端串入磁珠，以减少来自应用系统中晶振等高频器件的噪声干扰。实验结果表明，基于TDA5210的无线接收模块，设计调试简单，干扰源少，抑制噪声能力强，接收灵敏度高，工作稳定。关键词：TDA5210；英飞凌；868MHz ；无线接收中图分类号：TN492 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2011）05-0162-03 868MHz wireless receive module design based on TDA5210 CHEN Liang -lin （Department of Computer ，Xiamen University ，Xiamen 361005，China ） Abstract ：The appliance system of wireless receive module which works in 315MHz or 433MHz has some problems such as many interference sources ，low receive sensitivity ，complex design and debugging.To solve the problems ，a design of 868MHz wireless receive module was proposed in the 868MHz receive module ，the Infineon low power consumption single chip FSK/ASK superheterodyne receiver TDA5210and few peripheral discrete components were used.The receive sensitivity was increased by improving the layout of PCB antenna.The noise from the crystal in the appliance system was decreased by using the magnetic bead in input terminal of the power and ground.The results indicate that the wireless receive module based on TDA5210is easy to design and debugging ，and has advantages such as few inferference sources ，strong ability of noise reduction ，high receive sensitivity ，and works steadily.Key words ：TDA5210；Infineon ；868MHz ；wireless receive 随着无线技术的发展，无线控制应用已经深入各行各业，安防、汽车电子、玩具等随处可见无线遥控的应用。目前市面上无线遥控产品比较多工作在315MHz 和433MHz 的频段，主要采用ASK 调制方式。与此同时，在这两个频段上的干扰源也比较多。特殊行业的产品由于关系到人身安全，对系统的稳定性要求苛刻，需要尽可能地减少同频干扰，比如医疗监控，无线温度采集系统[1]，汽车胎压监测等应用[2]，因此采用 868MHz 频段比采用315MHz 和433MHz 频段具有更少的 干扰源。目前市面上能够提供868MHz 无线接收芯片的芯片厂家非常少，英飞凌（Infineon ）公司是少数能够提供868MHz 单芯片接收芯片的厂家。本设计采用英飞凌TDA5210接收芯片，采用ASK （振幅键控）调制方式，设计简单，易于调试，接收灵敏度高，抗干扰性能强。 1TDA5210接收芯片简介 TDA5210是一款低功耗，单芯片FSK/ASK 超外差接无 线收芯片，其工作频段为810～870MHz 和400～440MHz ，该芯片集成度高，只需要少量外围器件就可以完成应用，其引脚与英飞凌公司的ASK 接收器TDA5200兼容。TDA5210芯片内置低噪声放大器（LNA ）、双平衡混合器、压控振荡器（VCO ）、锁相环（PLL ）、晶振、限幅器、锁相环FSK 解调器（PLL FSK demodulator ）、数据滤波器（data filter ）、数据限幅器（data slicer ）、峰值检波器（peak detector ）等电路[3]，同时它还具有自 动休眠功能，可以减少电池消耗，适用于对功耗要求比较高的场合。图1为TDA5210内部框图。 2原理图设计 接收模块原理图如图2所示。由C 1，C 2，L 1，C 3组成的滤波 网络，对天线端的无线信号进行匹配，将带宽频率范围内的微弱信号送至LIN 引脚；信号经过芯片内部的LNA （低噪声放大器）放大后，进入MI 引脚与VCO 产生的信号进行混频，将高频信号中的数据信号分离出来，然后经过一个10.7MHz 的陶瓷中频滤波器，再经过内部限幅器LIMITER ，最后信号被一个比较器分离，产生最终的数据电平信号。 收稿日期：2010-11-16 稿件编号：201011048 作者简介：陈良琳（1980—），男，福建三明人，硕士研究生，工程师。研究方向：嵌入式系统应用。 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第19卷Vol.19第5期No.52011年3月Mar.2011 －162－