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基于NRF905的无线通信系统
摘要：由于劳累的布线，还有传统短程的高成本。通信系统的设计理念和实施，本文介绍了基于NRF905芯片的无线通信系统。在无线通信系统中，确保主系统和子系统之间数据通信的可靠性是十分重要的，该系统的结构简单，并且数据的传输是可靠的，是一种可以在短距离无线领域中得到广泛应用的通信系统。
关键词：NRF905，微控制器，无线通信，DS18B20
- 介绍
它需要实时地测量在某些领域的温度，如粮库温度控制系统和台式电冰箱的温度控制系统的温度。传统的检测系统需要进行接线工作并且现场环境的约束将给接线工作带来一些麻烦。同时，成本高，维修困难。该nRF905的是北欧的公司的产品，该公司已采用GFSK调制并且在内部集成北欧的增强冲击芒刺的协议提供了一种无线通信芯片。通信速度为高达2Mbps并且提供了标准SPI，从而便于与微控制器的接口。建立一个控制温度测量和与DS18B20温度传感器的结合的无线通信系统是很容易的
2．系统结构
温度测量和控制的无线通信系统由三部分组成：在从系统中，在主机系统和管理终端。该系统的结构可在图1中显示。
图1：温度测量和控制无线通信系统的结构
从属系统分布在应用领域不同的地方，收集各区域的温度信息必需的。从属系统需要主机系统通过所述自发组织方法中的中心的无线数据通信网络，并将收集的温度信息通过无线方式从系统传输到主机系统。
主机系统管理从从系统的温度信息收到的所有连接。然后，所有从系统收集的温度的信息将被报告给管理终端。管理终端将记录并显示所获得的温度数据。针对不同的应用，将对它们进行分析，以便相应的控制处理。
- 从系统的设计与实施
从系统实现了对收集到的温度信息的处理以及无线传输。从系统已采用的STC89C52微控制器来控制NRF905 RF芯片和DS18B20的温度传感器，以实现从系统的功能。硬件结构可以在图2中显示。
图2 从系统的硬件结构
该NRF905是由北欧公司推出的高度集成的单芯片无线收发器，它具有自动回复和自动晋升重发功能。它的速度可高达2Mps并且有125可选择工作通道。信道的切换时间短，它可以被用于跳频。它的输出功率，信道选择协议设置可以通过SPI端口进行设定。增强冲击连拍模式可同时控制的响应和重传功能，同时不增加微控制器的工作量。该NRF905还具有相同的信道可以接收不同的路线六路数据的功能。使用FDMA技术的可实现的750点的数据的收集，这使得它成为用于温度测量的硬件的执行的最佳选择，并控制无线通信系统。
DS18B20是由美国达拉斯半导体公司推出的智能数字温度传感器。它可以直接读取测得的温度。根据实际需要，与九个和十二之间的位数的读取方式可以通过编程来实现。它可以测量从-55℃到 125℃温度，并有温度下的plusmn;0.5℃精确度从-10℃到 85℃。使用DS18B20可以节省系统资源，使系统的结构更简单，更可靠。
从系统和主机系统的微控制器需要5V电源而NRF905无线模块所需的3.3V电源。有必要使用AMS1117-5和AMS1117-3.3变换的电压，这样稳定的效果良好。
- 主机系统和管理终端
主机系统负责建立所述无线网络和接收来自从系统的温度信息，以及通过串行端口信息发送到管理终端的计算机的关系。所述NRF905无线模块和主机系统的电源模块的设计是相同的从系统中的一个。计算机被认为是管理终端。管理终端将通过串口接收主机系统报告的信息，然后保存。同时，它也可以发送和接收通过串行部分由软件监督接收的实时信息。根据所获得的信息，需要使对不同的应用相应的控制处理。主机系统的硬件结构可以在图3中显示。
图3：主机系统的硬件结构
- 软件流程
从系统开始后，首先有必要初始化装置和寄存器以及寻找主机系统和从系统以建立连接。然后在节点各温度传感器的信息将被依次读取和温度数据将被发送到主机系统。阅读所有传感器的信息后，传感器将进入休眠定时，它正在等待下一轮。主机系统负责建立的通信协议，通过它，无线网络和无线数据传输的功能将被实现。同时，它也管理的硬件平台的资源，并提供用于应用开发的接口。软件过程可以在图4中显示。
图4：软件流程图
- 系统的实现
该系统实现了在主机系统和五个从属系统之间的无线通信功能。五个从属系统已被分配到一个大的仓库，从系统和主机系统之间的距离为约25米。通过管理终端的软件监督下，实时温度信息将被收集并且温度控制信息也可以发送，这实现了温度测量和控制主机系统和从系统之间的无线通信。管理终端软件可以在图5中显示。
图5：管理终端的监控界面
- 结论
在本文提出的温度测量和控制的无线通信系统的结构简单，它可被容易地实现，以及性能稳定，能在布线工作是不方便的地方得到广泛应用。该系统可以扩展或转化为湿度传感器，气体传感器，烟雾传感器和红外线传感器等，并能够容易地实现的无线通信系统。
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