電子數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統的研制

　　3.3 無(wú)線(xiàn)收、發(fā)電路模塊

　　本系統研制的無(wú)線(xiàn)通信電路模塊^[13]采用TI公司生產(chǎn)的一款2.4Ghz的射頻芯片CC2430，這款芯片集成度高、尺寸小，具有適用于網(wǎng)點(diǎn)多、數據量小、傳輸可靠等特點(diǎn)，并且是一種低功耗、近距離傳輸的無(wú)線(xiàn)通信模塊，該款芯片靈敏度高、抗干擾性強、可編程輸出功率高達4.5dBm，芯片的封裝為QFN40，大小為6mm×6mm。其中內部結構框圖如圖6所示。

　　該款無(wú)線(xiàn)通信芯片具有功耗低、自嵌通訊協(xié)議^[14]，廣泛應用于智能家居系統、環(huán)境監測系統等領(lǐng)域。內部集成了8051內核、高性能的射頻收發(fā)器、8K的RAM及FLASH，供電電壓為3V，它包括三種工作傳輸模式，分別為：1uA的睡眠模式、0.2uA的呼喚模式、0.4uA的中斷模式，還有多通道的DMA控制器、MAC定時(shí)器、通用定時(shí)器及A/D轉換器，工作溫度在-40℃~125℃，這種高度集成化可以節約電流和消耗無(wú)線(xiàn)系統的開(kāi)發(fā)成本，當無(wú)線(xiàn)模塊在發(fā)送數據和接收數據的情況下，電流損耗大約24uA和29uA，由休眠狀態(tài)轉化為主動(dòng)狀態(tài)時(shí)間很短，這有助于增長(cháng)數顯卡尺的電池使用壽命。

　　該系統的數顯卡尺供電電壓為1.5V，而無(wú)線(xiàn)通信模塊電路供電電壓是3V，這就需要系統在傳輸數據時(shí)對時(shí)鐘信號和數據信號進(jìn)行調理、電平轉換^[15]，以保證傳輸的數據穩定可靠。該通信系統的數據信號S_DATA和時(shí)鐘信號S_CLK的電平轉換電路原理圖如圖7所示。

　　該無(wú)線(xiàn)通信系統比藍牙和WIFI的覆蓋距離面廣，其網(wǎng)絡(luò )擴展性更加靈活，硬件架構簡(jiǎn)單，傳輸通信速率250Kbps，相對比較快，其擁有免費的開(kāi)放頻帶，大約在868MHz至2.4GHz左右，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數可達65000個(gè)，聯(lián)網(wǎng)所需的時(shí)間僅為30ms，而且終端設備費用低、集成度高、可靠性強，成本低等特點(diǎn)。

　　4 系統的軟件設計

　　本文研制的電子數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統是利用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)替代了原有的短距離數據線(xiàn)通信技術(shù)，該無(wú)線(xiàn)通信系統目前發(fā)展較為快捷，將為社會(huì )帶來(lái)高效益、高品質(zhì)的技術(shù)，因此這款基于容柵技術(shù)的電子數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統將會(huì )為企業(yè)和科研單位帶來(lái)極大的效益，本系統研制的無(wú)線(xiàn)通信模塊主要采用C語(yǔ)言編程技術(shù)，使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境為IAR。該無(wú)線(xiàn)通信系統主要包括兩部分：一部分是發(fā)送數據模塊、一部分是接收數據模塊，其中發(fā)送數據模塊將接入到數顯卡尺上而接收模塊將通過(guò)USB口插入到主機上，形成上位機與接收模塊完成通信。整個(gè)數顯卡尺無(wú)線(xiàn)通信系統的接收和發(fā)送過(guò)程的原理結構框圖如圖8所示。