低功率无线数据采集模块的设计与实现

《低功率无线数据采集模块的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章绪论总之，本课题将无线技术与数据传输相结合，发挥无线传输的优势，并且解决硬件、软件及通信协议优化等问题。1．2短距离无线通信技术的发展现状随着网络和通信技术的迅速发展，无处不在的网络终端、以人为本、个性化、智能化的移动计算以及方便快捷的无线接入、无线互联等新概念和新的产品，已经逐渐融入人们的日常生活和工作领域。随着而来的便携式终端以及无线通信技术得到了极大的发展，其中短距离无线通信技术已经在我们的日常生活中得到了广泛的应用，目前应用广泛的短距离无线通信技术主要有IEEE802．11wLAN、蓝牙、IrDA、Home．RF、ZigBee、UWB、微功率短距离无线通信技术等ljJ。与目前己经

2、具备相当规模的无线长距离通信网络(如蜂窝移动通信网)相比，短距离无线通信系统在基本结构、服务范围、应用层次及通信业务(数据、话音)上，均有很大的不同。相关有代表性的无线局域网技术标准有：IrDA、IEEES02．1lb、802．1la、802．1lg、Bluetooth、HomeRF、ZigBee、UWB超宽带等。(1)蓝牙技术是一种高速率、低功耗的微波无线连接技术，主要应用于电话、便携式电脑、PDA和其它袖珍型设备的自动连接组网。蓝牙技术具有全向传输能力，不须对连接设备进行定向。这种技术其实是一种改进的无线局域网技术，但其设备尺寸更小、成本更低。在任意时间，只要蓝牙技术产品进入彼此的有效范围

3、之内，它们就会立即传输地址信息并组建成网，这一切工作都是设备自动完成的，用户不参予14】。(2)红外通信(IrDA)是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都己比较成熟。它在技术上的主要优点是：无需专门申请特定频率的使用执照，这一点，在当前频率资源匾乏、频道使用费用增加的背景下是非常重要的。它也具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点15j。(3)IEEE802．11系列无线以太网标准最初是以适用于大型办公室或业务园区为设计目标的，可支持10到100个接入点j这是一种高性能的数据网络，具有安全性好、数据传输速率高等优点，但实现起来成本较高【6J。(4)低功率短距离无线通

4、信。本论文所采用的低功率短距离无线通信，一般采用单片收发数字信号收发芯片，采用少量的外围器件和微控制器，构成专用或者通用的无线通信模块。在对短距离无线通信的研究方面，目前国外除了继续完善和提高短距离无线通信技术以外，对由短距离无线通信设备构成的无线网络进行了较多的理论研究，其典型代表是对主要应用于军事的无线传感器网络的研究。这些研究主要集中在无线网络的路由协议、介质访问协议，节点间的同步以及数据融合技术等方面，并提出了大量针对不同应用的网络模型和通信协议。短距离无线通信技术已经在我们的日常生活中得到了广泛的应用，目前应用广泛的短距离无线通信技术主要有IEEE802、WLAN、蓝牙、kDA、第一

5、章绪论Home．RF、ZigBee、UWB、微功率短距离无线通信技术等。在对短距离无线通信的研究方面，目前国外除了继续完善和提高短距离无线通信技术以外，对由短距离无线通信设备构成的无线网络进行了较多的理论研究，其典型代表是对主要应用于军事的无线传感器网络的研究。这些研究主要集中在无线网络的路由协议、介质访问协议，节点间的同步以及数据融合技术等方面，并提出了大量针对不同应用的网络模型和通信协议。目前国内高校对短距离无线通信在生产和生活中的应用上研究的较多。华中科技大学的马明珠老师、郑州大学的周永庆老师、武汉科技大学的钱丽、吉林大学的尹刚、浙江大学的张辉等分别对短距离无线通信在nRF905的应用、

6、汽车轮胎压力实时监测、酒店无线点菜、不停车收费、工业控制系统总线的无线传输等领域的应用进行了研究。这些研究大多着重于无线通信功能的实现，对应用中的低功耗和抗干扰性能，以及微处理器中程序的保密性和自动更新没有进行深入的研究。1．3本文的主要研究工作本课题在综合分析蓝牙、红外通信、GSM＼CDMA＼GPRS、IEEE802．11x等无线数据采集方式的基础上，针对有线的数据采集方式应用受到限制的场合，确定了无线射频收发一体芯片解决方案。设计并实现了一个基于Nordic公司的nRF905和8位AVR系列单片机Mega8无线数据采集模块。本文的主要研究工作包括以下几个方面：1．对无线数据采集模块进行了总

7、体规划，设计了采集节点和接收节点的结构。从实际需要出发，并从性能、价格等因素考虑，对主要元器件进行了选型，微处理器采用AVR系列高档8位机Mega8，射频芯片采用Nordic公司的nRF905，进而完成了硬件设计，另外，还自制了ISP下载线。．2．从介质访问控制层的功能入手，根据实际应用，对无线数据采集模块的无线通信结构、无线介质访问、通信链路的建立、差错恢复、收发同步、系统数据帧格式等问题进行了