基于TinyOS的CC2430无线数据收发的设计

无线传感器网络采用大量的节点（传感器）覆盖监测区域，通过无线通讯方式形成一个多跳的自组织网络系统[1]。它具有成本低、节点密集、功耗低、自组织以及无线部署等特点。无线传感器网络技术可以使人们在任何时间、任何地点和任何环境下，及时、精确地获得被监控物体的状态。其目前已广泛应用于农业种植、智能建筑物、医疗监控、智能交通等领域，尤其是一些灾后重建、突发事件监控等安防领域[2]。本文详细介绍CC2430器件在TinyOS 平台上无线数据的收发，实现了无线传感器网络节点间的点对点通信功能。

1CC2430简介

CC2430是TI/Chipcon 公司生产的符合2.4G IEEE802.

15.4标准的射频收发器。利用此器件开发的无线通信设备支

持数据传输率高达250kbit/s ，可以实现多点对多点的快速组网。CC2430器件在单个器件上整合了微控制器、射频收发模块以及片内Flash 。其主要性能：使用1个8位MCU （8051），具有128KB 可编程闪存和256Byte 的RAM ，还包含A/D 转换器、8位和16位定时器、AES128协同处理器、看门狗定时器、32kHz 晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、以及21个可编程I/O 引脚。CC2430器件在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27、25mA [3]。由于其设计简单、超低功耗以及通用的8051控制器，CC2430越来越多的被用来构建Zigbee 网络。

TI 还推出了在CC2430上实现Zigbee 组网的免费协议Z -STACK [4]。然而Z -STACK 存在以下缺点：1）Z -STACK 中关

于无线收发部分的很多代码只是以库文件形式提供；2）Z -

STACK 实现了整个Zigbee 网络，代码量庞大，改造困难而且

占用系统资源多；3）Z -STACK 用IAR 编译，随着Z -STACK 版本的升级，用户需要相应地升级IAR 编译器的版本。这3个特性决定了用户只能基于Z -STACK 进行一些应用程序开发，要对其改造进行无线传感器网络的理论研究将非常困难。

2TinyOS 简介

无线传感器网络的操作系统是运行在每个传感器节点

上的基础核心软件，是应用程序和协议运行的前提。TinyOS （Tiny Micro Threading Operating System ）是由加州大学伯克利分校开发的开源无线传感器网络专用操作系统[5]。TinyOS 使用事件驱动机制来保证系统的实时性。当外部事件发生时，

收稿日期：2009-09-21

稿件编号：200909073

基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAK03A17）

作者简介：陈德富（1981—)，男，江苏盐城人，博士研究生。研究方向：无线传感器网络、嵌入式系统。

基于TinyOS 的CC2430无线数据收发的设计

陈德富，陶正苏，周迪

（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240）

摘要：为解决现有CC2430无线数据收发程序代码量庞大，结构不清晰，关键源码不公开等问题，提出一种基于

TinyOS 的CC2430无线数据收发设计方案。在分析CC2430性能的基础上，设计一种基于DMA 的节点收发机制，配

置DMA 的源和目的地址寄存器、数据长度寄存器以及触发模式寄存器，并根据DMA 操作流程给出数据发送和接收流程图。基于TinyOS 的组件结构，给出了包括DMA 数据收发、简单MAC 协议、定时器和串口的组件配置文件。编译结果表明该方法结构简单，占用RAM 为11字节，占用程序空间少于7KB 。在CC2430节点上的运行结果表明在节点通信范围内，在各种网络负载下节点间数据收发成功率和正确率均达到100%。关键词：无线传感器网络；TinyOS ；CC2430；DMA ；无线收发中图分类号:TN925

文献标识码：A

文章编号：1674－6236（2010）03-0094-02

Design of point to point communication on CC2430based on TinyOS

CHEN De -fu,TAO Zheng -su,ZHOU Di

（Department of Instrument Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shangha i 200240,China ）

Abstract :A novel communication mechanism was designed to solve the shortcomings in existing programs.including huge code size,comples code sonstruction,invisible key codes and so on.After a general introducing of the features of CC2430,a communication mechanism based on DMA and its flow chars were illustrated.Registers about DMA were configured in de -tail.The components in TinyOS include communication module,timer module,MAC module and UART module were designed as https://www.sodocs.net/doc/2d2290544.html,pilation shows that this mechanism occupies only 11Bytes of RAM and less than 7K Bytes of ROM.The exper -iment on CC2430illustrates that node can transmit to and receive from its neighbor accurately in all kinds of data rates.Key words :wireless sensor networks;TinyOS;CC2430;DMA;communication

2010年3月Mar.2010

第18卷第3期

Vol.18No.3

电子设计工程

Electronic Design Engineering －94－

事件会产生相应的硬件中断通知节点，TinyOS 则会快速调度相关事件处理程序迅速响应事件并执行处理操作。事件驱动机制使得TinyOS 可以适用于节点众多、并发操作频繁的无线传感器网络应用。另外TinyOS 还采用基于组件（Compo -

nent ）的体系结构。在TinyOS 中，程序开发人员使用NesC 语

言表达组件以及组件之间的事件和命令接口[6]。组件包括模块和配置文件2类，组件之间通过配置文件相连接。模块中实现一系列事件和命令，而模块也通过这些事件和命令被外部调用。当用户需要实现某种功能时，可以设计一些新的组件，并调用已有组件，共同组成应用程序，从而达到预定要求。这种基于组件的体系结构，不仅实现了程序的高度模块化，而且有效减小了代码的尺寸，适合无线传感器网络节点的硬件结构。图1为一个典型用户程序的结构。

3

节点通讯实现

3.1

通讯机制

CC2430对无线数据的控制是通过寄存器RFD 控制TXFIFO 和RXFIFO 来实现的。发送数据时，往TXFIFO 里写

入数据，而读取RXFIFO 实际上就是读取接收的无线数据。此外，8051处理器通过使用一系列选通命令来控制无线模块的操作。选通命令可看作单字节指令，每条命令用来控制某个无线模块的功能。这些命令可以实现使能频率合成器、使能接收模式、使能发送模式等功能。CC2430还提供DMA 机制在存储器和无线模块之间传送数据。DMA 会被如下2个事件触发：1）当第1个数据存入RXFIFO ，即当RXFIFO 从空状态变成非空状态时；2）当数据通过SFR 寄存器的RFD 从

RXFIFO 中读出时。

当设置为发送数据准备的DMA 通道时，需将数据的源地址设为所要发送数据的起始地址，目的地址设为寄存器

RFD 的地址0Xdfd9。然后在LENH 和LENL 位中设置所要发

送数据的长度。DMA 的数据传送模式按照一次触发传输的数据量可分为单字节传输和块传输，由TMODE 寄存器设置选择。DMA 描述设置好后，通过设置寄存器DMAARM 和

DMAREQ 的位来准备相应的DMA 通道，并启动该通道上的

传输。在启动DMA 数据传输之前，将当前数据帧的长度、目标节点地址、源节点地址、标志字节通过写寄存器RFD 的方式写入TXFIFO 。则启动DMA 传输后，完整的数据帧将被传输至TXFIFO 。最后通过给CSP 发送指令ISTXON 启动TX 传输。与之对应，在数据接收时，需将数据的目的地址设为存储数据的起始地址，数据的源地址设为寄存器RFD 的地址。典

型的数据收发流程分别如图2和图3所示。

3.2模块结构及核心代码

确定流程后，在TinyOS 中实现组件SimplemacDmaC.nc 。该组件主要实现DMA 配置、无线模块开关、无线选通命令组合以及DMA 中断服务程序。然后编写应用程序调用该组件。应用程序中配置文件的主体代码如下：

implementation {

components MainC,TestAppP,LedsC,SimpleMacC,Std -OutC,CC2430Timer1C;

MainC.SoftwareInit ->TestAppP.Init;MainC.Boot <-TestAppP;TestAppP.Leds ->LedsC;

TestAppP.Timer->https://www.sodocs.net/doc/2d2290544.html,2430Timer1;TestAppP.SimpleMacControl->SimpleMacDmaC.StdControl;TestAppP.SimpleMac->SimpleMacDmaC.SimpleMac;

TestAppP.StdOut ->StdOutC;}

代码完成后，使用NesC 编译后生成app.premangle.c ，经

perl 解释后生成app.c ，最后经过Keil 编译生成app.hex 。本文

主机平台的操作系统为ubuntu-8.04，所采

图1TinyOS 组件结构

图2DMA 发送流程

图3DMA 接收流程

（上接第95页）用的NesCC编译器版本为1.3.0，Keil版本为8.09a。编译结果显示，完成的带有串口输出的收发程序程序占用11字节RAM，占用片内1678字节XDATA，代码量为7KB，远小于Zstack所占资源。

3.3实验结果

在室内环境下将生成的hex文件下载到CC2430节点中对本文程序进行实验，验证在各流量下节点通信的丢包和错码情况。分别将网络流速设置在每秒128、256、512Byte以及1.28、2.56、6.4、12.8KByte，每种流速测试发送2K个数据包。实验结果显示，在通信半径内节点通信未丢失任何数据包，接收的数据包也没有出现误码，但是随着节点间距离的增加，节点通信的丢包率逐渐增大，直至不能通信。从实验结果可以看出，在通信半径内，本程序能够正确实现CC2430节点间无线数据收发，在各种网络负载情况下通讯性能均良好。

4结束语

本文研究基于TinyOS操作系统在CC2430器件上实现无线数据的收发，为接下来无线传感器网络的相关研究作了铺垫。在项目开发中还实现了UART输出、系统定时器、LED驱动等相关功能，以便功能调试。编译结果表明，该程序占用Flash 和RAM空间十分紧凑，能够适应CC2430存储容量有限的特

性。大量测试实验表明，该程序在节点上运行稳定；在节点通信半径内能精确通信；在各种网络负载下均能实现正确收发。

参考文献:

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[3]Texas Instrumengs.A true system-on-chip solution for2.4GHz

IEEE802.15.4/ZigBee[EB/OL].2007.http://ww https://www.sodocs.net/doc/2d2290544.html,/lit/gpn/ cc2430.

[4]Texas Instrumengs.Z-Stack—ZigBee Protocol Stack[EB/OL].

2007.https://www.sodocs.net/doc/2d2290544.html,/docs/toolsw/folders/print/z-stack.html.

[5]TinyOS Community Forum.Tinyos:an opensource operating

designed for wireless embedded sensor networks[EB/OL].

2009.https://www.sodocs.net/doc/2d2290544.html,.

[6]Gay D，Levis P，Behren R.The nesC language:A holistic ap-

proach to networked embedded systems[J].In Proceedings of Programming Language Design and Implementation.Califo-rnia，2003：1-11.

从图4可看出，该方法明显改善了无记忆Saleh模型功放，并随迭代次数的增加，ACPR的改善程度不断提高。当迭代次数达到30次时，有加预失真校正相比于直接经功放，ACPR改善了近30dB。图5给出迭代次数为30次时的经过预失真后AM-AM，AM-PM特性曲线，同图3对比可看出AM/PM效应得到改善。

4总结

本文研究了自适应预失真技术对WCDMA系统中功率放大器非线性效应的改善作用，探讨了查询表索引技术和自适应刷新算法。计算机仿真结果表明：基于该算法的解决方案可改善WCDMA系统中因功放非线性效应而造成的带外失真等恶化，而且改善了AM/PM效应，并通过给出的在不同迭代次数下的ACPR的改善程度，得出查找表方法对无记忆Saleh模型功放的改善是明显的，但收敛速度较慢。

参考文献:

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ent nonlinear models for TWT amplifiers[J].IEEE Trans on commun，1981，29（11）：1715-1720.

图5经预失真后功放非线性特性

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《电子设计工程》2010年第3期

－98－

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()t FSK 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。 为了进一步减小信号的频谱旁瓣，可以在前加入一级高斯滤波器，高斯滤波器的传递函

声音信息无线传输系统设计(声源定位)

摘要 关键词：声源定位；传感器阵列；无线数传；串行通信接口 声源定位就是利用声波的传输特性，来确定发声对象的空间位置的技术。被动声源定位一般采用声传感器阵列来探测声信号达到各阵元的时间差，由此推算出声源距坐标基点的距离和方向角。本文介绍了声源定位系统的工作原理、系统组成及传感器阵列与微机无线通信的实现，设计了传声器阵列模块（包括时延差计算系统）、无线传输模块及微机通信模块，并完成了相关的电路设计和连接。

ABSTRACT Keyword: Acoustic Emission Source Location；sensors’ array；wireless transmission；serial communications interface Acoustic Emission Source Location (AESL) is a technology which uses the transfer characteristic of sound wave to locate the space position of acoustic emission source. Passive AESL generally uses acoustic sensors’array to detect the time difference of acoustic signal arrive each array element, then calculate the distance and direction angle from acoustic emission source to origin of coordinates. In this paper, the author introduces the operational theory and the composition of AESL system, then realizing the communication between the acoustic sensors’array and the microcomputer. Acoustic sensors’array module (including the time difference computing system), wireless transmission module and microcomputer communication module are designed. The circuit designing and connecting have also been accomplished.

基于51单片机的无线数据收发系统设计(带电路图和代码)

1 引言 伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。与有线通信方式相比，无线通信以其不需铺设明线，使用便捷等一系列优点，在现代通信领域占重要地位。 但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。例如，一些无线产品在使用时，无法将信息反馈给控制者；还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息，如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路，产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变，而且可以大大降低成本。正如人们所发现的，只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片，就会出现许多新应用。 本次设计主要是利用无线收发电路，加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。考虑到目前市场上的一些需求，设计的主要要求是方案成本低，体积小，低功耗，集成度高，尽量无需调外部元件，传输时间短，接口简单。nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片，它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、多频道切换等功能，并且外围元件少，便于设计生产，功耗极低，集成度高，是目前集成度较高的无线数传产品，它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。 2 无线数据收发系统 2.1 系统组成 无线数据传输系统有点对点，点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用的需要，接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行，构成点对点无线数据传输系统。整个系统中，两数据终端之间的无线通信采用433MHz的频段作为载波频率，收发通过串口通信。 无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成，系统原理如图2-1所示： 图2-1 无线数据收发系统原理图

无线数据传输系统毕业设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

简易无线通信系统[详细]

简易无线通信系统(T-1题) 一、任务: 设计并制作一个简易无线通信系统. 二、要求: 1、基本要求: (1)发射频率在1～40米Hz 任选,调制方式A米/F米任选; (2)自制正弦波信号源,峰峰值1V ,频率400～600Hz可调; (3)输出功率小于20米W(在标准50Ω假负载上); (4)接收距离不小于5米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); 2、发挥部分: (1) 接收机能显示接收输出信号的频率; (2) 发射端可控制接收机输出直流电压变化(1～3V)及显示该电压值; (3) 增大接收距离大于10米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); (4) 其他的创新和发挥. 三、评分标准: 项目满分 基本要求 100 设计与总结报告:方案比较、设计与论证、理论分析与计 算、电路图及有关设计文件、测试方法与仪器、测试数据 与测试结果的分析. 50 实际制作完成情况50 发挥部分 50 完成第(1)项15 完成第(2)项15 完成第(3)项15 完成第(4)项 5 总分50 无线LED控制器的制作(T-2题)

一、 任务 设计并制作一个采用无线控制方式(红外、超声波、射频等任一种)来实现控制8路LED 灯的无线控制器,系统如下图所示: 要求 (一)基本要求 (1)可实现无线控制八路LED 灯(键盘控制任意一路LED 灯的亮、灭、左循环、 右循环); (2)使该控制器具备密码保护功能,当输入正确的密码后方能对键盘进行控制,反 之控制器发出报警; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在5米内均可接收. (二)发挥部分 (1)可实现LED 灯的分级亮度控制; (2)可实现测量无线LED 控制器的电源电压V,当V 下降到(7/8)V 时, 8路LED 有7个亮、满格电压V 时8路LED 全亮; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在1米内、5米内、10米内 三档可设置,且每档设计控制距离的实际测量不能超出所要求的距离; (4)有其他的创新和发挥. 三、评分标准

无线数据传输系统设计大学毕设论文

无线数据传输系统设计 无线数据传输系统设计 作者：xxx 摘要：介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。 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。 关键字：无线数据传输，A T89C51单片机，模/数转换器，ADC采样，采集，信号 【Abstract】: Introduction of wireless data transmission system components, AT89C51 Serial port works and wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation. Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical signals by analog / digital converter ADC sampling, quantization, encoding, in order to digital signals into data memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master control station equipment. 【Key words】: Wireless data transmission，AT89C51 Microcontroller，A / D converter，ADC sampling，Collection，Signal

单片机无线传输系统设计(89C51)

毕业论文（设计） 题目：单片机无线传输系统设计完成人： 班级：11 学制： 专业： 指导教师： 完成日期：

目录 摘要 (1) 引言 (1) 1总体设计 (2) 1.1设计技术背景 (2) 1.1.1 AT89S51单片机简介 (2) 1.1.2 AT89S51主要功能特点 (2) 1.2单片机无线数据传输原理 (3) 1.2.1 单片机无线数据传输原理概述 (3) 1.2.2 无线数据传输常用编码方式 (3) 1.2.3 无线数据传输解码 (5) 1.2.4 无线数据传输调制和解调 (6) 2无线数据收发模块 (7)

2.1无线收发模块nRF905简介 (7) 2.2 nRF905无线模块特点 (7) 2.3 工作模式及芯片结构 (7) 3系统软硬件设计 (8) 3.1 硬件设计 (8) 3.1.1 概述 (8) 3.1.2 电路原理 (9) 3.1.3 SPI接口配置 (9) 3.2 软件设计 (12) 3.2.1 概述 (12) 3.2.2 发射程序 (13) 3.2.3 接收程序 (17) 4结束语 (21) 参考文献 (22) Abstract (23)

单片机无线传输系统设计 作者： 指导教师： 摘要：当今社会发展迅速,人们迫切的期望能随时随地、不受时空限制地进行信息交互。当今的各种智能化控制系统也离不开数据信息的传输。其中，无线数据传输是区别于传统的有线传输的新型传输方式，系统不需要传输线缆、成本低廉、施工简单。现在，有很多的电器产品(如一些家用电器)的操作控制也都采用了无线数据传输方式，一些无线数据传输功能相对简单的电器产品，无线数据传输信号的接收识别往往采用与编码调制芯片配套的译码芯片。而无线数据传输功能比较复杂的一些电器产品，无线数据传输信号的识别与译码多采用单片机，其编码调制方法也有多种。本文介绍一种基于AT89S51单片机以及无线收发模块nRF905的无线数据传输方案，以及用单片机对其进行识别的程序设计方法，以供参考。 关键词：AT89S51单片机，nRF905模块，无线数据传输； 引言 当今的各种智能化控制系统,比如智能化小区部的无线抄表系统、门禁系统、防盗报警系统和安全防火系统等,工业数据采集系统,水文气象控制系统,机器人控制系统、数字图像传输系统等等,都离不开数据信息的传输。可以说,数据信息传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分。[1]在有线数据传输方式当中,数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。在一些单片机监测系统中,数据采集装置是安装在环境条件恶劣的现场或野外。采集到的数据通信传输到手持终端, 然后通过手持终端送到后台机(PC机) 进行数据分析、处理。这样,数据采集装置与手持终端之间的数据传输需解决通信问题。若采用有线数据传输方式显然是不合适的。相比于传统的有线数据传输方式,无线数据传输方式可以不考虑传输线缆的安装问题,从而节省大量电线电缆,并且降低施工难度和系统成本,是一个很有发展潜力的研究课题。无线数据传输因其传输距离远和受障碍影响小而得到广泛应用，随着各种专用无线数据传输集成电路和无线数据传输发射和接收专用集成电路的不断涌现，使许多复杂的无线数据传输系统的设计变得愈来愈简单，而且工作稳定性可靠。本文介绍利用单片机以及发射/接收

无线通信系统物理层的传输方案设计

（无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe<=10-5 with Eb/N0 less than 25dB 2. 20 MHz bandwidth at 5 GHz frequency band 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统； 速率要求: R=54Mbps； 误码率要求: Pe <=10^ (-5)。 2、方案选取 根据参数的要求，选择802.11a作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1 所示。

与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2 所示。 关的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。

无线通信射频收发系统设计研究

无线通信射频收发系统设计研究 射频是一种特定频率的电磁波信号，它可以在自由空间中传播，射频通信技术具有宽频带、高信息容量、体积小、可用频谱多、干扰小等特点，在无线通信系统中应用广泛，日常生活中有线电视信号就是通过由射频通信系统传送的。射频收发系统处理线通信系统中信号的接收和发射，它位于无线通信系统的最前端，关系到通信的质量。研究射频收发系统工作原理优化其设计方案，可有效提高无线通信质量。 一、射频收发系统的构成及工作原理 射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同，会有不同的组成部分。但从射频收发系统的工作原理来看，射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。（一）射频发射机的构成及工作原理。射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号，并把处理后的信号经天线发出。天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播；本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器；滤波器可以对不同的信号进行分离，得到特定频率的信号或消除干扰信号，滤波器种类繁多，实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器；数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换；混频器主要作用是实现频率变化，常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低，在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。（二）射频接收机的构成及工作原理。射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量，影响无线通信射频收发系统的运行状况。射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器，通过两次下变频，将信号变为满足需要的基本频带信号。射频接收机主要性能指标要求包括：接收微弱信号的灵敏度要求，降低系统噪声系数要求，相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求，射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。

无线收发系统设计

无线收发系统设计 摘要 在有线数据传输方式之中，数据的传输载体是双绞线、光纤或同轴电缆。其实，数据传输也可以用无线传输方式进行传输，即通过空气或真空实现数据传送。与传统的有线数据传输方式比较，无线传输方式不用担心传输线缆的安装问题，从而节省了很多线缆，降低施工难度和系统成本。 伴随着数字通信技术和超大规模集成电路的迅速发展，无线收发系统已经成为了一种发展趋势在各个领域当中已经得到广泛应用，无线收发系统具有成本很低、不需要电缆、应用环境不受限制、组态灵活等优点，这就使无线收发技术得到了很大的发展空间。把数字通信技术和高性能、高集成度的集成电路应用到无线收发技术中，使无线收发技术的性能更加完善，更加可靠。本次设计介绍了一种用三态编解码芯片MC145026/MC145027和无线收/发模块来实现的无线收发系统的构成原理和实现方法，给出了单片机AT89C51与编/解码器之间的无线收发问题的解决方案等，叙述了系统的总体组成原理及仿真。 关键词:无线收发单片机AT98C51 芯片MC145026/MC145027

Design of wireless transceiver system Abstract Among the wired data transmission, data transmission carrier is twisted pair, optical fiber or coaxial cable. In fact, the data transmission can also be transmitted by wireless transmission, i.e. data transmitted through air or vacuum. Compared with the traditional wired data transmission, wireless transmission without worrying about transmission cable installation, which saves a lot of cables, reducing system cost and difficulty of construction. With the rapid development of digital communications technology and ultra large scale integrated circuits, wireless transceiver system has become a trend in which has been widely used in various fields, with a very low cost wireless transceiver system, no cable, unrestricted application environment flexible configuration, etc., which makes wireless transceiver technology has much room for development. Digital communications technology and high-performance, highly integrated radio transceiver IC application technologies to enable the performance of the wireless transceiver technology better and more reliable. The constitution describes the design principles and implementation of a three-state codec chip MC145026/MC145027 and wireless transmit / receive modules used to implement wireless transceiver system, gives the wireless transceiver and microcontroller AT89C51 encoder / decoder between solutions to problems, and describes the overall composition theory and simulation system. Keywords: wireless transceiver SCM AT98C51 Chip MC145026/MC145027

无线通讯系统设计方案

无线通讯系统设计方案目录 1 概述 2 2 KT106系统技术优势 3 3 系统组成 4 4 传输平台 5 5 组网方式 6 6 设备部署 6 7 系统主要功能9

1概述 长久以来，国内外矿井的无线通讯技术一直停留在窄带低速范围内，普遍存在设备复杂、功能单一、无法复用通道，重复布线的问题。重庆分院在进行大量的前期调研、资料收集、分析研究总结的基础上，利用目前国内外成熟的Wi-Fi 技术，结合广泛应用的RFID技术，通过技术改进、本质安全设计，开发出了适应煤矿特殊环境的KT106矿井无线通讯系统。 KT106矿井宽带无线通讯系统作为新一代的矿井无线传输系统，采用Wi-Fi 与RFID技术相结合，在煤矿井下实现了通过一套系统实现语音和人员定位数据传输。是我院最新研究的产品。突破传统系统结构模式，无线通讯及人员定位共用一套传输线路，具有很高的性价比。系统网络结构将采用以工业以太网为主干的星型结合总线型的网络结构方案，以工业以太网交换机作为星型的中心点，基站之间采用串行连接方式。基站同时具有语音通信和定位功能，定位终端包括带定位功能的手机和专用的定位卡两种。系统采用本质安全供电的方式，使设备达到在回风巷道和工作面使用的安全等级和技术要求。 本系统通过配套的管理软件、工业以太网、PBX网关等设备，形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干，无线信号进行空间覆盖的矿井无线通讯系统，使煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶，并处于国内外技术领先水平。 本系统是重庆研究院历时5年，经过不断探索和完善，为煤炭行业研制出了能够实现井下无线语音通话功能的最新技术装备，并能够24小时对煤矿出入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在矿井下活动轨迹，是煤矿最新一代安全生产管理系统。 KT106无线通讯系统结构如下：

无线数据传输系统设计样本

科信学院 CDIO二级项目 设计说明书 ( / 第一学期) 题目 : 无线数据传输系统设计 专业班级 : 通信工程 学生姓名 : 学号 : 指导教师 : 贾少瑞 设计周数 : 1 周 设计成绩 : 1月8日

目录 1、引言 (2) 2、设计要求 (2) 3、概述 (2) 4、 CDIO设计目的 (3) 4.1 总体设计目的 (3) 4.2 无线数据传输系统 (3) 5、无线传输系统设计 (4) 5.1 无线数据传输系统 (4) 5.1.1 无线数据传输系统重要器件介绍 (4) 5.1.2 无线传输系统电路图 (6) 5.1.3发射模块图 (8) 5.1.4接收模块图 (8) 5.1.5发射模块电路图 (9) 5.1.6接收模块电路图 .................. 错误!未定义书签。 6、无线遥控开关的特点 (10) 7、设计总结 (11) 8、参考文献 (13)

1、引言 近十几年信息通信领域中发展最快、应用最广的就是无线通信技术。而无线通信技术又有着集成化、低功耗、易操作的发展趋势。当前一些只由微控制器和集成射频芯片构成的无线通信模块不断推出这 种微功率短距离无线数据传输技术在工业、民用等领域得到应用广泛。无线射频技术作为本世纪最有发展前景的信息技术之一已经得到业界 的高度重视。该技术利用射频方式进行非接触双向通信能够自动识别目标对象并获取相关数据具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。 2、设计要求 利用315M无线发射头和315M无线接收头, 以及编解码芯片PT2262和PT2272设计实现一个无线遥控电器控制器能对电器( 电扇、电灯、电机等) 进行遥控控制其开和关, 每组要求设置的地址码不同, 进行 遥控式互不干扰。 3、概述 无线遥控器顾名思义就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用给人们带来了 极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类简单来说

无线电报收发系统设计

河北工业大学实验设计报告书 题目：无线电报收发系统设计 （理论设计） 学院：信息工程学院 专业：电子信息工程 班级： XX 姓名： XXX 学号： XXXX 2012年12 月8 日

无线电报收发系统设计 1、引言 随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。 这学期，我们学习了《高频电子线路》这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。通过这次的实验课程理论设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，将理论变成实践，更是能使自己加深对理论知识的理解，提高自己的设计能力。 1.1 发报机原理概述及框图 发报机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。 通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分和功率发大器部分。高频部分为载波振荡器，载波振荡器的作用是产生频率稳定的载波。低频部分包括音频振荡器、音频放大器、发报电键。低频信号通过放大，在振幅调制器处获得所需的调幅信号，末级高频功率放大器进行信号发射。因此，末级为高频功率放大器和发射天线。发报机系统原理框图如图1.1所示。 图1.1 发报机系统原理框图 1.2 接收机原理概述及框图 接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、选频放大器、检波电路、滤波低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。原理框图如图2所示。

输入电路和选频放大器把空中许多无线电信号选择其中一个并放大，送给检波电路。由检波器将调幅信号所携带的音频信号取下来，送给低频放大器。滤波低频放大器检波出来音频信号并进行放大。放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。 2、调幅发射机电路设计与工作原理 2.1 载波振荡器的设计 此次设计，主振荡器采用经典的克拉泼振荡电路，要求产生一个30MHz 的正弦波。该电路的稳定性较好，所以，其振荡器的频率也相对稳定。 图2.1 克拉泼振荡电路 图2.1为克拉泼振荡电路， L2为高频扼流圈，为集电极提供直流偏置；C4为旁路电容，保证晶体管的基极交流接地，直接接入LC 回路，减小损耗；极小的C3可以获得较高的频稳定度。 2.2 音频振荡器的设计 音频信号是一个低频信号，音频放大器被用作一个普通的低频放大器，放大到调制信号需要的幅值上。 图1.2 接收机系统原理框图

无线电能传输系统设计

本科毕业论文（设计） 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程（无线移动通信方向） 班级2009级无线移动通信1班 院（系）电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日

中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣，移动互联设备（MID）层出不穷的涌现，电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求；物联网的深入发展，越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展，尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输（WPT）做出了简要但系统的介绍，并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨，在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型，即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成，发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去，接收部分再通过接收天线接收RF能量，用整流电路将RF转变成DC，供应用电设备。 关键词无线电能传输（WPT)/微波输能 (MPT) /天线

MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current（DC）into R adiofrequency （RF）,the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna

无线收发系统综述报告 (1)

成都信息工程学院电子工程学院 无线收发系统 综述报告 拟制部门______________________ 拟制人____________________ ______________________ 审核人______________________ 批准人______________________ [ 2011 年7 月2 日]

收音机的发展过程综述报告 目录 目的 (1) 无线收发系统的发展过程............................................................................................ 错误！未定义书签。 未来发展方向 (1) 无线收发系统举例........................................................................................................ 错误！未定义书签。 参考资料 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。

一目的 研究了解无线收发系统的构成、用途、发展以及意义。 无线收发系统发展的背景与意义 随着科学技术的进步和发展,各学科领域相互渗透和覆盖已成为新技术发展的必然趋势。无线电技术也进入了一个崭新的时代,无线电技术的概念、内容和应用也有了拓展。它越来越广泛地渗透到其他技术领域中，在现代无线电导航、移动通信、卫星广播、近代防空雷达、遥测、遥感、太空探测等技术领域都有新的发展和应用。 在无线收发信系统技术发展的30多年历史中，模拟技术应用已经非常成熟，关键器件已很可靠，早在20年前，国外就有人将数字技术引入无线收发行业，数字无线收发信系统不仅能实现模拟无线收发信系统的基本业务，如单呼、组呼等功能，还具有调度台核查呼叫、区域选择、接入优先、优先呼叫、迟后进入、预占优先呼叫、侦听、动态重组、监听等补充业务。也就是说，数字集群无线收发信系统可提供更丰富的业务种类、更好的业务质量、更好的保密特性、更好的连接性和更高的频谱效率。无线收发信系统主要包括家庭无线服务(FRS)，HAMradios无线收发信系统，个人移动无线收发信系统以及陆基移动无线(LMR)无线收发信系统。目前，各厂家已经很努力地想办法提高产品通讯质量，降低干扰，开发多功能产品，如：防水、防震功能，集成收音机和GPS功能等等。摩托罗拉公司的GP2000采用了符合人体工程学原理的设计，具有很高的性能价格比；有可编程键和容易使用的浏览键；具备降噪增音的功能；99个信道；平均电池寿命为8小时，从国内外研究局势看出，无线收发机已从单一的通话功能，变成了能和手机媲美的产品，而人们追求个性化的影子已在无线收发机上演。 随着社会的发展，人们对通信的需求也日益迫切，对通信的要求也越来越高。理想的目标是能在任何时候、在任何地方、与任何人都能够及时沟通和联系、交流信息。显然，没有无线通信，这种愿望是无法实现的。 二无线收发系统的发展过程 19世纪初，人们开始研究如何利用能够沿导线传输的电信号来传递信息。1837年莫尔斯发明了电报。1876年贝尔发明了电话，直接将声信号转变为电信号沿导线传播。19世纪末，人们又致力于研究利用能够以电磁波形式在空间传输的无线电信号来传送消息。1895年意大利的马可尼和俄国的波波夫发明了无线电，实现了无线电通讯，从而开辟了无线电技术这一新的领域。随着各类电子元器件的出现，继而出现了无线电广播、传真和电视。到20世纪30年代中期以前，无线电技术主要是在上述通讯方面发展，直到今天，无线电技术仍在不断提高和发展中。 无线收发机的初步应用，可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军采

无线语音通信系统设计【开题报告】

毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 无线语音通信系统设计 一、选题的背景和意义 选题的背景： 信息时代社会的飞速发展，以科技技术尤其是移动通信技术的发展，改变了人们的生活方式和沟通方式。人们对操作简单、体积小巧、功能强大、携带方便的移动通信设备越来越钟爱，这就极大的促进了无线语音通信技术的发展。近十年来，随着信息科学技术和计算机科学的变革和发展，无线语音通信技术逐渐取代有线语音通信技术，因此无线语音通信成为科学技术发展最活跃最光明的领域之一。无线通信技术的发展日新月异，新理论、新技术、新方法不断涌现。无线语音通信技术已经成为一种发展趋势在各个领域当中逐步得到应用，无线语音通信技术已经广泛的应用在通信、计算机、自动控制、遥控/遥测、医疗设备和家用电器等领域中。无线语音通信传输技术具有成本低、无需通讯电缆、不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点，这使得无线语音通信技术有广阔的发展空间。 选题的意义： 当代科学技术日益向高速化、信息化、网络化发展，使得各种各样的制造业和通信业的设备除了可以与计算机连接外，还可以相互之间连接，从而实现设备之间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线语音通信。与有线语音通信方式相比，无线语音通信具有一系列优点，架设周期短，架设方便，通话质量好，保密度高等等优点。过去的无线数据传输产品需要较多的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，而且传统的电路方案不是电路繁琐就是调试非常困难，所以会影响用户的使用和新产品的开发。nRF2401系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数据传输的应用提供了较好的解决方案，因为采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计，因而可以满足无线管制要求，而且使用无需许可证，是目前低功率无线数据传输的最理想的选择，可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、家庭自动化、报警和安全系统等等方面。本项目依照实验的目的和无线语音通信的优点，考虑各种情况和使用环境的不同，通过对多种芯片进行认真选择比较，并进行了详细的论证和思考，最终本

课程设计开题报告-无线数据传输系统设计

西安电子科技大学通信工程学院 课程设计开题报告 （ 2016 届） 学生姓名 专业信息安全 学号 指导教师冯军 2016年 1 月 6 日

四、我的设计 基于S9018的调频发射电路和接收电路，接收电路的音频放大电路采用 LM386，采用STM32F030对接收信号进行采样－滤波－匹配滤波－同步－帧同步－解校验－串口发送等操作，采用STM32F030对串口接收来的数据进行加校验－组帧－加扩展头－发送等操作，在PC机上实现基于串口的数据接收和发送界面及功能。具体设计图如下图所示： 发射高频电路：

本设计采用S9018高频三极管组成LC振荡器并对调制信号进行功率放大。在该电路中电容C6、C2、C3、L2、L1和高频三极管Q1组成电容三点式振荡器，产生高频振荡信号，作为发射机的载波与输入的音频信号进行调制；C4，C5和L2谐振频率就是调频发射机的发射频率，调制信号经过三极管放大再经过C1耦合到天线上发射出去；R3和R2为基极偏置电阻，稳定基极电压作用，给三极管提供一定的基极电流，使Q1工作在放大区。 接收高频电路： 本设计采用S9018高频三极管采用共基放大电路设计方法，该方法电压放大倍数大，其输入信号Vi 由E极输入，输出信号V o 由C 极输出。输入与输出信号与共集极放大器模式一样，不会发生相位颠倒的情形。即输出与输电压同相，同时其输入电阻小，输出电阻大。共基极放大电路特别突出的优点在于晶体管的截止频率，较之共射电路晶体管的截止频率提高了(1+β)倍，因此该电路有更高的工作频率，适用于宽频带放大电路、高频谐振放大器等适合该信号传输实现。 音频放大电路： 本设计采用LM386音频放大器（由于该仿真软件未能找到LM386所以用LM344代替，具体引脚以LM386为准）LM386引脚图已在上面介绍，引脚2为反相输入端，3为同相