基于nRF2401的短距离无线收发系统设计
基于nrf2401的无线数据传输系统的设计与实现
接收端:无线数据传输接收系统与无线数据传输发
并行数据接口,读写时序适配6800系列时序,可直接与 送系统相类似,系统在工作之前要进行初始化,按照程
8位微处理器相连。其中2管脚与单片机PB6链接,控制 序设计开始读取接收到的数据,判定后进行数据处理与
OLED12864 12C总线的SCL功能。1管脚与单片机PB7链 显示,在显示屏上显示HC-SR04超声波检测传感器测的
接,控制OLED12864 12C总线的SDA功能。
距离值。检测到数据后,在OLED显示屏上显示当前检
测出的距离,通过接收端读取NRF24L01寄存器。并通
二系统软件设计
过OLED显示模块进行显示,显示完毕后返回NRF24L01。
(一)无线数据传输系统主程序设计
如果超出设定的距离,报警器进行报警。如果接收不到
首先对发送和接收部分分别进行系统初始化,然后 数据则继续检测。
发送部分的超声波模块检测距离,经过初始化后接收部
(四)OLED数据显示电路子程序设计
分开始接受发送端发送的数据并进入判断程序当接收到
OLED数据显示电路在工作之前会进行系统初始化。
数据未到达报警值时,程序直接进入OLED显示模块显示 初始化后等待无线数据传输发送系统采集端采集到的数
(三)无线数据传输收发系统子程序设计
作者简介: 曲镇帮、田江伟,男,沈阳工学院。郑琳(通讯作者),
女,汉族,辽宁人,沈阳工学院,教师,讲师,硕士学位。
发送端:首先对系统进行初始化,设置为发送模式,
卫星电视与宽带多媒体 15
卫星电视2019第5期正文.indd 15
2019/6/3 14:36:06
(二)HC-SR04超声波测距电路子程序设计 HC-SR04超声波测距电路在工作之前会对串口1进行
基于NRF2401无线通信的设计 毕业(设计)论文
第一章系统总体设计第一节引言数据采集技术是信息科学的一个重要部分,广泛地应用到测量、监测、工业控制、诊断、科学试验等各个领域中。
例如,当监测一些对人体有害的环境时,工作人员现场监测就可能对人的生命构成危害,这时我们可以采用测量站在线监测、工作人员在主控站查看数据的方式。
通信已经成为人类生活不可或缺的一部分。
传统上,通信是由电线、电缆以及光缆等物质媒介来传输的,但随着通信事业的发展,传统的通信传输已经跟不上需求,这就需要一个新的传输方式来支持未来通信。
无线数据传输,它不仅简单、方便而且还成本低廉,受到普遍欢迎,其开发的潜质也是有目共睹的。
第二节系统方案1.2.1设计任务实现无线数据传输,利用温度传感器采集现场的温度,由模/数转换器ADC将现场模拟信号(即电压)转化成数字信号,送给微处理器处理,最后通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
1.2.2无线数据传输概述一般的数字采集系统,是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器ADC采样、量化、编码后,为成数字信号,存入数据存储器,或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段,将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
在本系统中采用无线传输模组nRF2401A。
第三节 系统主要功能及组成本系统由测量站和主控站两部分组成。
测量站实时采集温度和电压,并将采集到的数据传送到主控站。
主控站可以实时接收测量站的数据,并显示当前时间。
测量站的主要部分是STC89C52单片机及其控制的外围电路,其外围电路有检测部分和无线发射部分。
此外,为了方便调试还增加了显示部分、串口和控制部分。
测量站的硬件框图如图1-1所示: STC89C52LEDADC0809MAX232nRF2401DS18B20电源按键LCD图1-1 测量站框图 (1)检测部分采用温度传感器DS18B20和模数转换ADC0809。
(2)无线发射部分采用无线模块nRF2401A 模块。
无线收发系统设计.
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()tFSK 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。
基于nrf2401无线收发点菜器系统的设计与实现
基于nrf2401无线收发点菜器系统的设计与实现
李玮
【期刊名称】《中国集成电路》
【年(卷),期】2007(16)1
【摘要】介绍了一种利用无线数字传输芯片和单片机构成的点菜器系统,对系统的硬件电路和软件进行了设计,讨论了nrf2401在ShockBurstTM传送模式下通过单片机进行控制传输的原理.实验说明,该系统控制方便,能够对数据进行稳定的传输.【总页数】4页(P75-78)
【作者】李玮
【作者单位】山东省广播电视局昆嵛山转播台
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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1.基于nRF2401收发芯片的无线温湿度采集系统 [J], 高居伟;许亮;刁修睦
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基于NRF24L01无限模块信息传输及基本功能实现
学术论婊??基于无限模块信息传输及基本功能实现盛蒙蒙邱烨罗维葛亦斌中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州 摘要】本文介绍了一种利硝无线数字传输芯片 和举片机构成的无线数据传输系统讨沧了系统的硬件电路设计和软件编程以及该系统的现有功能和能扩展的功能。
并讨跑该系统的硬件和软件嘲试。
运行表明该系统控制方便、 作稳定能窑现可靠的无线数据传辕。
著具有攮广价值。
【关键调 单冀穰无线穰臻 中嘲分类号 【文献标识码】攀 富现校荚于无线通讯的问题已经成为热门。
起初准备使用模块檄拟楼宇无线通信但因为设街价格和丁作难度等方瑟蠢嚣我弱最基选铎了茬泠凌较蘧秘襞强大容易实现的模块求做这个项目。
是单射频收发芯片工作于 频段芯片内置频率会箴嚣、功率数夭器晶体振荡器囊调制器等功能模块输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低以一的功率发射时作电流双有】 援毅嚣工童筝毫溅冀鸯 多静羝功率工作模式。
节能设计更方便。
其技术使可以使用同一天线嗣时接收两个不 一频道的数据。
适弼予多种无线逶臻黪场合妇器和智能数显仪表记录下来。
裳验装置如图所示。
警 干燥速率测定装置流张图风机管道孔板流墩计加热器嬲式干燥器气滤均布器称重传感器澄毛毡玻璃程镜门佼整粳蝶阀使用 处理实验数据实验原始数据戳囊骚藤嚣鸯錾疆赘定了失承重和实验时间的数据如表 所示。
用程序藏建一令 文 处理实验数据打开姒释及处理黢秣瓣 童程魏 生 所示。
输入原始教据作出失蓖水蕈和时间 的干燥曲线失重曲线如图辑示。
缀定不再失重时的术墩帮为湿物辩的慧承羹穰撵豹数 垂【霹黻诗筹年数字技术黾碰用 文章编号】——笼绫数据襞攘系统、无线惑菰、遥控务锬、遥控玩具等。
我们利 的无线收发功能实现了块单片机间的通信并互相控制实现了电子琴及数码管显示等功能。
穆臻麓说弱现育功能按键—按下时数码管分别艇示同时按的时候喇叭分别发出低、毽、 莲 、≯、、、 、高酱符。
按下 键主机接收从机发送内容信号按下键主机发送命令信号从瓶实现蹶机间的半双工通信。
毕业论文基于nRF2401模块的无线温度监测系统设计说明
基于nRF24L01模块的无线通信系统设计摘要温度是一个非常重要的参数。
在工业、医疗、军事和生活等许多地方,都需要用到测温装置来检测温度。
传统直接布线测量不满足要求,特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境,通过直接布线测量不现实。
因此采用无线传输温度检测尤为必要。
目前有些设计能够实现无线温度采集,但价格过高是其最大的缺点。
在实际温度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要降低功耗。
因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。
本文提出一种采用单片机AT89S52控制DS18B20实现的无线温度测量系统。
通过简单的无线通信协议,实现可靠性与功耗平衡,该系统能实现对温度的检测,能够同时进行温度检测,是可以实现远程控制的无线温度检测系统。
低功耗、实时性的无线温度检测是该设计的最大特点。
无线传输采用nRF24L01模块传输。
该系统结构简单,可靠,功耗较低,成本低,是一种无线传感器的解决方案。
关键字:单片机 AT89S52 无线传输 nRF24l01 DS18B20AbstractTemperature is a very important parameters. In the industrial, medical and military and life and many other place, it needs to use the temperature measurement device to detect temperature. The traditional direct measurement wiring does not meet the requirements, especially in some environmental bad industrial environment and outdoor environment, through the direct wiring measurement is not practical. So using wireless transmission temperature testing is necessary.At present some design can realize the wireless temperature gathering, but the price is too high, its biggest weakness. In the actual temperature control process requires both system has stability, real-time and the need to reduce power consumption. So the design of a kind of low power consumption wireless temperature detection system is very meaningful. This paper presents a USES the monolithic integrated circuit AT89S52 control DS18B20 of the realization of the wireless temperature measuring system. Through the simple wireless communication protocol, realize the reliability and power balance, the system can realize to the temperature detection, can simultaneously determine the temperature, can be realized the wireless remote control temperature detection system. Low power consumption, real-time wireless temperature detection is the biggest characteristic of the design. Wireless transmission using nRF24L01 module transmission.The system structure is simple, reliable, low power consumption, low cost, it is a kind of wireless sensor solutions.Key word:MCU AT89S52 wireless transmission nRF24l01 DS18B20目录摘要IAbstractII目录IV前言11系统方案分析与选择论证31.1 系统方案设计31.1.1 主控芯片方案31.1.2 无线通信模块方案31.1.3 温度传感方案41.1.4 显示模块方案41.1.5 单片机与PC机通信模块51.2 系统最终方案52 主要芯片介绍和系统模块硬件设计72.1 AT89S5272.1.1 单片机控制模块112.2 单片2.4GHz nRF24L01无线模块122.2.1 nRF24L01芯片概述122.2.2 引脚功能与描述122.2.3 工作模式132.2.4 工作原理142.2.5 配置字152.2.6 nRF24L01模块原理图172.3 温度传感器 DS18B20172.3.1 DS18B20管脚配置和部结构182.3.2 DS18B20的工作原理202.3.3 DS18B20的硬件设计222.4 显示模块232.4.1 接收端显示模块232.4.2 发送端显示模块232.5 报警电路232.6 接收端与PC机通信242.7 电源电路设计242.8 其他外围电路253 系统软件设计263.1 单片机软件设计263.1.1 发送端软件设计263.1.2 接收端软件设计274 系统仿真284.1 电源电路的仿真284.1.1 +5V电源电路仿真284.2 发送端温度采集与显示仿真284.3 接收端LCD1602显示温度仿真295 硬件电路板设计315.1 系统硬件原理图315.1.1 发送端原理图315.1.2 接收端原理图325.2 系统PCB图345.2.1 发送端PCB图345.2.2 接收端PCB图355.3 硬件制作355.4 硬件调试375.5 硬件调试结果376 nRF24L01应用于无线组网396.1 无线组网的意义与研究价值396.2 通信模型与协议设计39总结41致43参考文献44前言随着社会的进步和生产的需要,利用无线通信进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。
nRF24L01+无线收发系统设计
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()tFSK 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。
基于NRF2401的PLC无线通信控制器设计
更多新的Wi-Fi标准正在制定之中。速度更快的802.1lg使用与802.1la相同的正交频分多路复用调制技术。它工作在2.4 GHz频段,速率达54‰/S。比目前通用的802.11b快了5倍。802.119标准本质上扩展了802.11b在2.4 GHz频段的性能,通过使用OFDM技术,获得了54 Mb/S的高速,并且完全向后兼容802.11b,他将最终取代802.11a,802.11g虽然还在草稿阶段,但是根据最近国际消费电子产品的发展趋势判断,802.11g将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。
基于NRF2401的智能车无线调试系统设计.
视频信号和电机转速信号是智能车竞赛调试中两个比较重要的数据 , 是 PID 控制的基础 , 在参数调整过程中 , 往往需要通过采集视频信号和电机转速来进行控制 , 但往常在智能车运动过程中无法进行信号的实时采集。
为了解决这个问题 , 本系统在智能车运动过程中 , 将这两种信号无线发送到 PC 机端 , 使调试人员能够直观地了解参数调整的效果以及实际路面的状况 , 将车体速度和路面状况很好地搭配起来进行显示 , 便于参数整定。
1系统工作原理本系统包括信号采集处理模块、无线收发模块和上位机处理模块三个部分。
该系统利用智能车竞赛所用芯片飞思卡尔公司生产的 16位单片机 MC9S12DG128作为控制中心 , 采用同步视频信号分离器 LM1881将 CMOS 摄像头采集到的道路信息和光电编码器检测到的脉冲信号送入单片机进行数据处理 , 利用液晶模块进行显示 , 另外由按键控制信号发送的模式和内容 , 利用射频收发芯片 NRF2401与上位机实现数据的无线收发 , 上位机则通过 RS232串口与 PC 机进行高速通信。
系统基本构成框图如图 1所示。
图 1系统基本构成框图 1.1MC9S12DG128微控制器简介MC9S12DG128微控制器采用增强型 16位 S12CPU , 片内总线时钟频率最高可达 25MHz ; 片内资源包括 8KB RAM 、 128KB Flash 、 2KB EEPROM ; SCI 、SPI 、 PWM 串行接口模块 ; 提供 2个 8路 10位精度 A /D 转换器、控制器局域网模块 CAN 和增强型捕捉定时器等 , 其性能能够满足本设计的需求 , 该器件具有良好的稳定性 , 外围电路简单 , 功能强大。
1.2信号采集模块对于采用 CMOS 黑白摄像头而言 , 其产生的模拟信号包含图像信号、复合消隐脉冲、复合同步脉冲 , 每秒能产生 50场图像 , 经过 LM1881分离后 , 可得到场同步信号和行同步信号。
短距离无线数据传输系统的设计实现
短距离无线数据传输系统的设计实现
王延华;岳林
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】介绍了一个基于nRF2401A射频芯片的短距离无线数据传输系统,通过AT89C52单片机控制射频芯片nRF2401A,实现2个射频芯片之间在ShockBurstTM模式下进行数据的发射与接收,同时接收方通过AT89C52单片机的串口将接收到的数据经RS232接口电平转换后传给主机.通过实验分析了无线数据传输系统的性能、主要影响因素以及系统的稳定性.
【总页数】4页(P33-35,38)
【作者】王延华;岳林
【作者单位】南京航空航天大学,机电学院,江苏,南京,210016;南京航空航天大学,机电学院,江苏,南京,210016
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.6
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基于NRF24E1的短距离无线组网研究
线网络通信标准来保证 , 根据不 同的应用需要 , 前短距离无线数据通信 网络 的主要 国际标准有 : 1无线 目 () 局域 网 IE 0 .1该标 准为 “ 到点 访 问 ” “ E E 821 : 点 和 主从结 构 ” 两种 无线 局 域 网类 型规 定 了标 准 , 并分别 制 订 了
基于 N F 4 R 2E 1的短距 离无线组 网研 究
李忠成
( 江万里 学院,宁波 浙 35 0 ) 1 1 1
摘 要 :短 距 离无 线 通 信 已 经成 为 当前 的 一项 热 点 技 术 , 广 泛 应用 于人 们 生 活 中 的诸 多 方 面 , 被 它所 构 成 的 小 规模 无 线 网络 也 迅 速普 及 ,文 章 给 出 了一 种基 于 N F 4 芯 片 的 短 距 离 无 线 组 网新 方 法 .文 中介 绍 了 关 于 无 线 网络 和 R 2E1
用 的方 案 , 实 现 设 备 的无 线 连 接 . 文 就结 合 无线 片上 系 统 N F 4 1 片 的具 体 系 统 开 发 实例 来 研 究 来 本 R 2E 芯
无 线组 网技 术 .
2 相关知识
2 无 线 网络 .1
2 .1 无 线 网络 简介 无线 网络 ( rls N tok , 由许 多独立 的 无线 节点 之 间 , 过 空气 中 的无线 电 .1 Wi es e r)是 e w 通
பைடு நூலகம்
式计算机 , 允许计算机在无线网络覆盖范围内移动并 自动建立点到点 的连接 , 在不同系统之间直接进行数 据传输. “ 在 主从” 配置 中, 所有无线节点都与“ 访问节点” 连接 , 由访问节点承担无线通信的管理及与有线网 络桥 接 的工作 .
2 . 短 距 离无 线 网络 的各 种 国 际标 准 为 了实 现各 种无 线 节点 / 由器 之 间 的互 通 , 须要有 相 应 的无 .1 2 路 必
基于NRF24L01的无线通信系统
3.5 PTR6000中断服务程序设计
3.3显示程序设计
显示程序设计总的思想是首先串行传送转换后的十位显示数码,然后选通十位,再进行适当延时后关闭。再串行传送转换后的个位显示数码,然后选通个位,进行适当延时后关闭。具体串行显示是这样实现的:首先把要显示码寄存器进行带进位移位,然后判断进位标志位C来向串行数据输出口送0或1,进行适当延时后,向串行时钟口送低电平,适当延时后送高电平,目的是产生一个上跳沿,把串行数据口的电平状态移入74HCl64。这样连续传送8次,就将8位显示码送出
3.2键盘程序设计
由硬件电路设计可知,键盘程序是放在中断服务程序中的,而且是下降沿触发中断,这一点有关的I/O口设置和寄存器有关位设置在主程序中完成,在此不再作具体说明。在外中断1服务程序的开始,首先对键盘延时消抖,判断是否真的有键按下,如果判断确实有键按下则向下执行键值判断程序,否则,判定为错误中断,中断返回。该部分键盘判断程序是通过线反转法完成的,首先3行送高电平,3列送低电平,延时一个时钟周期后,读取管脚电平(PINC),并且对读取的数据进行保存;然后3列送高电平,3行送低电平,延时一个时钟周期后,读取管脚电平(PINC),并且对读取的数据进行保存。然后两次读到的数据只保留低6位,高位全部清零,因为键盘只用到了低6位。然后再把2个键进行位或,得到一个数值,通过对这个数值的判断来判定是哪一个键按下了。
关键词:nRF24L01;ATmega8L;无线通信
引言
基于nRF24E1的短距离遥测系统设计与实现
言
理机 及 主控 P 分 , C3部 主机 和 从 机通 过无 线 数 据 通 道 联 系, 机和 P 主 C通 过 串 口线联 系 。硬 件 电路 由无 线 收 发 芯
温度 遥测 是温度 控制 系 统 的一 个很 重要 的环节 , 直接 关 系 到系统 的性 能 。不 少 严 重 的 电网 事故 都 起 源 于 发 电 机绕组 、 下 高 压 电缆 、 压 器 、 种 开 关 等 设 施 局 部 发 地 变 各 热 , 过载 引起烧 融 、 电进 而击 穿 , 这些 事 故 的萌 芽现 或 放 对 象缺乏有效的监测是造成严重事故 的主要原因。通过实 时 、 续 的 温度 监 测 , 连 不但 可 以实 现 电缆及 电缆 接 头过 热
Ab ta t Th e e a u ed t c ig i s r me t h r e s a l r i g ep i tme s rn n l r wa c i . sr c : e t mp r t r e e t tu n s i t e ma k tu u ly a e sn l o n a u i a d a a m th n n n n g g F r t ei s a c fm u t i t me s rn n e l i e wa c ig, h e e a u e i f r t n c n t b r n f r e n o h n tn e o li n a u i g a d r — m t h n t e t mp r t r n o ma i a ’ e t a s e r d i o p a t o t d t e p e iin i o i a h r cso s lw.I h s p p r t e d sg f a s a e mo u e b s n t e 2 me n n t i a e , h e in o lv d l a e o h .4 GHz r d o ta s ev r d a i rn c ie n RF2 E1 a d t e d g t l t e o t r DS 8 2 s i to u e .Liki O t e u p r c mp t rS s fwa e t e mo u e 4 n h i i h r me e 1 B 0 i n r d c d a m n n t h p e o g u e ’ o t r , h d l ma e p o e e a u e t lme r y t m.Th y t m a h u c i n f p i t t - i t a d p i tt - u t i t k s u f a t mp r t r ee t y s s e e s s e h s t e f n t s o n -o p n n n - o m li n o o o o o p
基于nRF2401的无线数据收集系统毕业设计
毕业设计说明书基于nRF2401的无线数据收集系统设计专业自动化 学生姓名 班级B 自动化071 学号01 指导教师 完成日期 2011年5月20日基于nRF2401的无线数据收集系统设计摘要:本设计主如果基于nRF2401无线传输模块的数据收集系统的设计方案及实现方式。
nRF240[1]1技术比较成熟、本钱相对较低,已被普遍应用于各类远程的无线监测系统中。
本设计以nRF2401无线通信模块为基础,构建一个远程的温湿度数据收集系统,采用nRF2401模块、单片机[2]实现远程数据收集系统设计。
本设计第一简单介绍了温湿度传感器及无线通信模块的进展状况,结合系统方案的要求详细论证了实现温度数据收集与无线传输方案的设计思路及系统的整体架构,然后详尽地论述了系统的硬件电路结构和完成各项功能相关的软件设计,并进行相关测试。
系统以PC实现收集数据显示、处置,以宏晶公司的一块STC89C51单片机为发送端,以另一块STC89C51单片机为接收端,采用nRF2401无线传输模块,及数字温湿度传感器,应用无线通信技术、传感技术及单片机微控制技术,实现温度数据的收集和无线传输。
系统由PC机,发送端,接收端3部份组成。
由发送端收集温湿度数据,并通过nRF2401发送给接收端,接收端通过nRF2401接收数据,并通过串口转发给PC,由PC进行数据必然量的存储。
系统工作稳固,靠得住性高,适用于多种领域。
关键词:nRF2401;数据收集;STC89C51单片机;无线传输;数字温湿度传感器Based on NRF2401 wireless data acquisitionsystem designAbstract: This design is mainly based on nRF2401 wireless transmission module of data acquisition system design and realization method. nRF2401 technology more mature, relatively low cost, has been widely applied in all kinds of remote wireless monitoring system. This design is based nRF2401 wireless communication module, constructing a remote data acquisition system of temperature and humidity, the nRF2401 module, SCM realizing remote data acquisition system design.This design first briefly introduces the temperature and humidity sensor and wireless communication module, combining with the development situation of system plan demonstrated requirements detailed realization temperature data acquisition and wireless transmission scheme design and system, the general framework of the then expounded system hardware circuit structure and complete all related software design, function and carry out relevant test.System to collect data display, PC realize treatment to a piece of STC89C51 macro chip company for the sender, with single-chip microcontroller STC89C51 another piece for the receiver, using nRF2401 wireless transmission module, and digital temperature and humidity sensors, application of wireless communication technology, the sensing technology and single-chip microprocessor control technology to realize temperature data acquisition and the wireless transmission.System consists of the PC and the sender and the receiver 3 parts. Humidity data collected by the sender, and through nRF2401 sent to the receiver, the receiver nRF2401 receiving data through, and through a serial port forwarding to PC, a certain amount ofdata by PC storage. System working stability, high reliability, it is applicable for various fields.Key Words:nRF2401; Data acquisition; STC89C51 microcontroller; Wireless transmission; Digital temperature and humidity sensors.目录基于nRF2401的无线数据收集系统设计 (1)1概述 (1)研究背景 (2)国内外研究现状 (2)课题研究的内容及意义 (3)2系统硬件整体设计 (4)主要器件选型 (4)基于nRF2401的无线数据收集系统整体设计框图 (7)3 基于nRF2401的无线数据收集系统硬件设计 (7)数字温湿度传感器SHT11的电路设计 (8)STC89C51单片机最小系统 (11)12864液晶显示电路设计 (13)nRF2401芯片 (14)串口电路设计 (19)系统电源设计 (20)4系统的软件设计 (20)系统软件的整体设计 (21)SHT11数据收集程序设计流程图 (21)致谢 (27)附录 (28)附录1:程序清单 (28)附录2:设计图纸 (32)附录3:元器件目录表 (39)基于nRF2401的无线数据收集系统设计1概述最近几年来,无线监测系统在各行各业取得了普遍的应用。
基于nRF2401的无线数据通信
基于nRF2401的无线数据通信高性能:nRF2401采用Nordic Semiconductor公司的无线通信技术,具有高速的数据传输速率和低延迟,可以满足各种无线通信需求。
低功耗:nRF2401的功耗非常低,可以通过降低工作电压、进入休眠模式等方式来延长电池使用寿命。
低成本:nRF2401芯片价格相对较低,可以降低整个无线通信系统的成本。
多通道:nRF2401支持多个通道,可以在不同的通道上进行无线通信,实现多路数据传输。
nRF2401的硬件电路设计主要包括电源电路、晶振电路、射频电路、接口电路等部分。
其中,射频电路是实现无线通信的关键部分,它包括天线、滤波器、功率放大器等部分。
nRF2401的软件程序设计主要包括数据的发送和接收两部分。
在发送数据时,主控制器将需要发送的数据通过SPI接口发送给nRF2401,然后由nRF2401将数据打包成无线信号发送出去;在接收数据时,nRF2401接收到无线信号后将其解包成原始数据并通过SPI接口传输给主控制器。
为了确保数据的可靠传输,需要设计一套数据传输协议。
该协议应该包括数据的帧格式、校验方式、通信协议等部分。
通过定义帧格式和校验方式,可以确保数据的正确性和完整性;通过定义通信协议,可以确保两个设备之间的数据传输顺序和方式正确无误。
基于nRF2401的无线数据通信可以应用于各种需要无线数据传输的场景,如智能家居、物联网、无线传感器网络等。
在这些场景中,nRF2401可以作为无线通信模块,将各个设备连接在一起,实现数据的快速传输和共享。
例如,在智能家居中,可以通过nRF2401将智能电器、智能照明、智能安防等设备连接在一起,实现各种设备的互联互通和智能化控制;在物联网中,可以通过nRF2401将各种传感器和执行器连接在一起,实现数据的采集和控制信号的传输。
基于nRF2401的无线数据通信具有高性能、低功耗、低成本和多通道等特点,可以广泛应用于各种需要无线数据传输的场景。
基于nRF24E1无线传输的设计与应用
基于nRF24E1无线传输的设计与应用引言随着科技的进步,越来越多的无线技术正快速应用到各种产品中。
nrf24e1是挪威nordic公司推出的一款单片2.4ghz无线收发芯片,采用0.18 m cmos技术制造,以增强型51为内核,9路10位adc,采样率可达100k,具有125个频道,传输速率可达1mbps,内置crc校验并支持多点通信。
1.9~3.6v低功耗工作,内置电压监视和复位电路,多种省电模式可供选择,待机电流仅为2 a。
nrf24e1可广泛应用于无线水表、煤气、电表;无线智能传感器;无线数据采集装置;无线身份识别智能卡;无线火警探头;无线耳机、麦克风;无线鼠标、无线键盘;pda手持终端等短距离无线通信场所。
概述nrf24e1功能介绍nrf24e1结构框图如图1所示。
微处理器nrf24e1微处理器的指令系统与工业标准的8051相兼容,但两者的执行时序稍有不同。
通常,nrf24e1片内微控制器的指令周期为4到20个指令周期,而工业标准的8051为12~48个时钟周期。
nrf24e1的中断控制器支持adc、spi、rf接收器1、rf接收器2、唤醒定时器、5个中断源。
nrf24e1拥有3个与8052一样的定时器。
在传统的异步通信方式下,与8051兼容的uart可用作定时器1和定时器2的波特率发生器。
nrf24e1的cpu集成了2个数据指针,以便于和外部ram进行数据传递。
晶振直接为nrf24e1的微控制器提供了时钟来源。
nrf24e1的微控制器中有256字节的数据ram和512字节的rom。
上电复位或经软件初始化后,处理器自动加载rom引导区中的代码。
用户程序通常是在引导区的引导下,从外部串口eeprom加载到1个4kb的ram中,这个4kb的ram也可作存储数据用。
如果不使用掩膜rom (即内含的rom),程序代码必须从外部非易失性存储器中加载。
这时,默认的启动引导区使用spi接口的“通用25320”eeprom。
一种基于nRF2401的无线语音通信的实现
一种基于nRF2401的无线语音通信的实现包健,殷奎喜,查艳芳(南京师范大学物理科学与技术学院,江苏省南京市210097)0引言短距离无线语音通信的应用之一是无线对讲机,这种通信方式一般是同频单工,给通话带来了一定程度的不便,于是许多替代的技术便应运而生。
本文介绍的这种系统,利用AVR单片机实现语音信号的编解码,利用大容量Flash存储芯片实现语音数据的存储,利用nRF2401无线收发芯片实现语音数据的无线传输和具体接收方的选择,具有实时半双工通信、可加密、录音回放的特点,并且能够方便地应用到短距离无线通信产品中。
1硬件设计1.1系统结构系统结构如图1所示。
1.2单片机及周边电路MCU采用ATmega16。
ATmega16是ATMEL公司生产的基于增强的AVR RISC(精简指令集计算机)结构的低功耗8位CMOS微处理器。
它具有16 kB系统内可编程Flash存储器,512 B的EEPROM,1 kB的SRAM,内置8路10位具有可选差分输入级可编程增益的A/D转换器,一个SPI串行端口,以及6个可以用于软件进行选择的省电模式。
MCU负责输入语音信号的A/D采样、CVSD(连续可变斜率增量调制)编码和解码、无线收发芯片的控制、D /A转换等。
MCU及外围电路见图2。
1.2.1语音放大电路本系统采用两级高输入阻抗的反向放大器将从传声器获得的微弱语音信号放大,两级的增益分别为Av1=-R30/R29≈-4.17,Av2=-Ra6/R3z≈-2.56,总的最大增益为Avmax=Av1Av2≈10.7,电路如图3所示。
1.2.2 Flash存储芯片Flash存储芯片采用AT45DB161D,它是一种工作电压可低至2.7V并具有串行接口的快闪存储器,其主存储区容量为16 Mbit,分为4 096页,每页512 B或528 B。
还带有2个512 B/528 B的SRAM数据缓存,这样主设备就可通过SPI接口向AT45DB161D高速写入数据流。
基于nRF2401的无线远程监控系统毕业设计论文
大连理工大学本科毕业设计(论文)基于nRF2401的无线远程监控系统Remote Wireless Monitoring System Based on nRF2401学院(系):电气工程与应用电子技术系专业:电气工程及其自动化学生姓名:董琳琅学号:200485123指导教师:刘蕴红评阅教师:牟宪民完成日期:大连理工大学Dalian University of Technology摘要近年来随着科技的飞速发展,远程无线监控系统在现代生活中不断成熟和完善。
这个系统建立在无线收发模块PTR2000的基础之上。
它是超小型,超低功耗,高速率无线收发数传模块,灵敏度高,具有两个频道,特别满足需要多信道工作的特殊场合,它可完成点对点传输的数据采集,用于工业控制;数据采集;遥控;遥测;无线抄表;门禁系统;小区传呼;工业数据采集系统;小型无线数据终端;无线遥控系统;水文气象监控和机器人控制中。
本文研究的远程无线监控系统是由PTR2000的无线收发系统、单片机AT89S51的下位机控制系统和LabVIEW的上位机监控系统构成的远程无线温度巡检系统。
此系统可分为四个信息处理过程实现无线传输,首先通过ADC0809的模数信号的转换,然后信号传输到数码管显示电路,同时,单片机将信号传输给无线传输模块PTR2000。
此片PTR2000再将信号无线传输给与电脑相连的那片PTR2000,最后由基于LabVIEW的上位机监控系统进行监控。
综上所述,本设计系统提出了一种简单,高效并且能够被广泛应用的远程无线监控体系。
关键词:单片机;无线;远程;LabVIEW;nRF2401Remote Wireless Monitor System Based on nRF2401AbstractWith the rapid development of science and technology, Remote Wireless Monitor Systems are maturing and becoming ever more prevalent in modern life. The Remote Wireless Monitor System presented here is based on the PTR2000 Remote Wireless Model. It is a microminiature, low power, high speed, and highly sensitive wireless dispatcher with two channels and the capability to satisfy the need for many channels operating at the same time. The system can connect to a single chip directly and perform node-to-node data collection. Remote Wireless Monitors are widely applicable with uses spanning: industry control, industry data collection, remote control, remote measurement, wireless data exchange, gate ban systems, radio transceivers, mini wireless data terminals, wireless remote control systems, weather monitors, and robot control.The Remote Wireless Monitor System presented can be conceptually divided into several components: the PTR2000 Remote Wireless Model, the LabVIEW software system, and the AT89S51 MCU. This system realizes wireless communication through a four-step operation. The signal is first detected by the ADC0809. Following signal detection, the data is simultaneously forwarded to the LED display board and the AT89S51 MCU. The AT89S51 MCU acts as a control unit, passing the data to PTR2000, which transmits the signal to the receiving party through wireless communication. This signal is then processed by the receiving party’s LabVIEW software. Together, these operations and components create a simple, effective, and widely applicable Remote Wireless Monitor System.Key Words: Single chip; Wireless; Remote; LabVIEW; nRF2401目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2本课题的主要研究内容 (1)2现有无线通信系统 (3)2.1无线通信技术的发展 (3)2.2无线通信技术的种类 (6)3远程无线温度巡检监控系统 (9)3.1系统特点 (9)3.2系统功能 (10)3.3系统构成 (12)4无线传输 (13)4.1 nRF2401无线射频收发一体芯片 (13)4.2 基于PTR2000无线通信数传系统 (16)4.3天线的设计 (20)4.4元器件参数 (21)5系统下位机的设计 (23)5.1硬件的设计 (23)5.1.1CPU基本单元设计 (23)5.1.2数码管显示电路的设计 (26)5.1.3温度信号电路的设计 (27)5.1.4串行接口电路的设计 (29)5.1.5电源电路的设计 (29)5.2软件的设计 (30)5.2.1主程序流程图 (30)5.2.2无线传输程序 (31)5.2.3温度巡检流程图 (32)5.2.4显示子程序流程图 (33)5.2.5定时中断子程序流程图 (34)6系统上位机的设计 (35)6.1 LabVIEW概述 (35)6.2 LabVIEW与单片机串行通信 (35)6.2.1LabVIEW与单片机串行通信概述 (35)6.2.2 LabVIEW部分设计 (36)6.2.3 单片机通信串口的部分设计 (39)6.3 监控界面设计 (39)7 系统调试 (43)结论 (44)参考文献 (45)附录A 系统程序 (46)附录B 系统硬件电路实物图 (52)致谢 (54)1绪论1.1课题研究的目的和意义随着现代社会经济的迅速发展,经济和高效是工作中必须考虑的条件。
基于nRF24E1开发的短距离无线数据传输系统
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桂林电子工业学院学报
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郭 刚(李思敏Βιβλιοθήκη E桂林电子工业学院 通信与信息工程系(广西 桂林 F"C**"G
关 键 词 H短 距 离 无 线 数 据 传 输 O?@A!"BC芯 片 O仿 真
中 图 分 类 号 HP)QCQ’+
文 献 标 识 码 HN
文 章 编 号 HC**CRS"#SE!**"G*#RFTR*"
引言
短 距 离 无 线 数 据 传 输 是 一 种 线 缆 替 代 技 术 (在 工 业 生 产I医疗监 护I实 验 研 究 和 日 常 生 活 中 得 到 广 泛 的 应 用 J通 常 (短 距 离 无 线 数 据 传 输 系 统 由 接 口 I控 制 器 和 无 线 收 发 器 三 部 分 组 成 J在 早 期 的 短 距 离 无 线 数 据 传输设备中(三 部 分 是 以 分 立 形 式 存 在 的(这 造 成 系 统 的 体 积 I功 耗 大 (稳 定 性 差 J随 着 集 成 电 路 等 新 兴 技 术 的 快 速 发 展 (现 在 的 短 距 离 无 线 数 据 传 输 系 统 中 的 大 部 分 功 能 都 可 以 集 成 到 一 块 芯 片 内 J 因 此 (新 一 代 短 距离无线数 据 传 输 系 统 具 有 体 积 小I功 耗 低I稳 定 性 高 的 优 点 (这 些 系 统 可 以 方 便 地 嵌 入 到 各 种 设 备 中 (实 现 设 备 间 的 无 线 连 接 J
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基于nRF2401的短距离无线收发系统设计
【摘要】该短距离无线收发系统采用nordic公司的nrf2401无线收发芯片和atmel公司的单片机at89c51rb2,以实现数据点对点的无线传输功能。
该无线收发模块主要由nrf2401芯片和一些外围元件组成,文中对采用的芯片的结构和原理做了详细的介绍,对于硬件系统中各组成部分特点,本文也分别做了分析和研究,对
nrf2401的配置、crc码的原理,包括at89c51rb2和nrf2401之间的spi接口也都做出具体的描述。
系统的程序设计得到很好的完成。
并在nrf2401无线收发芯片的基础上进行了扩展,提出了增加发射功率的方案,加大了无线通信的距离。
【关键词】短距离无线通信收发模块单片机
一、引言
短距离无线通信技术是指可在最远100米范围内传输数据的解决方案。
本文研究的无线数据传输系统是短距离无线通信技术在工业数据监控中的具体应用,要实现的是点对点数据传输功能。
选取了nordic的nrf2401无线收发模块,该模块由于较低的价格、简单的开发,在低成本应用场合显示了独特的优势。
nrf240无线收发模块可利用at89c51rb2对其进行控制。
二、nrf2401芯片的介绍
nrf2401具有全球无线市场通信功能,一般工作频率是2.4ghz,支持多点间通信,它的传输速率可以到达1mbit/s。
它采用soc工艺,只需少量外围元件便可组成射频收发电路,因此它具有体积小、
功耗低、外围元件简单,成本低的优点。
是业界口碑很好的射频系统级芯片。
nrf2401工作状态是144位,具有四种工作模式分别是:空闲模式、关机模式、收发模式和配置模式。
在收发模式下系统的程序简单且系统稳定性较高,所以nrf2401一般工作于shock burst tm
收发模式。
下面就把nrf2401的shock burst tm收发模式的配置方法介绍给大家。
三、系统硬件电路的设计
无线收发电路主要由无线射频芯片nrf2401和单片机at89c51rb2组成,系统方框图如图1所示。
系统的射频电路主要由两部分组成:无线收发模块nrf2401、一些外围元件。
在完成nrf2401的参考电路的分析后,为实现2.4ghz 的无线收发功能,我们采用的电路如图2所示。
图中nrf2401使用的电源是nordic公司生产的,c6、c7是两个没有耦合功能的电容。
天线部分是参考鞭型天线设计的,因此规模大。
众所周知倒f天线具有抗磨损,结构紧密,带宽适中,功率吸收小等优点,因此成为了现在无线通信领域的宠儿。
所以我们也采用倒f天线设计工艺,配合cl=12pf,esr<40ω的晶振并且由l1、l2、l3、l4、c8、c9、c18、c19、c21以及c22构成匹配网络。
(二)单片机控制部分的设计
(三)接口电路的设计
使用spi接口来实现at89c51rb2和nrf2401的连接,主要是考
虑到速率的因数。
接口电路如图4所示。
当系统接通电源后,将at89c51rb2调为配置模式,在此d1、d2和d3指示灯全亮的情况下,再对nrf2401进行状态字配置。
接着将nrf2401调为激活模式,此时为接收状态,会看见指示灯d1、d2和d3全变暗。
将at89c51rb2的使能端ce置为1时可以进行数据发送,此时nrf2401的数据处理模板处于激活状态。
并将接收方的硬件地址以及需要发送数据自动生成数据包以模拟信号写入
nrf2401,紧接着将at89c51rb2的使能端ce置为0,此时nrf2401的无线发送功能被激活,在这期间dl一直处于亮的状态,当数据包发送完毕后应该立即调为接收状态,此时指示灯d1变暗。
当相应的nrf2401接受到数据帧,会将数据包进行解包,再将读信号调为1,请求at89c51rb2读取数据。
当at89c51rb2识别出读信号为高电平时,指示灯d2变亮,被接收的数据会被nrf2401读取出来。
当数据读完时,指示灯d2,d3变暗。
四、无线收发系统的改进设计
nrf2401的输出功率值是0dbm,虽然这个数值已经满足了一般的短距离无线通信的要求,但不是所有的通信距离都在短距离内,有时候需要实现较远距离的通信,这种时候,应该优先选择合适环境的天线。
五、结论
由于技术的快速发展,已经有多种技术可满足短距离无线通信的选择。
在实际应用当中需要考虑无线传输系统的工作频率、传输距
离、功耗以及抗干扰能力等方面,由此本论文选择基于嵌入式射频收发一体芯片的无线数据传输技术。
本文主要对此方案硬件设计做出了详细的分析和陈述包括无线收发芯片nrf2401和单片机
at89c51rb2,为该系统的软件设计提供了一个良好的设计平台。
参考文献:
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