基于無(wú)線(xiàn)收發(fā)數傳模塊PTR2030的溫度測控系統設計

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)數傳；MODEM；PTR2030

１　概述

由于目前無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的種類(lèi)較多，因此如何在設計中選擇所需要的模塊顯得非常關(guān)鍵，正確的選擇可以少走彎路，降低成本，更快的將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。本文介紹的新型無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊ＰＴＲ２０３０就是一種超小型、超低功耗、高速率的無(wú)線(xiàn)數傳ＭＯＤＥＭ。它采用串口傳輸，應用及編程非常簡(jiǎn)單，傳送的效率很高，而且所需的外圍元件少，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本低，功耗低，管腳少，封裝小，因而有利于減?。校茫掳迕娣e和降低成本。

ＰＴＲ２０３０由單ＩＣ組合而成，它采用ＦＳＫ調制，而且接收發(fā)射合一，因而抗干擾能力很強；由于采用標準的ＤＩＰ引腳間距，因此更適合嵌入式設備。另外，它采用低發(fā)射功率、高靈敏度設計，可滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)管制的要求且無(wú)需使用許可證，是目前低功率無(wú)線(xiàn)數傳的理想選擇。ＰＴＲ２０３０的主要特性如下：

●接收發(fā)射合一;

●工作頻率為國際通用的３１５ＭＨｚ數傳頻段;

●采用ＦＳＫ調制方式，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合;

●采用頻率合成技術(shù)，頻率穩定性極好;

●靈敏度高達－１０５ｄＢｍ;

●最大發(fā)射功率為＋１０ｄＢｍ;

●工作電壓低（２．７Ｖ～３．３Ｖ），功耗小，待機狀態(tài)電流僅為８μＡ;

●工作速率最高可達２０ｋｂｉｔ／ｓ（也可在較低速率下工作?如９６００ｂｐｓ）;

●超小體積;

●可直接與單片機串口相連，編程非常方便;

●由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度設計，使用時(shí)無(wú)需申請許可證;

●標準的ＤＩＰ引腳間距更適合于嵌入式設備。

２?。校裕遥玻埃常暗囊_功能

ＰＴＲ２０３０模塊的引腳圖如圖１所示。各引腳的功能如下:

ＶＣＣ：正電源，范圍為２．７～３．３Ｖ；

ＣＳ：頻道選擇端，必須設為高（即ＣＳ＝１），即選擇工作頻道為３１５ＭＨｚ；

ＤＯ：數據輸出端；

ＤＩ：數據輸入端；

ＧＮＤ：電源地；

ＰＷＲ：節能控制端，ＰＷＲ為１時(shí)，為正常工作狀態(tài)；ＰＷＲ為０時(shí)，為待機微功耗狀態(tài)；

ＴＸＥＮ：發(fā)射接收控制端，ＴＸＥＮ為１時(shí)，模塊為發(fā)射狀態(tài)；ＴＸＥＮ為０時(shí)，模塊為接收狀態(tài)。

３?。校裕遥玻埃常暗能浖幊?/B>

在軟件編程過(guò)程中，對ＰＴＲ２０３０的工作模式和工作頻道的選擇尤為重要，表１給出了該模塊的工作模式控制及工作頻道的選擇方式。

表1 模塊工作模式控制及工作頻道選擇表

ＰＴＲ２０３０的通信速率最高為２０ｋｂｉｔ／ｓ，也可工作在其它速率?如４８００ｂｐｓ、９６００ｂｐｓ?下。實(shí)際上，使用時(shí)無(wú)需設置ＰＴＲ２０３０的工作速率。

在發(fā)送數據之前，一般應將模塊置于發(fā)射模式，即置ＴＸＥＮ為１，然后在等待至少５ｍｓ后（接收到發(fā)射的轉換時(shí)間需要）才可以發(fā)送任意長(cháng)度的數據。發(fā)送結束后，應將模塊置于接收狀態(tài)?即置ＴＸＥＮ為０。發(fā)射到接收的轉換時(shí)間為５ｍｓ。

接收時(shí)，應將ＰＴＲ２０３０置于接收狀態(tài)?即置ＴＸ-ＥＮ為０，接收到的數據可直接送到單片機串口或經(jīng)電平轉換后再送到計算機。

當ＰＷＲ為０時(shí)?ＰＴＲ２０３０將進(jìn)入節電待機模式，此時(shí)的待機功耗電流大約為８μＡ。待機模式下，一般不能接收和發(fā)射數據。

４ ＰＴＲ２０３０在溫度測控系統中的應用

用ＰＴＲ２０３０可實(shí)現數據采集的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，也可構成點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數據傳輸通道。圖２所示是ＰＴＲ２０３０用于溫度測控系統中的電路圖。

在該系統中，ＰＴＲ２０３０可將溫度傳感器采集到的溫度數據傳送給計算機，同時(shí)將計算機發(fā)出的控制信號傳送給單片機，從而實(shí)現單片機與計算機之間的無(wú)線(xiàn)數據通訊。ＰＴＲ２０３０可直接接單片機的串口或Ｉ／Ｏ口。連接時(shí)，ＰＴＲ２０３０無(wú)線(xiàn)ＭＯＤＥＭ的ＤＩ端應接單片機串口的發(fā)送端?ＤＯ端應接單片機串口的接收端。利用單片機的Ｉ／Ｏ可以控制模塊的發(fā)射、頻道轉換和低功耗模式。ＰＴＲ２０３０與計算機相連時(shí)，必須經(jīng)過(guò)電平轉換來(lái)將ＴＴＬ電平轉換為ＲＳ２３２電平。電平轉換可選用一片ＭＡＸ２３２來(lái)完成。

圖2

基于無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的特點(diǎn)? 在對系統進(jìn)行軟件設計時(shí)，應該特別注意通信協(xié)議的制定及糾檢錯的處理。無(wú)信號時(shí)，ＰＴＲ２０３０的串口輸出為隨機數據，所以協(xié)議的第一件事就是要能夠識別噪聲和有效數據。通過(guò)測試和試驗發(fā)現，０ｘＦＦ后跟０ｘ００在噪聲中不容易發(fā)生，因此，單片機發(fā)送數據可以任意內容的字節開(kāi)始（因為第一個(gè)字節的數據在發(fā)送時(shí)易丟失），然后是０ｘＦＦ后跟一個(gè)０ｘ００，接收協(xié)議規定只接收以０ｘＦＦ開(kāi)始。并在其后跟一個(gè)０ｘ００的數據包。

另外應注意數據的糾檢錯。本系統檢錯采用校驗和方式?糾錯采用連續傳送三次的方法。同一數據連續發(fā)送三次，然后在接收端比較三個(gè)數據中的每一位，若至少有兩個(gè)數據的該位相同，則該位為正確?？傊?，一個(gè)完整的無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議為：

[開(kāi)始１][開(kāi)始１][開(kāi)始２][數據１][數據２][數據３][校驗和]。

其中開(kāi)始１是０ｘＦＦ，開(kāi)始２是０ｘ００，如果校驗和正確，則說(shuō)明數據傳輸完整。然后再比較數據１、數據２、數據３，取其兩個(gè)相同者給出應答信號，如果數據本身傳輸不完整、則不應答，系統會(huì )重新發(fā)送數據。

由ＰＴＲ２０３０構成的系統可完成點(diǎn)對點(diǎn)的數據采集傳輸及點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向數據傳輸，因此ＰＴＲ２０３０可廣泛用于遙控、遙測、無(wú)線(xiàn)抄表、門(mén)禁系統、小區傳呼、工業(yè)數據采集系統、無(wú)線(xiàn)標簽、身份識別、非接觸ＲＦ智能卡、小型無(wú)線(xiàn)數據終端、安全防火系統、無(wú)線(xiàn)遙控系統、生物信號采集、水文氣象監控、機器人控制、信息家電、無(wú)線(xiàn)２３２、４２２／４８５數據通信等系統。