无线数据传输范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了无线数据传输范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

无线数据传输

无线数据传输范文1

关键词: 测井数据;GPRS;无线通信;实时传输

中图分类号:P631.8 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0220037-01

石油,作为工业的主要原料,是现阶段经济的命脉。但是随着近百年来不断的开采,石油的储量正在不断的减少。所以如何能够在开采的过程中节约时间,节约成本已经成了一个主要的研究课题。在以往的开采过程中,都是在测井结束后将测井数据送到解释中心进行分析,这样的过程实时性差,浪费了很多时间,影响工程的进度。但是,由于测井工程大多在野外进行,数据实现有线传输又不现实,因此,急需设计一种实时的无线数据传输系统。本文笔者通过比较几种无线传输的方案后提出了基于GPRS技术的实时无线传输技术在测井中的应用系统。

1 可以实现测井数据实时无线传输的几种方案探讨

随着通信技术和电子技术的不断发展,现在可以实现数据无线传输的方法越来越多,无线传输技术也得到了广泛的应用。下面就对可能实现测井数据无线传输的几种方案进行分析讨论;

方案一:电台传输

电台可以用来实现无线传输数据,还可以对传输的内容进行加密处理,且费用较低,是一种无线传输的方案。但是用电台的话传输距离受到所使用电台功率的限制,且传输过程中抗干扰能力差。

方案二:GSM短信

GSM短信方式的优点是传输可靠,传输覆盖范围广,传输率高,缺点是传输有延时,实时性差,在测井数据传输过程中做不到实时传输数据,不能确保数据被及时地分析。

方案三:卫星传输

卫星传输数据的优点是传输范围广,传输速度快,运行可靠,能保证数据传输的实时性。卫星传输唯一的缺点就是费用太高,需要在施工现场和解释中心建立发射和接收设备,投资成本大。

方案四:GPRS传输

GPRS即通用分组无线服务的简称,用GPRS技术进行无线传输数据的优点是:信号覆盖范围广,带宽可达171.2kb/s,可以保证大容量数据的传输;费用方面可以选择按流量计费,计费合理且免于维护。缺点是如果网络堵塞,数据传输的实时性将受到影响;传输通道为网络,安全性不高。

比较上述四中解决方案,能用于测井数据实时无线传输的有卫星传输和GPRS传输。但是由于卫星传输需要在数据发送端和数据接收端都安装卫星接收装置,设备费用贵,且租用卫星的信道费用也非常贵,所以综合考虑传输的距离,实时性,可靠性,费用等各种因素,GPRS传输数据是一种合理的方案。

2 基于GPRS的测井数据实时无线传输系统设计

整体的基于GPRS的测井数据实时无线传输系统包括采集数据并传输的下位机和远程接收数据并显示数据的图形界面上位机,整体结合了数据采集技术,无线通信技术,计算机技术等。

2.1 基于单片机的嵌入式采集系统

下位机设计如图:

下位机以P87C552单片机为主控芯片,接收各中种传感器从井下采集并转换后的地层参数,如下井深度,地层温度,压力,液位等等。然后单片机将采集到的数据利用串口不断地发送到与单片机连接的GPRS无线终端上。

2.2 无线传输过程

GPRS无线终端接收单片机串口发来的数据,通过GPRS网络把打包压缩后的数据送到中国移动的内部网,移动公司再通过GSN(GPRS服务节点)把数据传送到因特网上,最终到达解释中心的服务器上,实现数据的远程传输。传输过程经GPRS网络传输到Internet网络,传输协议选择时由于TCP协议是一种可靠的面向连接的数据传输方式,且适合大批数据依照顺序没有重复的传输,所以在UDP协议和TCP协议之间选择TCP协议。因传输过程接收和发送可以同时进行,所以是全双工通信,在设计程序设计时要兼顾发送线程和接收线程,使二者协同工作。这里还需要注意的一点是数据在传输的过程中需要进行压缩和编码。数据在压缩后发送不但可以在传输的过程中充分利用带宽,还可以节约传输的费用。对数据进行编码提高了数据传输的安全性。

2.3 上位机接收分析数据系统

上位机是电脑接收系统,通过可视化的界面分析实时传输来的数据。上位机软件与后方数据库建立连接,将接受到的数据储存在SQL SERVER数据库系统中。上位机系统建立日志功能,记录数据传输中的异常情况,为日后遇到类似问题提供解决方案。解释中心通过对地层各种参数的分析,给出合理的建议,并通过GPRS网络实时地将意见反馈到施工现场,这样就可以保证施工的工程进度,不耽误施工的继续进行。

3 小结

测井数据的无线实时传输对石油采集有着重要的作用,由于用卫星实现数据传输成本太高,而GPRS无线传输数据有资费比较低,可以按使用流量计费,且通信可以保持数据的完整性,覆盖范围广,传输实时性强等优点,所以笔者提出了采用基于GPRS的测井数据实时无线传输系统。该系统可以实现数据的实时无线传输,解释中心可以及时的分析数据并对施工队伍给出合理的建议,节约了数据传送的时间,提高了施工队伍的工程进度,在石油开采中有很广泛的应用空间。

参考文献:

[1]吴红云,移动通讯前沿――GPRS技术应用[J].中山大学学报(自然科学版),2003,42(增2):136-140.

[2]甄玉杰,GPRS技术在远程监控系统的应用[J].承德石油高等专科学校学报,2004,6(3):37-39.

[3]李国庆.王永震;测井数据实时无线传输技术[J].大庆石油地质与开发,2009.04.03.

[4]李勋、耿德根,AVR单片机应用技术[M].北京航空航天大学出版社,2002:1-47.

无线数据传输范文2

关键词:单片机 ATmega16 nRF905无线传输 远程控制

中图分类号:TN919.6 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)07-0025-01

在工业控制中经常遇到需要构建由一台设备异地控制多台设备的控制系统。在传统的控制系统中,这些控制信号的传输一般由多条控制线或构建相应的控制网络(485、ModbModbus等)完成。这些都需要敷设相应的控制电缆,当现场条件受限时,敷设控制电缆的成本就会很高。本文阐述用无线数传模块实现送风机与8台异地排风机的控制。

1、系统构成

本系统有两个独立的控制器、两个无线数据传输模块构成。分别设置于送风控制柜和排风控制柜内。控制方式采用主从机控制方式,送风控制柜端为主机,排风机端为从机。主机端负责发送指令和接收显示排风机工作状态,从机段负责执行指令(控制排风机工作状态)及反馈排风机工作状态。指令传送采取定时与及时相结合的方式。当主机端有新的控制指令产生式立即将相应的指令传送到从机段。如果在指定时间(1S)后没有新的指令产生,则将原有指令重复发生。

1.1 控制器构成

控制器采用AVR系列单片机ATmega16为核心,辅以相应的输入、输出模块构成。见图1。

输入为12路,全部用PC817隔离,输入电路见图2。

输出全部为继电器输出,输出继电器与ATmega16之间也采用PC817隔离,以提高系统的抗干扰性能。

输入与输出公用一组12V电源,ATmega16单独使用一组电源。

控制器设置两个串行数据接口,一个用于与无线传送模块nF905连接,另一个用于与PC机连接(调试控制器用)。

为提高系统稳定性控制器采用了看门狗专用电路MAX706。

1.2 数传模块

现行市场上无线数传模块种类很多,由于其技术较为成熟,产品性能多比较稳定。无线数传产品也较为成熟,应用也非常广泛。例如无线抄表、工业遥控、遥测、自动化数据采集系统、楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统、POS系统、无线键盘、鼠标、交通,井下定位、报警等。本文所采用的数传模块为VW3201A,该模块的参数设置如下:中心频率:433MHz;串口缓冲区大小:50;Time Out :5字节间隔;串口速率:9600bps;数据格式:8N1;工作通道号:0;发射功率;+20db;无线通讯速率9600bps;工作模式:透明。

2、控制过程

主从机控制器采用相同的控制器,均为12路输入12路输出。主机四路输入用于采集送风机工作状态,8路作为启动开关与远程端8台排风机相对应。8路输出用于显示从机8台风机工作状态,一路用于通信故障报警。当系统出现通信故障时输出报警信号。从机端控制器的8路输入用于采集排风机输出端风压,以此判定排风机工作正常与否;一路输入用于远控、就地切换。8路输出用于控制8台排风机,一路输出用于通信故障报警。

主机上电复位后,采集输入端和输出端信息,经过运算整理后将收集的信息及相应的数据头和校验码传送给主机端数传模块,由数传模块将信息发送出去。从机端接收到主机发送的数据后,经校验数据正确后传送给从机控制器,控制器对数据头及CRC校验后,如果数据正确则发出相应指令,控制排风机。同时将从机端输入、输出状态信息通过输出模块发射给主机,主机收到数据后显示相应信息。

3、数据传输与抗干扰处理

系统的抗干扰除了在硬件设计时采用一系列的抗干扰措施外,软件设计时为提高系统数据传输的准确率,增强系统抗干扰能力也采取了一系列措施。首先在数据帧的构成上,增加了固定数据头,确保接收数据起始位的正确。一帧数据由7个字节构成,数据头两个字节(0XAA 0XBB)、输入状态信息两个字节、输出状态信息(含报警信息)两个字节、CRC校验码一个字节。

主从机传输数据的帧格式是相同的,实际传输的有效数据位控制器输入、输出端状态信息和通信错误报警信息。其余字节为校验信息。

无线数据传输范文3

【关键词】无线 GPRS技术 传输数据

在工业控制中,信息交流是其中最为重要的环节所在。伴随当前通信技术的不断发展,工业控制可以选择的通信方式逐渐增加,而传统的通信方式已经无法满足当今共工业发展需求,为此,GPRS技术在无线传输数据中的应用极为重要。通过GPRS网络,能够较容易的实现无线数据的传输,其价格也十分的低廉。为此,相关部门必须高度重视GPRS技术在无线传输数据中的应用。

1 GPRS技术相关概述

作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信的过度技术,GPRS是GSM Phase2+规范所实现的内容之一,以GSMUI东分组数据业务为基础,GPRS技术面向用户提供一定的移动分许IP或者X.25连接。在现有的GSM网络基础之上,GPRS在其中叠加了一个新的网络,以增加一些硬件设备并且对其原有的网络升级方式,使其形成了一定较新的网络逻辑实体,从而使其能够提供端到端、广域的无线IP连接。换言之,GPRS是一项高速数据处理技术,该技术主要将分组交换技术作为基础,用户可以通过GPRS在移动状态之下,对各种高速数据业务进行使用,如收发E-mail,Internet浏览等。GPRS和现有的GSM语音系统相比,其最为根本的区别在于:GSM属于一种电路交换系统,GPRS则是一种分组交换系统。为此,GPRS比较适合用于间断的、突发性的以及少量的数据传输,同时更加适用于偶尔的大数据量的传输。该特点的存在,较为适合应用在大多数的移动互联网当中。

GPRS拥有一定的优点,这些优点主要体现在以下几点,即:

1.1 能够永远在线

在GPRS应用被激活之后,便会永远保持在线的状态,不会出现掉线问题,与那种无线的专线网络相类似;

1.2 能够按照流量进行计费

尽管GPRS能够永远保持在线的状态,但是无需对其费用问题进行担心,其原因在于,只有在产生通信流量的时候才会有计费产生。该技术属于一种面向使用的计费方式,该种计费方式更为科学合理;

1.3 能够快速的登录

GPRS具有全新的分组服务,该服务并不需要花费较长时间进行拨号建立连接;第四,能够自如的进行切换。语音与数据业务可以自如的进行切换应用,这便能够使得电话与上网两个业务同时的进行。如图1所示,该图为GPRS网络结构图,从图中可见,GPRS网络结构较为复杂,并且拥有一定的重要性。

2 GPRS在无线数据传输中的应用

由于GPRS技术自身拥有一定的优点,为此,GPRS技术更加适合很多移动互联网的应用。但是行业应用期间,对于数据的吞吐量、延迟性以及可靠性等方面的GPRS服务质量提出了更加严格的要求。

GPRS技术利用信道捆绑与增强数据速率的方式,以此实现了高速接入的目标。当前研究总,能够在一个载频的8个信道中进行捆绑,那么在此时网络设备所能够提供的最大上行或者下行的速率可达每载频171.2kbit/s,将开销去除以后,便能够达到160kbit/s。现阶段,要达到捆绑8个时隙在技术方面还存在较大的难题,很多厂家能够将4个时隙捆绑起来,此时的网络侧数据传输速率将会有所下降。

GPRS网络已经将GSM网络安全性特征全部继承下来。

例如:通过身份认证、用户数据以及信令数据等加密方式来实现硬件安全存储目标。与此同时,GPRS网络与GSM网络安全性相比,其安全性已经有大幅度的提升,这充分表明用户数据与信令数据加密范围已经超出了GSM网络范围,这在极大程度上降低了文明传输的范围。

GPRS技术被应用的范围较广,已经实现了GPRS无线数据传输系统的目标。如路口的闯红灯监测仪,该监测仪在使用期间能够生成一定的数据文件,以传输软件为介质压缩与加密数据,之后将数据传送至串口连接的GPRS无线终端上,之后以GPRS网络为基础,将这些数据信息发送到我国各个移动内部网当中;只有以GPRS服务节点为基础,将数据传输到Internet上,并且将存在Internet上的制定服务器找出,中心服务器则通过数据接收软件来完成数据接收任务,在完成数据接收以后,能够将其转发到内部的网络指定数据处理服务器之上,最终完成整个信息传输任务。

3 总结

伴随通信技术的不断发展,GPRS网络技术随之出现,由于GPRS网络技术拥有较多方面的优点,如投资小、范围广等,为此,GPRS网络通信技术已经被广泛应用在工业控制行业当中。但是,由于GPRS网络建立以GSM技术为基础,因此,该技术在数据传输方面还存在较多的缺陷问题。为此,在设计期间,需采用小数据随时传送方式进行传送,同时也应用了大数据深夜传送的方法进行传送,并取得了令人满意的效果。

参考文献

[1]马洪伟,盛翊智.GPRS技术在无线传输数据中的应用[J].微机发展,2005,15(03):101-103.

[2]曹卫,董航飞,李宗宝等.GPRS技术在水利监测系统中的应用[J].排灌机械,2007,25(05):39-42.

[3]沈苑,陈晓荣,施展等.基于GPRS技术的远程数据采集与分析系统[J].上海理工大学学报,2007,29(03):281-284.

无线数据传输范文4

关键词:gprs cms91-900/1800 p89c669 at命令集 tcp/ip 嵌入式

目前的无线网络有gsm、gprs、cdma2000三种,gsm属于2g网络,会被后两者迅速替代,所以不考虑接入到gsm网。 gprs、cdma2000采用的是2.5g网络技术,是未来一段时间内

gprs无线数据传输系统应用范围相当广泛,几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用,如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业pos机、internet接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持传统的互联网应用,gprs也可使无线终端支持b2b、b2c 的电子商务和电子支付、股票交易、银行转帐等应用。gprs同样可以应用于公司内部网(intranet),基于ip的远程lan 接入,使无线终端成为lan的延伸。但是,普通的gprs模块在使用时有些局限性,它没有内嵌tcp/ip协议栈,需要用户提供tcp/ip 的支持;就是说,需要在使用gprs 模块的上位机单片机系统中嵌入tcp/ip,这是一个复杂而繁琐的工作,有时甚至超过了应用本身的工作量。基于提供一种简便实用的gprs 通讯解决方案的需求,作者开发了嵌入式gprs移动无线通信模块,它内嵌了tcp/ip协议栈,简化了接口设计,实现了数据在用户终端和服务器之间的透明传输,使用户可以方便地应用gprs 技术实现远程的无线数据传输。

一、gprs无线通信技术

1.gprs网络的构成

gprs(general packet radio service)是通用分组无线业务的简称。gprs是gsm phase2.1 规范实现的内容之一,能提供比现有 gsm 网 9.6kbit/s 更高的数据率。gprs 采用与 gsm 相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的 tdma 帧结构。因此,在 gsm 系统的基础上构建 gprs 系统时,gsm 系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需作软件升级。

构成 gprs 系统的方法是:

(1)在 gsm 系统中引入 3 个主要组件

①gprs 服务支持结点(sgsn, serving gprs supporting node)

②gprs 网关支持结点(ggsn, gateway gprs support node)

③分组控制单元(pcu)

(2)对 gsm 的相关部件进行软件升级。 gprs 系统原理如图1所示:

图1 gprs系统原理图

2.gprs通信过程

在gsm 基础上增加网络设备主要有:

pcu:通过对基站子系统(bss)进行软件升级,一种被称为分组控制单元(package control unit,pcu)的新型gprs实体将被用来处理数据业务量,并将数据业务量从gsm话音业务量中分离出来。pcu增加了分组功能,可控制无线链路,并允许用户接入同一无线资源。

sgsn:gprs业务支持节点(serving gprs support node,sgsn)为用户和ggsn提供分组路由和隧道等功能。gprs分组从基站直接发送到sgsn节点,而不是通过移动交换中心msc连接到语音网络上。

ggsn:支持节点网关(getway gprs support node,ggsn是gprs网络连接其他网络(如internet)的关键设备; ggsn对接收自sgsn的分组数据进行相应的处理后,发送到目的网络中,如internet或x.25网络;而来自internet的标识有移动终端地址的ip包,由ggsn接收,再转发到sgsn,继而传送到移动终端上。

二、gprs通信的硬件实现

上节讲述的只是简单数据流向的过程,而在实际通信中,数据处理是非常复杂的。系统设计需要象传统网络那样进行分层考虑。进入gprsmodem的数据必须包含各层网络协议,系统对数据的加工、协议的加载都应由数据端完成。

借鉴数据端为pc的网络通信osi的七层标准,针对本系统数据端arm控制的实际情况,系统完成的只需是一下四层网络协议:物理层、数据链路层、网络层和传输层。

为了避开与本系统无关的gprs内部复杂的协议转换和数据操作流程,本文把gprs服务节点和网关节点等gprs内部节点简化抽象为gprs网络,把gprs内部协议及internet网关协议简化抽象为gprs网关协议。

整个系统的硬件框架如图2所示。

图2 硬件框架图

1.电源部分

电源部分是关系到cms91和arm能否正常工作的关键,选择芯片必须非常注意。

本系统分别用lt1086cm-3.3、lm7805、lm317t稳压芯片给s3c44box芯片供电。通过一个线性电压调整芯片sp1117-3.3给cms91供电。

2.cms91外围模块:将麦克风、耳机和扬声器、sim卡都接到相应的cms91的引脚上去。

3.uart口:cms91模块和s3c44box的通信是通过uart1,pc和s3c44box的通信是通过uart0,中间的电平转换芯片为max232。

4.天线选择:强烈建议选用cellon公司推荐的天线型号,一般天线是免费赠送的。

在该系统中,数据采集端的数据来自用户的设备需要通过gprs传输的数据,

三、gprs通信的软件实现

由于开发板与gprs终端使用串口进行数据的交换和实现控制功能,所以该应用程序要实现短信的发送、接收、读取、删除等短信相关的管理功能,以及和语音服务有关的拨号、接听等功能都需要通过串口来实现,因此,应用程序最重要的就是处理好两个串口的数据的发送和接收。

开机上电后,程序在主函数中运行,arm和cms91模块分别进行初始化,arm的初始化包括设置串口工作方式、波特率、并初始化变量参数和标志位。cms91模块初始化包括重新启动、关闭回显、选择短信格式为pdu格式、开发串口中断准备接收数据。

四、应用前景

嵌入式gprs无线通信模块借助于移动通信运营商的无线通信网络,组成虚拟的专用数据网络来传输数据,具有网络覆盖范围广、传输可靠、扩容性好、组网灵活、建设周期快、运营成本低等优点。系统的建设成本也极为低廉,中心站只添置一台服务器和数据通信线路,终端添置一个嵌入式无线通讯模块就能组建完整的数据采集和控制系统,另外,嵌入式gprs无线通信模块采用透明的数据传输与协议转换,很适合用户进行二次开发应用到不同的系统中。

参考文献

[1] cms91-900/1800 gsm/gprs module hardware specification version 2.08 april,2003 reference cms91-900/1800.st.spec mo

无线数据传输范文5

关键词:无线USB;CY7C68013A;nRF2401;FPGA

中图分类号:TL82文献标识码:B文章编号:1004373X(2008)1904902

Data Transmission System Based on Wireless USB

WANG Meng1,ZHAO Shujun1,SHAN Baoci2

(1.Zhengzhou University,Zhengzhou,450001,China;2.Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing,100049,China)

Abstract:Based on USB controller CY7C68013A and radio frequency chip nRF2401,a data transmission system with wireless USB interface is designed,and the hardware software design of wireless USB interface is paring to the system of using multi-chip to realize USB interface,using single chip to design the USB interface enhances reliability of the system.Adopting FPGA as the down-side machine can improve flexibility and portability of hardware design.This system supports hot plug and play of USB interface,and also realizes wireless transmission for data without communication cable.

Keywords:wireless;USB;CY7C68013A;nRF2401;FPGA

USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)作为计算机和外设之间的标准接口,因其使用方便、传输速度快、支持热插拔等特点,被广泛应用到了消费电子、移动通信、工业控制及仪器仪表等诸多领域。 但是在不宜布置通信电缆的场合,有线USB通信就受到了限制。为此,本文提出了一种使用USB接口进行无线数据传输的方案。

1 硬件设计

整个系统由两部分组成。由CY7C68013A和nRF2401组成模块一,并将该模块与计算机的USB接口相连,nRF2401用来完成数据的无线发射和接收,CY7C68013A作为nRF2401和计算机USB接口的纽带,用来实现USB通信功能;由Xilinx公司的FPGA芯片XC2VP4-5FG256C和另外一片nRF2401组成模块二,nRF2401用来完成数据的无线发射和接收,由FPGA将数据发送给nRF2401或读取nRF2401的数据。图1中的双向箭头表示数据通信是双向的。整个数据通信的流程如下:模块二中的FPGA将采集到的数据发送给nRF2401,nRF2401以2.4 GHz的基频将此数据调制成高频电磁波发射出去,计算机端模块二上的nRF2401将接收此高频电磁波并进行解调,然后将解调后的数据通过CY7C68013A发送给计算机。计算机端的数据可通过与此相反的方向将数据发送给FPGA。

1.1 FPGA与nRF2401的数据接口

nRF2401上电以后有4种工作模式,分别为:收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。这4种工作模式由PWR,CE,CS三个引脚的电平决定,如表1所示。nRF2401内部有两个数据通道,并且两个通道能同时工作用来提高数据传输速率。CLK1为nRF2401通道一收发数据的时钟, DR1为通道一接收数据准备好的状态指示信号, DATA为通道一的数据线。以上6个信号可以与XC2VP4-5FG256C的任意6个用户可用引脚相连,在FPGA代码编写完成后,通过Xilinx开发软件ISE的管脚约束选项将这6个信号指定到相应的引脚即可。XC1,XC2外接16 MHz晶振,ANT1,ANT2为nRF2401的天线接口。

1.2 CY7C68013A与nRF2401的数据接口

CY7C68013A 的D口与nRF2401相连,如图3所示。CY7C68013A是Cypress公司推出的集成USB 2.0接口的微控制器,该芯片具有一种独特的结构,使USB接口和应用环境直接共享FIFO(先入先出存储器),而微控制器可不参与数据传输,但允许以FIFO或RAM的方式访问这些共享FIFO,这一结构较好地解决了USB高速传输的带宽问题。

2 软件设计

通过此无线USB接口,实现了计算机接收FPGA发送的数据的功能。整个系统软件包括以下几个部分:计算机端USB接口的驱动程序以及应用程序、USB控制器芯片CY7C68013A固件程序和FPGA配置nRF2401,并发送数据给nRF2401的Verilog HDL程序。

FPGA端的Verilog HDL程序流程图如图4所示。配置nRF2401就是往nRF2401写入18 B的配置字,主要作用是:设置发送数据的长度、数据通道的地址;启用CRC校验并设置CRC校验模式,nRF2401使用硬件对发送的数据进行CRC校验以保证传输的准确性;设置nRF2401外接晶振的频率,信号发射的功率、速率及发射模式。nRF2401支持两种信号发射速率,分别为250 kb/s和1 Mb/s,本系统选用250 kb/s的信号发射速率。nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种。ShockBurstTM收发模式下数据从外部控制器输入,但高速发射、与射频协议相关的高速信号处理都在nRF2401内部进行,这样信号在空中的滞留时间短,抗干扰性强。采用ShockBurstTM收发模式时,nRF2401自动处理数据包的字头(地址)和CRC校验码。为此,采用ShockBurstTM收发模式进行数据发送。在数据发送阶段,配置阶段写入nRF2401的配置字决定了发送的数据包的长度为32字节,前两字节为地址,接下来的28字节为数据,最后两字节为CRC校验码(由nRF2401自动生成)。

CY7C68013A内部集成了USB收发器、串行接口引擎SIE以及增强型的8051单片机,USB收发器将CY7C68013A的数据发送到计算机的USB总线上,串行接口引擎SIE用于处理与USB协议相关的操作,8051单片机用于CY7C68013A与外部器件的接口。CY7C68013A的固件程序由Keil μVision开发。固件程序的实现过程如下:首先设置与USB传输相关的寄存器;接着检测nRF2401 DR1引脚的电平,当DR1为有效电平时,说明nRF2401已接收到有效数据,CY7C68013A在CLK1的上升沿读取nRF2401的数据,最后将读到的数据存入块端点缓冲区以等待计算机读取。

计算机USB的驱动程序采用CY7C68013A的生产商Cypress公司提供的通用驱动cyusb.sys,计算机通过cyusb.inf安装cyusb.sys驱动程序, cyusb.inf文件里CY7C68013A的产品序列号和版本号必须与固件程序里的一致。计算机应用程序里必须包含头文件cyapi.h和 cyioctl.h,并连接cyapi.lib才能通过驱动程序cyusb.sys对CY7C68013A进行操作。应用程序首先生成一个USB设备类的对象,然后打开设备并调用读块端点的API 函数读取CY7C68013A块端点中的数据。

3 结 语

无线USB接口实现了USB接口和无线通信两大功能。在USB接口部分采用集成8051内核的USB控制器,简化了硬件设计,提高了系统的可靠性。在FPGA扩展AD转换电路,就可以实现一个带有无线USB接口的数据采集系统。

参考文献

[1]Nordic Semiconductor.nRF2401 Product Specification,Revision 1.1[Z].2006.

[2]Cypress Semiconductor.CY7C68013A Datasheet[Z].2006.

[3]Xilinx Semiconductor.XC2VP4-5FG256C Datasheet[Z].2006.

[4]王成儒,李英伟.USB 2.0原理与工程开发[M].北京:国防工业出版社,2004.

[5]杨旭,沈大林.Visual C++编程篇[M].北京:电子工业出版社,2004.

[6]王诚,薛小刚,钟信朝,等.FPGA/CPCD设计工具Xilinx ISE 5.X 使用详解[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[7]张国云.USB设备启动过程的分析与实现[J].现代电子技术,2005,28(23):102-103,105.

[8]张伟,王力,赵晶,等.Protel DXP 入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[9]夏宇闻.数字系统设计――Verilog实现[M].北京:高等教育出版社,2006.

[10]谭浩强.C语言程序设计[M].2版.北京:清华大学出版社,1999.

作者简介

王 锰 男,1983年出生,郑州大学硕士研究生。主要研究方向为核医学仪器与方法。

无线数据传输范文6

本文介绍以PIC16C73和CC1000为基本部件,设计并实现无线数据传输发射机的过程。

1 PIC16C73及CC1000简介

PIC16C73是Microchip公司生产的一种高性价比的8位嵌入式微控制器。CC1000是为在无线条件下应用所设计的一种极低功率单芯片射频收发器。它主要是为315、433、868和915MHz的ISM和SRD设备所设计,可以编程工作在300~1000MHz范围之间的任一频率上。它具有极低的电流消耗、高灵敏度、体积小、低供电电压、FSK数据传输率可达76.8kbps、FSK调制频谱修正等特点,它还为用户提供了简单易用的开发包。使用CC1000芯片设计电路简单,不需要使用极少的外部元件、不需要外部射频转换和中频滤波器。

2 系统设计

本无线数据传输发射机框图如图1所示。

图中,PIC16C73接收数字或模拟信号,经过缓存、组帧后,将数据传送到射频发射机,由CC1000实现FSK调制后发射出去。

本设计中PIC16C73的振荡周期为4MHz,指令周期为1μs。CC1000工作在发射状态,发射频率306.874457MHz,频偏64kHz,速率7638Kbps,发射功率10dBm。发射数据采用自定义帧格式,其格式为:

4字节位同步字—0AAH,0AAH,0AAH,0AAH;

2字节帧同步字(3位0加13位巴克码)—1FH,35H;

1字节地址或命令;

50字节数据。

上述57字节组成一帧,每两帧之间间隔为8.25ms。

3 硬件设计

单片机PCI16C73与CC1000的连接如图2所示。

    单片机通过对3-wire串行设置接口(PDATA,PCLK和PALE)编程,使CC1000处在不同工作模式下。为实现数据回读,PDATA必须使能双向引脚,另一个双向引脚被用来实现数据(DIO)的发送和接收。提供数据定位的位置寄存器,完全设置CC1000需要发送29个16位的数据帧(7位地址位、1位读/写位和8位数据位)。

    在每个写循环中,编程数据PDATA线上都发送16位数据,每个数据帧中前7位为地址位,下一位是读/写位(高电平写,低电平读),后8位是数据。在地址和读/写位传送过程中,程序地址锁存器使能PALE线必须保持低电平,然后传送8位数据位。PDATA上的数据同步在编程时钟PCLK的负沿完成。当D0,即8位数据位的最后一位已经载入时,数据就会被载入内部设置寄存器,时序如图3所示。

    这些设置寄存器也可被单片机通过同样的设置接口读取。7位地址首先被发送,然后读/写位被置为低来,开始数据回读,时序如图4所示。

4 软件设计

4.1 总体流程图

软件采用模块化程序设计方法,图5是总体流程。

    4.2 初始化

初始化是一项十分重要的工作,需要分别对PIC16C73和CC1000两个芯片进行初始化。由于本设计中要完成PC机与PIC之间的异步通信和PIC的模/数据换功能,所以除了PIC16C73的各个PORT端口外,还应对串行通信接口SCI部件和A/D转换部件等进行初始化。在单片机初始化完成后,通过它对CC1000进行初始化,使其工作在发射模式,其流程如图6所示。

4.3 中断服务子程序设计

PIC16C73有多达11种中断源,本设计使用了其中的SCI异步接收中断和A/D转换完成中断。初始化工作完成后,当单片机通过SCI接收完一字节数据后就会产生SCI接收中断,另外,当单片机完成一次A/D后也会产生中断。在产品中断后,程序即进入中断服务子程序,要完成数据的缓存、缓存管理及组帧、数据传送工作。

图6

上一篇网店经营

下一篇猜字谜