電子數(shù)顯卡尺無線通信系統(tǒng)的研制

　　3.3 無線收、發(fā)電路模塊

　　本系統(tǒng)研制的無線通信電路模塊^[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(shù)據(jù)量小、傳輸可靠等特點(diǎn)，并且是一種低功耗、近距離傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/無線通信">無線通信模塊，該款芯片靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、可編程輸出功率高達(dá)4.5dBm，芯片的封裝為QFN40，大小為6mm×6mm。其中內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示。

　　該款無線通信芯片具有功耗低、自嵌通訊協(xié)議^[14]，廣泛應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等領(lǐng)域。內(nèi)部集成了8051內(nèi)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(zhuǎn)換器，工作溫度在-40℃~125℃，這種高度集成化可以節(jié)約電流和消耗無線系統(tǒng)的開發(fā)成本，當(dāng)無線模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的情況下，電流損耗大約24uA和29uA，由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)狀態(tài)時(shí)間很短，這有助于增長(zhǎng)數(shù)顯卡尺的電池使用壽命。

　　該系統(tǒng)的數(shù)顯卡尺供電電壓為1.5V，而無線通信模塊電路供電電壓是3V，這就需要系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、電平轉(zhuǎn)換^[15]，以保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。該通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)S_DATA和時(shí)鐘信號(hào)S_CLK的電平轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖7所示。

　　該無線通信系統(tǒng)比藍(lán)牙和WIFI的覆蓋距離面廣，其網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性更加靈活，硬件架構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸通信速率250Kbps，相對(duì)比較快，其擁有免費(fèi)的開放頻帶，大約在868MHz至2.4GHz左右，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)65000個(gè)，聯(lián)網(wǎng)所需的時(shí)間僅為30ms，而且終端設(shè)備費(fèi)用低、集成度高、可靠性強(qiáng)，成本低等特點(diǎn)。

　　4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　本文研制的電子數(shù)顯卡尺無線通信系統(tǒng)是利用無線傳輸技術(shù)替代了原有的短距離數(shù)據(jù)線通信技術(shù)，該無線通信系統(tǒng)目前發(fā)展較為快捷，將為社會(huì)帶來高效益、高品質(zhì)的技術(shù)，因此這款基于容柵技術(shù)的電子數(shù)顯卡尺無線通信系統(tǒng)將會(huì)為企業(yè)和科研單位帶來極大的效益，本系統(tǒng)研制的無線通信模塊主要采用C語言編程技術(shù)，使用的開發(fā)環(huán)境為IAR。該無線通信系統(tǒng)主要包括兩部分：一部分是發(fā)送數(shù)據(jù)模塊、一部分是接收數(shù)據(jù)模塊，其中發(fā)送數(shù)據(jù)模塊將接入到數(shù)顯卡尺上而接收模塊將通過USB口插入到主機(jī)上，形成上位機(jī)與接收模塊完成通信。整個(gè)數(shù)顯卡尺無線通信系統(tǒng)的接收和發(fā)送過程的原理結(jié)構(gòu)框圖如圖8所示。