无线收发模块 在智能家庭网络
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CC1101模块手册尊敬的客户:您好,感谢您选用本公司的无线模块,为了更快更好的使用此产品,请您仔细阅读本使用说明。
无线传输距离受空间环境,输出速率,天线等因素影响,本公司标注的距离为基于本公司的测试硬件的开阔地测试距离,仅供参考。
请及时联系本公司的技术支持!一:模块简介XJ-CC1101模块是采用美国TI 公司的CC1101 无线收发IC 设计的一款高性能433M 无线收发模块,采用GFSK 调制,工作在433.05‐434.79M的国际通用ISM 频段,最高调制速率可达500KBPS。
基于SPI 接口方式,最少只需5 个IO 口即可,很方便于各种MCU连接。
模块大小40*19mm,2.0mm 间距的双排插针接口,使用外置弹簧天线设计,开阔地100K速率下,收发10 个字节的数据量测试距离最远约300 米左右。
1.1模块尺寸:管脚次序管脚定义功能描述1 3.3V电源输入(方形焊盘)2 SI SPI 输入3 SCK SPI 时钟4 SO SPI 输出5 GDO2通用数据输出26 GND SPI 数据7 GDO0通用数据输出08 CSN SPI 使能二:模块功能2.1 特性z 工作频率433M 符合国际通用ISM 法规, 430-464M 宽频工作,满足多点通信和跳频通信需要z 最大发射功率10dBm,z 支持2FS, GFS 和MSK调制方式z 内置硬件CRC 校验和点对多点通讯地址控制z 快速启动时间,从休眠到RX 或TX状态240uSz 收发独立的64 字节FIFOz 高灵敏度‐**************z 低功耗休眠电流0.4Uaz 支持载波侦听z 模块所有的IO口均加隔离电阻保护,静电防护和抗干扰能力更好2.2 应用范围控制处理、无线数据连接、遥测、小型无线网络;车辆监控、防盗;机器人控制,飞思卡尔智能车控制 智能家庭、家居应用和无线传感、安全系统;智能玩具 无线抄表、门禁系统、小区传呼;工业数据采集系统、生物信号采集、水文气象监控游戏无线控制器无线传感器无线语音工作范围Parameters Min Max Unit Supply V oltage 1.9 3.6V Temperature ambient‐2060℃三:使用注意事项3.1 静电无线模块为静电敏感器件,使用时请注意静电防护,特别是在干燥的冬季尽量不用收去触摸模块上的器件,以免造成不必要的损坏。
基于ZIGBEE网络的智能家居无线网络论文(DOC 23页)无线传感网络课程设计—基于Zigbee技术的智能家居无线传感网络专业:电子信息班级: 0742学生姓名:李昆鹏学号: 07指导教师:吴丹刘君玲信息工程学院目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文研究的主要内容 (3)第二章方案选择和结构设计 (4)第三章Zigbee协议的应用 (6)3.1 ZigBee协议分析 (6)3.2 ZigBee协议的应用领域 (7)3.3 ZigBee协议栈结构和原理 (7)3.4 ZigBee网络节点配置 (8)第四章系统硬件设计 (9)4.1 数据处理模块的结构设计 (9)4.2 DSP芯片TMS32OF2812的介绍 (10)4.3 数据处理模块外围电路设计 (11)4.4 数据处理模块辅助电路设计 (12)第五章系统软件设计 (13)5.1 zigBee无线传感网络的组建 (13)总结与展望 (17)参考文献第一章绪论1.1 课题研究的背景智能家居或称智能住宅,与智能家居的含义近似的还有家庭自动化、电子家庭、数字家园、家庭网络、网络家居,智能家庭/建筑。
智能家居概念的起源很早,但一直没有具体的建筑案例出现。
世界上第一套智能建筑系统于1984年在美国的康涅狄格州哈特福德市出现,当时是由美国联合科技公司改造了一座旧式大楼,对大楼的空调、电梯、照明等设备采用计算机进行监测控制。
从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
随着大量采用先进电子技术的家用电器的面市,住宅电子化出现。
上世纪80年代中期,将家用电器、通信设备和安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化的概念。
到了80年代末,通信技术的飞速发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统,也就是智能家居的原型。
1997年,比尔.盖茨的智能豪宅历时七年终于建成,这幢建筑完全按照智能住宅的概念建造,所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制。
基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现智能家居系统在现代家庭中扮演着越来越重要的角色。
它不仅提供了便利和舒适性,还能提高家庭的安全性和能源利用效率。
在众多的智能家居系统中,基于ZigBee无线传感网络的系统因其低功耗、低成本、易用性和可扩展性而备受关注。
本文将介绍基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统的设计与实现。
一、引言随着科技的不断发展和创新,人们对智能家居系统的需求日益增加。
智能家居系统通过将家庭中的各种设备(如灯光、暖气、安防等)连接到一起,并通过无线传感网络进行交互,以实现远程控制、自动化和智能化的家居管理。
二、ZigBee无线传感网络的特点ZigBee是一种低功耗、低成本、短距离的无线传感网络协议。
它具有以下几个特点:1. 低功耗:ZigBee设备的功耗非常低,可使用长时间的电池供电。
2. 低成本:ZigBee设备的成本相对较低,可降低整个智能家居系统的成本。
3. 易用性:ZigBee无线传感网络使用简单,用户可以通过手机等设备轻松控制和管理智能家居设备。
4. 可扩展性:ZigBee无线传感网络可以支持大量的传感器和设备,可以轻松扩展整个智能家居系统。
三、设计与实现基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计应该包括以下主要组成部分:1. 网络拓扑设计:根据家庭的实际情况,设计合适的ZigBee网络拓扑结构,包括协调器、路由器和终端设备。
2. 传感器节点:将各种传感器(如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等)连接到ZigBee终端设备上,实现对家庭环境的监测。
3. 控制节点:将可控设备(如灯光、暖气、窗帘等)连接到ZigBee终端设备上,实现对家居设备的远程控制和自动化管理。
4. 网络通信:利用ZigBee无线传感网络实现传感器节点和控制节点之间的数据交互和通信。
5. 用户界面:设计用户友好的手机应用程序或网页界面,用户可以通过这些界面对智能家居系统进行控制和管理。
用2.4G/5G双频WiFi+蓝牙组合模块破解智能家居
WiFi信号受干扰难题
得益于低功耗、低成本的优势特性,蓝牙模块在智能领域的应用可谓是如鱼得水,但是面对智能家居应用中稍大数据的传输,就需要WiFi技术的协助,但是这其中就有一个问题,WiFi和蓝牙同时工作在2.4GHz频段内,尤其是2.4G WiFi信号经常会受到干扰,这严重影响到我们的上网体验。
为优化物联网智能家居使用体验,2.4G/5G双频WiFi+蓝牙二合一组合模块才是破解智能家居WiFi、蓝牙数据同步难题的最佳解决方案。
2.4G/5G双频WiFi+蓝牙组合模块
WiFi+蓝牙组合模块是指高集成的WiFi +BLE蓝牙二合一组合模块,支持WiFi、BLE蓝牙多个数据接口,WiFi与蓝牙可通过UART串口进行数据传输。
目前市面上有多家无线模块厂商推出了适用于物联网智能家居的WiFi+蓝牙组合模块,WiFi部分支持2.4G,蓝牙部分支持BLE4.2。
鉴于2.4G WiFi 信号受干扰严重,为优化上网体验,SKYLAB推出了WiFi部分同时支持两个不同频段2.4GHz和5GHz,支持802.11a/b/g/n的双频WiFi+蓝牙二合一组合模块WG222。
WG222
WG222基于MTK芯片MT7697研发,WiFi符合802.11 a/b/g/n 无线标准,支持2.4GHz和5GHz双频WiFi,蓝牙支持低功耗蓝牙。
2.4G/5G双频。
基于无线网络的智能家居控制系统设计与优化智能家居是指利用技术手段实现家居设备的互联互通,实现家电、照明、安防、空调等设备智能化管理和远程控制。
而无线网络技术的发展为智能家居的实现提供了便捷和可靠的通信方式。
本文将从设计和优化两个方面,探讨基于无线网络的智能家居控制系统。
首先,基于无线网络的智能家居控制系统的设计需要考虑以下几个方面。
一是网络拓扑的设计。
智能家居控制系统需要建立一个稳定可靠的无线网络,以实现设备之间的互联互通。
在设计网络拓扑时,可采用星形、树形或网状等结构,根据实际需求进行选择。
同时,考虑到网络的扩展问题,应预留一定的网络节点数量,以应对未来的设备增加。
二是通信协议的选择。
智能家居设备之间的通信需要一种统一的协议,以确保数据的传输和接收的准确性。
目前常用的通信协议有Zigbee、Z-Wave、Wi-Fi等。
其中,Zigbee和Z-Wave适用于低功耗设备的通信,Wi-Fi则适用于带宽要求较高的设备。
在选择通信协议时,需要综合考虑设备的功耗、传输距离和带宽等因素。
三是安全性的考虑。
智能家居控制系统涉及到用户的隐私和安全,因此在设计过程中需要考虑数据的加密和权限管理。
通过使用安全的通信协议和加密算法,可以有效防止数据的泄露和被非法窃取。
其次,基于无线网络的智能家居控制系统的优化需要从以下几个方面来进行。
一是功耗的优化。
无线设备通常使用电池作为供电源,因此功耗是一个重要的优化方向。
可以通过优化无线通信模块的功耗、使用低功耗的传感器和控制器,以及进行智能的设备休眠和唤醒策略来降低功耗,延长设备的使用时间。
二是响应速度的优化。
智能家居控制系统需要实时响应用户的指令,并执行相应的操作。
因此,减少命令传输的延迟和提升设备的响应速度是优化的重点。
可通过优化无线网络的拓扑结构,加快数据传输速度和减少数据重传次数来提高响应速度。
三是系统稳定性的优化。
智能家居控制系统在面对多个设备同时操作的情况下,需要保证整个系统的稳定性。
ZigBee无线通信技术在家庭自动化中的应用随着科技的不断发展,智能家居已经成为了现代家庭必不可少的一部分,而ZigBee无线通信技术也逐渐得到了越来越多的人关注和使用。
那么,ZigBee无线通信技术在家庭自动化中具体的应用及其优势是什么呢?一、ZigBee无线通信技术的基本原理ZigBee无线通信技术是一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信技术,它可以实现低功耗设备之间的无线通信,并可以使这些设备在一个网络环境中实现互联互通。
其基本原理是使用整个频谱上的窄带信道进行通信,把数据分成小块进行传输,从而降低了功耗和成本。
二、ZigBee在家庭自动化中的应用1、智能家居控制系统ZigBee技术可以实现智能家居系统的无线互联,让家中的各种设备能够相互交互,并可以通过手机、平板电脑等智能设备进行控制。
例如,当主人出门时,可以通过手机上的应用程序关闭家里的空调、电视等设备,从而达到节能的效果。
2、安全监控系统ZigBee技术还可以用于家庭安防监控系统。
通过安装一些无线传感器,可以实现对门窗、烟雾、气体、水浸等异常情况的检测。
一旦检测到异常情况,系统便可立即发出报警信号,提高家庭安全系数。
3、智能家电控制现在越来越多的家电制造商开始将ZigBee技术应用到家电产品中。
通过智能网关,可以将智能家电相互连接,实现家庭自动化控制。
例如,当主人离开家时,智能网关会自动关闭家里的空调、电视等电器,当主人回家时,系统也会自动开启这些设备。
三、ZigBee在家庭自动化中的优势1、低功耗、长寿命ZigBee技术的低功耗性质使得它可以在电力不足或无电的情况下运行,并且其寿命也比传统的无线技术长,可以达到数年甚至十年。
2、可靠稳定ZigBee技术采用更高级的方法来处理数据包丢失和重传,因此能够保持网络的稳定性。
与此同时,其小型化架构,也使得其更容易被维护和升级,以满足不同的管理需求。
3、通信距离更远ZigBee技术使用低功率射频(RF)信号,可实现更远的无线通信距离。
2.4g无线收发模块原理与作用是什么?
无线发射接收模块都已经进行了封装设计(集成了单片机控制和无线编码)跟单片机直接通过异步串行口连接就可以,现在市面上的无线收发模块,其无线工作方式由模块内部的单片机控制,与用户单片机的连接一般就只有电源和收、发等几根线。
无线发射模块和接收模块必需配对使用,且工作频率要完全一样,接收模块一定要根据发射局部的编码格式来配解码IC,无线收发模块都是传输数据的一个通道,接收模块接收到发射信号后通过DA TA 脚传给解码IC,让其工作。
2.4G是一种无线技术,由于其频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间,简称2.4G无线技术。
基于2.4G无线技术封装的高度集成芯片组我们称之为2.4G无线模块,而2.4g无线收发模块是无数2.4G无线模块中的一种,广泛应用于无线遥控、无线耳机、无人机、无线键盘、无线监控、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控等行业和商品中。
2.4g无线收发模块原理是什么?那2.4G无线收发模块的工作原理是怎样的呢?无线传输的目的在于解放自己,用无线技术取代有线连接。
怎么取代?简单来说2.4G无线传输通过接受模块接受音源处理发射电磁波,接受模块接受被发射模块辐射到空中的电磁波,在通过数模转换传给喇叭。
麦克风无线收发模块结构功能图
ADC/DAC:模数转换器/数模转换器
MCU:单片微型计算机(相当电脑CPU)
FLASH:存储芯片(相当于电脑硬盘)
SDRAM:同步动态随机存储器(相当电脑内存)
RF:无线射频
PA:功率放大器。
2021年第01期1400 引言智能家居作为信息技术发展下的必然产物,越来越受到人们的关注。
智能家居系统借助物联网技术,将家居电气设备与通信设备连接,通过专业App 软件实现家居环境的实施监督和管控,维护家居环境的安全性,降低危险事故的发生率。
1 智能家居概述基于物联网构建的智慧城市、车联网、智能农业,在我国得到较好的发展。
智能家居生活模式是近几年在物联网技术下衍生的新型生活模式。
目前智能家居多以有线形式出现,且造价昂贵、施工复杂,在实际生活中普及率不高。
物联网智能家居系统的推广和应用因此受到限制。
鉴于此,就有必要完善无线网络智能家居系统设计,应用传感器设备实现数据信息的无线传输,控制建设成本,加快数据的传输,以满足人们的生活需求[1]。
2 智能家居系统设计2.1 方案内容智能家居系统设计要做好以下两点:一是要求将家居内所有电气设备均连接到同一个网络中,开展集中、统一的监督和管控工作,如照明设备、家用电器等,并借助传感器设备了解各种电气设备运行情况,能及时发现问题并报警。
二是在智能家居系统设计中,终端设备具有较好的调节功能,可根据温湿度变化、设备功能要求等,对其实行远程调节,增强家庭环境的舒适性,彰显各项电器设备的智能性。
不过结合家基于无线网络的智能家居系统设计与实现袁子扬河海大学计算机与信息学院,江苏 南京211100摘要:如今,智能家居逐渐出现在人们生活中,为生活带来了更多的便利。
将无线网与智能家居联系起来,可利用无线网络随时查看智能家居情况,实现智能家居的实时监督和控制,减少危险的发生。
文章就重点讨论无线网络智能家居系统设计工作,详细阐述各模块功能及软件技术,以提高智能家居的应用率,提高人们的生活品质。
关键词:无线网络;智能家居;家居系统设计中图分类号:TU855居生活实际情况来看,智能化终端端口各具特色,存在明显差异,要想做到统一化管理仍存在较大难度。
所以需要借助无线通信网络,完善智能家居系统性能,加快信息数据的传递,以达到统一化管理目标。
智能门锁wifi模块原理
智能门锁的WiFi模块原理涉及到物联网和无线通信技术。
智能
门锁通常配备了内置的WiFi模块,这使得用户可以通过智能手机或
其他远程设备远程控制门锁,实现远程开锁、监控和管理功能。
首先,智能门锁的WiFi模块通过无线局域网(WiFi)与家庭路
由器或接入点进行连接。
这样,用户可以通过互联网远程访问智能
门锁,无需与门锁直接连接即可进行控制和监控。
其次,WiFi模块通过与门锁内部的控制单元(通常是微控制器
或处理器)进行通信,实现对门锁状态的监控和控制。
当用户通过
手机App发送开锁指令时,WiFi模块将指令传输到门锁的控制单元,控制单元再执行相应的开锁操作。
另外,智能门锁的WiFi模块还可能与云服务器进行通信,将门
锁的状态信息上传至云端,以便用户随时随地查看门锁的使用记录、接收报警信息等。
同时,云端还可以提供远程固件升级、远程授权
管理等功能。
总的来说,智能门锁的WiFi模块原理是通过无线局域网与家庭
路由器连接,实现远程控制和监控功能;同时与门锁内部的控制单元通信,实现对门锁状态的实时控制;并且可能通过云服务器实现远程数据存储和管理。
这些技术的结合使得智能门锁能够实现远程智能化管理,提升了门锁的安全性和便利性。
无线收发模块在智能家庭网络中的应用
摘要:nRF401无线收发模块是一款抗干扰能力强、速率快、外设简单、控制方便的无线收发模块。
本文介绍了该模块在智能家庭网络中的应用,并给出了一种简单、用编码的无线通信协议设计和主程序、串行中断流程图。
关键词:无线收发模块协议编码
引言
信息技术的发展让因特网和移动通信无孔不入地渗透到我们的生活中来,各种无线通信技术的日趋成熟给这个新的浪潮起到了推波助澜的作用。
而家庭网络的出现和发展为信息社会注入了新的生机和活力,逐渐勾勒出了在科幻小说里才有的智能家庭的轮廓。
智能家庭网络是指将家庭内部所有的电气设备和信息设备连接起来而组成的网络,实现智能控制、数据采集、信息通信等功能。
如果采用传统的布线方式,不仅影响美观,难以满足防火要求,还延长了网络的布置时间。
所以,实现家庭网络最理想的技术是无线通信技术,在目前的蓝牙技术和802.11b还无法突破价格瓶颈的情况下,可以采用较为廉价的nRF401无线收发模块和MCS-51系列的80C51单片机,结合外围设备来实现家庭智能控制网络的无线数据通信。
系统的组成及工作原理
系统原理结构图如图1所示。
无线
通信电路由89C51单片机、NRF401
无线收发模块及其他外围设备组
成,构成了智能家庭网络的一部
分。
在主控制器的控制下,可以通
过该电路(图中手持遥控部分)与
网络基站(与手持遥控通信的模块
部分)进行通信,通过接口电路对
连入网络的设备进行控制。
在图1的手持遥控部分中,设
置了液晶显示以实现人机对话,通
过键盘的输入和网络基站系统进
行映射,以实现对设备的控制。
此
外,为了提高系统的可靠性,电路
中还加了MAX813L作为看门狗来
监视CPU的工作。
1.nRF401的特点及工作原理
NRF401收发模块是集成度很高的无线数传产品,工作频段为433MHz;采用FSK 调制,抗干扰能力强;采用DSS+PLL频率合成技术,频率稳定性好;灵敏度高,功耗小,接收待机状态时,电流仅8μA;具有多频段切换功能;工作速率最高为20kbit/s。
外设很简单,几乎可以不需要无线电的专业知识就可以进行无线传输设计。
通过80C51的P1.1口控制PWR_UP,PWR_UP=“1”,表示进入正常工作模式,PWR_UP=“0”,表示进入接收待机模式;P1.2接NRF401的CS,进行发送和接受频率选择,CS =“1”,表示中心频率为434.32MHz,CS=“0”,表示中心频率为433.92MHz;P1.3控制NRF401 TXEN端,TXEN=“1”,表示进入发送模式,TXEN=“0”,表示进入接收模
式。
2.主电路程序流程
在家居网络中,各业主之间的信息干扰是一个不容忽视的问题,为了解决这个问题,可以引进广域网中的网络地址分配的概念,给每个智能小区分配一个高级网络地址,同一小区中的各个业主分配不同的中级网络地址,业主的各个无线通信子系统分配低级网络地址。
因此,在80C51启动后,需要先设置通信小系统的网络地址,同时,为了信息的保密和防止信息被任意更改,程序中进行加密设计,设置了用户级别。
设置正确后,进入正常工作状态。
如果需要进行信息修改和信息发送操作,首先需要输入并确认密码是否正确,正确后才能进行信息修改和发送等操作。
如果需要发送信息,首先在主程序中发送一个数据,然后进入80C51的中断程序进行其他数据的发送。
主程序的流程图如图2所示。
3.通信编码以及串行中断流程
由于供电电源、噪声以及传输路径等因素的影响,传输的数据容易受到外界干扰。
为了正确、快速地发送和接收数据,需要一份简单且能够检错的通信协议,通过选用合适的差错控制方法和检错编码方法可以实现这一点。
本文采用检错重发法(ARQ)的差错控制方法,校验和加垂直水平奇偶校验的编码方式
在无线通信协议中,必须有握手信号。
通过实验测试发现,在0FFH后接00H在干扰信号中很少出现。
为了提高有效信号接收率,发送数据的握手信号为0FFH、0FFH、00H。
而接收端把接收到0FFH、0FFH、00H;0FFH、**H、00H;**H、0FFH,00H作为握手信号。
同时,为了增加信号的信息量,在协议包增加了命令单元,一个协议包有6个数据。
因此,一个协议包中包含以下内容:
0FFH、0FFH、00H、命令单元、数据1、数据2……数据5、数据6、校验和、垂直校验码、水平校验码。
命令单元包含发送模块网络地址、接受模块网络地址、数据类型、反馈信号等信息。
在主程序中进行了相应的设置后,串行中断程序流程图如图3所示。
对于手持遥控部分,为了便于放置和携带,采用两节5号电池供电,由于手持系统的工作电压为5V,因此需要设计DC/DC变换电路。
本设计中选用了MAXIM公司的MAX756芯片,该芯片设计电路简单,输入电压可以低至0.7V,效率较高,而且可以进行电池监控,输出电压可以通过芯片管脚设置选择输入3V和5V两种电压。
结束语
在本系统设计中,通过3级网络地址的设计克服了多机通信时的相互干扰问题;通过加密设计,设计了用户级别;通过校验和加垂直水平奇偶校验的编码校验方式,提高了通信的可靠性。
整个系统的电路比较简单,便于投入实际应用。
参考文献
1 胡道元. 计算机局域网. 清华大学出版社,1996
2 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术北京航空航天大学出版社,1993
3 何立民. 单片机应用系统设计. 北京航天航空大学出版社,1990。