基于ZigBee技術的無線數傳電路模塊設計
給出了基于ZigBee的無線數傳網絡系統的設計和實現方法。該無線數傳網絡系統基于UART串口通信協議,工作在無需申請的2.4GHz ISM頻段,并遵循IEEE 802.15.4 /ZigBee協議,可以在全球范圍內應用而不用擔心與其它ZigBee用戶的地址相沖突。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201710/369602.htm數傳模塊的系統架構與總體設計:根據對數傳模塊技術指標的要求,系統的總體設計可分為無線數傳模塊、測試底板、計算機測試配置軟件等三部分。該測試系統總共由50個節點組成,其網絡拓撲結構為網狀網絡。50個節點之間可以互相發送數據,并可測試其數據通信功能、穩定性及通信距離。
無線數傳模塊的硬件設計:無線數傳模塊的硬件設計主要分為CPU部分、射頻部分和接插件三個部分。圖3所示是CPU部分的主要電路,它由CC2430及其輔助電路組成;射頻部分主要由功率放大器(PA)和低噪聲放大器(LNA)組成;作為通用產品,接插件的選擇也至關重要,為了方便模塊的替換,本文選擇可插拔、間距為1.27 mm的插針作為接插件。
該接插件使得模塊也可以像其他芯片一樣直接焊接在目標PCB上,同時,也可以上自動貼片機。 圖4所示是系統中的射頻部分電路原理圖。為了使傳輸距離更遠,就必須加大發射功率和提高接受靈敏度,所以,在射頻部分,本文的設計又增加了PA、LNA以及一些信號開關和開關控制信號的產生電路。LNA的增益可達13 dB左右,因而大大提高了傳輸距離和可靠性。
圖5所示是系統射頻功放電路圖,其中PA的發射功率可達20 dBm,故可大大提高傳輸距離。
數傳模塊的具體指標:根據數傳模塊的靈敏度、噪聲系數、選擇性、傳輸延時、安全等級等各項性能要求,ZigBee模塊的各項技術指標如下:射頻頻率:2.4GHz;通道數:具有16個射頻通道2.405~2.485;通訊視距:可靠傳輸距離在100米以上; 發射功率:低功耗型為-25~0 dbm;可調遠距離型為18.5~26 dbm可調;接收靈敏度:低功耗型為-90 dbm;遠距離型為-99 dbm;網絡拓撲:星狀、樹狀、網狀;每跳延時:不大于15 ms; 數據安全:采用128-Bit AES加密算法。
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