基于单片机的RF射频无线收发系统_CN109787650A
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收稿日期:2008-08-05作者简介:黄丽军(1971-),女,福建莆田人,福建广播电视大学理工系讲师。
一、引言随着无线通信技术的发展,无线数据的采集与传输的应用领域在不断的扩大。
在工业测控方面,有些测量点比较分散使得有线线路的铺设及维护均需较高的代价;或者对于运动构件上的传感器信号的采集,使得有线传输数据不可靠、甚至不可能,因此采用无线数据传送技术进行数据通信是现代测控数传系统的发展趋势。
应用无线收发模块的短距离无线通信以其特有的抗干扰能力强、可靠性高、安全性好、受地理条件限制少、安装施工简便灵活等特点,在许多领域都有着广阔的应用前景。
本文旨在设计一个基于51单片机和RF 的短距离无线数传系统。
为了达到系统要求,本文主控芯片选择Atmel 公司的AT89LV51,实现对无线射频模块数据传输的控制。
由于无线收发芯片的厂商和种类比较多,考虑到功耗、灵敏度、抗干扰能力、传输速度等参数,经过对各个厂家的无线收发芯片进行评估,最终选用Nordic 公司的nRF401射频收发芯片,通过在国际通用的ISM 频段实现数据的短距离无线传输。
二、无线数传系统硬件组成本系统的工作原理是:首先通过传感器将现场各采集点信号转换为电信号,经过模/数转换器ADC 的采样、量化、编码后转换成数字信号,送到51单片机内进行初步处理,再通过nRF401无线数据传输芯片以无线方式将有效数据发送给主控制计算机的接收端,通过nRF401芯片接收到有效数据传递到51单片机,再控制单片机的串行口将数据送入上位计算机,上位机采用以VB 语言编写的控制程序完成数据显示以及对有效数据的进一步处理的任务。
为了满足安全可靠,有足够抗干扰能力,经济合理,方便使用的设计要求,采用了模块化设计思想。
在整个模块化设计中,模块与模块之间的结构如图2-1所示:图2-1无线数传系统组成框图摘要:本文详细介绍了基于AT89LV51单片机和nRF401射频芯片实现的测控系统中多个采集点的数据采集和无线数据传送系统的硬件和软件实现方案。
基于射频技术的无线遥控系统研究随着科技的飞速发展,射频技术在无线遥控系统中的应用也越来越广泛。
射频遥控技术的特点是无须直线视线的条件,有着无线遥控范围广泛,操作方便灵活,而且使用环境不会受其影响等显著优点。
因此,基于射频技术的无线遥控系统已成为社会发展中重要的一种科技成果,并得到了越来越多的应用。
本文旨在对基于射频技术的无线遥控系统进行研究和探讨,分析其技术原理和应用情况,以期加深对射频遥控技术的认识并挖掘其应用潜力。
一、射频遥控技术的原理射频遥控技术是一种通过无线电射频信号来实现远距离无线遥控的技术。
它采用射频信号传递信息,以达到实现无线遥控的效果。
而无线遥控系统工作原理主要有两类,即遥控器信号发射和接收,分别由遥控器和被控对象实现。
遥控器通过操作按钮、杆控制电路板发射射频信号,被控对象接收射频信号并通过解码器将信号转化为控制信号,最终完成相关动作。
二、射频遥控技术的优势1、无线遥控范围广泛相对于传统的有线遥控系统,射频遥控技术无须必要的有线连接,只需依靠射频信号的传递即可实现遥控。
因此,其遥控范围更广。
射频遥控器在一定范围内随意移动都不会出现信号跳变或者断电等现象,在使用过程中更加安全可靠。
2、简洁明了,普及程度高射频遥控器通常由若干个按键组成,表示不同的控制指令。
操作者通过简单的按键即可实现对被控对象的遥控,其操作方式简单明了,可以很快被大众学习和普及,符合了简单易用的操作原则。
3、使用环境不受影响遥控器无需传输音频或图像等信息,因此对于使用环境简单易用,环境中其他设备的工作不会对其产生干扰,同时也能够保证遥控器的稳定性,实现高品质的遥控。
三、基于射频技术的无线遥控系统应用射频遥控技术,不仅仅在电视、空调、DVD等家用电器中得到了广泛的应用,同时也在攀岩、模型、直升飞机等众多领域广泛使用。
随着现代科学技术的不断发展,射频技术的应用范围将会越来越广泛,发挥着越来越重要的作用。
本文深入研究和分析了基于射频技术的无线遥控系统,通过对该技术的原理、优势以及应用进行分析,更好的认识和应用射频遥控技术,进一步挖掘其在现代社会发展的潜力和用途。
基于无线通信射频收发机系统的设计摘要随着第三代手机通信技术的发展,通信技术逐渐向多媒体方向发展,具有较高的传输速率和较小的错误率。
RF收发器是整个通讯的前台,承担着信号的发送和接收,是整个无线通信的重要组成部分,其作用直接关系到通讯的传输和传输的品质,同时也直接关系到 RF收发器的发展。
关键词:移动通信射频收发机系统指标第一章绪论目前,在无线通信中, CMOS制程成本较低,集成度较高,而且静止时不会有 DC,因此许多数据处理部都是以 CMOS技术。
但 CMOS器件的跨导数很低,而CMOS制程的 RF电路往往会造成基板的大量损失,因此,在收发器的 RF前端,大多是使用双极制程或 GaAs。
而在目前的 WLAN中,传统的基带器件占据了75%的区域,由于集成性和价格方面的原因,需其整合到一起。
第二章系统组成2.1射频接收机接收器通常是由 ADC (ADC)与发射天线(Digital Digital Converter)所限定的。
RF接收器的主要功能是对接收到的信号进行解调,将所需的信号从基频中提取出来,输入 ADC进行模数转换,最后输入到数字部分进行运算, RF接收器还可以分为中频和射频两个部分。
通常情况下,天线会在高频区域进行信号传输,再通过一级混合电路将其降频(1中间),而在超外差电路中,则会在第1次下行转换后进行第2次下行转换,随后进入第2中间频率。
现在我们来看看当前的接收器常用的配置:(1)超外差接收机:超外差接收机将天线下来的信号进行两次下变频处理,再送入ADC。
在RF信道上,我们希望滤除非常高的中心频率,并且窄信道的非常大的干扰要求滤波器具有令人惊讶的高Q值。
然而,在外差结构中,信号频带被转换为低得多的频率,这降低了对信道选择滤波器的要求。
(2)零差接收:与超外差法相比,零差接收器具有结构简便、便于整合的优点,解决了镜像问题。
采用适当的单片式集成式低通式滤光器和一种基带放大器,可以取代中频 SAW滤光器及后续的下转换阶段。
基于单片机及射频器的振动数据的无线传输作者:耿翔宇何正红姬广振蒋一博黄碧豪郝雪弟来源:《卷宗》2016年第10期摘要:井下设备部件受损,振动信号便会发生变化。
设备会有不同的受损情况,这就需要通过设备振动信号的变化情况来进行判断,对于已经受损的部件和部件具体的损坏情况进行识别。
如果我们能以无线传输的形式让所布置的传感器节点和上位机进行通信,来组成无线传感器网络,这会显著提高振动信号采集的效率。
我们应用单片机,,振动数据传感器,A/D和D/A转换器组成一个小型的WiFi传输链,实现了振动数据的无线传输,方便第一时间知道井下设备受损的情况。
关键词:振动数据;无线传输;STC89C52RC单片机;NRF905;振动数据传感器1 绪论在煤炭生产中,通过监测设备的运行状态,并对这些参数进行分析,能够可以发现哪些特征参数便发生了变化,从而判断出设备是否出现故障。
要保证煤矿井下的安全生产,就无法离开对井下设备的监控,怎样能实时有效地获知井下设备的运行状态,对井下的生产安全起着至关重要的作用,而其中振动数据的获取尤其重要。
2 Wifi无线数据传输技术现阶段,针对井下设备的振动数据采集分析希望能够通过无线方式来实现,而振动信号无线传输技术仍不够成熟,井下布局又十分复杂。
为实现振动数据的无线传输,需要在已有短距离无线传输方式Zigbee、WiFi、蓝牙、超宽带中进行对比分析,找出较为适合的无线通讯方式,并对其展开全面探究与分析。
我们的选择:相比较地面来说,井下空间不足,存在众多障碍,会影响传输信号的真实性。
ZigBee的传输的穿墙能力太弱,这明显不适合于井下的传输。
蓝牙的传输熟虑不是很快,并且它的应用成本偏高,对于井下这个需要大规模传输数据的地方来说显然不适合。
Wifi 传输速率快,传输范围相对比较大,在井下组建wifi网络,类似局域网之类的,可以很方便的传输数据。
因此wifi更适合作为井下的无线传输方法。
3 无线传输的硬件设计3.1 单片机选型STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K字节系统可编程Flash存储器。
基于单片机的无线收发系统设计无线收发系统是指通过无线电波实现信息的传递与接收的一种通讯系统。
它将从传感器或者其他设备中获取的信号转化为电信号,然后通过射频信号进行传输与接收。
在实际的无线收发系统设计中,基于单片机的无线收发系统已经成为广泛应用的一种方案。
下文将从硬件和软件两方面介绍基于单片机的无线收发系统的设计思路。
一、硬件设计基于单片机的无线收发系统包括发送端和接收端两个部分。
其中发送端主要是将电信号转化为射频信号进行传输,而接收端则是将射频信号转化为电信号进行处理。
1、发射模块设计发射模块设计中最核心的是无线电频率,因此需要选择合适的发射模块芯片。
首先需要选择一款可控制衰减的功率放大器,以便根据实际需求对其进行合适的调节。
其次需要选择一款有较多输出功率档位的变频器。
最后需要进行天线设计,根据不同场景选择不同类型的天线。
(如:旋转天线,贴片天线,板载蜂窝天线等)2、接收模块设计接收模块设计中最重要的是接收机芯片。
可以选择具有数字解调功能的芯片,以便将接收到的射频信号转换为数字信号。
通过功率放大器增益的设计,可以使信号幅度调整到最佳值,然后输出给单片机进行处理。
二、软件设计软件设计中需要编写相应的代码程序,对模块控制进行设置,并实现数据的传递。
1、发射模块控制在发射模块控制中,主要是对功率放大器与变频器进行控制。
可以利用单片机的PWM功能模拟模拟电压输出,并实现对变频器的频率和功率的调节。
同时还需要设计相应的信号调制方案,以使数据正确地传输。
2、接收模块控制在接收模块控制中,主要是对解调芯片和功率放大器进行控制,并将解调后的信号数据传输给单片机进行处理。
可以利用单片机的外部中断功能实现接收到数据的中断处理,并利用单片机的USART串口功能实现数据的传输。
综上,基于单片机的无线收发系统的设计需要考虑硬件和软件两个方面。
在硬件设计中需要选择合适的发射与接收模块,并进行天线设计。
在软件设计中需要编写相应的代码程序,实现模块控制与数据传输。
专利名称:基于USB接口的数字无线RF收发系统专利类型:实用新型专利
发明人:陈剑波
申请号:CN201220283062.4
申请日:20120615
公开号:CN202600688U
公开日:
20121212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开一种基于USB接口的数字无线RF收发系统,无线RF传输单元的主要功能是将从微处理单元送来的数据按照预设的调制格式送到天线激励电磁波发射,并将从天线接收到的调制信号解调得到基带信号,再送给微处理单元。
微处理单元选择的MCU芯片为AT89C51芯片,该电路是整个设计系统的控制核心,是无线RF传输单元与USB接口单元之间的通信桥梁,同时也是无线RF传输单元的控制芯片,这部分需完成两大功能:其一是对RF芯片进行寄存器配置(通信参数配置)和数字通信,其二是与USB控制芯片进行数据传递以及对USB接口通信波特率设置。
申请人:温州博影科技有限公司
地址:325000 浙江省温州市温州东方南路38号大学科技园孵化器1304室
国籍:CN
代理机构:北京三聚阳光知识产权代理有限公司
代理人:武燕华
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摘要温度是人们日常生活中接触非常多的一个物理量,人类的日常生活、动植物的生存繁衍跟周围环境的温度密切相关,石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求,由此可见,在工农业领域和日常生活中,温度是最常用的被控参数之一。
因此,对温度的监测已成为生产过程中极其重要的技术要求。
由于一些大型场所的测量空间较大,维护较困难,现有的有线温度测量系统无法满足计量检测的需要。
为了能够实现对远距离温度数据的计量采集,需要设计一种智能无线温度数据采集系统。
本文介绍的是一个由单片机构成的无线温度控制系统,它利用STC89C51单片机、DS18B20、nRF903及HD7279等其他器件实现。
工作原理是单片机利用DS18B20对温度进行实时采集,然后把温度数据通过nRF903射频模块进行无线发送,接收端收到信号后,进行解码,之后实现温度显示。
本设计结合嵌入式技术和无线传感器技术的无线温度采集系统,系统具有高性能、低功耗的特点,以及快速处理数据的能力,能够实现对远距离温度数据的计量采集。
本文对硬件和软件进行了框图设计,protel原理图设计,程序框图设计,源程序设计。
经测试,该系统能准确测量出坏境温度,最大收发距离可达百米。
关键词:嵌入式;无线发送接收;温度测量;解码ABSTRACTTemperature is a common physical in daily life. Temperature is related to people’s and animals’daily life. It is sensitive in temperature in some area, like Petroleum, chemical, metallurgy, textile, machinery manufacturing, aerospace, pharmaceutical, tobacco, file storage and food storage. Therefore, it is important to measure the temperature accurately. Due to some places is too large to measure the temperature with today’s technology, we need design wireless system to solve this problem.What this text introduction is a constitutes to from the single slice machine of wireless temperature control system, it make use of STC89C51 single slice machine and other spare part realizations such as the DS18B20,nRF903 and HD7279 etc.. Temperature's measuring work principle is a single slice machine to make use of the DS18B20 rightness temperatures to carry on collect, then carry on a wireless to send out with the nRF903, carry on a decoding after receiving to carry to receive signal, after carry out a temperature manifestation. This design combines embedded technology with wireless temperature collecting system, the system is high performance and low power consumption. It calculates fast, and can measure long distance temperature. This text carried on frame diagram a design to the hardware and the software, the protel principle diagram design, procedure frame the diagram design, source program design, text after appendix complete source procedure. We found the system could measure temperature precisely in one hundred meter after testing it.Key words:Embedded; Wireless transceiver; Temperature measurement; decoding第一章引言1.1 课题的研究目的和意义温度是人们日常生活中接触非常多的一个物理量,人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温度息息相关,石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求。