下载文档原格式
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Zigbee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Nordic公司推出的工作于 2.4GHzISM频段的nRF24L01射频芯片。
与蓝牙和Zigbee相比，nRF24L01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，nRF24L01射频芯片比蓝牙和Zigbee所用芯片更便宜。
系统由单片机STM32F103控制无线数字传输芯片nRF24L01,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GSM模块进行通信，GSM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SIM卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。
方案二：采用TI公司CC2430无线通信模块，此模块采用Zigbee总线模式，传输速率可达250kbps，且内部集成高性能8051内核。
但是此模块价格较贵，且Zigbee协议相对较为复杂。
方案三：采用nRF24L01无线射频模块进行通信，nRF24L01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PA），而且价格较便宜，采用SPI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。
基于单片机和射频芯片实现的短距离无线数据传输系统黄丽军
【期刊名称】《福建广播电视大学学报》
【年(卷),期】2008(000)005
【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.
【总页数】5页(P67-71)
【作者】黄丽军
【作者单位】福建广播电视大学,福建福州,350003
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.72
【相关文献】
1.短距离无线数据传输系统的设计实现 [J], 王延华;岳林
2.基于AT89C52单片机实现短距离无线通信 [J], 韩改宁;赵娟;段群
3.基于RFW102芯片组的短距离无线数据传输系统的实现 [J], 陈媛媛;杨凯;胡文东
4.基于单片机控制射频芯片CC2420无线通信的实现 [J], 王吉富;马建仓;卢崇
5.基于射频芯片ADF7021的短距离无线通信实现方案探究 [J], 李晓丽
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单片机与无线射频模块的通信方法一、引言单片机与无线射频模块的通信方法在现代无线通信系统中扮演着重要的角色。
本文将讨论常见的单片机与无线射频模块的通信方法，包括串口通信、SPI通信和I2C通信等。
二、串口通信串口通信是单片机与无线射频模块最常见的通信方法之一。
单片机通过串口与无线射频模块进行数据传输。
通常，串口通信包括一个传输数据的引脚（TX）和一个接收数据的引脚（RX）。
单片机通过配置串口通信参数，如波特率、数据位数和校验位等，与无线射频模块进行通信。
三、SPI通信SPI通信是一种全双工的、同步的通信方式，常用于单片机与无线射频模块之间的高速数据传输。
SPI通信需要同时使用四根线进行传输，包括时钟线（SCK）、主设备输出从设备输入线（MOSI）、主设备输入从设备输出线（MISO）和片选线（SS）。
单片机作为主设备发送数据，无线射频模块作为从设备接收数据，并通过SPI总线进行交互。
四、I2C通信I2C通信是一种串行通信协议，适用于单片机与无线射频模块之间短距离的数据传输。
I2C通信只需要两根线，包括串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
单片机通过发送I2C的起始信号来启动通信，然后通过发送地址和数据来与无线射频模块进行通信。
五、无线射频通信方式选择在选择单片机与无线射频模块的通信方法时，需要考虑以下几个因素：1. 通信速率：如果需要高速传输大量数据，SPI通信可能是更好的选择。
2. 距离：如果通信距离较短，I2C通信可以提供简单和成本效益的解决方案。
3. 异常处理：串口通信可以提供更可靠的错误检测和纠正机制。
六、通信参数配置无论选择哪种通信方法，正确配置通信参数非常重要。
通信参数包括波特率、数据位数、校验位和停止位等。
通过准确配置这些参数，可以确保单片机与无线射频模块之间的通信能够正常进行。
七、通信安全性与稳定性在单片机与无线射频模块的通信中，保证通信的安全性和稳定性至关重要。
常见的安全措施包括数据加密、认证机制和信号干扰抑制等。
基于单片机Wifi无线通信方案第一部分：功能介绍通过手机发送指令控制LED亮与灭单片机原理图第二部分：硬件接法1.连接实验相关模块连线如图：JP10(P0)接J12J21跳线帽接左边A→ P22B→P23C→P24J10与J12相连接（即是P0口控制LED）单片机与ESP8266连接：由于单片机的串口通常配置成9600，而ESP8266初始的波特率为115200，所以先用PC通过PL2303去配置ESP8266模块的波特率为9600ESP8266图示PL2303图示PC与ESP8266通过PL2303连接PL2303绿线-----------ESP8266的URXD脚PL2303白线-----------ESP8266的UTXD 脚注意：用PC机上的串口助手测试时，由于ESP8266的电源是3.3V,所以先要把开发板的电源配置成3.3V ,如下图J-PWR,跳线冒连接3.3V。
PL2303 的电源（红线）不接！ESP8266引脚的VCC和CH_PD连接开发板JPWR的vcc两个脚，ESP8266的地与PL2306的地连接开发板JPWR的GND两个脚（共地）！！！！！！在PC上打开软件sscom42.exe，界面如下：注意：发送新行选择上，波特率默认为115200,8,1,None串口号选择PL2303的COM口(查看设备管理器)打开串口即可测试（软件的发送新行要打勾）第一步：配置波特率然后在字符串输入框中输入：AT+UART=9600,8,1,0,0发送给ESP8266 ,若返回OK，表示成功（注意最后一位不要选择流控）第二步：ESP8266配置AP的SSID和密码然后在字符串输入框中输入：AT+CWSAP="ESP8266-gigi","1234567890",5,3注意：操作第二步时，要把串口软件的波特率设置成9600。
设置成功后，可以利用PC上的无线网卡去连接到此，ESP8266配置完成，然后下载单片机程序，此时要单片机的电源重新换成5V！注意：单片机下载程序需要5V,运行时可以为3.3V。
基于射频技术的无线通信器件研究在当今高度数字化和信息化的时代，无线通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、平板电脑到物联网设备，无线通信技术的应用无处不在。
而在无线通信系统中，射频技术扮演着至关重要的角色，它是实现无线信号传输和接收的关键。
本文将对基于射频技术的无线通信器件进行深入研究。
一、射频技术的基本原理射频（Radio Frequency，RF）技术是指在无线电频率范围内，通过电磁波来传输和处理信息的技术。
无线电波的频率范围通常在 3kHz 到300GHz 之间。
在无线通信中，信息被加载到射频信号上，通过天线发射出去，然后在接收端通过天线接收，并经过一系列的处理和解调，恢复出原始的信息。
射频技术的核心原理包括电磁波的产生、传播和接收。
电磁波的产生通常通过电子振荡器来实现，它能够产生特定频率的电信号。
这些电信号经过功率放大器放大后，通过天线转化为电磁波并发射出去。
在传播过程中，电磁波会受到多种因素的影响，如衰减、反射、折射和散射等。
接收端的天线接收到电磁波后，将其转换为电信号，然后经过低噪声放大器、滤波器和混频器等处理，最终解调出原始的信息。
二、无线通信器件的分类在基于射频技术的无线通信系统中，有多种关键的器件，它们各自承担着不同的功能，共同实现无线通信的过程。
1、天线天线是无线通信系统中用于发射和接收电磁波的部件。
它的性能直接影响着通信的质量和距离。
天线的种类繁多，常见的有偶极子天线、单极子天线、微带天线和阵列天线等。
不同类型的天线具有不同的特性，适用于不同的应用场景。
2、射频放大器射频放大器用于放大射频信号的功率，以确保信号能够在传输过程中保持足够的强度。
它分为低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA）。
LNA 主要用于接收端，用于放大微弱的接收信号，同时尽量减少噪声的引入。
PA 则用于发射端，将信号功率提升到足够的水平以进行有效传输。
3、滤波器滤波器用于选择特定频率范围内的信号，同时抑制其他频率的干扰和噪声。
基于射频芯片CC2420的ZigBee无线通信设计时间：2007-03-28 10:30:00 来源：微计算机信息作者：赵晨何波王睿摘要：本文简要介绍了ZigBee技术，详细的说明了针对使用PIC18系列单片机为控制器、CC2420为RF收发器的ZigBee节点的硬件组成，并从ZigBee通信协议及协议栈的构架等方面阐述了ZigBee无线通信网络的实现。
关键词：ZigBee，CC2420，通信协议，协议栈0 引言为满足小型、低成本设备的无线联网要求，2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作组，致力于定义一种适于固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术——ZigBee技术。
本文针对使用PIC18系列单片机及CC2420为RF收发器，从ZigBee节点的硬件及ZigBee通信协议和协议栈方面，介绍了ZigBee无线通信网络的组成。
1 ZigBee技术简介2002年8月ZigBee联盟成立，由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成。
IEEE802.15.4的ZigBee标准于2003年5月获得批准。
ZigBee技术的物理层和链路层协议主要采用IEEE802.15.4标准，而ZigBee联盟负责网络层和应用层的开发，以及制定其安全协议和市场推广等。
IEEE802.15.4定义了两个物理层标准，分别是2.4GHz物理层和868/915 MHz物理层。
两个物理层都基于DSSS直接序列扩频技术，使用相同的物理层数据包格式。
ZigBee在2.4 GHz频段有16个信道，能够提供250 kb/s的传输速率，采用O-QPSK调制；915 MHz和868 MHz分别是欧洲和美国的ISM 频段，这两个频段的引入避免了2.4 GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
在916MHz频段有10个信道，传输速率为是40 kb/s，在868 MHz频段只有一个信道，传输速率为20 kb/s，这两个频段都采用BPSK调制。
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。
基于单片机及nRF2401的无线通信模块摘要本文设计了一种以AT89S52单片机为控制核心的无线通信控制模块，详细说明了该系统的基本原理、主要电路、硬件框架以及软件框架。
整个系统采用模块化设计，主要包括单片机与下位机之间的无线通信控制电路，以及无线通信模块与PC 上位机之间基于串行接口RS-232标准的串行通信接口电路和USB高速通信接口电路。
该通信控制系统通过PC上位机的RS-232串行通信和USB高速通信，从而通过无线通信控制模块形成与下位机的联系，控制下位机运动控制器，并且将通信接收的数据保存到扩展的存储器内。
本模块的通信方法简便，除了可以进行远程实时控制外，还可广泛的应用于工业监控和数据采集系统。
本系统具有性能可靠、抗干扰能力强、功耗低、性价比高等优点，在无线通信领域具有重要的应用价值和良好的发展前景。
关键字：无线通信控制；AT89S52；nRF2401；串行通信AbstractThis paper introduces a design AT89S52 single chip control with the core of wireless communication control module design system, detailed instructions on the system of basic principle, hardware frame, main circuit and software frame. The whole system uses modular design, including between microcontroller and lower level computer wireless communication control circuit, and wireless communication module with PC based on serial interface between the RS-232 standard serial communication interface circuit and USB high-speed communication interface circuit. This communication control system through the PC's RS-232 serial communication and USB high-speed communications, thus through wireless communication control module formation and lower level computer connection, control, and a machine motion controller will receive data storage to communication within the memory expansion.This module communication method is simple, remoting real-time control outside, still can be widely used in industrial supervisory control and data acquisition system. This system has reliable performance, strong anti-jamming capability, low power consumption, high performance-to-price advantages in wireless communication domain, has important application value and good development prospect.Keywords:wireless communication control; AT89S52;nRF2401;serial comm-unication目录1概述 (1)1.1单片机控制的无线数据传输的意义11.2无线通信系统的现状及发展 (1)1.3本设计的内容及设计指标 (2)1.4设计的基础知识 (3)2系统设计方案 (4)2.1设计方案选择和论证 (4)无线通信方式的比较和选择 (4)微控制器的比较和选择 (5)无线收发芯片的比较和选择 (6)串行通信方式比较和选择 (7)2.2系统组成和功能概述 (8)3系统硬件设计 (10)3.1 RS-232串行通信接口电路设计.. 103.2 USB通信接口电路设计 (11)设计思路 (12)转接芯片的选择 (12)硬件电路设计 (14)硬件驱动程序安装 (15)3.3 nRF2401射频模块电路设计 (15)芯片结构 (15)引脚说明 (16)主要特点 (18)工作模式 (19)器件配置 (20)应用电路 (21)3.4外部数据存储器扩展电路设计 (22)3.5单片机最小系统电路设计 (26)电源电路 (26)时钟电路设计 (27)复位电路的设计 (28)下载线接口电路设计 (28)3.6各功能模块的整合及实现 (29)4系统软件设计 (30)4.1主程序模块 (30)4.2串行通信模块 (33)串行口的初始化 (33)串行口数据的收发 (36)4.3 nRF2401的无线通信模块 (37)的初始化 (37)数据的ShockBurstTM收发 (39)4.4外部数据存储器的扩展模块 (43)4.5串行口调试软件简介 (43)5系统性能改善 (45)5.1提高系统可靠性措施 (45)5.2降低功耗的措施 (45)6总结与展望 (47)6.1总结 (47)6.2展望 (47)参考文献 (49)致谢 (50)外文文献 (51)中文翻译 (59)1概述1.1单片机控制的无线数据传输的意义在社会高速发展的今天，随着电子技术日新月异的发展，数据通信被广泛的应用到各个领域中。
